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第4节 建模技法详解与训练(1)

《中文版Creo 4.0 从入门到精通》第3章基础特征建模,本章将学习Creo 4.0 软件的基础特征建模方法。本节为大家介绍建模技法详解与训练。

作者:黄建峰来源:机械工业出版社|2017-12-23 19:36

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第4节 建模技法详解与训练(1)

一、三维建模技法研究

对于新手而言,快速有效地建立三维模型是一大难题,其实归纳一下,无非是以下几点。

软件中的建模指令不熟悉。

视新手掌握工程制图知识的程度,看图纸有一定的难度。

模型建立的先后顺序模糊不清,无从着手。

对于同样的一个模型,可以用不同的建模思路(思路不同所利用的指令也会不同)去建立。

基于以上列出的3 点,前两点可以在长期的建模训练中得到解决或加强。最关键的就是
第3 点:建模思路的确定。接下来将介绍基本建模思路。

目前,建模手段有3 种:参照图纸建模、参照图片建模和逆向点云构建曲面建模。其中,参照图片建模和逆向点云建模主要在曲面建模中得到完美体现,故本节不进行重点讲解。下面仅讲解参照图纸建模的建模手段。

1.参照一张图纸建模

当需要为一张机械零件图纸进行三维建模时,图纸是唯一的参照,举例说明看图分析方法。模型建立完成的方式也分两种:叠加法和消减法。

(1)叠加建模思路

如图3-111 所示,这是一个典型的机械零件立体视图,立体视图中标清、标全了尺寸。

虽然只有一个视图,但尺寸一个都没有少,据此是可以建立三维模型的。问题是如何一步一步去实现?叠加建模的思路如下。

首先查找建模的基准,也就是建模的起点。此零件(或者说此类零件)都是有“座”的,称为底座。凡是有底座的零件,一律从底座开始建模。

找到建模起点后,就可以遵循“从下往上”“从上往下”“由内向外”或者“由外向内”的原则依次建模。

在遵循建模原则的同时,还要判断哪些是主特征(软件中称为“父特征”)、哪些是附加特征(软件中称为“子”特征)。需要注意的是,先有主特征,再有子特征(不过有些子特征可以和主特征一起建立的,省略操作步骤)。

就此零件,可以给出一个清晰的建模流程,如图3-112 所示。

(2)消减法建模思路

消减法建模与叠加法建模恰恰相反,此法应用的案例要少于叠加法。主要是因为建模的逻辑思维是逆向的,不便于掌握。

如图3-113 所示的机械零件,也是仅仅有一个立体视图。观察模型可知,此零件有底座,那么建模从底座开始,由于是消减法建模,所以必须首先建立出基于底座最底面至模型的最顶面之间的高度模型,然后才逐一按照从上到下的顺序依次减除多余部分体积,直至得到最终的零件模型。图3-114 所示为消减法的建模流程分解图。

(3)总结

前面介绍的两种建模方法从建模流程的图解中可以看出,并非完全都是叠加或消减,而是两者相互融合使用。比如“叠加法”中第4 步和第5 步就是消减步骤,而“消减法”建模流程中的第7 步就是叠加的特征。因此在建模时,不能单纯依靠某一种方式去解决问题,而是多方面去分析,当然能够单独用某一种建模方法解决的,也不必再加上另一种方式,总之,是以“最少步骤”完成设计为依据的。

2.参照三视图建模

如果所给的图纸是多视图的,能完整清晰地表达出零件各个视图方向及内部结构的情况,那么建模就变得相对容易多了。

图3-115 所示为一个完整的三视图及模型立体视图(轴侧视图)。图纸中还直接给出了建模起点,也就是底座所在平面。这个零件属于对称型的零件,使用“拉伸”命令即可完成,结构还是比较简单的。图3-116 所示为建模思路图解。

再接着看一下如图3-117 所示的零件三视图。此零件的建模起点虽然在底部,但是由于底座由3 个小特征组合而成,那么就要遵循由大到小、由内向外的建模原则,以此完成底座部分的创建,然后才是从下往上、由父到子的依次建模。图3-118 所示为建模思路图解。

最后再来看一张零件的三视图,如图3-119 所示。此零件与图3-112 的模型结构类似。不过在本零件中可以采用从上往下进行建模的方式,理由是最顶部的截面是圆形,圆形在二维图纸中通常充当的是尺寸基准或定位基准。此外,顶部的这个特征是圆形,是可以独立创建出来的,无须参照其他特征来完成。在Creo 软件中,通常可以使用3 种不同命令来创建:“拉伸”“旋转”或者“扫描”。

图3-120 所示为零件的建模思路图解。

下面举例一般机械零件的建模过程和建模方法分享。

案例 1 摇柄零件设计

练习文件路径:\上机操作\结果文件\Ch03\摇柄零件.prt

演示视频路径:\视频\Ch03\摇柄零件设计.avi

建模方法解析

参照如图3-121 所示的三视图构建摇柄零件模型,注意其中的对称、相切、同心和阵列等几何关系。参数:A=72,B=32,C=30,D=27。

命令关键词:“拉伸” 、“平面” 、、、“阵列”按钮

绘图分析:

1)参照三视图,确定建模起点在“剖面 K-K”主视图.32 圆柱体底端平面的圆心上。

2)基于“从下往上”和“由内向外”的建模原则。

3)所有特征的截面曲线来自于各个视图的轮廓。

4)建模流程的图解如图3-122 所示。

设计步骤:

01 新建一个名为“摇柄”的零件文件。

02 创建第1 个主特征——拉伸特征。

.. 在““模型”选项卡的“形状”组中单击“拉伸”按钮。

.. 选择TOP 基准平面作为草图平面,进入草绘环境,绘制如图3-123 所示的草图曲线。

.. 退出草绘环境后,在“拉伸“操控板中设置拉伸深度为25,最后单击“应用”按钮,

完成拉伸特征的创建,如图3-124 所示。

03 创建第2 个主特征。

.. 单击“基准”组中的“平面”按钮,新建一个基准平面DTM1,如图3-125 所示。

.. 在“模型”选项卡的“形状”组中单击“拉伸”按钮。

.. 选择DTM1 平面作为草图平面,进入草绘环境,绘制如图3-126 所示的草图曲线。

退出草绘环境后,在“拉伸”操控板中设置拉伸深度类型为,深度为3,最后单击“应用”按钮,完成拉伸特征的创建,如图3-127 所示。

技巧点拨:

草图中的虚线是为了表达角度标注而建立的,退出草绘环境时最好将其删除,以避免草绘的不完整性。

04 创建第3 个特征。

单击“基准”组中的“平面”按钮,新建一个基准平面DTM2,如图3-128 所示。

在“模型”选项卡的“形状”组中单击“拉伸”按钮。

选择DTM2 平面作为草图平面,进入草绘环境,绘制如图3-129 所示的草图曲线。

退出草绘环境后,在“拉伸”操控板中设置拉伸深度类型为“拉伸至下一曲面” 或者是“拉伸至与选定的点、曲线、平面或曲面” ,最后单击“应用”按钮,完成拉伸特征的创建,如图3-130 所示。

05 创建第4 个特征。此特征其实是第3 个特征的子特征,但需要先创建。

在“模型”选项卡的“形状”组中单击“拉伸”按钮。

选择FRONT 平面作为草图平面,进入草绘环境,绘制如图3-131 所示的草图曲线。

退出草绘环境后,在“拉伸”操控板中设置拉伸深度类型为“拉伸草绘平面的双侧”,最后单击“应用”按钮,完成拉伸特征的创建,如图3-132 所示。

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