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          3.1 特征造型的基本知识
      3.1.1 特征造型的概念
  SolidWorks是基于特征的实体造型软件。零件模型是由各种特征来生成的,零件的设计过程就是特征的相互组合、叠加、切割和减除过程。

  所谓特征是指可以用尺寸和参数驱动的三维几何体。通常,特征应满足如下条件:
 ●特征必须是零件中的具体构成之一
 ●特征能对应于某一形状
 ●特征应该具有工程上的意义
 ●特征的形状是可以预知的

  特征可以分为基本特征、辅助特征(也称附加特 征),实际上还包括参考几何体。
基本特征是最基本的几何特征造型,包括拉伸、旋转、扫描和放样等特征造型工具。由于基本特征大部分是在草图的基础上形成的,因此又称为基于草图的特征。二维草图轮廓经过特征操作即可生成基本特征,例如圆柱体特征就是由一个圆轮廓草图作截面,经过拉伸生成的基本特征。
  辅助特征(附加特征)是在已有基本特征上进行辅助(附加)的操作,圆角特征、倒角特征、抽壳特征等都是辅助特征。 参考几何体也辅助特征的一种,是建立其他特征的参考,并不参与模型的生成。
      3.1.2 特征造型的基本步骤
  通常,应用特征造型设计零件大致都要遵循以下几个步骤:
  (1)规划零件
  规划零件主要包括分析零件的特征组成、零件特征之间的相互位置关系、特征的构造顺序以及特征的构造方法。
  (2)创建基本特征
  首先按照特征的重要性和尺度建立基本特征。在SolidWorks中将每个零件所生成的第一个特征称为基本特征,而且每个零件只能有一个基本特征。一般选择构成零件基本形态的主要特征或尺寸较大的特征作为基本特征。
  (3)创建其他特征
  根据零件规划,在基本特征上逐一添加其它特征,最后添加圆角、倒角等辅助特征。
  (4)编辑修改特征
  在特征造型的过程中的任何时刻都可以对特征进行修改,包括修改特征的形状、尺寸、位置,或是特征的从属关系,也可以删除已经建立好的特征。

      3.1.3 特征分析

  构造一个零件要根据零件上各个特征的形状、尺寸以及特征之间的几何关系来创建,需要提前从总体上对各个特征加以充分考虑与规划。在设计规划时考虑得越详细,在设计的实现阶段就越顺利,最终的模型也就会越好,对复杂的零件尤其如此。
    特征分析主要有以下内容:
  (1) 特征分解
  分析零件都是由哪些特征组成,需要创建哪些特征。对同一个零件可以有不同的特征分解方法,应该以是否符合设计思想为原则来确定一个好的特征分解方案。
  (2)特征的构造顺序
  分析按照什么顺序创建特征以及如何进一步编辑。
  (3)特征的造型方法
   不同的特征有不同的造型方法,同一个特征也有多种造型方法。应该确定合适的特征造型方法,同时分析特征的主要约束。例如,对于阶梯轴,可以用多种方法创建。现在对其中的三种方法进行分析:
  ●旋转基体法
  在草图中绘制阶梯轴的截面轮廓和一条中心线,用旋转增料的方法生成阶梯轴。
  ●叠加法
  首先用拉伸基体的方法生成阶梯轴的大径部分,然后在其到端面上拉伸凸台生成小径部分。
  ●除料法
  首先用拉伸基体的方法生成大径的圆柱体,然后用拉伸切除或旋转切除的方法去除部分材料生成阶梯轴。
   以上三种方法体现了不同的设计思想:
  第一种方法强调了阶梯轴的整体性,零件的定义主要集中在草图中,设计过程简单,但草图较为复杂,后期对零件的修改需要通过重新编辑草图进行,缺乏灵活性,在复杂零件的设计中可能导致无法解决的问题。
  第二种方法采用搭积木的方式通过两次拉伸实体生成零件,它更符合人们的习惯思维,但与机械加工中生成阶梯轴的步骤正好相反。两次拉伸使设计过程稍微复杂一些,但优点是设计层次清晰,草图简明,后期对零件的修改非常方便。
  第三种方法的优点与第二种相同,但是它强调了实际生产中加工阶梯轴的步骤,在设计过程中考虑了制造的工艺过程。这三种方法没有绝对的优劣之分,只有在实践中不断的积累经验,充分考虑到针对每一个零件的各方面的要求,才能做出相对合理的选择。
    用户还需要考虑以下几个问题:
  (1)草图布局
  零件的基本特征一般由草图生成,因此生成基本特征的草图的位置决定了零件的位置。设计零件时要充分利用系统提供的零件原点和初始基准面。根据零件的结构选择合适的基准面来构造草图,便于用户应用标准视图来观察模型。将零件中重要的面,如对称面及后续造型中需要多次引用的面放到初始基准面上,可以省略部分构建参考面的步骤。
  (2)草图复杂程度
  在很多情况下,同一个零件可以利用一个复杂轮廓的草图直接拉伸生成,也可以利用一个简单轮廓的草图先进行拉伸特征后,再进行圆角或倒角等辅助特征操作。两者具有相同的操作结果,为一个零件设计基本特征时经常会面临这种选择。
  如一个拉伸特征的边线需要进行圆角处理,此时可以绘制一个包含草图圆角的复杂草图。或是先绘制一个较为简单的草图后再添加圆角特征。
  具体选择简单草图还是复杂草图,需要考虑以下因素:拉伸简单草图时,草图比较容易管理且比较灵活。如有必要,可以对个别特征重新排序和压缩。但拉伸简单草图再进行辅助特征操作的方法,比直接拉伸复杂草图要占用更多的系统资源。
  这两种方法在不同层次上定义了圆角特征,在SolidWorks中,草图、特征、零件乃至产品层次都可以定义特征之间的关系。注意合理规划关系出现的层次,比较固定的关系应当定义在较低的层次,而需要经常调整的关系放在较高的层次。尤其在草图层次,需要将固定的几何关系与尺寸关系明确地加以定义。
      3.1.4 选择命令
  为在模型中快速、准确地选择对象SolidWorks提供了选择过滤器。设置过滤器后,当光标掠过被选对象时,只有那些在过滤器中确定的项目才会被选上,从而使诸如点、线或面等对象的选择更加准确、快捷。
  右击常用工具栏,从【自定义】/【工具栏】中勾选【选择过滤器】,或者直接按F5功能键,系统会弹出【选择过滤器】对话框:
  单击【过滤面】按扭,【切换选择过滤器】按钮 被激活,鼠标在模型中只能选择面。
  单击【过滤点】按扭,则鼠标在模型中只能选择点和面。
  单击【清除所有过滤器】按钮,关闭所有过滤器。
    与过滤器有关的功能键:
 ●功能键F5:切换选择过滤器工具栏
 ●功能键F6:切换选择过滤器,允许选择一个或多个过滤器。
    与过滤器有关的快捷键:
 ●快捷键E:过滤边线
 ●快捷键V:过滤顶点
 ●快捷键X:过滤面
  操作者在模型中选择对象时,除了通过【选择过滤器】进行选择外,还可以使用右键快捷菜单来操作。在绘图区选中模型的边线后右击,这时会弹出快捷菜单。在弹出的快捷菜单中有【选择其它】、【选择中点】、【选择相切】、【选择环】四种选择方式。根据所选具体对象的不同会出现四种选择方式中的几种。:
  (1)单击【选择其它】按钮,弹出【选择其它】提示对话框。被所选对象挡住的、与所选对象相互交织的其他实体元素(如面、边线)可以被选择,该功能在工程图中很有用处。
  (2)单击【选择中点】命令,则所选边线的中点被选中。
  (3)单击【选择相切】命令,则与所选对象相切的对象(相切关系将一直传递,直到不相切对象出现时停止)同时选中。
  (4)单击【选择环】命令,则与该边线相连的环轮廓被选中;【选择环】命令常用于倒圆角和倒角操作。
      3.1.5 参考基准轴
  在零件或装配体环境中,生成草图几何体或圆周阵列时,要使用基准轴。单击【参考几何体】上的【基准轴】按钮 ,系统弹出【基准轴】属性管理器。在【选择】选项框中选择基准轴的形成方式和所需选择项目,单击【确定】按钮 完成基准轴的建立。参考基准轴的类型主要有以下几种类型:
  ◇【一直线/边线/轴】:沿所选一草图直线或模型边线来生成基准轴。
  ◇【两平面】:选择两构造平面(包括基准面),在其交线处生成基准轴。
  ◇【两点/顶点】:选择两个绘制的点、顶点或中点生成基准面。
  ◇【圆柱/圆锥面】:选择一圆柱或圆锥面,生成的基准 轴通过圆柱或圆锥面的轴线示。
  ◇【点和面/基准面】:选择一基准面或模型上的平面,以及一个绘制的点或顶点,生成垂直于所选面且通过所选点的基准轴。
  在设计中也常用临时轴作为基准轴。临时轴是由模型中的圆锥或圆柱隐含生成的轴线,可以通过单击菜单栏【视图】/【临时轴】按钮 来显示或隐藏。合理地使用临时轴可以省去新建基准轴的操作,加快工作速度。

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