《Mastercam数控加工实用教程 教学课件 ppt 作者 解金榜 第4章 3D实体设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Mastercam数控加工实用教程 教学课件 ppt 作者 解金榜 第4章 3D实体设计（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Mastercam x 电子教案,第4章 3D实体设计,实体造型是Mastercam从7.2版开始新增的功能，在Mastercam X中得到了更为广泛的应用。和曲面造型相比，利用实体造型方法来描述物体，能更全面地反映物体的所有属性，如体积、重量、重心等，因而更接近真实物体。实体建模过程与用户设计思维过程比较统一，造型思想容易被人接受，它为设计、工程分析、制造一体化的应用提供了一个统一的数学模型实体模型与线框模型、曲面模型一样也是描述三维物体的一种表达方式，它是由多个特征组成的一个整体，在Mastercam中表示为一个图素，其不仅具有面积的特征，并且还具有体积的特征。 Mastercam中三维实
2、体建模的过程和步骤如下：,一、构建三维实体外形 三维实体外形如同曲面造型中所需要的三维线框模型，在构建三维实体之前需要事先构建。如需挤出图4-1所示的实体，则要事先构建图4-2所示的外形。,图4-1 挤出实体,图4-2 实体外形,二、构建、编辑实体特征 在Mastercam中通过挤出、旋转、扫掠、举升、基本实体来实现三维实体的基本构建特征，并在此基础上进行倒圆角、倒角、薄壳、布林运算、牵引、剪切等操作，最终构建出实体模型。,图4-3 实体管理器,三、实体管理操作 在Mastercam 中通过实体管理员（如图4-3所示），可以方便地进行实体特征的管理，可以观察三维实体的构建记录，改变实体特征的次
3、序，修改特征的参数和图形。 三维实体的构建过程是一个固定不变的流程，在三维实体的构建过程中次序往往被打乱，如构建好某一特征后需要用实体管理员进行修改，然后再进行其它特征的构建。,4.1 三维实体设计 三维实体的造型过程直观、效果逼真。有了前面介绍的曲面造型做基础，读者掌握三维实体造型和编辑的操作也就显得更容易了，在Mastercam中，实体造型和编辑的操作命令主要包括在如图4-4所示的“实体”和“基本实体”的下拉菜单中，或者“实体”和“基本实体”工具栏中如图4-5所示，通过选择这些命令，按照对应提示进行操作，就能完成实体的造型和编辑操作。,图4-4 实体菜单,图4-5 实体工具栏,1、挤出 挤
4、出是指把若干共面的串连曲线外形，沿着一个指定的方向和距离拉伸而成。它既可进行实体材料的增加，也可进行实体材料的切除。它和其它三维绘图软件的拉伸相似。用挤出的方法构建的是实心的实体，但它的实体外形必须是封闭的。挤出分为实体和薄壁。,实体 挤出实体构建的步骤：,图4-6构建实体的外形 图4-7串连外形 图4-8 确定拉伸方向,图4-6 构建实体外形,图4-7 串连外形,图4-8 拉伸方向,图4-10 挤出的实体,图4-9 挤出实体参数设定对话框,图4-9 实体挤出设置,图4-10 实体,说明： 图4-9所示“挤出实体之参数设定”对话框参数说明见表4-1。,挤出之距离/方向,表4-1 挤出实体之参数
5、设定,图4-11 切割实体,图4-12 挤出实体实例,图4-13 拔模,薄壁 利用薄壁功能可以创建出空心的封闭实体或开放的薄壁实体。与实体的创建操作基本相似，而且其它的实体功能都包括薄壁，这里就不在详细介绍了。,图4-14 旋转图形,2、 旋转 旋转是指把二维平面曲线链绕着轴线以指定的角度进行旋转的实体造型。即可通过旋转构建主体，也可产生凸缘或切割实体。该功能的构建过程基本同旋转曲面的构建过程，只不过曲面是没有厚度和质量的，而实体有质量和体积。,图4-15 确定旋转轴线菜单,图4-16 旋转实体对话框,图4-15 旋转菜单,图4-16 旋转实体设置,图4-17 生成的旋转实体,图4-17 旋转
6、实体,说明： 1）如果要构建实心的旋转实体，需要选择一个封闭的端面轮廓外形，如图4-14所示。 2）旋转方向由所选取的旋转轴线起点处箭头方向来确定，如图图4-14所示。 3）图4-15所示菜单参数说明见表4-2。,表4-2 旋转参数说明,3、扫描 扫描是指用封闭的平面曲线链（即断面轮廓外形）沿着一条曲线链（即路径曲线链）进行平移或旋转构建的实体，或在已知的目标实体上产生凸缘或切割目标实体。 图4-18构建扫描实体外形,图4-18 扫描实体外形,图4-19 扫描实体参数设定对话框,图4-20 扫描实体,图4-19 扫描实体的设置,图4-20 扫描的实体,4、举升 举升是指将多个封闭的端面轮廓外形
7、通过直线或曲线过渡的方法构建实体。该功能既可构建实体主体，也可产生凸缘或切割实体。,图4-21举升实体外形,图4-22举升实体设置对话框,图4-21 举升实体外形,图4-22 举升实体的设置,说明： 1）在图4-22所示的对话框中，如果不选择以直纹方式产生，则是以圆弧方式产生，则生成如图4-23所示的实体；若以直纹方式产生，则生成如图4-24所示的实体。,图4-23 以圆弧连接的举升实体,图4-24以直线连接的举升实体,图4-23 圆弧连接的举升实体,图4-24 直线连接的举升实体,2）每个串连的外形必须是封闭的。 3）串连外形时必须注意统一匹配串连起点和串连方向，如图4-21所示，三个外形的
8、串连起点都在零度方向（前视图），串连方向均为逆时针。否则，实体产生扭曲。 4）连接五个以上的外形做举升实体时，系统会运算极慢，可以分开做然后利用布尔运算将它们合并成整体。,5、倒圆角 倒圆角是指在实体的边缘通过圆弧曲面进行过渡。它是一种边的顺接形式，在要倒圆角的边上生成一个新的曲面，它正切于相邻面的边。,图4-25倒圆角前和后的图形,图4-26倒圆角参数对话框,图4-25 倒圆角,图4-26 实体倒圆角参数,表4-3是对倒圆角参数对话框的说明：,表4-3 倒圆角参数说明,6、倒角 实体倒直角是指以选取的边为基准，将相交于该边的两个实体面去除材料生成一个斜面。如图4-27所示,图4-27 倒角实
9、体,系统提供了3种形式：单一距离、不同距离、距离/角度。 建立实体倒直角，一般操作步骤如下： （1）选择倒角命令。 （2）选取一种倒角参数的设置形式。图4-28分别是单一距离、不同距离、距离/角度的对话框。,（3）选取进行倒角操作的实体边、面或实体。 （4）根据需要设置倒角的参数。 （5）单击 按钮生成倒角斜面。,图4-28 实体倒角参数,7、薄壳 实体抽壳是指将选取的一个或多个实体面作为开口面，去除实体内部的材料而生成一个新的薄壁实体。 如选取整个实体作为开口面，将生成设定厚度的空心薄壁实体 执行实体抽壳的一般操作步骤如下： （1）选择薄壳 命令。 （2）选取实体或面作为开口部位，如图4-2
10、9所示。,（3）设置实体抽壳的相关参数，如图4-30所示。,图4-29 薄壳实体,图4-30实体薄壳的设置,（4）单击 按钮完成，生成新的薄壁实体（图4-29）。,8、修剪 修剪实体是指以所选平面、曲面或者薄片实体作为边界。对选取的一个或多个实体进行修剪生成新的实体。 修剪实体的一般操作步骤如下： （1）选择修剪 命令。 （2）选取一个或多个进行修剪操作的实体，如图4-31所示。,图4-31 修剪实体,（3）设置修剪操作的类型：P平面修剪、S曲面修剪和H薄片实体修剪，如图4-32所示。,图4-32 修剪实体设置,（4）根据定义的修剪操作类型，选取合适的修剪边界（图4-31）。 （5）单击 完成
11、操作，在绘图区生成新的实体（图4-31）。,9、薄片实体 薄片实体加厚是指将选取的一个薄片实体，按照设定的方向、指定的厚度转换为薄壁实体。 薄片实体加厚的一般操作步骤如下： （1）选择薄片实体 命令，选取一个薄片实体 （2）设置相关操作参数，如图4-33所示。,图4-33 薄片实体设置,（3）设置完各项参数后，单击按钮执行薄片实体的加厚操作，整个过程如图4-34所示。,图4-34 薄片实体结果,10、移除实体面 移除面是指将选择的实心实体或薄壁实体的一个或多个面删除，由实心实体或薄壁实体生成一个薄片实体。 移除面的一般操作步骤如下： (1) 选择 命令。 (2) 选择实体上需要删除的面,如图4
12、-36所示。 (3) 设置原始实体的处理方式、薄片实体所在的图层等。如图4-35所示。,图4-35,（4）单击 按钮，完成移除面操作并生成薄片实体。如图4-36所示,图4-36 移除实体面,11牵引面 牵引面其实就是将实体上的某个面旋转一定的角度，其它和该面共交线的面也会跟着发生变化，保持与该面的连接关系。这种使某个面（某些面）倾斜一定角度的操作在设计模具的拔模斜度时常常用到。,图4-37 实体牵引面参数,牵引面的一般操作步骤如下： （1）选择 命令。 （2）选取进行牵引操作的一个或多个实体面。如图4-38所示。 （3）设置牵引方式和旋转角度等牵引面参数。如图4-37所示，系统提供了4种设置旋
13、转轴的方法：牵引到实体面、牵引到指定平面、牵引到指定边界和牵引挤出。 根据牵引方式的不同，按系统提示定义牵引的旋转轴、牵引方向等。如图4-38所示。 单击 完成操作生成牵引实体面。如图4-38所示。,图4-38 牵引面过程,12、布尔运算 布尔运算，它通过结合、切割、交集的方法将多个实体合并为一个实体。它是实体造型中的一种重要方法，利用它可以迅速地构建出复杂而规则的形体。在布林运算中选择的第一个实体为目标主体，其余的为工件主体，运算的结果为一个主体。 例如：如图4-39所示是要结合的两个实体,图4-39 两实体,图4-40 结合运算实体,如图4-40所示是结合运算的结果，图4-41切割运算的结
14、果，图4-42交集运算的结果。,图4-41 切割运算实体,图4-42 交集运算实体,13、非关联布尔运算 非关联布尔运算将产生没有历史记录的实体。这是的新增功能，包括非关联差集运算和非关联交集运算两个命令。它们的操作过程与常规的基本相同，只是可以保留原实体。,图4-43 非关联的布尔运算,选择任何一个非关联命令，根据系统提示选择目标实体，再选择工具实体，然后按Enter键，打开如图4-43所示的对话框，使用默认设置。单击按钮，即可生成一个新实体。该实体没有历史记录，即再实体操作管理器中该实体没有操作记录，不能对该实体的生成过程进行回顾。,4.2 三维设计实例 实体设计1 以活塞零件为例，来说明
15、实体建模的一般思路与步骤。如图4-44所示零件三维模型图和图4-45所示的零件二维工程图。,图4-44 零件三维模型图,图4-45 零件二维工程图,步骤1 创建基本圆柱实体 步骤2 创建15销孔,步骤3 创建切割特征，如图4-46所示,图4-46 切割特征,步骤4 对实体进行抽壳操作，如图4-47,图4-47 抽壳后实体,图4-48 拉伸切割后实体,步骤5 创建方形拉伸切割特征，如图4-48所示 步骤6 创建圆形拉伸切割特征,如图4-49所示,图4-49圆形拉伸后实体,步骤7 使用旋转切割实体，创建活塞的密封槽，如图4-50所示 步骤8 创建倒圆角特征，完成活塞实体造型，如图4-51所示,图4
16、-50 创建密封槽,图4-51 活塞造型,实体设计2 利用旋转实体、拉伸实体、实体圆角及实体倒角等功能制作万向头模型，如图4-52所示,步骤1 使用直线、圆弧、圆角命令绘制如图4-53所示的图形,图4-52 万向头模型,步骤2 利用绘制矩形命令，绘制如图4-54所示矩形，并进行倒圆角,图4-53 绘制直线、圆弧、圆角,图4-54绘制矩形,步骤3 切换构图平面，绘制如图4-55所示的图形,图4-55 切换构图平面构图,步骤4 再次切换构图平面，绘制圆，如图4-56所示,图4-56 绘制圆,步骤5 使用旋转实体命令，生产旋转实体，如图4-57所示,图4-57 生成旋转实体,步骤6 使用拉伸切割实体，生成如图4-58所示的造型,图4-58 切割实体,步骤7 和步骤6相同操作，进行另两个方向的拉伸切割实体，如图4-59所示,图4-59 切割圆,步骤8 进行倒圆角和倒角，完成万向头造型，如图4-60所示,图4-60 进行倒角,图4-61 香皂模型,实体设计3 利用拉伸实体及实体圆角等
