基本体素特征：从模型建立到零件特征，概述体素特征及建模方法

复杂的产品设计都是以简单的零件建模为基础，而零件建模的基本组成单元则是特征。体素特征是指长方体、圆柱体、圆锥体和球四个基本特征，通常作为零件的第一特征（基础特征），模型的建立往往通过在第一特征之上添加新的成形特征而得到。

（一）创建长方体

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“长方体”，弹出如图7.1所示的“块”对话框。

（1）“原点和边长”法

先指定原点，再输入长（XC方向长度）、宽（YC方向长度）、高（ZC方向长度）的值，单击“确定”按钮，完成长方体的创建。

原点是长方体的一个顶点，若该点的坐标为（X0，Y0，Z0），其他任意顶点的坐标为（X，Y，Z），则有如下关系：X＞X0，Y＞Y0，Z＞Z0。

（2）“两点和高度”法

先指定原点（含义同“原点和边长”法）和从原点出发的点（相对原点，XC、YC方向坐标有增量，ZC方向坐标均没有增量），用来确定长方体底面对角线的两个端点，再输入高（ZC方向长度）的值，单击“确定”按钮，完成长方体的创建。

（3）“两个对角点”法

指定原点（含义同“原点和边长”法）和从原点出发的点（相对原点，XC、YC、ZC方向坐标均有增量），用来确定长方体对角线的两个端点，单击“确定”按钮，完成长方体的创建。

在创建长方体过程中，可单击“点对话框”按钮，通过弹出如图7.2所示的“点”对话框来指定点。

图7.1　“块”对话框

图7.2　“点”对话框

（二）创建圆柱

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆柱体”，弹出如图7.3所示的“圆柱”对话框。

（1）“轴、直径和高度”法

先指定轴线的方向和底面圆心的位置，再输入直径和高度的值，单击“确定”按钮，完成圆柱的创建。

在创建圆柱体过程中，可单击“点对话框”按钮，通过弹出的“点”对话框来指定点；可单击“矢量对话框”按钮，通过弹出的“矢量”对话框来指定轴线的方向。

（2）“高度和圆弧”法

先指定用于确定底面圆心和直径的圆弧，再输入高度的值，单击“确定”按钮，完成圆柱的创建。

（三）创建圆锥（或圆台）

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆锥”，弹出如图7.4所示的“圆锥”对话框。

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图7.3　“圆柱”对话框

图7.4　“圆锥”对话框

（1）“直径和高度”法

先指定轴线的方向和底面圆心的位置，再输入底部直径（底面直径）、顶部直径高度（顶面直径，创建圆锥时为0）和高度的值，单击“确定”按钮，完成圆锥（或圆台）的创建。

在创建圆锥（或圆台）过程中，可单击“点对话框”按钮，通过弹出的“点”对话框来指定点；可单击“矢量对话框”按钮，通过弹出的“矢量”对话框来指定轴线的方向。

（2）其他方法

创建圆锥（或圆台）除了采用“直径和高度”法以外，还可采用其他方法，包括“直径和半角”法、“底部直径、高度和半角”法、“顶部直径、高度和半角”法、“两个共轴的圆弧”法。这里仅说明半角的概念，操作过程不作赘述，请自行练习。半角指的是圆锥（或圆台）母线与轴线的夹角（锐角）。

（四）创建球

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“球”，弹出如图7.5所示的“球”对话框。

（1）“中心点和直径”法

先指定球心，再输入直径的值，单击“确定”按钮，完成球的创建。

在创建球的过程中，可单击“点对话框”按钮，通过弹出的“点”对话框来指定球心。

（2）圆弧

指定一段圆弧（可以是整圆）用于确定球心（圆弧的中心）和球的直径（圆弧的直径），单击“确定”按钮，完成球的创建。

【例7.1】在长方体的顶面添加圆柱、圆锥和球，如图7.6所示。

图7.5　“球”对话框

图7.6　在长方体的顶面添加圆柱、圆锥和球

步骤如下：

（1）创建长方体。在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“长方体”，弹出“块”对话框；从“类型”下拉列表中选择“原点和边长”；单击“点对话框”按钮，弹出“点”对话框，在“X”文本框、“Y”文本框和“Z”文本框中均输入0，单击“确定”按钮，返回“块”对话框，即选择点（0，0，0）作为长方体的原点；在“长度（XC）”文本框、“宽度（YC）”文本框和“高度（ZC）”文本框中分别输入30、120和10；单击“确定”按钮，完成长方体的创建。

（2）创建圆柱。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆柱体”，弹出“圆柱”对话框。在“类型”下拉列表中选择“轴、直径和高度”；单击“矢量对话框”按钮，弹出“矢量”对话框，在“类型”下拉列表中选择“ZC轴”，单击“确定”按钮，返回“圆柱”对话框；单击“点对话框”按钮，弹出“点”对话框，在“X”文本框、“Y”文本框和“Z”文本框中分别输入15、20和10，单击“确定”按钮，返回“圆柱”对话框，即选择点（15，20，10）作为底面的圆心；在“直径”文本框和“高度”文本框中均输入20；单击“确定”按钮，完成圆柱的创建。

（3）创建圆锥。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆锥”，弹出“圆锥”对话框。在“类型”下拉列表中选择“直径和高度”；单击“矢量对话框”按钮，弹出“矢量”对话框，在“类型”下拉列表中选择“-ZC轴”，在“矢量方位”组合框中，单击“反向”按钮（和直接选“ZC轴”结果相同，这里仅为了练习“反向”按钮的使用），返回“圆锥”对话框；单击“点对话框”按钮，弹出“点”对话框，在“X”文本框、“Y”文本框和“Z”文本框中分别输入15、60、10，单击“确定”按钮，返回“圆锥”对话框，即选择点（15，60，10）作为底面的圆心。在“底部直径”文本框、“顶部直径”文本框和“高度”文本框中分别输入20、0和20；单击“确定”按钮，完成圆锥的创建。

（4）创建球。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“球”，弹出“球”对话框。在“类型”下拉列表中选择“中心点和直径”；单击“点对话框”按钮，弹出“点”对话框，在“X”文本框、“Y”文本框和“Z”文本框中分别输入15、100和20，单击“确定”按钮，返回“球”对话框，即选择点（15，100，20）作为球心；在“直径”文本框输入20；单击“确定”按钮，完成球的创建。