学习情景5复杂零件设计方案.ppt

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1、学习情景5 复杂零件设计,场景7：特征的编辑与修改,螺旋扫描,一般混合,扫描混合,可变剖面扫描,环形折弯,曲面建模,复杂零件创建方式,齿轮建模,场景1,场景2,场景3,场景4,场景5,场景6,场景7,场景1：以螺旋扫描方式创建三维零件,某机械厂生产如图4-5所示弹簧，要求建立其三维数字化模型。,【工程案例一】弹簧的三维数字化建模,【学习目标】,1学习螺旋扫描的创建过程；2掌握弹簧的绘制方法。,在日常生活中，弹簧已经广泛应用于各个领域，特别是在各种机械设备中，弹簧的应用更加广泛。按照形状的不同，弹簧可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟状弹簧、板状弹簧等。本案例主要是通过如何通过构造螺旋扫描特征来创建圆柱

2、螺旋弹簧。,1螺旋扫描特征 螺旋扫描是一个剖面沿着一条螺旋线轨迹扫描，产生螺旋状的扫描特征。创建一个螺旋扫描特征需要具备四要素，即旋转轴、轮廓线、螺距、剖面。,【相关知识点】,【弹簧模型造型分析】,某机械厂生产如图所示螺母，要求建立其三维数字化模型。,1学习真实螺纹的绘制方法。2掌握螺母、螺栓的建模方法。,【工程案例二】螺母的三维数字化建模,【学习目标】,螺母也是日常生活中常见的一种机械零件。螺母造型的难点在于真实螺纹的创建，可以通过螺旋扫描特征来创建，其余部分则可以通过简单的拉伸、旋转、镜像来实现。,表5-1 螺母的三维数字化建模思路,【螺母模型造型分析】,某机电有限公司生产如图所示螺栓，要

3、求建立其三维数字化模型。,【举一反三】,表5-2 螺栓的三维数字化建模思路,创建图5-18所示各零件的三维数字化模型。,（a）普通螺母（b）圆头螺母,【工程案例练习】,（c）螺栓（d）透气塞,（e）螺杆,场景2：以一般混合方式创建三维零件,某刀具厂生产如图所示绞刀，要求建立其三维数字化模型。,构图说明：8个相同截面，每个截面均绕Z轴旋转45，截面间距25。,1学习一般混合特征的创建方法。2掌握绞刀的建模方法。,【工程案例三】绞刀的三维数字化建模,（a）绞刀横截面草图,【学习目标】,绞刀造型的难点在于刀刃部分。绞刀刀刃部分是由八个截面按二次曲线的方式平滑过渡而成，可以采用一般混合特征的方式来创建

4、。而且由于每个横截面的形状与尺寸均相同，可以采用先绘制截面文件的方法，然后进行调用，以减少截面绘制的次数。绞刀刀柄部分则可以采用旋转或拉伸+拔模方式来创建。,【绞刀模型造型分析】,1一般混合特征 一般混合特征作为混合特征的一种，它也是由两个或多个剖面在其边界处用过渡曲面连接而成的一个连续特征。与平行混合、旋转混合特征不同的是：一般混合特征的截面可以绕X轴、Y轴和Z轴旋转和平移，每个截面都单独草绘，并用截面坐标系对齐。,【相关知识点】,场景3：以扫描混合方式创建三维零件,某机械厂生产如图所示吊钩零件，要求建立其三维数字化模型。,1学习扫描混合特征的创建方法。2掌握应用扫描混合特征创建吊钩零件的建

5、模方法。,【工程案例四】吊钩的三维数字化建模,【学习目标】,1扫描混合特征 扫描混合特征是使用一条轨迹线与多个截面图形来创建一个实体或曲面特征。这种特征同时具有扫描和混合的特性。在建立扫描混合特征时，需要有一条轨迹线和至少两个特征剖面。而轨迹线可通过草绘曲线方式来创建。,【吊钩零件模型造型分析】,吊钩在机械设计中应用比较广泛，一般用于起重机、拖车等设备的承力、连接部件。对于该零件实体模型的创建，主要使用创建扫描混合特征的方法。其它部分均可采用旋转、拉伸、倒角方式来创建。,【相关知识点】,某机械厂生产如图所示方向盘，要求建立其三维数字化模型。,1巩固扫描混合特征的创建方法。2掌握方向盘的建模方法

6、。,【工程案例五】方向盘的三维数字化建模,【学习目标】,本案例主要是学习如何通过扫描混合方式创建方向盘的轮辐结构，其它部分均可采用旋转或拉伸的方式来创建。,表5-3 方向盘的三维数字化建模思路,【方向盘模型造型分析】,某机电有限公司生产如图所示门把手，要求建立其三维数字化模型。,【举一反三】,表5-4 门把手的三维数字化建模思路,其中截面1、3为5的圆，截面2、6为4的圆，截面4为3.5的圆，截面5为3的圆。,场景4：以可变剖面扫描方式创建三维零件,某日用品厂生产如图所示塑料瓶，要求建立其三维数字化模型。,【工程案例六】塑料瓶的三维数字化建模,1学习可变剖面扫描特征的创建方法。2掌握可变剖面扫

7、描特征在零件建模过程中的灵活应用。,【学习目标】,塑料瓶的造型主要是用于学习可变剖面扫描特征的创建。,表5-5 塑料瓶的三维数字化建模思路,【塑料瓶模型造型分析】,1可变剖面扫描特征可变剖面扫描特征主要用于创建一个截面沿多条轨迹线扫描而成的一类特征。它是一种剖面方向和形状可以变化的扫描特征。可变剖面扫描特征的创建一般要定义一条原始扫描轨迹线和若干条轨迹链，其中扫描轨迹线是截面扫掠的路径，轨迹链用于控制截面的形状。变截面扫描特征中的多条轨迹线有不同的含义。在创建过程中选取的第一条轨迹称为原始轨迹线，是确定扫描特征方向的轨迹线；第二条轨迹线称为X轨迹线，用来确定特征截面的方向，其它轨迹称为辅助轨迹

8、，辅助轨迹可以有多条，它们用来约束特征截面的形状，实现可控的截面。,【相关知识点】,场景5：以环形折弯方式创建三维零件,某橡胶厂生产如图所示轮胎，要求建立其三维数字化模型。,1学习环形折弯特征的创建方法。2掌握环形折弯特征在零件建模过程中的灵活应用。,【工程案例七】汽车轮胎的三维数字化建模,【学习目标】,轮胎造型主要用于学习环形折弯特征的创建。,表5-6 轮胎的三维数字化建模主要步骤,【轮胎模型造型分析】,1环形折弯特征 环形折弯特征的用途是系统根据用户所指定的折弯径向剖面，自动将实体、曲面或曲线折弯成环形物。,【相关知识点】,场景6：以曲面建模方式创建三维零件,某厨房用具厂生产如图所示水盆，

9、要求建立其三维数字化模型。,【工程案例八】水盆的三维数字化设计,水盆的造型主要包括水盆面板和水池两部分。水盆面板上要创建10个落水槽，可以采用阵列的方式来完成。水池部分开口上大下小，需要进行拔模，而且需要倒圆角，盆底需要创建出水孔等。由于水盆厚度较薄，宜采用创建曲面的方法来造型。,【学习目标】,1学习拉伸曲面、填充曲面、曲面拔模、曲面倒圆角、曲面加厚等基本曲面的创建与编辑方法。2掌握曲面建模技术在零件造型过程中的灵活应用。,【造型分析】,表5-7 水盆的三维数字化建模思路,在三维造型设计过程中，曲面设计非常重要，主要用于一些具有复杂形状物体的建模，如手机外壳、鼠标外壳、以及汽车、飞机、轮船、航

10、天器等外观设计。在Pro/Engineer软件中，创建曲面特征的方法与创建实体特征的方法大致相同，但曲面造型比实体造型更加灵活，可操作性更强。1基础曲面特征 Pro/Engineer软件中提供了一些基础曲面的创建，如拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、混合曲面、螺旋扫描曲面、扫描混合曲面、可变剖面扫描曲面等，这些曲面的创建与其相关的实体造型方法一样。,【相关知识点】,2特殊曲面特征 除了提供基础曲面特征外，Pro/Engineer软件中还提供了一些其它曲面创建方法，如曲面填充、边界混合等。3基本的曲面编辑方法 当用户创建了一些基本曲面后，所得到的曲面可能不一定满足用户要求，这时就需要对曲面进行编辑修

11、改，Pro/Engineer软件提供了多种曲面编辑方法，如曲面偏移、拔模、移动、镜像、复制、修剪、合并、延伸、倒角、倒圆角、阵列、加厚、实体化等。,试创建如图5-110所示三维数字化模型。,【学习基础案例】边界混合曲面创建,1学习边界混合曲面特征的创建方法。2学习曲面拔模偏移的曲面编辑方法。,该零件造型较为复杂，由于上表面为不规则曲面，而且中间有倾斜的凹槽，难以用以前讲的各种方法来创建，因此需要引入新的零件造型方法：边界混合曲面、曲面拔模偏移、曲面实体化等。,【学习目标】,【造型分析】,1边界混合曲面 边界混合曲面是由边界曲线混合而成的曲面特征，用户可在一个方向或两个方向上指定边界曲线，还可指

12、定控制曲线来调节曲面的形状。2曲面偏移 曲面的偏移是指对用户选定的曲面按曲面的法线方向进行偏置。3曲面实体化 曲面实体化是指将曲面特征转化为实体特征的一种方式。,【相关知识点】,【工程案例九】吹风机的三维数字化设计,某电器厂生产如图所示吹风机，要求建立其外壳的三维数字化模型。,1学习曲面建模技术在零件建模过程中的灵活应用。,【学习目标】,吹风机的造型综合利用了多项曲面造型技术和实体建模技术，如边界混合、曲面偏移、曲面合并、曲面填充、曲面倒圆角、拉伸、阵列、镜像等。,表5-7 吹风机的三维数字化建模思路,【造型分析】,【趣味建模】雨伞的三维数字化建模,试建立图所示雨伞的三维数字化模型。,表5-8

13、 雨伞的三维数字化建模过程,场景7：齿轮三维数字化建模,某齿轮厂生产如图所示齿轮，齿轮模数m=3，齿数z=13，齿顶高系数ha=1.0，顶隙系数c=0.25，分度圆压力角=20，齿宽b=20。要求建立其三维数字化模型。,1学习参数与关系式的设置方法。2学习轮齿的建模方法。,【工程案例十】齿轮的三维数字化建模,【学习目标】,齿轮作为一种常用件，在机械设计中得到广泛应用，主要用来传递动力和运动，改变转速和运动方向等。齿轮有多种类型，如直齿轮、斜齿轮、人字形齿轮、弧形齿轮等。齿轮已实现半标准化，如模数和齿形角等。齿轮造型的难点在于轮齿部分，需要构造渐开线曲线。不过在近似造型过程中，可以用圆弧来代替渐

14、开线，以简化建模过程。本案例分别对齿轮模型的近似造型与参数化标准造型两种方式进行了讲述。,【齿轮模型造型分析】,1齿轮的结构,在设计标准齿轮时，只需确定齿轮的模数m和齿数z两个参数，而分度圆上的压力角=20，齿顶高系数ha和顶隙系数c分别为1和0.25，齿顶圆、分度圆、齿根圆直径等参数可以通过以下关系式自动计算：分度圆直径d=m*z齿顶圆直径da=m*z+2*m*ha齿根圆直径df=m*z-2*(ha+c)*m节圆直径db=m*z*(cos(),【相关知识点】,2参数与关系 Pro/Engineer软件用参数来定义零件或装配体的尺寸值，当参数值发生改变时，可以获得不同大小的一类零件。关系主要用于参数之间的联系，如表达式d2=d1+d0*sin(a)中，d0、d1、d2、a均为参数，整个表达式为一关系，其中d2的值由d0、d1、a的值确定。3渐开线的参数方程 渐开线的参数方程式为：=t*90/*t为变量，取值范围0-1*/r=db/2 s=(PI*r*t)/2/*PI为常数*/x=r*cos()+s*sin()y=r*sin()-s*cos()z=0,某齿轮厂生产如图所示齿轮，要求建立其三维数字化模型。,【举一反三】,