热水壶整体设计案例分析

实例概述

本实例主要讲述了热水壶的整体设计过程，其中主要运用了拉伸、边界混合、扫描、合并、实体化等命令。该模型是一个很典型的曲面设计实例，其中曲面的投影、边界混合和合并是曲面创建的核心，在应用了修剪、实体化、拉伸和倒圆角进行细节设计之后，即可达到如图9.1所示的效果。这种曲面设计的方法很值得读者学习。零件模型及模型树如图9.1所示。

图9.1 零件模型及模型树

Step1.新建零件模型。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框，在选项组中选择选项，在文本框中输入文件名称HOT_WATER_BOTTLE，取消选中复选框，单击按钮，在弹出的“新文件选项”对话框的选项组中选择模板，单击按钮，系统进入建模环境。

Step2.创建图9.2所示的拉伸特征1。

（1）选择命令。单击功能选项卡区域中的“拉伸”按钮。

（2）绘制截面草图。在图形区右击，从弹出的快捷菜单中选择命令；选取TOP基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图9.3所示的截面草图。

（3）定义拉伸属性。在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值40.0。

（4）在操控板中单击“完成”按钮，完成拉伸特征1的创建。

图9.2 拉伸特征1

图9.3 截面草图

Step3.创建图9.4所示的基准平面1。

（1）选择命令。单击功能选项卡区域中的“平面”按钮。

（2）定义平面参考。选取图9.4所示的模型表面为偏距参考面，在对话框中输入偏移距离值190.0。

（3）单击对话框中的按钮。

Step4.创建图9.5所示的草图1。在操控板中单击“草绘”按钮；选取图9.4所示的模型表面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，单击按钮，绘制图9.5所示的草图。

图9.4 基准平面1

图9.5 草图1（草绘环境）

Step5.创建图9.6所示的草图2。在操控板中单击“草绘”按钮；选取DTM1基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；单击按钮，绘制图9.6所示的草图。

Step6.创建图9.7所示的基准点PNT0。单击功能选项卡区域中的“基准点”按钮。按住Ctrl键，选取图9.8所示的端点1和FRONT基准平面为基准点参考，单击对话框中的按钮。

图9.6 草图2（草绘环境）

图9.7 基准点PNT0

Step7.创建图9.9所示的基准点PNT1。单击功能选项卡区域中的“基准点”按钮。按住Ctrl键，选取图9.8所示的端点2和FRONT基准平面为基准点参考。

单击对话框中的按钮。

图9.8 定义基准点参考

图9.9 基准点PNT1

Step8.创建图9.10所示的基准点PNT2。单击功能选项卡区域中的“基准点”按钮。按住Ctrl键，选取图9.11所示的端点1和FRONT基准平面为基准点参考，单击对话框中的按钮。

Step9.创建图9.12所示的基准点PNT3。单击功能选项卡区域中的“基准点”按钮。按住Ctrl键，选取图9.11所示的端点2和FRONT基准平面为基准点参考。单击对话框中的按钮。

图9.10 基准点PNT2

图9.11 定义基准点参考

Step10.创建图9.13所示的草图3。在操控板中单击“草绘”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，单击按钮，绘制图9.13所示的草图。

说明：此草图3的直线的两个端点分别为PNT1和PNT3。

图9.12 基准点PNT3

图9.13 草图3（草绘环境）

Step11.创建图9.14所示的草图4。在操控板中单击“草绘”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，单击按钮，绘制图9.14所示的草图。

Step12.创建图9.15所示的边界混合曲面1。

（1）选择命令。单击功能选项卡区域中的“边界混合”按钮。

（2）选取边界曲线。在操控板中单击按钮，系统弹出“曲线”界面，按住Ctrl键，依次选取草图1和草图2为第一方向的曲线；单击“第二方向”区域中的“单击此…”字符，然后按住Ctrl键，依次选取草图3和草图4为第二方向的曲线。

（3）设置边界条件。在操控板中单击按钮，在“约束”界面中将“方向2”的“第一条链”和“最后一条链”的“条件”设置为。

（4）单击按钮，完成边界混合曲面1的创建。

图9.14 草图4（草绘环境）

图9.15 边界混合曲面1

Step13.创建图9.16所示的草图5。在操控板中单击“草绘”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，单击按钮，绘制图9.16所示的草图。

Step14.创建图9.17所示的边界混合曲面2。单击“边界混合”按钮；按住Ctrl键，依次选取图9.18所示的边线和曲线为第一方向曲线；在操控板中单击按钮，在“约束”界面中将“方向1”的“第一条链”和“最后一条链”的“条件”设置为；单击按钮，完成边界混合曲面2的创建。

图9.16 草图5（草绘环境）

图9.17 边界混合曲面2

图9.18 定义第一方向曲线

Step15.创建曲面合并1。

（1）选取合并对象。按住Ctrl键，在模型树中选取边界混合曲面1和边界混合曲面2为合并对象。

（2）选择命令。单击功能选项卡区域中的按钮。

（3）单击按钮，完成曲面合并1的创建。

Step16.创建图9.19b所示的镜像特征1。

（1）选取镜像特征。选取图9.19a所示的面组为镜像特征。

（2）选择镜像命令。单击功能选项卡区域中的“镜像”按钮。

（3）定义镜像平面。在图形区选取FRONT基准平面为镜像平面。

（4）在操控板中单击按钮，完成镜像特征1的创建。

图9.19 镜像特征1

Step17.创建曲面合并2。按住Ctrl键，分别选取图9.19所示的镜像前、后两个面组为合并对象；单击按钮，单击按钮，完成曲面合并2的创建。

Step18.创建曲面实体化1。

（1）选取实体化对象。选取图9.20所示的曲面为要实体化的对象。

（2）选择命令。单击功能选项卡区域中的按钮。

（3）确定要保留的实体。单击调整图形区中的箭头使其指向要保留的实体，如图9.20所示。

（4）单击按钮，完成曲面实体化1的创建。

Step19.创建图9.21所示的拉伸特征2。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“移除材料”按钮。选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，绘制图9.22所示的截面草图，在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值85.0；单击按钮，完成拉伸特征2的创建。

图9.20 定义曲面实体化

图9.21 拉伸特征2

图9.22 截面草图

Step20.创建图9.23b所示的拔模特征1。

（1）选择命令。单击功能选项卡区域中的按钮。

（2）定义拔模曲面。在操控板中单击选项卡，激活文本框，选取图9.23a所示的面为拔模曲面。

（3）定义拔模枢轴平面。激活文本框，选取图9.24所示的模型表面为拔模枢轴平面。

（4）定义拔模参数。定义拔模方向如图9.23所示。在操控板的文本框中输入拔模角度值10.0。

（5）在操控板中单击按钮，完成拔模特征1的创建。(https://www.xing528.com)

图9.23 拔模特征1

图9.24 定义拔模枢轴平面

Step21.创建图9.25b所示的圆角特征1。单击功能选项卡区域中的按钮，选取图9.25a所示的边线为圆角放置参照，在圆角半径文本框中输入值12.0。

图9.25 圆角特征1

Step22.创建图9.26b所示的圆角特征2。选取图9.26a所示的边线为圆角放置参照，输入圆角半径值8.0。

图9.26 圆角特征2

Step23.创建图9.27b所示的圆角特征3。选取图9.27a所示的边线为圆角放置参照，输入圆角半径值8.0。

图9.27 圆角特征3

Step24.创建图9.28所示的草图6。在操控板中单击“草绘”按钮；选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为，单击按钮，绘制图9.28所示的草图。

Step25.创建图9.29所示的基准平面2。单击功能选项卡区域中的“平面”按钮，选取DTM1基准平面，将其约束类型设置为；按住Ctrl键，选取图9.30所示的端点，将其约束类型设置为。单击对话框中的按钮。

Step26.创建图9.31所示的扫描特征1。

图9.28 草图6

图9.29 基准平面2

图9.30 定义参考端点

（1）选择扫描命令。单击功能选项卡区域中的按钮。

（2）定义扫描轨迹。

①在操控板中单击“曲面”按钮和“恒定轨迹”按钮被按下。

②在图形区中选取草图6作为扫描轨迹曲线。

③单击箭头，切换扫描的起始点，切换后的扫描轨迹曲线如图9.32所示。

（3）创建扫描特征的截面。

①在操控板中单击“创建或编辑扫描截面”按钮，系统自动进入草绘环境。

②绘制并标注扫描截面的草图，如图9.33所示。

③完成截面的绘制和标注后，单击“确定”按钮。

（4）单击操控板中的按钮，完成扫描特征的创建。

图9.31 扫描特征1

图9.32 定义扫描轨迹曲面

图9.33 截面草图

Step27.创建图9.34b所示的曲面实体化2。选取图9.34a所示的特征为实体化的对象；单击按钮，按下“移除材料”按钮；调整图形区中的箭头使其指向要去除的实体，如图9.34a所示；单击按钮，完成曲面实体化2的创建。

图9.34 曲面实体化2

Step28.创建图9.35所示的拉伸曲面3。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮。选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；绘制图9.36所示的截面草图，在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值100.0，单击按钮，完成拉伸曲面3的创建。

图9.35 拉伸曲面3

图9.36 截面草图

Step29.创建图9.37所示的基准点PNT4。单击功能选项卡区域中的“基准点”按钮。按住Ctrl键，选取草图2和拉伸曲面3为基准点参考，单击对话框中的按钮。

Step30.创建图9.38b所示的镜像特征2。选取PNT4基准点为镜像特征；选取FRONT基准平面为镜像平面，单击按钮，完成镜像特征2的创建。

图9.37 基准点PNT4

图9.38 镜像特征2

Step31.创建图9.39所示的拉伸曲面4。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮。选取DTM1基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；绘制图9.40所示的截面草图，在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值50.0；单击按钮，完成拉伸曲面4的创建。

图9.39 拉伸曲面4

图9.40 截面草图

Step32.创建图9.41b所示的曲面合并3。按住Ctrl键，选取拉伸曲面3和拉伸曲面4为合并对象；单击按钮，调整箭头方向如图9.41a所示；单击按钮，完成曲面合并3的创建。

图9.41 曲面合并3

Step33.创建图9.42b所示的曲面实体化3。选取图9.42a所示的面组为实体化的对象；单击按钮，按下“移除材料”按钮；调整图形区中的箭头使其指向要去除的实体，如图9.42a所示；单击按钮，完成曲面实体化3的创建。

图9.42 曲面实体化3

Step34.创建图9.43b所示的圆角特征4。按住Ctrl键，选取图9.43a所示的2条边线为圆角放置参照，输入圆角半径值2.0。

图9.43 圆角特征4

Step35.创建图9.44所示的基准平面3。单击功能选项卡区域中的“平面”按钮，选取TOP基准平面为偏距参考面，在对话框中输入偏移距离值40.0，单击对话框中的按钮。

Step36.创建图9.45所示的拉伸曲面5。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮。选取DTM3基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；绘制图9.46所示的截面草图，单击按钮，在“选项”界面中的下拉列表中选择深度类型为，输入深度值15.0；在后的下拉列表中选取选项，输入深度值2.0；选中该单选按钮，单击按钮调整拉伸方向；单击按钮，完成拉伸曲面5的创建。

图9.44 基准平面3

图9.45 拉伸曲面5

图9.46 截面草图

Step37.创建图9.47b所示的圆角特征5。按住Ctrl键，选取图9.47a所示的边线为圆角放置参照，输入圆角半径值4.0。

图9.47 圆角特征5

Step38.创建图9.48所示的拉伸曲面6。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮。选取FRONT基准平面为草绘平面，选取DTM3基准平面为参考平面，方向为；绘制图9.49所示的截面草图，在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值150.0；单击按钮，完成拉伸曲面6的创建。

图9.48 拉伸曲面6

图9.49 截面草图

Step39.创建图9.50所示的曲面合并4。按住Ctrl键，在模型树中选取拉伸曲面5和拉伸曲面6为合并对象；单击按钮，调整箭头方向如图9.50所示；单击按钮，完成曲面合并4的创建。

Step40.创建图9.51所示的拉伸曲面7。在操控板中单击“拉伸”按钮，按下操控板中的“曲面类型”按钮。选取FRONT基准平面为草绘平面，选取RIGHT基准平面为参考平面，方向为；绘制图9.51所示的截面草图，在操控板中定义拉伸类型为，输入深度值30.0；在操控板中单击按钮，选中该单选按钮；单击按钮，完成拉伸曲面7的创建。

图9.50 曲面合并4

图9.51 拉伸曲面7

Step41.创建图9.53所示的曲面合并5。按住Ctrl键，在模型树中选取拉伸曲面7和曲面合并4为合并对象；单击按钮，调整箭头方向如图9.53所示；单击按钮，完成曲面合并5的创建。

图9.52 截面草图

图9.53 曲面合并5

Step42.保存模型文件。