汽车踏板装配体的混合分析：三通接头设计

三通接头一般起到引流、分流的作用，在发动机的冷却系中，由于冷却液的冷却路线不单一，并且在不同的工作温度，冷却也有很大的差异，所以要用到不同类型的接头。三通接头一般分为水平等径三通、水平非等径三通、非水平三通等几种类型。本节以水平等径为主，读者可以参考讲述的水平等径三通的绘制方式，自己设计发动机上的接头，相信读者会很好的完成。

与前面的设计相同，先考虑冷却风扇的制作流程，如图4-80所示。

图4-80 三通接头设计流程

本实例主要使用了“曲面”工具栏的“拉伸”命令、“填充”命令、“桥接”命令；“线框”工具栏的“样条线”命令黑三角下的“等参数曲线”命令；“线架工具栏”的“分割”命令，以及草图设计模块命令和“零件设计模块”中“基于曲面特征”工具栏中部分命令的练习使用。

第一步：拉伸面的建立。选择XY面进草图，绘制图4-81所示的草图，并添加约束，退出草图，用“拉伸”命令拉伸，“限制1”的尺寸输入20mm，单击“确定”按钮，完成“拉伸1”的建立，如图4-82所示。

图4-81 拉伸1的草图

图4-82 拉伸1

第二步：建立三个草图。分别选择“拉伸1”的三个平面进草图，绘制圆心在坐标原点，直径为50mm的圆，如图4-83所示。分别对三个草图进行拉伸，拉伸“第一限制”尺寸都是100mm；“第二限制”尺寸都是-30mm，得到“拉伸2”、“拉伸3”和“拉伸4”。在特征树上按住<Ctrl>键，依次选择“草图1”、“拉伸1”、“草图2”、“草图3”、“草图4”，右键选择“隐藏”，如图4-84所示。

第三步：对拉伸面进行分割。用“分割”命令对三个拉伸面进行分割，保留的是Z轴正方向的部分，得到“分割1”、“分割2”和“分割3”，如图4-85所示。

图4-83 等直径的圆

图4-84 三个拉伸面

第四步：桥接曲面。在第4.3.3节中也讲解过“桥接”命令的使用，本次对“桥接”命令的使用与上一节略有不同，上次仅仅选择两条线，没有选择面，本次桥接，将选择线和线所在的面。单击“桥接”命令，按照弹出的如图4-86所示的对话框进行设置。“第一曲线”选择“分割3”的边界；“第一支持面”选择“分割3”（即第一曲线所在的曲面）；“第二曲线”选择“分割1”的边界；同理“第二支持面”选择“分割1”，其他采用默认值，模型变成图4-86左侧所示，单击“确定”按钮完成“桥接1”。同理，分别对“分割1”和“分割2”、“分割2”和“分割3”建立桥接面，分别得到“桥接2”和“桥接3”，如图4-87所示。

图4-85 三个分割面

图4-87 三个桥接曲面

图4-86 桥接面设置

第五步：等参数线的建立。从图4-87可以看出三个桥接面之间不是光滑的，所以需要在三个桥接面上建立等参数线对桥接面进行分割。单击“样条曲线”命令黑色三角下的“等参数线”命令，弹出图4-88所示的对话框。“支持面”栏在特征树上选择“桥接1”，然后将鼠标放到“桥接1”的模型上，在移动鼠标的过程中，在“桥接1”曲面上会出现图4-89和图4-90所示的两种情况，当出现图4-90所示的纬线时，单击鼠标左键，则建立的纬线如图4-91所示，带有十字调节指针，可以通过拖动指针来调节纬线的位置。达到满意的位置，单击图4-88等参数线定义对话框中的“确定”按钮，完成“等参数线1”的建立。同样的方式在“桥接2”曲面和“桥接3”曲面分别建立“等参数线2”和“等参数线3”，最终建立三条等参数线，如图4-92所示。

图4-88 等参数曲线定义对话框

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图4-89 径线

图4-90 纬线

图4-91 纬线位置调节针

第六步：分割桥接面。用三条等参数线对三个桥接面进行分割，建立“分割4”、“分割5”和“分割6”，最终得到图4-93所示的曲面。

图4-92 三条等参数线

图4-93 建立分割后的曲面

第七步：填充分割面。前面已经使用过“填充”命令，前面用填充仅仅针对封闭曲线，没有考虑曲线所在曲面的情况，为了保证曲面的连续性，使用了曲面。单击“填充”命令，然后在工作窗口，如图4-94所示，依次单击曲面“分割3”的边界线、曲面“分割3”、曲面“分割4”的边界线、曲面“分割4”、曲面“分割1”的边界线、曲面“分割1”、曲面“分割5”的边界线、曲面“分割5”、曲面“分割2”的边界线、曲面“分割2”、曲面“分割6”的边界线、曲面“分割6”，此时填充命令的定义对话框如图4-95所示，单击“确定”按钮，完成曲面“填充1”，如图4-96所示。

图4-94 填充线和面的选择

图4-95 带曲面的填充定义对话框

第八步：对称面的建立。前面讲过，曲面根据实际情况，在对称之前最好进行接合。单击“接合”命令，在弹出的对话框中依次在特征树上选择“分割1”、“分割2”、“分割3”、“分割4”、“分割5”、“分割6”、“填充1”，然后单击“确定”按钮，完成“接合1”。单击“平移”命令黑色三角下的“对称”命令，在弹出的对话框中，“元素”栏在特征树上选择“接合1”；“参考元素”选择XY平面，单击“确定”按钮，完成“对称1”，如图4-97所示。（图中的黑色线是由于选择的视图着色的原因。）

图4-96 填充1

图4-97 对称1

第九步：加厚曲面。前面讲过，曲面根据实际情况，在进入零件设计模块加厚之前最好进行接合。所以将“接合1”和“对称1”进行接合，完成“接合2”。然后进入“零件设计模块”，单击“厚曲面”选择“接合2”在第一偏移输入1mm，单击“确定”按钮，完成“厚曲面1”，并将“接合2”隐藏，得到图4-98所示的三通实体。

图4-98 三通实体

最后对案例进行必要地保存，保存类型是CATPart。

以上几个实例包含了创成式外形设计的常用命令，通过实例对命令进行讲解，再加上读者自己的操作练习，相信读者基本能掌握。在设计过程中细心的读者也能体会到，创成式外形设计实际是一个辅助模块，最终的目的还是要转换成实体，所以在设计的过程中最终都要通过零件设计的“基于曲面的特征”工具栏，将曲面转换成实体。

创成式外形设计中，也有“多截面”命令。命令的使用方式与零件设计模块的“多截面”命令使用完成相同，唯一不同的是，零件设计模块建立的是实体特征，而创成式外形设计模块建立的是曲面特征，需要转换成实体。