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3.4 基体扫描
基体扫描特征是指一个或几个截面轮廓沿着一条或多条路径扫掠成实体或切除实体。常用于建构变化较多且不规则的模型。为了使扫描的模型更具多样性,通常会加入一条甚至多条引导线以控制其外形。
在SolidWorks中,实体扫描特征包括简单的“扫描”命令和“切除-扫描”命令,以及增加引导线的扫描命令。
3.4.1 扫描特征的要素
创建扫描特征时,必须同时具备扫描路径和扫描截面轮廓,当扫描特征的中间截面要求变化时,应定义扫描特征的引导线。
1. 扫描路径
扫描路径描述了轮廓运动的轨迹,有下面几个特点。
● 扫描特征只能有一条扫描路径。
● 可以使用已有模型的边线或曲线,可以是草图中包含的一组草图曲线,也可以是曲线特征。
● 可以是开环的或闭环的。
● 扫描路径的起点必须位于轮廓的基准面上。
● 扫描路径不能有自相交叉的情况。
2. 扫描轮廓
使用草图定义扫描特征的截面,对草图有下面几点要求。
● 基体或凸台扫描特征的轮廓应为闭环;曲面扫描特征的轮廓可为开环或闭环;都不能有自相交叉的情况。
● 草图可以是嵌套或分离的,但不能违背零件和特征的定义。
● 扫描截面的轮廓尺寸不能过大,否则可能导致扫描特征的交叉情况。
3. 引导线
引导线是扫描特征的可选参数。利用引导线,可以建立变截面的扫描特征。由于截面是沿路径扫描的,如果需要建立变截面扫描特征(轮廓按一定方法产生变化),则需要加入引导线。使用引导线的扫描,扫描的中间轮廓由引导线确定。在使用引导线时需要注意以下几点。
● 引导线可以是草图曲线、模型边线或曲线。
● 引导线必须和截面草图相交于一点。
● 使用引导线的扫描以最短的引导线或扫描路径为基准,因此引导线应该比扫描路径短,这样便于对截面的控制。
3.4.2 扫描
“扫描”特征是指将草绘截面沿着与它不平行的一条路径扫掠后所创建的实体特征。
首先生成轮廓草图和路径草图。截面草图必须是封闭的;路径草图可以是封闭的,也可以是不封闭的。
单击“特征”面板中的“扫描”按钮,或选择“插入”→“凸台/基体”→“扫描”命令,弹出“扫描”属性对话框,在如图3-60所示的“扫描”属性对话框中,分别指定“轮廓”和“路径”,设定“轮廓方位”方式,一般为“随路径变化”,设定好其他相关选项,然后单击“确定”按钮
,即可完成操作。如图3-61为该命令操作示例。
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图3-60 “扫描”属性对话框
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图3-61 扫描示例
3.4.3 实例:涡卷弹簧
绘制如图3-62所示的涡卷弹簧,其尺寸参考步骤中的数值。
① 单击“新建”按钮,选择零件模块。
② 单击“特征”面板中的“曲线”命令组中的“螺旋线/涡状线”按钮,选择“上视基准面”作为绘图平面,进入草图环境,绘制一个ϕ20的圆,单击绘图区域右上角的“退出草图”按钮
,退出草图。
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图3-62 涡卷弹簧
③ 在左侧的“螺旋线/涡状线”属性对话框中设置参数,如图3-63所示,然后单击“确定”按钮,生成的涡状线如图3-64所示。
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图3-63 “螺旋线/涡状线”属性对话框
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图3-64 涡状线
④ 单击“特征”面板中的“参考几何体”命令组中的“基准面”按钮,选择涡状线作为“第一参考”,选择涡状线的外顶点作为“第二参考”,如图3-65所示,即可生成一个过涡状线外顶点并且与涡状线法向垂直的基准面,如图3-66所示。
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图3-65 “基准面”属性对话框
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图3-66 新建基准面
⑤ 在新建基准面上绘制一个矩形草图作为扫描截面图形,如图3-67所示。
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图3-67 截面图形
⑥ 单击“特征”面板中的“扫描”按钮,弹出“扫描”属性对话框,在“轮廓”选项中选择如图3-67所示的轮廓草图,在“路径”选项中选择如图3-64所示的涡状线,如图3-68所示,其他参数保持默认,单击“确定”按钮
,即可生成如图3-69所示的涡卷弹簧实体特征。
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图3-68 “扫描”属性对话框
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图3-69 涡卷弹簧
3.4.4 扫描切除
“扫描切除”特征是指将草绘截面沿着与它不平行的路径扫掠后所创建的实体切除特征。
首先生成轮廓草图和路径草图。截面草图必须是封闭的;路径草图可以是封闭的,也可以是不封闭的。
单击“特征”面板中的“切除-扫描”按钮,或选择“插入”→“切除”→“扫描”命令。出现如图3-70所示的“切除-扫描”属性对话框,在“切除-扫描”属性对话框中,分别指定“轮廓”和“路径”,设定“轮廓方位”为“随路径变化”,设定好其他相关选项,然后单击“确定”按钮
,即可完成操作。如图3-71为该命令操作示例。
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图3-70 “切除-扫描”属性对话框
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图3-71 切除-扫描示例
3.4.5 引导线扫描
在扫描特征中,草图是沿着路径扫描的,可以使用引导线来控制中间的轮廓变化。
在“扫描”命令和“扫描切除”命令的属性管理器中,具有“引导线”选项卡,如图3-72所示。关于引导线,有以下几点需要注意。
● 引导线可以使用一条,也可以使用多条,但不能多于4条。
● 如果使用多条引导线,要注意各条引导线之间的斜率,否则容易产生错误。
● 引导线必须与轮廓截面线中的点重合。
● 如果引导线大于路径线的长度,扫描将使用路径线的长度;反之,扫描将使用最短的引导线的长度。
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图3-72 “引导线”选项卡
3.4.6 实例:香蕉
绘制如图3-73所示的香蕉,尺寸自定。
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图3-73 香蕉
① 单击“新建”按钮,选择零件模块。
② 选择“上视基准面”作为绘图平面,绘制如图3-74a所示的正五边形轮廓草图;单击绘图区域右上角的“退出草图”按钮,退出草图。
③ 选择“前视基准面”作为绘图平面,绘制如图3-74b所示的路径草图;单击绘图区域右上角的“退出草图”按钮,退出草图。
④ 选择“前视基准面”作为绘图平面,绘制如图3-74c所示的引导线草图,注意绘制样条线以后,按住〈Ctrl〉键同时选择引导线下端点和正五边形上最近的边线,在弹出的如图3-75所示的属性对话框中选择“穿透”选项,以使引导线和轮廓线相交,结果如图3-76所示;单击绘图区域右上角的“退出草图”按钮,退出草图。
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图3-74 绘制草图
a)轮廓草图 b)路径草图 c)完成3个草图
⑤ 单击“特征”面板中的“扫描”按钮,弹出“扫描”属性对话框,分别选择轮廓草图、路径草图和引导线草图,如图3-77所示,其他选项保持默认,单击“确定”按钮
,结果如图3-78所示。
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图3-75 属性对话框
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图3-76 穿透效果
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图3-77 “扫描”属性对话框
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图3-78 扫描过程
⑥ 使用实体的“圆角”命令(后面讲述)进行适当倒圆,结果参见图3-73所示。