拉伸特征与回转特征详解

拉伸和回转是零件建模最常用的操作。拉伸特征是将截面沿着草图平面的垂直方向拉伸而成的特征；回转特征是将截面绕着一条轴线旋转而成的特征。

（一）创建拉伸特征

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“拉伸”，弹出如图7.10所示的“拉伸”对话框。弹出“拉伸”对话框也可单击“特征”工具条中的按钮，还可按快捷键“X”。

（1）“截面”组合框

可直接选取已有几何体或草图上的曲线作为拉伸截面，也可单击“绘制截面”按钮绘制新草图作为拉伸截面。若单击“绘制截面”按钮绘制新草图，则选取绘制新草图上的所有曲线作为拉伸截面。

从如图7.11所示的“曲线规则”下拉列表中选择合适的曲线规则，已有几何体或草图上的曲线按此规则选取为拉伸截面。若拉伸截面为已有草图上的所有曲线，则可直接单击“资源工具条”→“部件导航器”→“模型历史记录”下的该草图步骤。

（2）“方向”组合框

指定拉伸的矢量方向时，可单击“矢量对话框”按钮，在弹出的“矢量”对话框中选择矢量类型。若单击“反向”按钮，则拉伸方向变为相反方向。

（3）“限制”组合框

指定拉伸的高度时，从如图7.12所示的“开始”下拉列表中选择1个选项。

图7.10　“拉伸”对话框

图7.11　“曲线规则”下拉列表

图7.12　“开始”下拉列表

若选择“值”，则在“开始”下拉列表和“结束”下拉列表下方的“距离”文本框中分别输入数值，两者之差的绝对值即为拉伸的高度。

若选择“对称值”，则在“距离”文本框中输入数值，该数值的2倍即为拉伸的高度。

其他四种方式通过后面的例7.2进行练习。

（4）“布尔”组合框

从如图7.13所示的“布尔（无）”下拉列表中选择1个选项。

若无须进行布尔运算，则选择“无”。

若选择“求和”“求差”或“求交”，则与已有的实体（目标体）进行布尔运算。若已有的实体只有一个，当进行布尔运算时，该实体会被自动选中。若已有的实体有多个，则需选择一个实体与之进行布尔运算。

若选择“自动判断”，则一般会根据拉伸方向和截面方向进行“求和”或“求差”。拉伸方向远离目标体，一般自动判断为“求和”；拉伸方向进入目标体，一般自动判断为“求差”。

（5）“拔模”组合框

从如图7.14所示的“拔模”下拉列表中选择1个选项。

图7.13　“布尔（无）”下拉列表

图7.14　“拔模”下拉列表

若无须进行拔模，则选择“无”。

如图7.15（a）～图7.15（e）所示，分别为“从起始限制”“从截面”“从截面—不对称角”“从截面—对称角”“从截面匹配的终止处”进行拉伸拔模后的静态线框模型。截面均为直径为60的圆，拉伸开始位置均为-30，拉伸结束位置均为50。

图7.15　不同拔模方式得到的拉伸结果

若选择“从起始限制”，则从拉伸开始位置进行拔模，拔模角度为10度。拉伸拔模后，开始位置的轮廓形状和大小与拉伸截面完全相同，如图7.15（a）所示。

若选择“从截面”，则从拉伸截面位置进行拔模，拔模角度为10度，如图7.15（b）所示。

若选择“从截面—不对称角”，则从拉伸截面位置进行拔模，“角度选项”为“单个”，“前角”为10度，“靠背角度”为5度，如图7.15（c）所示。

若选择“从截面—对称角”，则从拉伸截面位置进行拔模，拔模角度为10度，如图7.15（d）所示。

若选择“从截面匹配的终止处”，则从拉伸截面位置进行拔模，拔模角度为10度，拔模角度仅对从截面到结束位置方向起作用。采用该方法拉伸拔模后，开始位置和结束位置的轮廓形状和大小完全相同，从截面到开始位置方向的拔模角就是以此来确定的。如图7.15（e）所示。

可以看出，拉伸拔模后，图7.15（b）～图7.15（e）的结束位置的轮廓形状和大小完全相同。若图7.15（c）中的“靠背角度”为-10°，则拉伸拔模后与图7.15（d）完全相同。

（6）“偏置”组合框

从如图7.16所示的“偏置”下拉列表中选择1个选项。

若无须进行偏置，则选择“无”。

如图7.17（a）～图7.17（c）所示，分别为“单侧”“两侧”“对称”进行偏置拉伸后的模型。截面均为直径为50的圆，拉伸开始位置均为0，拉伸结束位置均为30。

图7.16　“偏置”下拉列表

图7.17　不同偏置方式得到的拉伸结果

若选择“单侧”，则相当于截面向单侧偏置后得到的曲线进行拉伸，“结束”文本框输入10，如图7.17（a）所示。“结束”文本框输入的数值为正时，向外偏置；“结束”文本框输入的数值为负时，向内偏置。(www.xing528.com)

若选择“两侧”，“开始”文本框和“结束”文本框输入不同的数值，则相当于截面偏置后得到的两条曲线进行拉伸，“开始”文本框输入-5，“结束”文本框输入10，如图7.17（b）所示。“开始”文本框和“结束”文本框输入的数值仅表示要进行两次偏置，“开始”文本框输入的数值可以大于“结束”文本框输入的数值，但不能相同，否则会提示“错误：无法偏置- 更改偏置距离/方向”；输入的数值均为正值或负值时，向同侧偏置；输入的数值一正一负时，向两侧偏置；输入的数值有一个为0时，有一条偏置曲线相当于原截面。

若选择“对称”，则相当于截面向两侧偏置后得到的两条曲线进行拉伸，“结束”文本框输入10，如图7.17（c）所示。“结束”文本框输入的数值可以为负值，但不能为0，否则会提示“错误：无法偏置- 更改偏置距离/方向”。

不难看出，“偏置”选择“两侧”时，若“开始”文本框和“结束”文本框输入的数值一正一负且绝对值相等，则相当于“偏置”选择“对称”。

（7）“设置”组合框

从“体类型”下拉列表中选择“实体”或“片体”。选择“实体”选项后，若截面为闭合曲线，拉伸后得到实体模型；选择“实体”选项后，若截面为非闭合曲线，必须进行“两侧”或“对称”偏置拉伸才能得到实体模型，否则为片体模型；选择“片体”选项后，不论截面是否为闭合曲线，拉伸后得到的均是片体模型。

（8）“预览”组合框

勾选“预览”复选框，单击“显示结果”按钮，可预览拉伸后的模型。

【例7.2】如图7.18所示，将从左向右的四个圆分别通过“直至下一个”“直至选定”“贯通”和“直至延伸部分”方式进行拉伸。

模型历史记录如图7.19所示。

图7.18　“限制”组合框不同设置得到的拉伸结果

图7.19　创建图7.18所示模型的模型历史记录

步骤如下：

（1）创建四个长方体。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“长方体”，弹出“块”对话框，在“类型”下拉列表中选择“原点和边长”，原点位置和边长取值如表7-2所示。

表7-2　四个长方体的原点位置和边长取值　单位：mm

（2）创建倒斜角。单击下拉菜单“插入”→“细节特征”→“倒斜角”，弹出“倒斜角”对话框，选择块4右面和底面的交线，“偏置”选区下的“横截面”选择“非对称”，在“距离1”和“距离2”后面的文本框中分别输入5和40。

（3）求和。目标体为块1，工具体为块2、块3和块4。

（4）创建草图。单击下拉菜单“插入”→“在任务环境中绘制草图”，弹出“创建草图”对话框。选择块2的上表面为草图平面，绘制如图7.20所示的圆。

单击下拉菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“阵列曲线”，弹出如图7.21所示的“阵列曲线”对话框。选择绘制的圆为要阵列的对象；从“布局”下拉列表中选择“线性”；选择草图Y轴为方向1，从“间距”下拉列表中选择“数量和节距”，在“数量”和“节距”文本框中分别输入4和40；单击“确定”按钮，完成圆的阵列。

单击下拉菜单“任务”→“完成草图”，完成草图的创建。

图7.20　绘制的圆

图7.21　“阵列曲线”对话框

（5）创建拉伸特征1～拉伸特征4。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“拉伸”，弹出“拉伸”对话框；从“曲线规则”下拉列表中选择“单条曲线”。

选择草图上沿阵列方向的第1个圆为拉伸截面；在“方向”组合框中，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；在“限制”组合框中，从“开始”下拉列表框中选择“值”，在“距离”文本框中输入0，从“结束”选择下拉列表中选择“直至下一个”；从“布尔（无）”下拉列表中选择“无”；单击“应用”按钮，完成拉伸特征1的创建。

选择草图上沿阵列方向的第2个圆为拉伸截面；在“方向”组合框中，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；在“限制”组合框中，从“开始”下拉列表框中选择“值”，在“距离”文本框中输入0，从“结束”选择下拉列表中选择“直至选定”，选择块3的上表面；从“布尔（无）”下拉列表中选择“无”；单击“应用”按钮，完成拉伸特征2的创建。

选择草图上沿阵列方向的第3个圆为拉伸截面；在“方向”组合框中，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；在“限制”组合框中，从“开始”下拉列表框中选择“值”，在“距离”文本框中输入0，从“结束”选择下拉列表中选择“贯通”；从“布尔（无）”下拉列表中选择“无”；单击“应用”按钮，完成拉伸特征3的创建。

选择草图上沿阵列方向的第4个圆为拉伸截面；在“方向”组合框中，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；在“限制”组合框中，从“开始”下拉列表框中选择“值”，在“距离”文本框中输入0，从“结束”选择下拉列表中选择“直至延伸部分”，选择块4的下表面倒斜角的部分；从“布尔（无）”下拉列表中选择“无”；单击“确定”按钮，完成拉伸特征4的创建。

静态线框模型的右视图如图7.22所示。

【例7.3】利用偏置拉伸建立如图7.23所示的组合体模型。

图7.22　静态线框模型

图7.23　组合体模型

步骤如下：

（1）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；从“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“YC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0、0和0，单击“确定”按钮，返回“圆柱”对话框，即选择点（0，0，0）作为底面的圆心；在“直径”文本框和“高度”文本框中分别输入60和150；单击“确定”按钮，完成圆柱的创建。

（2）创建拉伸特征。单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“拉伸”，弹出“拉伸”对话框；选择圆柱体的底面轮廓作为拉伸截面。在“方向”组合框中，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“YC轴”，单击“确定”按钮；在“限制”组合框中，从“开始”下拉列表框中选择“值”，在“距离”文本框中输入0，从“结束”选择下拉列表中选择“值”，在“距离”文本框中输入50；从“布尔（无）”下拉列表中选择“求差”；从“偏置”下拉列表中选择“两侧”，在“开始”文本框中输入0，在“结束”文本框中输入-10；单击“确定”按钮，完成拉伸特征的创建。

（二）创建回转特征

在建模环境下，单击下拉菜单“插入”→“设计特征”→“回转”，弹出如图7.24所示的“回转”对话框。弹出“回转”对话框也可单击“特征”工具条中的按钮。

（1）“截面”组合框

可直接选取已有几何体或草图上的曲线作为回转截面，也可单击“绘制截面”按钮绘制新草图作为回转截面。若单击“绘制截面”按钮绘制新草图，则选取绘制新草图上的所有曲线作为回转截面。

从“曲线规则”下拉列表中选择合适的曲线规则，已有几何体或草图上的曲线按此规则选取为回转截面。若回转截面为已有草图上的所有曲线，则可直接点击“资源工具条”→“部件导航器”→“模型历史记录”下的该草图步骤。

（2）“轴”组合框

可直接从“矢量”下拉列表中选择矢量类型，也可单击“矢量对话框”按钮，弹出“矢量”对话框，在“类型”下拉列表中选择矢量类型单击“确定”按钮。回转轴的确定除了要指定矢量以外，还需指定点。

（3）“限制”组合框

用于指定回转的角度。