第6章 工程特征

第6章工程特征本章导读本章重点理论学习本章导读为了达到设计的要求，在建立了基础特征以后要对零件进行打孔、倒角、抽壳、拔模、倒圆角等操作，这些特征通常被称为工程特征，也可以称之为构造特征。本章将主要介绍孔、壳、筋、拔模以及倒圆角工具的使用方法。本章重点孔特征抽壳特征筋特征拔模特征倒圆角特征6.1孔特征在Pro/ENGINEERWildfire4.0中孔特征有3种类型。直孔：最简单的孔特征类型，它放置曲面并延伸到指定的终止曲面或者用户定义的深度；草绘孔：由草绘截面定义的孔特征类型，可产生有锥顶开头和可变直径的圆形断面，比如阶梯轴、沉头孔、锥形孔等；标准孔：标准孔是有基本形状的螺孔。是基于相关的工业标准的，可带有不同的末端形状、标准沉头和埋头孔。用户可以利用系统提供的标准查找表，也可以创建自己的孔图标。对于标准孔，会自动创建螺纹注释。6.1孔特征(1)直孔对于简单的直孔，形状上滑面板如图6.1所示。其中包括有直径框、第1侧深度选项以及第2侧深度框。经常用到的的是直径框以及第1侧深度框，直径框用于输入孔特征的直径值。可以直接输入数值，也可以在列表中选取最近所使用过的数值；第1侧深度框用于选定孔特征的深度类型，包括有盲孔、对称、到下一个、通孔、穿至、到选定的6个选项。其具体的含义将会在下面的内容中讲述；第2侧深度框用于控制双侧孔特征在第二方向的钻孔深度，与第1侧深度类型在用法上完全相同的。图6.1创建直孔6.1孔特征图6.2设置参照图6.3设置深度类型图6.4完成设置后的孔特征图6.5创建的简单直孔6.1孔特征(2)草绘孔：对于草绘孔，当在草绘环境绘制了孔的几何形状后，单击形状上滑面板，则会显示所绘制的草绘图形，如图6.6所示。然后可以在零件上选取放置参照以确定孔的放置位置。图6.6创建草绘孔6.1孔特征图6.7草绘孔旋转截面图6.8设置参照图6.9完成设置后的孔特征图6.10创建的草绘直孔6.1孔特征(3)标准孔：对于所创建的标准孔特征，按照攻丝与否，可以分为攻丝孔和间隙孔两种。攻丝孔：创建新的标准孔时，系统默认选取“攻丝”，全螺纹表示在标准孔中贯穿所有的曲面攻丝；可变表示攻丝到指定的深度，如图6.11所示。图6.11创建攻丝孔6.1孔特征间隙孔：需关闭对话框上的“攻丝”选项。如图6.12所示。其中包括有拟合框、埋头孔、沉孔以及“退出埋头孔”框。图6.12创建间隙孔6.2抽壳特征壳特征可将实体内部掏空，只留有一个特定壁厚的壳。可以选定一个或者多个曲面作为壳移除的参照面；如果用户没有选定所要移除的曲面的话，系统会自动的创建一个封闭的壳体，将零件的整个内部都掏空，且空心内部没有入口；在定义壳的时候，也可以选取要在其中指定不同厚度的曲面，可以为每个曲面指定单独的厚度值，但无法为这些曲面输入负的厚度值或者是反向的厚度值，厚度侧由壳的默认厚度所确定。6.2抽壳特征(a)指定1个移除曲面(b)指定2个移除曲面(c)没有指定移除曲面(d)指定不同厚度的曲面图6-13创建的壳体特征6.3筋特征筋特征是连接到实体曲面的薄板或者腹板伸出项，用于加固设计中的零件，防止其出现不必要的弯折。筋特征必须是在其它特征之上，并且草绘剖面必须是开放的。筋特征与拉伸特征是相类似的，也可以通过拉伸特征来创建。6.3筋特征筋特征对话框中包括有厚度框以及反转按钮。其中厚度框用来输入筋板的厚度值，或者从下拉列表中选择最近所使用的数值；而反转按钮则表示是在草绘平面的单侧或者以草绘平面为对称面来创建筋板，系统默认是以草绘平面为对称面来创建筋特征的。如图6.14所示。6.3筋特征图6.14筋特征材料侧的变化6.3筋特征筋板特征可以分为直的与旋转两种，系统会根据与其相连接的几何自动进行设置。直的筋板表示所连接的表面为直曲面筋特征向一侧拉伸或者关于草绘平面对称拉伸，如图6.15所示；旋转筋板表示连接到旋转曲面，筋的角形曲面是锥形的，而非平面的，绘图面会通过某一轴为对称特征的旋转轴，因此其产生曲圆锥型的曲面外形，平面之间的距离与筋和连接几何的厚度是等的。如图6.16所示。6.3筋特征图6.15直的筋板图6.16旋转筋板6.4拔模特征针对模具制造的要求，在设计过程当中经常需要将零件的某些竖直面改为倾斜面，以方便零件从模具当中顺利取出。倾斜面与竖直面之间的夹角称之为拔模角度，在Pro/ENGINEERWildfire4.0中，拔模的角度为-30到+30之间。在拔模时需要注意的是，当曲面是由列表圆柱面或者平面所形成时，才可进行拔模，拔模时曲面的边界周围不能有圆角，可以先对其进行拔模，然后在进行圆角过渡。6.4拔模特征在学习拔模特征之前，首先需要了解其相关的几个概念。拔模曲面：要拔模的模型曲面。拔模枢纽：曲面围绕其旋转的拔模曲面上的线或曲线(也称作中立曲线)。通过选取平面(在此情况下拔模曲面围绕它们与此平面的交线旋转)或者选取拔模曲面上的单个曲线链来定义拔模枢纽。拔模方向：用于测量拔模角度的方向.通常为模具开模的方向。可通过选取平面(在此情况下拖动方向垂直于此平面)、直边、基准轴或坐标系来定义它。拔模角度：拔模角度与生成的拔模曲面之间的角度。如果拔模曲面被分割，则可为拔模曲面的每侧定义两个独立的角度。拔模的角度必须在为-30到+30之间。拔模曲面拔模角度拔模方向拔模枢纽图6.17拔模特征概念6.4拔模特征拔模特征包含有不分割拔模、根据拔模枢纽分割以及分割对象分割。1.不分割表示不分割拔模曲面，整个曲面沿着该拔模枢轴旋转。选择该选项时，分割对象框和侧选项是不可以用的。如图6.18所示。中性平面拔模曲面图6.18不分割拔模6.4拔模特征2.根据拔模分割表示沿拔模枢纽分割拔模曲面。3.分割对象分割表示使用草绘来分割拔模曲面。若利用不在拔模曲面上的草绘来进行分割，系统会将其与草绘平面垂直的方向向投影到拔模曲面上。6.4拔模特征独立拔模侧面表示为拔模曲面的每一侧指定独立的拔模角度。从属拔模侧面表示定义一个拔模角度，第二侧以相反方向拔模。仅当拔模曲面以拔模枢纽分割或者使用两个枢纽分割拔模时可用。只拔模第一侧表示仅拔模曲面的第一侧(由分割对象的正拖动方向确定)，第二侧仍保持无拔模的状态。只拔模第二侧表示仅拔模曲面的第二侧，第一侧则仍保持无拔模的状态。6.4拔模特征中性曲面(a)独立拔模侧面(b)从属拔模侧面(a)只拔模第一侧(b)只拔模第二侧图6.19根据基准平面分割拔模6.5圆角特征圆角特征在零件的设计中起着很重要的作用，在Pro/ENGINEERWildfire4.0中可以创建和修改倒圆角，倒圆角是一种边处理特征，通过向一条或者多条边、链或者曲面之间添加半径形成。要创建倒圆角，需要定义一个或者多个倒圆角集。倒圆角集是一种结构单元，包含有一个或者多个倒圆角几何。当指定了倒圆角放置参照后，Pro/ENGINEER会使用默认属性、半径值以及适合的被参照几何默认的过渡来创建圆角。在创建倒圆角时需要注意的是在设计中尽可能在设计的最后阶段建立倒圆角特征；为避免创建从属于倒圆角特征的子项，在标注位置尺寸的时候，尽量不要以边作为参考边，以免在以后变更设计时产生麻烦。6.5圆角特征(a)恒定圆角(b)可变圆角(c)由曲线驱动倒圆角(d)完全倒圆角图6.20圆角类型6.5圆角特征自动倒圆角在Pro/ENGINEERWildfire4.0中，还可以对特征进行自动倒圆角特征的操作。在主菜单依次选取“插入”|“自动倒圆角”选项，设置合适的圆角，系统会自动对零件进行倒圆角，如图6.21所示。(a)打开的模型(b)完成圆角后的模型图6.21自动倒圆角6.6倒角特征在Pro/ENGINEERWildfire4.0中可以创建和修改倒角。倒角特征可以对边或者拐角斜切削，以避免产品周围棱角过于尖锐，或者是为了配合造型设计的需要。进行倒角的曲面可以是实体模型曲面或者是常规的Pro/ENGINEER零厚度面组和曲面。6.6倒角特征倒角特征包括有边倒角和拐角倒角两个特征。1.边倒角系统所包含的标注形式有“45×D”、“D×D”、“角度×D”、“D1×D2”，图6.22列出了这几个选项之间的简单对比。需要倒角的边创建的倒角图6.22(a)创建“45×D”倒角特征6.6倒角特征需要倒角的边创建的圆角图6.22(b)创建“D×D”倒角特征需要倒角的边参考面创建的倒角图6.22(c)创建“角度×D”倒角特征6.6倒角特征需要倒角的边参考面创建的倒角图6.22(d)创建“D1×D2”倒角特征6.6倒角特征2.拐角倒角(1)选出点该选项表示在创建拐角倒角特征的时候以选取点的方式来确定倒角边的大小。在选取完所要倒角的拐角后，系统会以蓝色高亮显示构成倒角的第一条边，在此边上任意一点单击鼠标左键，选取倒角在此边上的位置点；接着系统会以蓝色显示构成倒角的第二条边，同样在该边上选取一点作为倒角在此边上的位置点；重复以上操作，在第三条边上选取生成倒角的位置点。如图6.23所示。在3个边上各任选一点创建的倒角图6.23以“选取点”创建拐角倒角6.6倒角特征(2)输入该选项表示通过输入数值的方法确定倒角的位置，在“选出/输入”菜单中选取该选项后，在主视区下侧会出现消息提示框，如图6.24所示，要求用户输入从拐角沿边的方向到位置点的距离值，分别输入3边距离值创建的倒角图6.24以“输入”创建拐角倒角