基于SolidWorks的零件三維造型

廣東省燕達橡塑制品廠 廣東廣州 510540

摘要：SolidWorks軟件是一個非常優秀的三維設計軟件，包括了零件設計、鈑金設計和裝配等功能，而且集成和兼容了Windows系統的卓越功能。其三維實體建模系統相對Pro/E來說有更直觀、易學、易用的特點，其按鈕功能使用如AutoCad一樣方便。本文就利用軟件參數化特征，有針對性地對解決一些實際工作問題進行探討。

關鍵詞：管狀零件；掃描特征；旋轉特征；放樣特征

SolidWorks軟件是一個非常優秀的三維設計軟件，包括了零件設計、鈑金設計和裝配等功能，而且集成和兼容了Windows系統的卓越功能。其三維實體建模系統相對Pro/E來說有更直觀、易學、易用的特點，其按鈕功能使用如AutoCad一樣方便。SolidWorks有著功能強大的參數化特征建模工具，下面就利用其參數化特征研究零件三維造型中的一些問題。

1 管狀零件的造型方法

1.1 利用掃描特征的零件造型分析

所謂掃描，就是將一個輪廓或一個截面線沿著一條路徑移動生成機體、凸臺、切除等特征。掃描特征建模有幾個值得注意的幾個問題：

（1）如果生成基體或凸臺掃描特征，則輪廓必須是封閉的。

（2）不論是哪一種特征，路徑線可以為封閉的也可以是不封閉的。

（3）路徑的起點必須位于輪廓的基準面上。

（4）不論是截面線、路徑線或所形成的實體，均不能出現自相交叉的情況。

在實際生產設計過程中，可以利用SolidWorks中的掃描特征，根據零件的特點，合理地進行設置，再結合“簡單掃描”和“使用引導線掃描”兩種生成方法進行三維實體繪制。

1.2 利用掃描特征的零件造型方法

以下通過具體的零件，闡述利用SolidWorks中的掃描特征進行造型的方法，在闡述過程中，只對主要和關鍵的步驟進行描述，對其它具體的操作方法不再祥述。

1.2.1 簡單管狀零件的三維造型

以圖1（上圖為標準平面三視圖）所示的管狀零件為例，其輪廓如三視圖所示，從平面視圖可以看出，這個管狀零件內、外徑都是一樣大小，也就是說其截面形狀是一致的，并且其端面與端面間有一定的空間角度，如果用先作一實體，再慢慢用除料的方法來繪制，將是很費時費力的。因此，以管體截面作掃描平面，管體中心線作為掃描路徑，就可以非常方便地生成管體三維造型。以管體截面輪廓進行掃描的操作步驟如下：

（1）使用3D草圖命令繪制管體的中心線，尺寸與平面圖的一致。此中心線在SolidWorks中須為實線，并且須一次繪出。

（2）在中心線的一端畫出一個同心圓，大小與三視圖一致，并且圓中心與端點重合。

（3）利用掃描特征，選擇同心圓作為掃描輪廓，中心線為掃描路徑進行掃描，就可得出管體零件維的三維造型。

圖1 普通管狀零件三維造型

該管體零件也可以使用旋轉特征命令生成，操作步驟如下：

（1）使用3D草圖命令繪制管體的中心線，尺寸與平面圖的一致。此中心線在SolidWorks中須為實線，并且須一次繪出。

（2）畫出管體外徑邊線，以中心線作為旋轉中心，得出外徑與管體零件的實心棒體。

（3）畫出管體內徑邊線，以中心線作為旋轉中心，進行旋轉切割，原實心的棒體就變為空心的管體了。

1.2.2 使用引導線管狀零件的三維造型

在以上例子中，掃描特征適用于截面完全相等的零件，例如截面為圓形、方形的規則圖形，但如果對截面規則、但各不相等的零件，那就要建立一條引導線來進行掃描。以圖2（左面為剖視圖）所示管狀零件為例，介紹一下使用引導線進行掃描繪制管狀零件，其操作步驟如下：

（1）使用草圖命令繪制管體的中心線，此中心線在SolidWorks中須為實線。

（2）在中心線的一端畫出一個同心圓，大小與剖視圖一致，并且圓中心與中心線成穿透關系。

（3）按剖視圖外輪廓尺寸繪制一曲線，曲線起點與（2）中所畫圓的圓周為重合關系。

（4）利用掃描特征，選擇同心圓作為掃描輪廓，中心線為掃描路徑進行掃描，再選擇曲線為引導線進行掃描，得出管狀實體。

（5）最后利用抽殼特性，選擇要求的壁厚就可以繪制出如圖2所示的管狀零件三維造型了。

圖2 帶波紋的管狀零件三維造型

2放樣特征

有些管狀零件非常不規則，其截面尺寸不相等，形狀也不相似，這就需要使用引導線放樣特征來進行繪制。以圖3（左面為剖視圖）為例，介紹使用引導線放樣特征繪制管狀零件，其步驟如下：

圖3 非規則截面的管狀零件三維造型

（1）首先分析零件的截面特征，在一基準平面上繪制一圓。

（2）建立三個需要的基準面，在這里基準面與原基準面平行（在其它情況不一定平行），并（3）在每個基準面上分別畫上一個圓，兩個矩形。

（4）分別選取兩個圓及矩形的上下中心點，畫出兩條曲線。

（5）利用放樣曲面特征，選擇兩個圓及兩個矩形作為掃描輪廓，兩個矩形為引導線進行掃描，得出管狀實體。

（6）最后利用抽殼特性，選擇要求的壁厚，再選取兩端的圓面及矩形面作為移除端面，就可以繪制出如圖3所示的管狀零件三維造型了。

3鈑金零件的造型方法

3.1 利用繪制折彎特征的零件造型分析

由展開零件轉換成鈑金，方法是首先由封閉草圖拉伸成薄平板零件，然后將其轉換成鈑金零件，并添加折彎特征。繪制折彎特征建模有幾個值得注意的幾個問題：