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3.3 辅助特征

3.3.1 圆角特征

使用圆角特征可以在零件上生成内圆角或外圆角。圆角特征在零件设计中起着重要作用。大多数情况下,如果能在零件特征上加入圆角,则有助于造型上的变化,或是产生平滑的效果。SolidWorks 2018可以为一个面上的所有边线、多个面、多个边线或边线环创建圆角特征,在SolidWorks 2018中有以下几种圆角特征。

① 等半径圆角。对所选边线以相同的圆角半径进行倒圆角操作。

② 多半径圆角。可以为每条边线选择不同的圆角半径值进行倒圆角操作。

③ 圆形角圆角。通过控制角部边线之间的过渡,消除两条边线汇合处的尖锐接合点。

④ 逆转圆角。可以在混合曲面之间沿着零件边线进入圆角,生成平滑过渡。

⑤ 变半径圆角。可以为边线的每个顶点指定不同的圆角半径。

⑥ 混合面圆角。通过它可以将不相邻的面混合起来。

选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出如图3-102所示的【圆角】属性管理器。

图3-102 【圆角】属性管理器

在【圆角类型】选项组中选择一圆角类型,然后设定其他参数选项,选择的圆角类型不同,其后的选项也将做相应的变化,包括以下圆角类型。

① 恒定大小圆角(等半径)。单击该按钮可以生成整个圆角的长度都有等半径的圆角。

② 变量大小圆角(变半径)。单击该按钮可以生成带变半径值的圆角。

③ 面圆角。单击该按钮可以混合非相邻、非连续的面。

④ 完整圆角。单击该按钮可以生成相切于三个相邻面组(一个或多个面相切)的圆角。

(1)恒定大小圆角

恒定大小圆角特征是指对所选边线以相同的圆角半径进行倒圆角的操作,要生成等半径圆角特征,可按下面的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出如图3-102所示的【圆角】属性管理器。

② 在出现的【圆角】属性管理器中选择【圆角类型】为【恒定大小圆角】。

③ 设置【要圆角化的项目】选项组中的参数。

【边线、面、特征和环】选择框:在图形区域中选取要圆角处理的实体。

【切线延伸】复选框:将圆角延伸到所有与所选面相切的面。

【完整预览】单选按钮:用来显示所有边线的圆角预览。

【部分预览】单选按钮:只显示一条边线的圆角预览。按A键来依次观看每个圆角预览。

【无预览】单选按钮:可提高复杂模型的重建时间。

④ 设置【圆角参数】选项组中的参数。

【半径】微调框:用于设置圆角的半径。

【多半径圆角】复选框:以边线不同的半径值生成圆角。使用不同半径的三条边线可以生成边角,但不能为具有共同边线的面或环指定多个半径。

圆角形式包括【对称】和【非对称】。

【对称】:选择此选项,表示边线圆角两侧对称。

【非对称】:选择此选项,表示边线圆角两侧半径不同。

轮廓形式包括【圆形】【圆锥Rho】【圆锥半径】和【曲率连续】。

【圆形】:选择此选项,表示边线圆角呈圆形弧面。

【圆锥Rho】:选择此选项,表示边线圆角弧面呈锥形方程式比例变化。

【圆锥半径】:选择此选项,表示边线圆角弧面呈锥形曲率半径变化。

【曲率连续】:选择此选项,表示圆角弧面沿曲线曲率变化。

⑤ 在如图3-102所示的【圆角选项】选项组中选择【保持特征】复选框。

【保持特征】复选框:如果应用一个大到可覆盖特征的圆角半径,则保持切除或凸台特征可见。消除选择保持特征以圆角包罗切除或凸台特征。【保护特征】选项的应用如图3-103所示,其中,【保持特征】应用到圆角生成正面凸台和右切除特征的模型如图3-103(b)所示,【保持特征】应用到所有圆角的模型如图3-103(c)所示。

图3-103 【保持特征】选项的应用

⑥ 在【圆角选项】选项组中【扩展方式】中选择一种扩展方式。

【扩展方式】用来控制在单一闭合边线(如圆、样条曲线、椭圆)上圆角在与边线汇合时的行为。主要包括以下单选按钮:

【默认】:系统根据集合条件选择【保持边线】或【保持曲面】单选按钮。

【保持边线】:模型边线保持不变,而圆角调整,在许多情况下,圆角的顶总边线中会有沉陷。

【保持曲面】:圆角边线调整为连续和平滑,而模型边线更改以与圆角边线匹配。

⑦ 单击【确定】按钮,生成等半径圆角特征,如图3-104所示。

要圆角的边线            应用等半径圆角

图3-104 等半径圆角特征

在生成圆角特征时,所给定的圆角半径值应适当,如果圆角半径值太大,所生成的圆角将剪裁模型其他曲面及边线。

(2)多半径圆角

使用多半径圆角特征可以为每条所选边线设置不同的半径值,还可以为具有公共边线的面指定多个半径。

要生成多半径圆角特征,可按下面的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器。

② 在【圆角参数】选项组中选择【多半径圆角】复选框。

③ 单击按钮右边的选择框,然后在右面的图形区域中选取要进行圆角处理的第一条模型边线、面或环。

④ 在图形区域中选取要进行圆角处理的模型其他具有相同圆角半径的边线、面或环。

⑤ 在【圆角参数】选项组中的【半径】微调框中设置圆角的半径。

⑥ 重复步骤④、⑤,对多条模型边线、面或环,指定不同的圆角半径,直到设置完所有要进行圆角处理的边线为止。

⑦ 单击【确定】按钮,生成多半径圆角特征,如图3-105所示。

图3-105 多半径圆角特征

(3)圆形角圆角

使用圆形角圆角特征可以控制角部边线之间的过渡,圆形角圆角将混合邻接的边线,从而消除两条线汇合处的尖锐接合点。

要生成圆形角圆角特征,可按下面的步骤进行操作。

① 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器。

② 在【圆角】属性管理器中选择【圆角类型】为【等半径】。

③ 在【要圆角化的项目】选项组中取消选择【切线延伸】复选框,在【半径】微调框中设置圆角的半径。

④ 单击按钮右边的选择框,然后在右面的图形区域中选取两个或更多相邻的模型边线、面或环。

⑤ 选中【圆角选项】选项组中的【圆形角】复选框。【圆形角】用来生成带圆形角的等半径圆角,使用时必须选取至少两个相邻边线来圆角化。

⑥ 单击【确定】按钮,生成圆形角圆角特征,如图3-106所示。

无圆形角应用了等半径圆角    带圆形角应用了等半径圆角

图3-106 圆形角圆角特征

(4)逆转圆角

使用逆转圆角特征可以在混合曲面之间沿着零件边线生成圆角,从而形成平滑过渡。如果要生成逆转圆角特征,可按下面的操作步骤进行。

① 生成一个零件,该零件应该包括边线、相交和希望混合的顶点。

② 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器。

③ 在【圆角类型】选项组中保持默认设置【恒定大小圆角】。

④ 选择【圆角参数】选项组中的【多半径圆角】复选框。

⑤ 取消选择【切线延伸】复选框,单击按钮右边的选择框,然后在右面的图形区域中选取3个如图3-107所示的边线。

图3-107 选取的边线

⑥ 在【逆转参数】选项组中的【距离】微调框中设置距离“3.00mm”。

⑦ 单击按钮右边的选择框,然后选取3条边线的共同交点。

⑧ 单击【设定所有】按钮,将相等的逆转距离应用到通过每个顶点的所有边线。逆转距离将显示在逆转距离右面的微调框和图形区域内的标注中。

【设定未指定的】按钮:将当前的距离应用到在逆转距离下无指定的距离的所有边线。

【选择所有】按钮:将当前的距离应用到逆转距离下的所有边线。

⑨ 如果要对每一条边线分别设定不同的逆转距离,则进行如下操作。

微调框中为每一条边线设置逆转距离。

单击按钮右边的选择框,在右面的图形区域中选取拥有多边线的外顶点作为逆转顶点。

选择框中会显示每条边线的逆转距离。

⑩ 单击【确定】按钮,生成逆转圆角特征,结果如图3-108所示。

图3-108 逆转圆角特征

(5)变半径圆角

变半径圆角特征通过对进行圆角处理的边线上的多个点(变半径控制点)指定不同的圆角半径来生成圆角,因而可以制造出另类的效果。如果要生成变半径圆角特征,可按下面的步骤进行操作。

① 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器。

② 在【圆角类型】选项组中保持默认设置【变量大小圆角】。

③ 单击按钮右边的选择框,然后在右面的图形区域中选取要进行变半径圆角处理的边线。此时在右面的图形区域中系统会默认使用3个变半径控制点,分别位于边线的25%、50%和75%的等距离处。

④ 在【变半径参数】选项组中按钮右边的选择框中选取变半径控制点,然后在下面的【半径】右侧的微调框中输入圆角半径值。

⑤ 如果要更改变半径控制点的位置,可以通过鼠标指针拖动控制点到新的位置。

⑥ 如果要改变控制点的数量,可以在按钮右侧的微调框中设置控制点的数量。

⑦ 在下面的过渡类型中选择过渡类型。

【平滑过渡】选项:生成一个圆角,当一个圆角边线与一个邻面结合时,圆角半径从一个半径平滑地变化为另一个半径。

【直线过渡】选项:生成一个圆角,圆角半径从一个半径线性变化成另一个半径,但是不与邻近圆角的边线相结合。

⑧ 单击【确定】按钮,生成变半径圆角特征,如图3-109所示。

无控制点              变半径控制点            带控制点

图3-109 变半径圆角特征

(6)面圆角

混合面圆角特征用来将不相邻的面混合起来。如果要生成混合面圆角特征,可按下面的步骤进行操作。

① 在SolidWorks中生成具有两个或多个相邻、不连续面的零件。

② 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器。

③ 在【圆角】属性管理器中选择【圆角类型】为【面圆角】,此时的【要圆角化的项目】选项组如图3-110所示。

图3-110 【圆角】属性管理器

【面组1】:在图形区域中选取要混合的第一个面或第一组面。

【面组2】:在图形区域中选取要与面组1混合的面。

如果为面组1或面组2选择一个以上面,则每组面必须平滑连接以使面圆角适当增添到所有面。

④ 在【半径】微调框中设定圆面角半径。

⑤ 选取图形区域中要混合的第一个面或第一组面,所选的面将在第一个按钮右侧的选择框中显示。

⑥ 选取图形区域中要混合的第二个面或第二组面,所选的面将在第二个按钮右侧的选择框中显示。

⑦ 选择【切线延伸】复选框使圆角应用到相切面。

⑧ 如果在【圆角参数】选项组中的【轮廓】选择【曲率连续】,则系统会生成一个平滑曲率来解决相邻曲面之间不连续的问题。

圆角形式包括【对称】【非对称】【弦宽度】和【包络控制线】。

【包络控制线】:选取零件上一边线或面上一投影分割线作为决定面圆角形状的边界。圆角的半径由控制线和要圆角化的边线之间的距离驱动。

【弦宽度】:生成带常量宽度的圆角。

⑨ 如果选择【辅助点】选项,则可以在图形区域中通过在插入圆角的附近插入辅助点来定位插入混合面的位置。

提示:在可能不清楚何处发生面混合时,辅助点可以解决模糊选择。在辅助点顶点中单击,然后单击要插入面圆角的边侧上的一个顶点,圆角在靠近辅助点的位置处生成。

⑩ 单击【确定】按钮,生成混合面圆角特征。图3-111所示为应用混合面圆角特征之后的效果。

选取的面组1和面组2      应用了面圆角

图3-111 混合面圆角特征

此外,通过为圆角设置边界或包络控制线,也可以决定混合面的半径和形状。控制线可以是要生成圆角的零件边线或投影到一个面上的分割线。由于它们的应用非常有限,在这里不再作详细介绍。

3.3.2 倒角特征

在零件设计过程中,通常对锐利的零件边角进行倒角处理,以防止伤人和避免应力集中,便于搬运、装配等。倒角特征是机械加工过程中不可缺少的工艺,倒角特征是对边或角进行倒角。

(1)距离倒角

当需要在零件模型上生成距离倒角特征时,可按如下的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【倒角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【倒角】按钮,系统弹出如图3-112所示的【倒角】属性管理器。

图3-112 【倒角】属性管理器

② 在【倒角】属性管理器选择倒角类型,确定生成距离倒角的方式:【角度-距离】【距离-距离】【顶点】【等距面】和【面-面】五种。【角度-距离】用于创建倒角距相邻曲面的参照边距离为D且与该曲面的夹角为指定角度,用户需要分别指定参照边、D值和夹角数值;【距离-距离】是在一个曲面距参照D1、在另一个曲面距参照边D2处创建倒角,用户需要分别确定参照边和D1、D2的数值;【顶点】在所选顶点每侧输入三个距离值,或单击相等距离并指定一个数值;【等距面】在各曲面上与参照边相距D处创建倒角,用户只需确定参照边和D值即可,系统默认选择此选项;【面-面】用于混合非相邻、非连续的面。此倒角类型可创建【对称】【非对称】【包络控制线】和【弦宽度】倒角。

【角度-距离】按钮:单击该按钮后会出现【距离】及【角度】参数项,利用【角度-距离】按钮生成的倒角效果如图3-113所示。

图3-113 选择【角度-距离】按钮生成倒角

【距离】:应用到第一个所选的草图实体。

【角度】:应用到从第一个草图实体开始的第二个草图实体。

【距离-距离】按钮:单击该按钮后会出现【距离】或【距离1】及【距离2】参数项,利用【距离-距离】按钮生成的倒角效果如图3-114所示。

图3-114 选择【距离-距离】按钮生成倒角

【距离】:【倒角参数】选项组中的【倒角方法】下拉列表中选择【对称】时,该选项表示两边的倒角距离相等。

【距离1】及【距离2】:【倒角参数】选项组中的【倒角方法】下拉列表中选择【非对称】时,【距离1】微调框表示应用到第一个所选的草图实体。【距离2】微调框表示应用到第二个所选的草图实体。

③ 单击【倒角参数】选项组中按钮右侧的选择框,然后在图形区域中选取实体(边线和面或顶点)。

④ 在下面对应的选项中指定距离或角度值。

⑤ 如果选择【保持特征】复选框,则当应用倒角特征时,会保持零件的其他特征。如果应用一个大到可覆盖特征的倒角半径,选择该选项,则表示保持切除或凸台特征可见;消除选择【保持特征】,以倒角形式包罗切除或凸台特征。

【保持特征】复选框选择与否的效果预览如图3-115所示。

            原始零件   没有选择【保持特征】复选框  选择【保持特征】复选框

图3-115 保持特征

⑥ 如果选择【切线延伸】复选框,则表示将倒角延伸到所有与所选面相切的面。

⑦ 确定预览的方式,预览方式各选项在【倒角】属性管理器的下方。

【完整预览】:选择该单选按钮表示显示所有边线的倒角预览。

【部分预览】:选择该单选按钮表示只显示一条边线的倒角预览。按A键可以依次观看每个倒角预览。

【无预览】:选择该单选按钮可以提高复杂模型的重建时间。

⑧ 单击【确定】按钮,即可生成倒角特征。

(2)顶点倒角

当需要在零件模型上生成距离倒角特征时,可按如下的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【倒角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【倒角】按钮,系统弹出如图3-112所示的【倒角】属性管理器。

② 在【倒角】属性管理器选择【倒角类型】,确定生成【顶点】倒角方式,如图3-116所示。该方式表示在所选倒角边线的一侧输入两个距离值,或单击相等距离并指定一个单一数值。

图3-116 【倒角】属性管理器

③ 单击【倒角参数】选项组中按钮右侧的选择框,然后在图形区域中选取实体的顶点。

④ 在下面对应的选项中指定【距离1】、【距离2】和【距离3】

⑤ 如果选择【保持特征】复选框,则当应用倒角特征时,会保持零件的其他特征。消除选择【保持特征】复选框以倒角形式包罗切除或凸台特征。

⑥ 如果选择【切线延伸】复选框,则表示将倒角延伸到所有与所选面相切的面。

⑦ 确定预览的方式:【完整预览】【部分预览】或【无预览】。

⑧ 单击【确定】按钮,即可生成倒角特征。采用顶点类型生成倒角的效果如图3-117所示。

图3-117 选取顶点类型生成倒角

3.3.3 孔特征

孔特征是指在已有的零件上生成各种类型的孔特征。在SolidWorks 2018中孔特征分为简单直孔和异型孔两种。应用简单直孔可以生成一个简单的、不需要其他参数修饰的直孔;使用异型孔向导可以生成多参数、多功能的孔,如机械加工中的螺纹孔、锥形孔等。

如果准备生成不需要其他参数的简单直孔,则选择简单直孔特征,否则可以选择异型孔向导。对于生成简单的直孔而言,简单直孔特征可以提供比异型孔向导更好的性能。

(1)简单直孔

如果要在模型上插入简单直孔特征,其操作步骤如下。

① 选择【插入】|【特征】|【孔】|【简单直孔】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【简单直孔】按钮,系统弹出如图3-118所示的【孔】属性管理器。

② 在图形零件中选取要生成简单直孔特征的平面。

③ 此时【孔】属性管理器如图3-118所示,并在右面的图形区域中显示生成的孔特征。

图3-118 【孔】属性管理器

④ 利用【从】选项组中的选项为简单直孔特征设定开始条件,其下拉列表中主要包括以下选项。

【草图基准面】选项:从草图所处的同一基准面开始生成简单直孔。

【曲面/面/基准面】选项:从这些实体之一开始生成简单直孔。使用该选项创建孔特征时,需要为【曲面/面/基准面】选取一有效实体。

【顶点】选项:从为【顶点】所选取的顶点开始生成简单直孔。

【等距】选项:在从当前草图基准面等距的基准面上开始生成简单直孔。使用该选项创建孔特征时,需要为输入等距值。

⑤ 在【方向 1】选项组中的第一个下拉列表中选择【终止类型】。终止条件主要包括如下几种。

【给定深度】选项:从草图的基准面拉伸特征到特定距离以生成特征。选择该选项后,需要在下面的【深度】微调框中指定深度。

【完全贯穿】选项:从草图的基准面拉伸特征直到贯穿所有现有的几何体。

【成形到下一面】选项:从草图的基准面拉伸特征到下一面,以生成特征(下一面必须在同一零件上)。

【成形到一顶点】选项:从草图基准面拉伸特征到一个平面,这个平面平行于草图基准面且穿越指定的顶点。

【成形到一面】选项:从草图的基准面拉伸特征到所选的曲面,以生成特征。

【到离指定面指定的距离】选项:从草图的基准面拉伸特征到距某面(可以是曲面)特定距离的位置以生成特征。选择该项后,需要指定特定的面和距离。

⑥ 利用【拉伸方向】选择框设置除垂直于草图轮廓以外的其他方向拉伸孔,如图3-119所示。

垂直于草图方向拉伸    方向向量拉伸

图3-119 拉伸方向

⑦ 在【方向1】选项组中的【孔直径】微调框中输入孔的直径,确定孔的大小。

⑧ 如果要给特征添加一个拔模,单击【拔模开/关】按钮,然后输入拔模角度。

⑨ 单击【确定】按钮,即可完成简单直孔特征的生成。

虽然在模型上生成了简单的直孔特征,但是上面的操作并不能确定孔在模型面上的位置,还需要进一步对孔进行定位。

⑩ 在模型或特征管理器设计树中,选择孔特征,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中单击【编辑草图】按钮,如图3-120所示。

图3-120 编辑草图

圈11 单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮,像标注草图尺寸那样对孔进行尺寸定位,此外,还可以在草图中修改孔的直径尺寸,如图3-121所示。

图3-121 孔的定位

圈12 单击【草图】工具栏中的【退出草图】按钮或单击按钮,退出草图编辑状态。此时会看到被定位后的孔。

圈13 如果要更改已经生成的孔的深度、终止类型等,在模型或特征管理器设计树中选择需要编辑的孔特征,然后单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中单击【编辑定义】按钮

圈14 在弹出的【孔】属性管理器中进行必要的修改后,单击【确定】按钮

(2)异型孔

异型孔向导中【孔类型】包括柱形沉头孔、锥形沉头孔、孔、直螺纹孔、锥形螺纹孔、旧制孔,如图3-122所示,根据具体的结构和作用不同,分为柱形沉头孔、锥形沉头孔、孔、直螺纹孔、锥形螺纹孔、旧制孔、柱孔槽口、锥孔槽口和槽口9种,如表3-2所示,根据设计需要可以选定异型孔的类型。

图3-122 异型孔类型

表3-2 异型孔种类

当使用异型孔向导生成孔时,孔的类型和大小出现在【孔规格】属性管理器。通过使用异型孔向导可以生成基准面上的孔,或者在平面和非平面上生成孔。生成步骤遵循“设定孔类型参数、孔的定位以及确定孔的位置”3个过程。

【孔规格】属性管理器中有【类型】和【位置】两个选项卡。

【类型】选项卡(默认):设定各种孔的类型参数。

【位置】选项卡:在平面或非平面上找出异型孔,使用尺寸和其他草图工具来定位孔中心。

① 柱形沉头孔特征。如果要在模型上生成柱形沉头孔特征,操作步骤如下。

a.打开一个零件文件,在零件上选择要生成柱孔特征的平面。

b.选择【插入】|【特征】|【孔】|【向导孔】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【异型向导孔】按钮,系统弹出如图3-123所示的【孔规格】属性管理器。

c.单击【孔类型】选项组中的【柱形沉头孔】按钮,此时设置各参数,如选用的【标准】【类型】【大小】【配合】等。

【标准】:在【标准】下拉列表中,可以选择与柱形沉头孔连接的紧固件的标准,如ISO、AnsiMwtric、JIS等。

【类型】:在【类型】下拉列表中,可以选择与柱形沉头孔对应紧固件的螺栓类型,如六角凹头、六角螺栓、凹肩螺钉、六角螺钉、平盘头十字切槽等。一旦选择了紧固件的螺栓类型,异型孔向导会立即更新对应参数栏中的项目。

【大小】:在【大小】下拉列表中,可以选择柱形沉头孔对应紧固件的尺寸,如M5到M64等。

【配合】:用来为扣件选择套合。分为关闭、正常或松弛三种,分别说明柱孔与对应的紧固件配合较紧、正常范围或配合较松散三种情况。

d.根据标准选择柱形沉头孔对应于紧固件的螺栓类型,如ISO对应的六角凹头、六角螺栓、凹肩螺钉、六角螺钉、平盘头十字切槽等。

e.根据需要和孔类型在【终止条件】选项组中设置终止条件选项。

利用【终止条件】选项组可以在对应的参数中选择孔的终止条件,这些终止条件主要包括【给定深度】【完全贯穿】【成形到下一面】【成形到一顶点】【成形到一面】【到离指定面指定的距离】。

f.根据需要在如图3-123所示的【选项】选项组中设置各参数。

图3-123 【孔规格】属性管理器

【螺钉间隙】复选框:设定螺钉间隙值,将使用文档单位把该值添加到扣件头之上。

【近端锥孔】复选框:用于设置近端口的直径和角度。

【螺钉下锥孔】复选框:用于设置端口底端的直径和角度。

【远端锥孔】复选框:用于设置远端处的直径和角度。

g.如果想自己确定孔的特征,可以选择【显示自定义大小】复选框,会展开要设置的相关参数,如图3-124所示。

图3-124 【显示自定义大小】参数

h.设置好柱形沉头孔的参数后,进入【位置】选项卡,系统显示如图3-125所示的【孔位置】属性管理器。这时旋转一个面作为孔的放置面后进入草图环境,再通过鼠标指针拖动孔的中心到适当的位置,此时光标变为形状。在模型上选择孔的大致位置。

图3-125 【孔位置】属性管理器

i.如果需要定义孔在模型上的具体位置,则需要在模型上插入草绘平面,在草图上定位,单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮,像标注草图尺寸那样对孔进行尺寸定位。

j.单击【绘制】工具栏上的【点】按钮,将鼠标指针移动到将要定义的孔的位置,此时光标变为形状,按住鼠标指针移动其到想要到达的位置,如图3-126所示,重复上述步骤,便可生成指定位置的柱形沉头孔特征。

图3-126 柱形沉头孔位置

k.单击【确定】按钮,即可完成孔的生成与定位,如图3-127所示。

图3-127 生成柱形沉头孔

② 锥形沉头孔。锥孔特征基本与柱孔类似,如果要在模型上生成锥形沉头孔特征,锥形沉头孔的操作步骤与柱形沉头孔的操作步骤基本相同。

③ 孔特征。孔特征操作过程与上述柱孔、锥孔一样。

④ 直螺纹孔特征。如果要在模型上插入螺纹孔特征,可按下面的操作步骤进行。

a.打开一个零件文件,在零件上选择要生成螺纹孔特征的平面。绘制草绘,确定螺纹孔的位置,如图3-128所示。

图3-128 绘制的草图

b.选择【插入】|【特征】|【孔】|【向导孔】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【异型向导孔】按钮,系统弹出【孔规格】属性管理器。

c.单击【孔规格】选项组中的【直螺纹孔】按钮,此时在参数栏中对螺纹孔的参数进行设置。

d.根据标准在【孔规格】选项组中的参数栏中选择与螺纹孔连接的紧固件标准,如ISO、DIN等。

e.选择螺纹类型,如螺纹孔和底部螺纹孔,并在【大小】下拉列表中选择螺纹的型号。

f.在【终止条件】选项组对应的参数中设置螺纹孔的深度,在【螺纹线】属性对应的参数中设置螺纹线的深度,注意按ISO标准,螺纹线的深度要比螺纹孔的深度至少小4.5mm以上。

g.在【选项】选项组中【装饰螺纹线】属性对应的参数下选择【带螺纹线标注】或【无螺纹线标注】。

h.设置好螺纹孔参数后,进入【位置】选项卡,选择螺纹孔安装位置,其操作步骤与柱形沉头孔一样,选择步骤:

● 绘制的草图矩形的四个对焦点,对螺纹孔进行定位和生成螺纹孔特征,如图3-129所示。

图3-129 定位螺纹孔

● 设置好各选项后,单击【确定】按钮,最终生成的直螺纹孔特征效果如图3-130所示。

图3-130 生成直螺纹孔特征

⑤ 管螺纹孔特征。管螺纹孔特征的参数设置与其生成与螺纹孔相似。

⑥ 旧制孔特征。利用旧制孔选项可以编辑任何在SolidWorks 2000之前版本中生成的孔。在该选项卡下,所有信息(包括图形预览)均以原来生成孔时(SolidWorks 2000之前版本中)的同一格式显示。

⑦ 柱孔槽口。柱孔槽口特征参数设置与柱形沉头孔特征基本相同,只是多了【槽长度】微调框,用于设置槽口长度。

⑧ 锥孔槽口。锥孔槽口特征参数设置与锥形沉头孔特征基本相同,只是多了【槽长度】微调框,用于设置槽口长度。

⑨ 槽口。槽口特征参数设置与孔特征基本相同,只是多了【槽长度】微调框,用于设置槽口长度。

(3)在曲面上生成孔

在SolidWorks 2018中可以将异型孔向导应用到非平面,即生成一个与特征成一定角度的孔——在基准面上的孔。

如果要在基准面上生成孔,可按下面的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【孔】|【向导孔】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【异型向导孔】按钮,系统弹出【孔规格】属性管理器。

② 在【孔规格】属性管理器中设置异型孔的参数。

③ 进入【位置】选项卡,选择要生成孔特征的面或单击【3D草图】按钮,通过鼠标指针拖动孔的中心到适当的位置,此时光标变为形状。在模型上选择孔的大致位置。

④ 单击【草图】工具栏中的【智能尺寸】按钮,如同标注草图尺寸那样对孔进行尺寸定位。

⑤ 单击【确定】按钮,完成孔的生成与定位。最终在曲面上生成的孔特征如图3-131所示。

图3-131 在曲面上生成孔特征

3.3.4 筋特征

筋是零件上增加强度的部分,它是一种从开环或闭环草图轮廓生成的特殊拉伸实体,它在草图轮廓与现有零件之间添加指定方向和厚度的材料。在SolidWorks 2018中,筋实际上是由开环的草图轮廓生成的特殊类型的拉伸特征。

使用一个与零件相交的基准面来绘制作为筋特征的草图轮廓,草图轮廓可以是开环也可以是闭环,还可以是多个实体。

选择【插入】|【特征】|【筋】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【筋】按钮,系统弹出如图3-132所示的【筋】属性管理器。选取一个草图平面,系统进入草图环境,绘制草图,约束并标注尺寸,退出草图;或者选取一个已经绘制好的草图,这时【筋】属性管理器如图3-133所示,同时在右边的图形区域中显示生成的筋特征。筋特征都是在【筋】属性管理器中,下面来介绍该属性管理器中各选项的含义。

图3-132 【筋】属性管理器(1)

图3-133 【筋】属性管理器(2)

(1)【参数】选项组

①【厚度】。添加厚度到所选草图边上,单击以下按钮之一。

【第一边】:只添加材料到草图的一边。

【两边】:均等添加材料到草图的两边。

【第二边】:只添加材料到草图的另一边。

②【筋厚度】。设置筋厚度。

【拉伸方向】:设置筋的拉伸方向,单击以下按钮之一。

【平行于草图】:平行于草图生成筋拉伸。

【垂直于草图】:垂直于草图生成筋拉伸。

③【反转材料方向】复选框。该复选框用于更改拉伸的方向。图3-134所示为采用【反转材料方向】后的筋效果。

图3-134 采用【反转材料方向】后的筋效果

④【拔模打开/关】微调框。添加拔模到筋。设定拔模角度来指定拔模度数。

⑤【向外拔模】选项。该选项在【拔模打开/关】被选择时可使用,表示生成一向外拔模角度。如消除选择,将生成一向内拔模角度。

⑥【类型】选项。用于选择以下类型之一。

【线性】:生成一与草图方向垂直而延伸草图轮廓(直到它们与边界汇合)的筋。

【自然】:生成一延伸草图轮廓的筋,以相同轮廓方程式延续,直到筋与边界汇合。如果草图为圆的圆弧,则使用圆方程式延伸筋,直到与边界汇合。

(2)【所选轮廓】选项组

【所选轮廓】选择框:列举用来生成筋特征的草图轮廓。

(3)生成筋

如果要生成筋特征,可以采用下面的操作步骤。

① 使用一个与零件相交的基准面来绘制作为筋特征的草图轮廓,如图3-135所示。草图轮廓可以是开环也可以是闭环,还可以是多个实体。

图3-135 草图轮廓

② 选择【插入】|【特征】|【筋】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【筋】按钮,选取步骤①绘制的草图,系统弹出如图3-133所示的【筋】属性管理器。同时在右边的图形区域中显示生成的筋特征。

③ 选择一种厚度生成方式,并在【筋厚度】微调框中指定筋的厚度。

④ 对于在平行基准面上生成的开环草图,可以选择拉伸方向。

⑤【拉伸方向】有两个按钮:【平行于草图】按钮【垂直于草图】按钮。【平行于草图】方向生成筋,可以通过【反转材料方向】复选框确定拉伸类型;【垂直于草图】方向生成筋,需要确定方向和类型。

如果选择【平行于草图】方向生成筋,还需要选择拉伸类型;如果选择方向生成筋,则只有线性拉伸类型。

⑥ 选择【反转材料方向】复选框,可以改变拉伸方向。

⑦ 如果要做拔模处理,单击【拔模开/关】按钮,并输入拔模角度。

⑧ 单击【确定】按钮,即可完成生成筋特征的操作,如图3-136所示。

图3-136 生成筋特征

(4)建模实例

建模实例

创建如图3-137所示的图纸的模型,创建模型的基本步骤如下。

图3-137 建模实例图形

① 新建文件。启动SolidWorks 2018软件。单击工具栏中的【新建】按钮,系统弹出【新建SOLIDWORKS文件】对话框,在【模板】选项卡中选择【零件】选项,单击【确定】按钮。

② 拉伸部分模型。单击【特征】工具栏上的【拉伸凸台/基体】按钮,系统弹出【拉伸】属性管理器,在【特征管理器设计树】中选择【前视基准面】,系统进入草图环境,绘制如图3-138所示的草图,单击按钮,退出草图环境,系统返回【凸台-拉伸】属性管理器。在【开始条件】下拉列表中选择【草图基准面】选项,在【终止条件】下拉列表中选择【给定深度】选项,在【深度】微调框内输入“12.00mm”,单击【确定】按钮,结果如图3-139所示。

图3-138 绘制的草图(1)

图3-139 拉伸生成的模型(1)

③ 选取如图3-140所示的模型上表面,单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】按钮,进入草图绘制,单击【标准视图】工具栏中的【正视于】按钮,绘制如图3-141所示的草图,单击按钮,退出草图环境,系统返回【凸台-拉伸】属性管理器。在【凸台-拉伸】属性管理器中设置各参数,单击【方向1】选项组中的【反向】按钮,【终止条件】选择【给定深度】,【深度】微调框中输入“12.00mm”,单击【确定】按钮,结果如图3-142所示。

图3-140 选取的实体表面

图3-141 绘制的草图(2)

图3-142 拉伸生成的模型(2)

图3-143 绘制的草图(3)

④ 单击【特征】工具栏中的【筋】按钮,系统弹出【筋】属性管理器。选择【右视基准面】,系统进入草图环境,单击【标准视图】工具栏中的【正视于】按钮,绘制如图3-143所示的草图,单击按钮,退出草图环境,系统返回如图3-144所示的【筋】属性管理器。注意观察筋生成的方向,如果方向朝模型外,可以单击如图3-145所示的箭头或者勾选【反转材料方向】复选框,改变筋生成方向;如果方向朝模型方向,就采用默认方向。【筋厚度】微调框中输入“8.00mm”,单击【确定】按钮,结果如图3-146所示。

图3-144 【筋】属性管理器

图3-145 生成筋的预览

图3-146 筋特征后的模型

⑤ 选择【插入】|【特征】|【圆角】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出如图3-147所示的【圆角】属性管理器。依次选取如图3-147所示的2条边缘,【半径】微调框中输入“16.00mm”,单击【确定】按钮

图3-147 【圆角】属性管理器

⑥ 单击【特征】工具栏中的【异型向导孔】按钮,系统弹出如图3-148所示的【孔规格】属性管理器。参照图3-148设置各个选项和参数。单击【孔类型】选项组中的【柱形沉头孔】按钮,【标准】下拉列表选择【GB】,【类型】下拉列表选择【六角头螺栓】,【大小】下拉列表选择【M8】,勾选【显示自定义大小】复选框,【通孔直径】微调框中输入“9.000mm”,【柱形沉头孔直径】微调框中输入“15.000mm”,【柱形沉头孔深度】微调框中输入“5.000mm”,【终止条件】选择【完全贯穿】。然后进入【位置】选项卡,再选取如图3-149所示的实体表面,系统进入草图环境,在选取的表面上两个不同的位置单击鼠标左键,模型上显示孔的位置,如图3-150所示。单击【标准视图】工具栏中的【正视于】按钮,然后约束两个点分别与倒圆的边缘【同心】,如图3-151所示。单击【确定】按钮,结果如图3-152所示。

图3-148 【孔规格】属性管理器

图3-149 选取的实体表面

图3-150 显示孔的位置

图3-151 定义孔的位置

图3-152 最终的模型

3.3.5 拔模

拔模也是零件模型上常见的特征,是以指定的角度斜削模型中所选的面。经常应用于铸造零件,由于拔模角度的存在,可以使型腔零件更容易脱出模具。

SolidWorks提供了丰富的拔模功能,用户既可以在现有的零件上插入拔模特征,也可以在拉伸特征的同时进行拔模。

选择【插入】|【特征】|【拔模】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【拔模】按钮,系统弹出如图3-153所示的【拔模】属性管理器。

拔模特征是在【拔模】属性管理器中设定的,【拔模】属性管理器因选项的不同而有所变化,如图3-153所示,下面来介绍【拔模】属性管理器中各选项的含义。

图3-153 【拔模】属性管理器

①【拔模类型】选项组。SolidWorks提供了以下三种方法来生成拔模特征。

【中性面】拔模:使用中性面为拔模类型,可以拔模一些外部面、所有外部面、一些内部面、所有内部面、相切的面或内部和外部面组合。

【分型线】拔模:【分型线】单选按钮可以对分型线周围的曲面进行拔模,分型线可以是空间的。

【阶梯拔模】:【阶梯拔模】为【分型线】拔模的变体,阶梯拔模绕用作拔模方向的基准面旋转而生成一个面。

②【拔模角度】选项组

【拔模角度】微调框:在该微调框中可以设定拔模的角度。

③【中性面】选项组。中性面是指在拔模的过程在大小不变的固定面,用于指定拔摸角旋转轴,如果中性面与拔模面相交,则相交处即为旋转轴。

④【拔模面】选项组

【拔模面】选择框:选取的零件表面,在此面上将生成拔模斜度。

【拔模方向】选择框:用于确定拔模角度的方向。

【拔模沿面延伸】:在【拔模沿面延伸】下拉列表中包含以下选项。

【无】:只在所选的面上进行拔模。

【沿切面】:将拔模延伸到所有与所选面相切的面。

【所有面】:将所有从中性面拉伸的面进行拔模。

【内部的面】:将所有从中性面拉伸的内部面进行拔模。

【外部的面】:将所有在中性面旁边的外部面进行拔模。

(1)生成中性面拔模特征

要在现有的零件上插入拔模特征,从而以特定角度斜削所选原面,可以使用中性面拔模、分型线模和阶梯拔模。

中性面拔模:要使用中性面在模型面上生成一个拔模特征,可按下面的操作步骤进行。

① 选择【插入】|【特征】|【拔模】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【拔模】按钮,系统弹出如图3-153所示的【拔模】属性管理器。

② 在【拔模】属性管理器中的【拔模类型】中选择【中性面】单选按钮。

③ 在【拔模角度】微调框中设定拔模角度。

④ 单击【中性面】中的选择框,然后在右边图形区域中选取面或基准面作为中性面。

⑤ 图形区域中的控标会显示拔模的方向,如果要向相反的方向生成拔模,单击【反向】按钮

⑥ 单击【拔模面】中按钮右侧的选择框,然后在图形区域中选取拔模面。

⑦ 如果要将拔模面延伸到额外的面,从【拔模沿面延伸】下拉列表中选择拔模面的终止方式。

⑧ 单击【确定】按钮,完成中性面拔模特征,如图3-154所示。

图3-154 中性面拔模特征

(2)生成分型线拔模特征

利用分型线拔模可以对分型线周围的曲面进行拔模。要插入分型线拔模特征,可按下面的操作步骤进行。

① 插入一条分割线分离要拔模的面,或者使用现有的模型边线分离要拔模的面。

② 选择【插入】|【特征】|【拔模】命令或者单击【特征】工具栏中的【拔模】按钮,系统弹出如图3-153所示的【拔模】属性管理器。

③ 在【拔模】属性管理器中的【拔模类型】中选择【分型线】单选按钮。

④ 在【拔模角度】微调框中设定拔模角度。

⑤ 单击【拔模方向】选择框,然后在图形区域中选取一条边线或一个面来指示拔模方向。

⑥ 如果要向相反的方向生成拔模,单击【反向】按钮

⑦ 单击【分型线】选项组中按钮右侧的选择框,在图形区域中选取分型线。

⑧ 如果要为分型线的每一线段指定不同的拔模方向,单击【分型线】选项组中按钮右侧的选择框中的边线名称,然后单击【其他面】按钮。

⑨ 在【拔模沿面延伸】下拉列表中选择拔模沿面延伸类型。

⑩ 单击【确定】按钮,完成分型线拔模特征,结果如图3-155所示。

图3-155 分型线拔模特征

(3)生成阶梯拔模特征

除中性面拔模和分型线拔模外,SolidWorks还提供了阶梯拔模。要插入阶梯拔模特征,可采用下面的操作步骤。

① 绘制要拔模的零件。

② 根据需要建立必要的基准面。

③ 生成所需的分型线。这时分型线必须满足以下条件。

a.在每个拔模面上,至少有一条分型线线段与基准面重合。

b.其他所有分型线线段处于基准面的拔模方向上。

c.任何一条分型线线段都不能与基准面垂直。

④ 选择【插入】|【特征】|【拔模】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【拔模】按钮,系统弹出如图3-153所示的【拔模】属性管理器。

⑤ 在【拔模】属性管理器中的【拔模类型】中选择【阶梯拔模】。

⑥ 如果想使曲面与锥形曲面一样生成,选择【锥形阶梯】复选框;如果想使曲面垂直于原主要面,选择【垂直阶梯】复选框。

⑦ 在【拔模角度】微调框中设定拔模角度。

⑧ 单击【拔模方向】选项中的选择框,然后在右侧图形区域中选取一基准面指示拔模方向。

⑨ 如果要向相反的方向生成拔模,单击【反向】按钮

⑩ 单击【分型线】选项组中按钮右侧的选择框,然后在图形区域中选取分型线。

圈11 如果要为分型线的每一线段指定不同的拔模方向,在【分型线】选项组中按钮右侧的选择框中选取边线,然后单击【其他面】按钮。

圈12 在【拔模沿面延伸】下拉列表中选择拔模沿切面延伸类型。

圈13 单击【确定】按钮,完成阶梯拔模特征,如图3-156所示。

图3-156 阶梯拔模特征

3.3.6 抽壳

抽壳特征是零件建模中的重要特征,它能使一些复杂工件变得简单化。当在零件的一个面上抽壳时,系统会掏空零件的内部,使所选的表面撇开,在剩余的面上生成薄壁特征。如果没有选择模型上的任何表面,而直接对实体零件进行抽壳操作,则会生成一个闭合、掏空的模型。

(1)等厚度抽壳

如果要生成一个等厚度的抽壳特征,可按下面的步骤进行操作。

① 选择【插入】|【特征】|【抽壳】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【抽壳】按钮,系统弹出如图3-157所示的【抽壳】属性管理器。

图3-157 【抽壳】属性管理器

② 在【抽壳】属性管理器中的【参数】选项组中的【厚度】微调框中指定抽壳的厚度。

③ 单击按钮右侧的选择框,然后从右面的图形区域中选取一个或多个开口面作为要移除的面,此时在选择框中显示所选的开口面。

注意:如果没有选取一个开口面,则系统会生成一个闭合、掏空的模型。

④ 如果选择【壳厚朝外】复选框,则会增加零件外部尺寸,从而生成抽壳。

⑤ 单击【确定】按钮,生成等厚度抽壳特征,如图3-158所示。

图3-158 零件等厚度的抽壳特征

注意:如果想在零件上添加圆角,应当在生成抽壳之前对零件进行圆角处理。

(2)多厚度抽壳

如果要生成一个具有多厚度面的抽壳特征,可按下面的步骤进行操作。

① 选择【插入】|【特征】|【抽壳】菜单命令或者单击【特征】工具栏中的【抽壳】按钮,系统弹出如图3-157所示的【抽壳】属性管理器。

② 在【抽壳】属性管理器中单击【多厚度设定】选项组中按钮右侧的选择框,激活【多厚度设定】。

③ 在图形区域中选取开口面,该面会在该选择框中显示出来。

④ 在选择框中选取开口面,然后在多【厚度】微调框中输入对应的壁厚。

⑤ 重复步骤④,直到为所有选择的开口面都指定了厚度为止。

⑥ 如果要将壁厚添加到零件外部,需要选择【壳厚朝外】复选框。

⑦ 单击【确定】按钮,即可生成多厚度抽壳特征,如图3-159所示。

图3-159 零件多厚度的抽壳特征

3.3.7 物料盒建模实例

物料盒建模实例

零件物料盒的模型如图3-160所示,从物料盒模型可以看出,要创建该模型,先拉伸一个实体模型,然后倒圆、抽壳和添加筋特征。创建物料盒可按下面的步骤进行操作。

图3-160 零件物料盒的模型

① 单击工具栏中【新建】按钮,新建一个零件文件。

② 选取“前视基准面”,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,绘制如图3-161所示的草图1。

图3-161 绘制的草图1

③ 单击【特征】工具栏中的【拉伸凸台/基体】按钮,在【方向 1】选项组中的【终止条件】下拉列表中选择【给定深度】选项,在【深度】微调框中输入“150.00mm”,单击【确定】按钮,得到如图3-162所示的模型。

图3-162 拉伸后的模型

④ 单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器,【圆角类型】选中【等半径】,设置【半径】为“40.00mm”,选取实体的侧边,单击【确定】按钮,完成圆角的创建,模型如图3-163所示。

图3-163 创建等半径圆角

⑤ 单击【特征】工具栏中的【圆角】按钮,系统弹出【圆角】属性管理器,【圆角类型】选中【变半径】,【变半径参数】选项组中的【实例数】微调框中输入“1”,圆角项目中依次选取如图3-164所示实体的四条底边,每选取一条边时,都需要在这条边的中点处单击,以致选取该点可以设置半径值。

图3-164 选取实体的四条底边

⑥ 双击各“变”半径提示框中的“未指定”,输入半径值,如图3-165所示设置完毕。单击【确定】按钮,结果如图3-166所示。

图3-165 指定【圆角】半径

图3-166 创建变半径圆角

⑦ 单击【特征】工具栏中的【抽壳】按钮,系统弹出【抽壳】属性管理器。选取如图3-167所示的表面为【移出的面】,在【厚度】微调框中输入“5.00mm”,单击【确定】按钮,结果如图3-168所示。

图3-167 选取的表面

图3-168 抽壳后的模型

⑧ 单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮,系统弹出【基准面】属性管理器,选取上表面,然后在【距离】微调框中输入“10.00mm”,选中【反向】复选框,单击【确定】按钮,创建如图3-169所示的基准面1。

图3-169 创建的基准面1

⑨ 选取创建的基准面1,单击【草图绘制】按钮,进入草图绘制,单击【标准视图】工具栏中的【正视于】按钮,绘制如图3-170所示的草图。

图3-170 绘制的草图

⑩ 单击【特征】工具栏中的【筋】按钮,选取步骤⑨绘制的草图,系统弹出【筋】属性管理器。在【筋厚度】微调框中输入“3.00mm”,设置【厚度】为【两侧】,设置【拉伸方向】为【垂直于草图】,单击【确定】按钮,结果如图3-160所示。