第五章 实体特徵的建模
第五章基本實體特征建模
第一节Protrusion 特征
Protrusion 特征简介
长料(Protrusion)是最基本的实体特征，他们几乎涵盖全部的实体特征，利用长料与切割建立实体特征，最重要的就是利用一个2D的截面(形状)，依照指定的轨迹长出一个实体，所指定的轨迹包括直线(拉伸Extrude )、圆弧(旋转Revolve)、或是任意指定的曲线(扫出Sweep)，至于混成(Blend )中的平行混成(Parallel Blend)和旋转混成(Rotational Blend)也不过是拉伸和旋转的衍生，只是混成可以拥有多个截面罢了。下表说明Protrusion四种特征类型。
特征剖面图实体图
Extrude
Revolve
Sweep
平滑的混成
Blend
直的混成
1-1 EXTRUDE 和REVOLVE 特征
1.Extrude
Extrude(延伸):完成剖面后，垂直长出一厚度。
? 操作步骤
A. File → New ----- 建立新零件，并输入零件名称。
B. Insert → Extrude 或是直接點擊圖標 。
C. Define Sketch Placement 。
D. 选择Sketching Plane → 方向 → 参考基准面。
E.自动进入“Sketcher”后，绘制剖面。
F.Done ----- 完成剖面绘制。
G.输入厚度。
指定特征建立的方向
当您选取草绘平面，Pro/ENGINEER 会提示您指定特征拉伸的方向或是观看草绘平面的方向。
如何指定特征建立的方向
1. Pro/ENGINEER 会在选取的草绘平面上显示一个黃色的箭头，表示内定的特征建立方向。
2.Pro/Engineer选取反向(Flip)来改变特征建立的方向或是观看草
绘平面的方向;
1.定义特征深度(Depth)
-----从草绘平面起依指定特征建立的方向拉伸特征。
------系统平均的往草繪平面两侧拉伸特征。
-------拉伸至指定的點?線?基准面?曲面.
---------拉伸至下一個曲面
---------拉伸穿過所有曲面
在Pro/ENGINEER 中有很多特征在指定深度时，包括有长料(Protrusion)﹑切割(Cut)﹑槽(Slot)﹑孔(Hole)﹑面(Surface)特征，都会出现指定至(SPEC TO)或定义起始(SPEC FROM)选項。
2. 旋转(Revolve)
旋转特征是另一种极为常用的特征，它是利用一个中心线作为轴心，将
2D 截面依此轴心旋转成3D 的实体特征。旋转特征与拉伸特征一样可以完全建立在草绘平面的一侧或是对称于草绘平面的两侧。
操作步骤:
Section
---------拉伸至指定曲面
指定曲面
1. File → New --- 建立新零件，并输入零名称。
2. Insert → Extrude
或是直接点击图标。
3. 选择Sketching Plane →方向 → 参考基准面
4. 自动进入Sketcher”后，绘制剖面。
5. 设定旋转角度。
6. Done --- OK
绘制剖面注意事项:
A: 绘制旋转用之剖面时，必须有旋转轴(以中心线表示
)并且剖面须有与相对于中心轴之参数。 B: 剖面须为封闭曲线。
C: 剖面须在旋转中心线的同一侧。
D: 若是在截面中有多于一条的草绘中心线，Pro/ENGINEER 会以描绘的第一条中心线作为旋转中心。
1-2 Sweep 和Blend 特征 1 扫出(Sweep)
扫出特征的建立是先草绘或选取一条轨迹，然后在草绘2D 的截面沿着指定的轨迹扫出3D 实体。
注意:扫出截面与轨迹始终保持垂直。
Trajectory
在定义扫出特征的过程中，必须先定义其轨迹，完成后，系统会在轨迹的起点位置与轨迹垂直的平面上，要求定义扫出的截面。随后需要选择特征的属性是Merge Ends还是Free Ends，它们的区别如下表：
扫出特征有时会失败，原因大概有以下几点:
1.轨迹本身自己相交。
2.草绘截面时将图元对齐或标注尺寸在固定的几何上，但是却使用
3D的轨迹，造成截面无法随着3D的轨迹扫出。
3.轨迹中圆或弧的半径相对于截面的尺寸过小，造成实体自我交截。
?操作步骤:
A.File → New ------ 建立新零件，并输入零件名称。
B.Insert → Sweep → Protrusion /thin protrusion
注意:这时有两种选择，一种是绘制扫出轨迹(Sketch Traj) ，另一种是选择扫出轨迹(Select Traj)。
C. 选择Sketch Traj → 选择Sketching Plane → 方向 →参考基准
面。
D. 自动进入“Sketcher”模式。------利用一般剖面绘制之方法 建
立扫瞄之路径(Trajectory)。
E. Done ------ 扫瞄路径完成。
F. 选择扫瞄之方式“Add Inn Fcs”或“
No Inn Fcs”
? 封闭线所围成内部自动补成实体。
? “No Inn Fcs”则不做任何补偿作用。
G. 选择Sketching Plane → 方向 → 参考基准面。 H. 再次自动进入“Sketcher”模式，绘制扫瞄之截面。
I. Done---完成扫瞄之截面，同时完成Base Feature 。
Closed Trajectory ，Open Section
Closed Trajectory ，Closed Section
2 混成(Blend)
所谓混成的意义就是指不同截面的混成。在实体特征的建立都是以截面为基础，前三个特征拉伸(Extrude)﹑旋转(Revolve)﹑扫出(Sweep)都是使用固定截面。混成特征只是在实体长料的过程中，截面可以阶段性的改变，仅此而已。
平滑(Smooth)和直的(Straight)混成特征区别如下图所示:
?操作步骤:
1. File → New ----- 建立新零件，并输入零件名称。
2. Insert → Blend → Protrusion/Thin protrusion
3. 设定混成之方式，有四項选择
:
A.Parallel/Rotational/General:设定混成之剖面之相关特性。
?Parallel---剖面相互平行。
?Rotational---剖面相对于y轴，彼此有不同之夹角。
?General---可以是空间中任意方向﹑位置﹑形状之剖面。
B.Regular Sec/Project Sec
?Regular Sec---剖面为一般以Sketching Plane 绘制之面。
?Project Sec---剖面为一投影面。
C.Select Sec/ Sketch Sec
?Select Sec---剖面为由现有之model选取之面。
?Sketch Sec---剖面为使用者绘制之面。
D.Straight/Smooth
?Straight---两剖面之间以直线形式相连。
?Smooth---将所有剖面圆滑式连在一起。
4. 选择Sketching Plane →方向→参考基准面
5. 自动进入“Sketcher”模式，以产生剖面，剖面制作有两种方式:
A.Parallel
进入此模式时，在同一窗格上画出所有相平行之剖面，画完一个后，选取“Toggle”切换至下一个剖面，前一个变成隐藏线，直到最后一个剖面完成以后，再按两次“Toggle”，即回到第一个剖面，然后，可循
环更改已完成的剖面。
B.Rotational
1).进入此模式时，剖面须个别完成后，再进行下一个剖面之制作。
2).每一个剖面完成后，提示行会询问是否要产生下一个剖面，如果要
C. General------各剖面需个别在其坐标完成
以上三个种类的区别请看
下表：混成种类
Section Smooth Straight
Parallel
所有的截面都平行于绘图平面
Rotational
混成截面可以绕Y 轴最多转120度，每一个截面都要单独绘制，且必须要有坐标系。
General
混成截面可以绕X 、Y 、Z 轴转动，每一个截面都要单独绘制，且必须要有坐标系。
2. Swept Blend(扫描混成)
Swept Blend:使用一条轨道线与几个剖面来创造一个实体, 这个实体同时具有Swept 与 Blend 的效果
Swept Blend使用规则
所有的剖面与轨道线必须相交
使用封闭式轨道线(Closed trajectory)至少要有两个剖面，且其中必须有一个在轨道线的起点上。
开放式轨道线(open trajectory)必须定义首尾剖面
假设剖面是由许多断面组成﹐必须先使用Composite curve组成同一段线方可。
各种Sweep/Blend特征比较
Swept Blend练习
?建立新零件
File → New →输入档名:swp_bld_solid_ex1 ?建立Swept Blend特征
Insert → swept blend
→Sketch Section | Nrm To OriginTraj | Done ?建立Sweep之轨道线
Sketch Traj
→[选择绘图平面:DTM3]
→[选择Top参考平面:DTM2]
→[绘制如右图之剖面]
→Sec Tools → Start Point
→[选择DTM2上的点为起始点]
→Regenerate → Done
→Accept
?建立第一个剖面
[输入z轴的旋转角度:0]
→[绘制如下图之正方形]
→Done
?建立第二个剖面
[输入z轴的旋转角度:0]
→[绘制如右图之圆形]→ Done ?建立第三个剖面
[输入z轴的旋转角度:0]
→[绘制一个点]→ Done
1-3 厚度形式的介绍: Thin 和Solid 的区别
SOLID 和THIN 的区别如下：
１． 实体特征的剖面必须是封闭的，而薄壳特征则无此限制。 3.
薄壳特征需要指定厚度的生长方向和厚度值。在绘制好剖面图后，可選擇薄壳厚度的生长方向，选择Flip 可改变图标箭头的方向。
由下表可以看出，薄壳特征的剖面不必封闭。
用Protrusion 建构实体时，还需要选择实体的厚度形式Solid(实体) 或者Thin(薄壳)，如下图所示。
1.Solid(实体)─实体特征的建立是以封闭剖面为基础的。产生的特征形状就是封闭剖面经过拉升、旋转、扫描等动作所包含的立体空间的形状。系统默认的选项是Solid。
2.Thin(薄壳)─薄壳特征是先将剖面线经过拉升、旋转、扫描等动作形成的空间曲面，然后根据薄壳的厚度的生长方向和厚度尺寸将此曲面径向位移产生一个壳体特征。
不同厚度生长方向图示
剖面及厚度方向
薄壳特征
?20
?24
?22
改变生成的方向。 朝里﹑朝外及两边等厚。
第二节Cut 特征
与长料(Protrusion)一样，Cut也是最基本的实体特征。不同的是它的效果与Protrusion正好相反，Protrusion是长料，而Cut却是依照指定的轨迹砍去一块料。另外与Protrusion不同的是，Cut的剖面图可以不是封闭的。下图说明Cut的4
种特征类型及与Protrusion的对比。
特征 Protrusion特征
剖面图 Cut
Extrude
Revolve
Sweep
Blend