学习情景5复杂零件设计方案.ppt

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1、制作人：方贵盛学习情景5复杂零件设计方案 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望制作人：方贵盛场景场景7：特征的编特征的编辑与修改辑与修改螺旋螺旋扫描扫描一般一般混合混合扫描扫描混合混合可变剖可变剖面扫描面扫描环形环形折弯折弯曲面曲面建模建模复杂零件复杂零件创建方式创建方式齿轮齿轮建模建模场景场景1场景场景2场景场景3场景场景4场景场景5场景场景6场景场景7制作人：方贵盛场景场景1：以螺旋扫描方式创建三维零件：以螺旋扫描方式创建三维零件 制作人：方贵盛某机

2、械厂生产如图某机械厂生产如图4-5所示弹簧，要求建立其三维数字化模型。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【工程案例一】弹簧的三维数字化建模【学习目标】【学习目标】1学习螺旋扫描的创建过程；学习螺旋扫描的创建过程；2掌握弹簧的绘制方法。掌握弹簧的绘制方法。制作人：方贵盛 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

3、过如何通过构造螺旋扫描弹簧、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螺旋弹簧。特征来创建圆柱螺旋弹簧。1螺旋扫描特征螺旋扫描特征 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。距、剖面。【相关知识点】【相关知识点】【弹簧模型造型分析】【弹簧模型造型分析】制作人：方贵盛某机械厂生某机械厂生产产如如图图所示螺母，要求建立其三所示螺母，要求建立其三维维数字化模型。数字

4、化模型。1学习真实螺纹的绘制方法。学习真实螺纹的绘制方法。2掌握螺母、螺栓的建模方法。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【工程案例二】螺母的三维数字化建模【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛 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。单的拉伸、旋转、镜像来实现。表表5-1 螺母的三维数字化建模思路螺母的三维数字化建模思路【螺母模型造型分析】【螺

5、母模型造型分析】制作人：方贵盛某机某机电电有限公司生有限公司生产产如如图图所示螺栓，要求建立其三所示螺栓，要求建立其三维维数字化模型。数字化模型。【举一反三】【举一反三】制作人：方贵盛表表5-2 螺栓的三维数字化建模思路螺栓的三维数字化建模思路制作人：方贵盛创建图创建图5-18所示各零件的三维数字化模型。所示各零件的三维数字化模型。（a）普通螺母普通螺母 （b）圆头螺母）圆头螺母【工程案例练习】【工程案例练习】制作人：方贵盛 （c c）螺栓螺栓 （d d）透气塞）透气塞制作人：方贵盛 （e）螺杆）螺杆制作人：方贵盛场景场景2：以一般混合方式创建三维零件：以一般混合方式创建三维零件制作人：方贵盛

6、某刀具厂生产如图所示绞刀，要求建立其三维数字化模型。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：构图说明：8个相同截面，每个截面均绕个相同截面，每个截面均绕Z轴旋转轴旋转45，截面间距，截面间距25。1学习一般混合特征的创建方法。学习一般混合特征的创建方法。2掌握绞刀的建模方法。掌握绞刀的建模方法。【工程案例三】绞刀的三维数字化建模【工程案例三】绞刀的三维数字化建模（a）绞刀横截面草图绞刀横截面草图【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛 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

7、成，可以采用一般混合特征的方式来创建。而且由于每个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。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。拔模方式来创建。【绞刀模型造型分析】【绞刀模型造型分析】1一般混合特征一般混合特征 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

8、接而成的一个连续特征。与平行混合、旋转混合特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征不同的是：一般混合特征的截面可以绕X轴、轴、Y轴和轴和Z轴旋转和平移，轴旋转和平移，每个截面都单独草绘，并用截面坐标系对齐。每个截面都单独草绘，并用截面坐标系对齐。【相关知识点】【相关知识点】制作人：方贵盛场景场景3：以扫描混合方式创建三维零件：以扫描混合方式创建三维零件制作人：方贵盛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。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。学习扫描混合特征的创建方法。

9、2掌握应用扫描混合特征创建吊钩零件的建模方法。掌握应用扫描混合特征创建吊钩零件的建模方法。【工程案例四】吊钩的三维数字化建模【工程案例四】吊钩的三维数字化建模【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛1扫描混合特征扫描混合特征 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。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

10、方式来创建。【吊钩零件模型造型分析】【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、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。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。其它部分均可采用旋转、拉伸、倒角方式来创建。【相关知识点】【相关知识点】制作人：方贵盛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。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。巩固扫描

11、混合特征的创建方法。2掌握方向盘的建模方法。掌握方向盘的建模方法。【工程案例五】方向盘的三维数字化建模【工程案例五】方向盘的三维数字化建模【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛 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。部分均可采用旋转或拉伸的方式来创建。表表5-3 方向盘的三维数字化建模思路方向盘的三维数字化建模思路【方向盘模型造型分析】【方向盘模型造型分析】制作人：方贵盛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。某机电有限公司生产如图所示门把手，要求建立其

12、三维数字化模型。【举一反三】【举一反三】制作人：方贵盛表表5-4 门把手的三维数字化建模思路门把手的三维数字化建模思路 其中截面其中截面1、3为为5的圆，截面的圆，截面2、6为为4的圆，截面的圆，截面4为为3.5的圆，截面的圆，截面5为为3的圆。的圆。制作人：方贵盛场景场景4：以可变剖面扫描方式创建三维零件：以可变剖面扫描方式创建三维零件制作人：方贵盛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。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【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。学习可变剖面扫描特征的创建方

13、法。2掌握可变剖面扫描特征在零件建模过程中的灵活应用。掌握可变剖面扫描特征在零件建模过程中的灵活应用。【学习目标】制作人：方贵盛制作人：方贵盛塑料瓶的造型主要是用于学习可变剖面扫描特征的创建。塑料瓶的造型主要是用于学习可变剖面扫描特征的创建。表表5-5 塑料瓶的三维数字化建模思路塑料瓶的三维数字化建模思路【塑料瓶模型造型分析】【塑料瓶模型造型分析】制作人：方贵盛1可变剖面扫描特征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。可变剖面扫一类特征。它是一种剖面方

14、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。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轨迹线，用来确定特征截

15、面的方向，其它轨迹称为辅助轨迹，辅助轨迹可以有多条，它们用来约束特征截面的形状，实现可控的迹，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。截面。【相关知识点】【相关知识点】制作人：方贵盛场景场景5：以环形折弯方式创建三维零件：以环形折弯方式创建三维零件制作人：方贵盛某橡胶厂生某橡胶厂生产产如如图图所示所示轮轮胎，要求建立其三胎，要求建立其三维维数字化模型。数字化模型。1学习环形折弯特征的创建方法。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。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【工程案例七】汽车轮胎的

16、三维数字化建模【学习目标】制作人：方贵盛轮胎造型主要用于学习环形折弯特征的创建。轮胎造型主要用于学习环形折弯特征的创建。表表5-6 轮胎的三维数字化建模主要步骤轮胎的三维数字化建模主要步骤【轮胎模型造型分析】【轮胎模型造型分析】制作人：方贵盛1环形折弯特征环形折弯特征 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，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。自动将实体、曲面或曲线折弯成环形物。【相关知识点】【相关知识点】制作人：方贵盛场景场景6：以曲面建模方式创建三维零件：以曲面建模方式创建三维零件制作人：方贵盛某厨房用具厂生产如图所示水盆

17、，要求建立其三维数字化模型。某厨房用具厂生产如图所示水盆，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【工程案例八】水盆的三维数字化设计制作人：方贵盛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。薄，宜采用创建曲面的方法来造型。【学习

18、目标】【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。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。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】【造型分析】制作人：方贵盛表表5-7 水盆的三维数字化建模思路水盆的三维数字化建模思路制作人：方贵盛 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、航天形状物体的建模，如手机外壳、

19、鼠标外壳、以及汽车、飞机、轮船、航天器等外观设计。在器等外观设计。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。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

20、的实体造型方法一样。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】【相关知识点】制作人：方贵盛2特殊曲面特征特殊曲面特征 除了提供基础曲面特征外，除了提供基础曲面特征外，Pro/Engineer软件中还提供了一些其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。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改，户要求，这时就需要对曲面进行编辑修改，Pro/Engineer软件提供软件提

21、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、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。合并、延伸、倒角、倒圆角、阵列、加厚、实体化等。制作人：方贵盛试创建如图试创建如图5-110所示三维数字化模型。所示三维数字化模型。【学习基础案例】边界混合曲面创建【学习基础案例】边界混合曲面创建制作人：方贵盛1学习边界混合曲面特征的创建方法。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。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，而且中间有倾该零件造型较为复杂，由于上表

22、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。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】【学习目标】【造型分析】【造型分析】制作人：方贵盛1边界混合曲面边界混合曲面 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，还可指定控制曲线来调节曲面的形状。或两个方向上指定边界曲线，还可指定控制曲线来调节曲面的形状。2曲面偏移曲面偏移

23、 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。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 曲面实体化是指将曲面特征转化为实体特征的一种方式。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】【相关知识点】制作人：方贵盛【工程案例九】吹风机的三维数字化设计【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。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学习曲面学习曲面建模技术在零件建模技术在零件建模过程中的灵建模过程中的灵活应用。活应用。【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛

24、 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、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。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】【造型分析】制作人：方贵盛【趣味建模】【趣味建模】雨伞的三维数字化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。试建立图所示雨伞的三维数字化模型。制作人：方贵盛表5-8 雨伞的三维数字化建模过程制作人：方贵盛制作人：方贵盛场景场景7：齿轮三维数字化建模：齿轮三维数字化建模制作人：方

25、贵盛 某齿轮厂生产如图所示齿轮，齿轮模数某齿轮厂生产如图所示齿轮，齿轮模数m=3，齿数，齿数z=13，齿顶高系数，齿顶高系数ha=1.0，顶隙系数，顶隙系数c=0.25，分度圆压力角，分度圆压力角=20，齿宽，齿宽b=20。要求建立其。要求建立其三维数字化模型。三维数字化模型。1学习参数与关系式的设置方法。学习参数与关系式的设置方法。2学习轮齿的建模方法。学习轮齿的建模方法。【工程案例十】齿轮的三维数字化建模【工程案例十】齿轮的三维数字化建模【学习目标】【学习目标】制作人：方贵盛 齿轮作为一种常用件，在机械设计中得到广泛应用，主要用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

26、和运动，改变转速和运动方向等。齿轮有多种类型，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。数化标准造型两种方

27、式进行了讲述。【齿轮模型造型分析】【齿轮模型造型分析】制作人：方贵盛1齿轮的结构齿轮的结构 在设计标准齿轮时，只需确定齿轮的模数在设计标准齿轮时，只需确定齿轮的模数m和齿数和齿数z两个参数，而分两个参数，而分度圆上的压力角度圆上的压力角=20，齿顶高系数，齿顶高系数ha和顶隙系数和顶隙系数c分别为分别为1和和0.25，齿，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：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：分度圆直径分度圆直径d=m*z齿顶圆直径齿顶圆直径da=m*z+2*m*ha齿根圆直径齿根圆直径df=m*z-2*(ha+c)*m节圆直径节圆直径db=m*z

28、*(cos()【相关知识点】【相关知识点】制作人：方贵盛2参数与关系参数与关系 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，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，如表达式如表达式d2=d1+d0*sin(a)中，中，d0、d1、d2、a均为参数，整个表达式为均为参数，整个表达式为一关系，其中一关系，其中d2的值由的值由d0、d1、a的值确定。的值确定。3渐开线的参数方程渐开线的参数方程 渐开线的参数方程式为：渐开线的参数方程式为：=t*90 /*t为变量，取值范围为变量，取值范围0-1*/r=db/2 s=(PI*r*t)/2 /*PI为常数为常数*/x=r*cos()+s*sin()y=r*sin()-s*cos()z=0制作人：方贵盛某齿轮厂生产如图所示齿轮，要求建立其三维数字化模型。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】【举一反三】制作人：方贵盛制作人：方贵盛