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1、第五章 高级特征,本章介绍特征创建的一些高级命令： 即【可变截面扫描】、【扫描混合】 与【螺旋扫描】命令。,5.1可变截面扫描 可变截面扫描是指扫描截面沿一条或多条选定轨迹扫描而 创建出实体或曲面特征，扫描中特征截面外形可随扫描轨迹 进行变化，而且能任意决定截面草绘的参考方位。一般在给 定的截面较少、轨迹线的尺寸很明确且轨迹线较多的情况下， 可采用可变截面扫描建立出一个“多轨迹”特征。 创建可变截面扫描时，系统支持恒定截面或可变截面两种方式。 (1)可变截面：是指利用草绘图元所约束的参照，或使用由 “trajpar”参数设置的截面关系，使草绘截面在扫描过程 中可变；尊绘截面定位于附加至原始轨迹
2、的截面框架上，并 沿轨迹长度方向移动以创建几何。原始轨迹以及其他轨迹 和其他参照(如平面、轴、边或坐标系的轴)定义 截面沿扫描的方向。,(2)恒定截面：是指在沿轨迹扫描的过程中，草绘的截面形状 不变，仅截面所在截面框架的方向发生变化。截面框架实质上是沿着原始轨迹滑动并且自身带有要被扫描截面的坐标系。它决定着草绘沿原始轨迹移动时的方向，由附加约束和参照(如“垂直于轨迹”、“垂直于投影”和“恒定法向”)定向。,511扫描轨迹 创建可变截面扫描特征时，根据功能不同将扫描轨迹分为4类， 即原点轨迹、X-轨迹、法向轨迹与辅助轨迹，如图5-1所示。 要选取并改变轨迹类型，可单击特征操控板中的“参照”按钮，
3、 如图5-2所示。,图5-1可变截面扫描特征的轨迹类型 图5-2扫描轨迹类型的定义,512特征截面的控制 建立可变截面扫描特征时，系统提供了3种特征截面的控制 方式，分别是“垂直于轨迹”，“垂直于投影”，与 “恒定法向”。 1垂直于轨迹 “垂直于轨迹”是表示特征截面在整个扫描路径上始终垂直于 指定的轨迹，如图5-3所示。 草绘特征截面时，系统会自动将原点轨迹的起始点设为原点， 并且在原点处显示出十字中心线。截面扫描过程中，水平中心 线将始终保持通过X轨迹的端点，以决定截面的X方向，也就是 说X轴方向是以原点轨迹为起点、X轨迹为终点而定义的一个向量， 如图5-4所示。,2。垂直于投影 “垂直于投
4、影”方式表示截面沿指定的方向参照垂直于原始 轨迹的投影，或者说移动截面框架的Y轴平行于指定方向，且Z轴 沿指定方向与原始轨迹的投影相切，如图5-5所示。图中，Z轴在 所有点与沿投影方向的投影曲线相切，而截面Y轴总是垂直于定义 的参照平面。 采用这种控制方式建立特征时，必须选取投影的“方向参照” 以定义投影方向，如图5-6所示，并允许单击 按钮反转参 照的方向。,定义投影方向时，Pr0E允许选取3类参照： (1)选取一个基准平面或平面为参照，以其法向作为投影方向： (2)选取一条直曲线、边或基准轴为参照，以其直线方向作为 投影方向； (3)选择坐标系的某轴，以其轴向或反向作为投影方向。 图5-7
5、所示为一个圆形截面沿一条轨迹扫描，如果分别选取 基准平面和直曲线来定义投影方向，则会产生不同的扫描效果。,图 5-3 垂直于轨迹的变截面扫描,图5-4 X-轨迹对垂直于轨迹扫描的影响,图5-5 垂直于投影的变截面扫描 图5-6投影方向的设置,3恒定法向 “恒定法向”表示截面的法向量平行于指定的方向，或者 说移动截面框架的Z轴平行于由恒定法向参照所定义的方向， 如图5-8所示。采用这种控制方式建立特征时可定义一个X方向， 否则Pr0E将自动沿轨迹计算X和Y方向。,图5-7 投影方向与扫描的关系 图 5-8 恒定法向变截面扫描,5.1.3特征截面的扫描定向 打开“参照”上滑面板，在“水平垂直控制”
6、列表框中 可以设定截面是如何沿扫描轨迹定向的，即截面框架绕草绘平 面法向的旋转。其中，有以下2种方式可供选择。 (1)X轨迹：表示截面的x轴通过指定的x轨迹与扫描截面的交点。 (2)自动：表示截面由XY方向自动定向。系统将计算x向量的方向， 最大程度地降低扫描几何的扭曲。对于没有任何参照曲面的 “原点轨迹”，“自动”为默认选项。 注意：截面的“水平”方向由“自动”定向或“起点的x方向参照” 来确定，可以选取任意基准平面或基准曲线、线性边或坐标 系的单个轴作为方向参照。,建立可变截面扫描特征时，还应注意以下情况。 (1) 所有轨迹必须为相切的连续线段。 (2) 采用“垂直于轨迹”的截面控制方式时
7、，X轨迹不能与原点轨迹相交，否则X向量会变为0。 (3) 如果各条轨迹线长度不相同，则所建立的特征将按最短的轨迹线进行扫描。 (4) 可利用Graph与trajpar函数配合关系式控制截面外形的变化,5.1.4 创建可变截面扫描特征 创建可变截面扫描特征的一般步骤如下。 (1) 选择【插入】一【可变截面扫描】命令或者单击特征 工具栏中的 按钮。 (2) 显示如图5-9 所示的特征操控板，单击 拔钮创建 实体或按 钮创建曲面，而单击 按钮则创建薄板。,图5.9 可变截面扫描控制面板,(3) 打开“参照”上滑面板，在“轨迹”列表栏依次选取要用 于可变截面扫描的轨迹，并分别定义其类型。如要选取多 个
8、轨迹则按住Ctrl键，而使用Shift键可选取一条链中的 多个图元。此时，选中的轨迹将在图形窗口中以红色加亮。 (4) 在“剖面控制”列表中指定截面控制方式，并选取所需的 方向参照以设定扫描截面的定向，即扫描坐标系的z轴方向。 (5) 设定“水平垂直控制”下拉列表框中的选项，以确定 截面是如何沿轨迹扫描定向的。,(6) 打开“选项”上滑面板，如图5-10所示，根据需要进行各项设定。 (7) 在“草绘放置点”文本框内单击，然后选取原始轨迹上的一点作为草绘剖面的点。如果“草绘放置点”文本框为空，表示以扫描的起始点作为草绘剖面的默认位置。 (8) 单击 按钮，打开草绘器并沿选定轨迹草绘扫描截面，之后
9、单击 按钮退出草绘器。 (9)单击 预览几何效果，或单击 按钮创建特征。,图5-10 “选项”上滑面板 图5-11 三维零件 图5-12 草绘曲线,例：设计如图5-11所示三维零件。 步骤：（1）点击图标 ，新建零件文件，进入三维零件创建界面； （2）点击 图标，任选一个基准平面绘制如图5-12所示曲线； （3）建立一个扫描实体特征：点击“插入扫描伸出项-选取轨迹”， 选择直径为60的圆作为轨迹线，绘制截面图如图5-13所示， 生成图5-14所示实体；,图5-13 剖面图 图5-14 扫描实体 图5-15 直线（a）,（4）建立一可变截面扫描曲面特征：点击“插入可变截面扫 描”，选取直径为60
10、的圆曲线为原点轨迹，直径为70的圆曲 线为X-轨迹。绘制如图5-15示直线，加入关系式: sd6=trajpar3607。Sd6为角度尺寸，编号由系统自动生成。 扫描结果如图5-16所示。 （5）创建扫描伸出项特征：点击“插入扫描伸出项-选取 轨迹”，以“相切链“形式选取扫描生成的曲面边线为轨 迹线，绘制剖面图如5-17所示，单击“确定”， 完成图5-11所示零件实体的创建。,图5-15 直线（b） 图5-16 扫描曲面 图5-17 剖面图,52 扫描混合特征,扫描混合可以具有两种轨迹：原点轨迹(必需)和第二轨迹(可选)。 建立时必须定义至少两个截面，并可以在两截面间添加截面。定义扫描 混合的
11、轨迹时，可草绘轨迹或者选取一条基准曲线或边链。扫描混合特征 的轨迹可以是连续而不相切的曲线。,521 扫描混合选项 建立扫描混合特征时需定义各类菜单选项，下面对几种常用选项进行说明。 1“剖面控制”下拉列表框 打开“参照”上滑面板，可以在“剖面控制”下拉列表框中设置特征截面的 控制方式，如图5-18所示，具体说明如下。 (1) 垂直于轨迹：表示特征截面所在的草绘平面始终垂直于指定的原点轨迹。 此项为系统的默认设置。,(2) 垂直于投影：表示沿投影方向看去，特征截面所在的平面 保持与原点轨迹垂直，且其z轴与指定方向上原点轨迹的投影 相切。此时，必须指定投影方向参照，而不需要水平 垂直控制。 (3
12、) 恒定法向：表示以定义的曲线或边链作为扫描的法向轨迹， 在该特征长度上截面平面保持与法向轨迹垂直，即特征截面 的z轴平行于指定方向向量。此时，必须选择方向参照。 2“水平竖直控制”下拉列表框 “水平竖直控制”下拉列表框用于设置截面的水平或竖直控制， Pr0E系统提供了以下几种控制方式。,(1) 垂直于曲面：表示特征截面的Y轴指向选定曲面的法线方向， 并且后续所有截面都将使用相同的参照曲面来定义截面Y 方向。若原点轨迹只有一个相邻曲面，系统将自动选择该 曲面作为截面定向的参照；若原点轨迹有两个相邻曲面， 则需选取其中一个曲面来定义截面y方向。 (2) X-轨迹：表示在扫描中特征截面的x轴始终通
13、过X-轨迹与扫描 截面的交点。该项仅在特征有两个轨迹时才有效，使用此项时 要求X-轨迹为第二轨迹而且必须比原点轨迹要长。 (3) 自动：表示截面的x轴方向由系统沿原点轨迹自动确定。 当没有与原点轨迹相关的曲面时，该项是默认设置。,3截面位置指定 系统对扫描混合特征的截面有几个限定： 对于闭合轨迹轮廓，至少要有两个草绘截面，且必须有一个 位于轨迹的起始点；对于开放轨迹轮廓，必须在轨迹的起 始点和终止点创建截面； (2) 所有截面必须包含相同的图元数； (3) 可使用面积控制曲线或者特征截面的周长来控制扫描 混合几何。 除了必须在扫描轨迹的限定位置定义截面外， 系统允许用户自行在轨迹线上加入所需的
14、截面。加入截面时， 可单击“截面”上滑面板中 的按钮，然后选取截面的 放置位置点。,定义特征截面时，可以在“剖面”上滑板中选取“草绘 截面”选项，如图5-19所示。然后在轨迹上选取一个位置点并 进入草绘模式绘制扫描混合的截面；或者选取“所选截面”选项， 然后选取先前定义的截面作为当前的扫描混合截面。,图5-18 “剖面控制”下拉列表框 图5-19 特征截面的定义,522 混合控制 建立扫描混合特征时，通过“选项”上滑面板可控制扫描 混合截面之间的部分形状，如图5-20所示。Pr0E系统也提供 了以下3种控制方式。 1设置周长控制 选择“设置周长控制”选钮表示通过线性方式改变扫描混合 截面的周长
15、，以控制特征截面的大小及其形状。执行时可在扫描 轨迹的特定位置输入截面周长值，并配合“通过折弯中心创建 曲线”复选框创建连接各特征截面形心的连续中心曲线。 如果两个连续截面的周长相同，那么系统将对这些截面保持相同 的横截面周长。,图5-20 混合控制选项 图5-21设置周长控制,如图5-21所示，其中截面1的周长等于截面2的周长，则截面3的周长也等于截面l或截面2的周长。对于有不同周长的截面，系统用沿该轨迹的每个曲线的光滑插值来定义其截面间特征的周长。,2设置剖面区域控制 选择“设置剖面区域控制”选项表示在扫描混合的指定位置 指定剖面区域，通过控制点和面积值来控制特征形状。执行时， 可在原点轨
16、迹上添加或删除点，并改变该位置点在面积控制曲线 中的数值大小，从而控制扫描混合特征的造型。 3无混合控制 选择“无混合控制”选项表示不为特征进行任何混合控制， 此项为系统默认设定。,523 创建扫描混合特征 其具体操作步骤如下。 单击菜单下【插入】一【扫描混合】命令，图5-22所示。进入扫描混合 工作界面（在下方出现扫描混合特征操控板）。如果选择“草绘截面”选项， 则需选取一个截面位置点并单击按钮，草绘出特征的指定截面， 如图5-24所示。再单击按钮可以指定新的附加点作为特征截面的放置位置。 (2) 打开“参照”上滑面板，如图5-23所示，定义扫描轨迹(第一条为原点轨迹)。 (3) 设置“剖面控制”和“水平控制”下拉列表框。 (4) 打开“剖面”上滑面板并选取截面图的类型为
