设计实例：优化饮水机开关外形的曲面修剪

实例概述：

本实例介绍了饮水机开关的设计过程。通过对曲面的修剪得到产品的外形是本例设计的最大亮点。通过对本实例的学习，读者能够熟练地掌握拉伸、边倒圆、扫掠、修剪片体、有界平面、缝合和镜像等特征的应用。零件模型及相应的模型树如图19.1所示。

图19.1 零件模型及模型树

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令，系统弹出“新建”对话框。在选项卡的区域中选择模板类型为；在文本框中输入文件名称handle；单击按钮，进入建模环境。

Step2.创建图19.2所示的拉伸特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）单击对话框中的“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。

①定义草图平面。单击按钮，选取XY基准平面为草图平面，选中区域的复选框，单击按钮。

②进入草图环境，绘制图19.3所示的截面草图。

③选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境。

（3）确定拉伸开始值和结束值。在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值10，其他参数采用系统默认设置。（4）单击对话框中的按钮，完成拉伸特征1的创建。

图19.2 拉伸特征1

图19.3 截面草图

Step3.创建图19.4所示的边倒圆特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）定义边倒圆。选取图19.5所示的4条边为边倒圆参照，并在文本框中输入值3。

（3）单击按钮，完成边倒圆特征1的创建。

图19.4 边倒圆特征1

图19.5 边倒圆参照

Step4.创建图19.6所示的边倒圆特征2。选择下拉菜单命令，系统弹出“边倒圆”对话框；选取图19.7所示的边线为边倒圆参照，并在文本框中输入值3；单击按钮，完成边倒圆特征2的创建。

Step5.创建图19.8所示的基准平面1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“基准平面”对话框。

（2）定义基准平面。在区域的下拉列表中选择选项。在区域单击按钮，选取XY基准平面为对象平面；在区域的文本框中输入值为8，其他参数采用系统默认设置。

（3）单击按钮，完成基准平面1的创建。

图19.6 边倒圆特征2

图19.7 边倒圆参照

图19.8 基准平面1

Step6.创建图19.9所示的草图1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框。

（2）定义草图平面。单击按钮，选取YZ基准平面为草图平面，取消选中区域的复选框，单击按钮。

（3）进入草图环境，创建图19.9所示的草图1。

①选择下拉菜单命令（或者在草图工具栏中单击“艺术样条”按钮），系统弹出“艺术样条”对话框。

②在“艺术样条”对话框中的区域的下拉列表中选择选项。

③绘制图19.9草图1，在“艺术样条”对话框中单击按钮。

（4）分别对草图1的两条曲线进行编辑。

①双击图19.9所示的草图1。

②选择下拉菜单命令，在图形区显示草图曲线的曲率梳。

③拖动草图曲线控制点，使其曲率梳呈现图19.10和图19.11所示的光滑的形状。选择下拉菜单命令，取消曲率梳的显示。

④在“艺术样条”对话框中单击按钮。

（5）选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境。

图19.9 草图1（草图环境）

图19.10 草图1中曲线1的曲率梳

Step7.创建图19.12所示的草图2。选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框；选取基准平面1为草图平面；创建图19.12所示的草图2（草图2中的圆弧分别与草图1中的曲线1和曲线2的端点重合，并且原点与Y基准轴重合）；选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境。

图19.11 草图1曲线2的曲率梳

图19.12 草图2

Step8.创建图19.13所示的扫掠特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“沿引导线扫掠”对话框。

（2）定义截面线串。在区域中单击按钮，选取图19.14所示的截面线串参照。

（3）定义引导线串。在区域中单击按钮，选取图19.14所示的引导线串参照。

（4）其他设置。将区域中的和都设为0，其余参数采用系统默认设置，单击按钮，完成扫掠特征1的创建。

图19.13 扫掠特征1

图19.14 定义截面线串和引导线串参照

Step9.创建图19.15所示的扫掠特征2。选择下拉菜单命令，系统弹出“沿引导线扫掠”对话框；选取图19.16所示的截面线串参照；选取图19.16所示的引导线串参照；其余参数采用系统默认设置；单击按钮，完成扫掠特征2的创建。

图19.15 扫掠特征2

图19.16 定义截面线串和引导线串参照

Step10.创建图19.17所示的修剪特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪的片体”对话框。

（2）定义目标体和边界对象。选取图19.18所示的Step8中创建的扫掠特征1为目标体。Step9创建的扫掠特征2为边界对象；在区域中选中选项；其他参数采用系统默认设置。

图19.17 修剪特征1

图19.18 定义目标体和边界对象

（3）单击按钮，完成曲面修剪特征1的创建。

Step11.创建图19.19所示的修剪特征2。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪的片体”对话框；选取图19.20所示的目标体和边界对象；在区域中选中选项；其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成曲面修剪特征2的创建。

图19.19 修剪特征2

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图19.20 定义目标体和边界对象

Step12.创建图19.21所示的有界平面1（图中隐藏了实体部分）。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“有界平面”对话框。

（2）定义边界。选取图19.22所示的曲线串为边界。

（3）单击按钮，完成有界平面1的创建。

图19.21 有界平面1

图19.22 定义有界平面边界

Step13.曲面缝合。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）设置对话框选项。在区域的下拉列表中选择选项。

（3）定义目标体和工具体。选取修剪特征2为目标体；选取修剪特征1和有界平面1为工具体；其他参数采用系统默认设置。

（4）单击按钮，完成曲面缝合的操作。

Step14.创建求和特征1。

（1）选择下拉菜单命令，弹出“求和”对话框。

（2）定义目标体和工具体。选取图19.23所示的实体1为目标体，曲面1为工具体。

（3）单击按钮，完成布尔求和特征1的创建。

Step15.创建图19.24所示的拉伸特征2。选择下拉菜单命令；选取XY基准平面为草图平面；绘制图19.25所示的截面草图；在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值10，在区域的下拉列表中选择选项；其他参数采用系统默认设置；单击对话框中的按钮，完成拉伸特征2的创建。

图19.23 定义目标体和工具体

图19.24 拉伸特征2

图19.25 截面草图

Step16.创建图19.26所示的拉伸特征3。选择下拉菜单命令（或单击按钮）；选取图19.27所示的模型表面为草图平面；绘制图19.28所示的截面草图；在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域下拉列表中选择选项，并在区域单击按钮；在区域的下拉列表中选择选项，系统将自动与模型中唯一个体进行布尔求差运算；其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成拉伸特征3的创建。

图19.26 拉伸特征3

图19.27 定义草图平面

图19.28 截面草图

Step17.创建图19.29所示的拉伸特征4。选择下拉菜单命令（或单击按钮）；选取图19.30所示的模型表面为草图平面；绘制图19.31所示的截面草图；在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0.5，并在区域单击按钮；在区域的下拉列表中选择选项，系统将自动与模型中唯一个体进行布尔求和运算；其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成拉伸特征4的创建。

图19.29 拉伸特征4

图19.30 定义草图平面

图19.31 截面草图

Step18.创建图19.32所示的镜像特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，弹出“镜像特征”对话框。

（2）定义镜像对象。选取拉伸特征4为镜像特征对象。

（3）定义镜像基准面。选取XZ基准平面为镜像平面。

（4）单击按钮，完成镜像特征1的创建。

Step19.创建图19.33所示的回转特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令。

（2）单击对话框中的“绘制截面”按钮，系统弹出“创建草图”对话框。

①定义草图平面。单击按钮，选取XZ基准平面为草图平面，单击按钮。

②进入草图环境，绘制图19.34所示的截面草图。

③选择下拉菜单命令（或单击按钮），退出草图环境。

图19.32 镜像特征1

图19.33 回转特征1

（3）定义回转轴。在“回转”对话框下拉列表中选择选项，在图形区选取图19.35所示的边为回转轴。

（4）在区域的下拉列表中选择选项，其他参数采用系统默认设置。

（5）单击按钮，完成回转特征1的创建。

图19.34 截面草图

图19.35 定义回转轴

Step20.创建边倒圆特征3。选择图19.36所示的边线为边倒圆参照，其圆角半径值为0.2。

Step21.创建边倒圆特征4。选择图19.37所示的边线为边倒圆参照，其圆角半径值为2。

图19.36 选取边倒圆参照

图19.37 选取边倒圆参照

Step22.创建边倒圆特征5。选择图19.38所示的边线为边倒圆角参照，其圆角半径值为0.1。

Step23.创建图19.39所示的拉伸特征5。选择下拉菜单命令（或单击按钮）；选取图19.40所示的模型表面为草图平面，绘制图19.41所示的截面草图；在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值0；在区域下拉列表中选择选项，并在其下的文本框中输入值1.5；在区域的下拉列表中选择选项，系统将自动与模型中唯一个体进行布尔求和运算，其他参数采用系统默认设置；单击按钮，完成拉伸特征5的创建。

图19.38 定义边倒圆参照

图19.39 拉伸特征5

图19.40 定义草图平面

Step24.创建图19.42所示的镜像特征2。选择下拉菜单命令，弹出“镜像特征”对话框；选取拉伸特征5为镜像对象；选取XZ基准平面为镜像平面；单击按钮，完成镜像特征2的创建。

图19.41 截面草图

图19.42 镜像特征2

Step25.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。