第一章 模具设计基础知识
第二节 零件设计的基本方法
模具设计的第一步就是创建零件的三维模型,在零件设计模块中, Pro/ENGINEER提供了强大的实体建模功能来快速创建零件的三维模型。
Pro/ENGINEER是基于特征的三维建模软件,创建零件三维模型的过程也就是创建多个特征的过程。下面将简单介绍几种基本的特征,除了一些特别复杂的零件外,对于一般的零件来说,使用这几种特征就可以创建零件的三维模型。
1.2.1 拉伸特征
在所有的特征中,拉伸特征是应用得最多的一种特征,它主要用于创建形状比较规则的实体。其原理为在某个平面上绘制一个二维截面,然后使该二维截面沿着垂直于绘图平面的方向生长一个深度,从而得到一个立体特征。
单击主菜单中的“插入”→“拉伸”命令,或单击“基础特征”工具栏上的“拉伸”按钮,系统弹出如图1-1所示的“拉伸”操控面板。该操控面板分为上下两排,上排主要用于快速定义特征参数;下排包含3个按钮,单击按钮后,系统会弹出相应的上滑面板。

图1-1 “拉伸”操控面板
1.拉伸类型
在Pro/ENGINEER中,可以创建下面几种类型的拉伸特征。
- 实体伸出项。
- 薄壁伸出项。
- 实体切除。
- 薄壁切除。
- 曲面。
- 曲面裁剪。
- 薄壁曲面裁剪。
2.拉伸深度类型
在Pro/ENGINEER中,系统提供了下面6种拉伸深度类型。
- “盲孔”按钮:直接输入一个数值确定拉伸深度。
- “对称”按钮:直接输入一个数值,从草绘平面两侧对称拉伸,输入的值为拉伸的总长度。
- “到下一个”按钮:拉伸到下一个特征的曲面上,即在特征到达第一个曲面时终止拉伸。
专家提示:基准平面不能作为终止曲面。
- “穿透”按钮:拉伸至与所有曲面相交,即在特征到达最后一个曲面时终止拉伸。
- “穿至”按钮:拉伸到一个选定的曲面。
- “到选定的”按钮:拉伸到一个选定的点、曲线、平面或曲面。
专家提示:在绘制拉伸特征的二维截面前,应该首先在操控面板中指定拉伸特征为实体或曲面。这是因为拉伸实体特征的二维截面必须封闭,而曲面特征则可以是开放的二维截面。
1.2.2 旋转特征
旋转特征主要用于创建回转体,其原理为在某个平面上绘制一个二维截面,然后使该二维截面以一条中心线为旋转中心轴旋转一个角度,从而得到一个立体特征。
单击主菜单中的“插入”→“旋转”命令,或单击“基础特征”工具栏上的“旋转”按钮,打开“旋转”操控面板,如图1-2所示。该操控面板分为上下两排,上排主要用于快速定义特征参数;下排包含3个按钮,单击按钮后,系统会弹出相应的上滑面板。

图1-2 “旋转”操控面板
1.旋转类型
在Pro/ENGINEER中,可以创建下面几种类型的旋转特征。
- 实体伸出项。
- 薄壁伸出项。
- 实体切除。
- 薄壁切除。
- 曲面。
- 曲面裁剪。
- 薄壁曲面裁剪。
2.旋转角度类型
在Pro/ENGINEER中,系统提供了下面3种旋转角度类型。
- “盲孔”按钮:直接输入一个数值确定旋转角度。
- “对称”按钮:直接输入一个数值,从草绘平面两侧对称旋转,输入的值为旋转的总角度。
- “到选定的”按钮:旋转到一个选定的点、曲线、平面或曲面。
专家提示:①要创建旋转特征,必须指定旋转轴。用户可以直接在草绘模式中绘制一条中心线,系统会自动将其作为旋转轴。否则,系统将自动激活“轴”收集器,要求用户选取一条边、轴或坐标系的一个轴以指定旋转轴。②如果用户在草绘模式中绘制了几条中心线,系统会自动将第一条中心线作为旋转轴。用户可以指定其他中心线作为旋转轴,其方法为首先选取要作为旋转轴的中心线,然后单击主菜单中的“草绘”→“特征工具”→“旋转轴”命令即可。
1.2.3 扫描
扫描建模方法的原理为通过沿指定轨迹扫描二维截面来创建立体特征。单击主菜单中的“插入”→“扫描”命令,系统弹出如图1-3所示的“扫描”子菜单,利用该菜单可以创建下面几种类型的特征。
- 实体伸出项。
- 薄壁伸出项。
- 实体切除。
- 薄壁切除。
- 曲面。
- 曲面裁剪。
- 薄壁曲面裁剪。
在创建扫描特征时,系统将根据轨迹线的不同,得到不同的结果。
- 开放的轨迹线:如果绘制的轨迹线是开放的(即首尾不闭合),并且所产生的扫描特征没有与其他已经存在的特征相交,则系统将创建出一个独立的扫描特征;如果产生的特征与其他已经存在的特征相交,则系统将弹出如图1-4所示的“属性”菜单管理器,要求用户定义扫描特征与另一特征的结合状态。
- 合并端:选择该选项时,将扫描的端点合并到相邻几何。
- 自由端:选择该选项时,不将扫描端点连接到相邻几何。

图1-3 “扫描”子菜单图1-4 “属性”菜单管理器
- 闭合的轨迹线:如果绘制的轨迹线是闭合的,系统将弹出如图1-5所示的“属性”菜单管理器,要求用户定义扫描特征的内部填充状态。
- 添加内表面:选择该选项时,必须绘制开放的二维截面。系统将自动添加顶面和底面,以闭合扫描实体。
- 无内表面:选择该选项时,必须绘制闭合的二维截面。系统不添加顶面和底面。
1.2.4 混合
混合建模方法的原理为将两个或两个以上的二维截面在其边处用过渡曲面连接形成一个连续的立体特征。
单击主菜单中的“插入”→“扫描”命令,系统弹出如图1-6所示的“混合”子菜单,利用该菜单可以创建下面几种类型的特征。

图1-5 “属性”菜单管理器图1-6 “混合”子菜单
- 实体伸出项。
- 薄壁伸出项。
- 实体切除。
- 薄壁切除。
- 曲面。
- 曲面裁剪。
- 薄壁曲面裁剪。
在Pro/ENGINEER中,可以创建下面3种类型的混合特征。
- 平行:所有的二维截面都在同一个窗口中绘制,并且所有的二维截面都互相平行。
- 旋转:二维截面绕Y轴旋转,最大角度可达120°。每个二维截面都单独草绘,并用坐标系对齐。
- 一般:二维截面可以绕X轴、Y轴和Z轴旋转,也可以沿这3个轴平移。每个二维截面都单独草绘,并用坐标系对齐。
专家提示:混合特征的每个二维截面的图元数必须相等,而且要保持起始点的位置相同,否则系统将创建扭曲的特征。