SolidWorks 2020中文版从入门到精通
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3.5 扫描特征

扫描特征是指由二维草图平面沿一平面或空间轨迹线扫描而成的一类特征。沿着一条路径移动轮廓(截面)可以生成基体、凸台、切除或曲面。如图3-88所示是扫描特征实例。

SolidWorks 2020的扫描特征遵循以下规则。

● 扫描路径可以为开环或闭环。

● 路径可以是草图中包含的一组草图曲线、一条曲线或一组模型边线。

● 路径的起点必须位于轮廓的基准面上。

图3-88 扫描特征实例

3.5.1 凸台/基体扫描

凸台/基体扫描特征属于叠加特征。下面结合实例介绍创建凸台/基体扫描特征的操作步骤。

【案例3-18】凸台/基体扫描

(1)打开源文件“\ch3\3.18.SLDPRT”,打开的文件实体如图3-89所示。

凸台/基体扫描

(2)在一个基准面上绘制一个闭环的非相交轮廓。使用草图、现有的模型边线或曲线生成轮廓将遵循的路径,如图3-89所示。

(3)选择菜单栏中的“插入”→“凸台/基体”→“扫描”命令,或者单击“特征”选项卡上的“扫描”按钮

(4)系统弹出“扫描”属性管理器,同时在右侧的图形区中显示生成的扫描特征,如图3-90所示。

(5)单击“轮廓”按钮,然后在图形区中选择轮廓草图。

(6)单击“路径”按钮,然后在图形区中选择路径草图。如果预先选择了轮廓草图或路径草图,则草图将显示在对应的属性管理器文本框中。

(7)在“轮廓方位”下拉列表框中,选择扫描方式。

● 随路径变化:草图轮廓方向随路径的变化而变化,其法线与路径相切,如图3-91(a)所示。

● 保持法向不变:草图轮廓保持法向不变,如图3-91(b)所示。

(8)如果要生成薄壁特征扫描,则勾选“薄壁特征”复选框,从而激活薄壁选项。

● 选择薄壁类型(单向、两侧对称或双向)。

● 设置薄壁厚度。

图3-89 打开的文件实体

图3-90 “扫描”属性管理器

图3-91 扫描特征

(9)扫描属性设置完毕,单击“确定”按钮

3.5.2 切除扫描

切除扫描特征属于切割特征。下面结合实例介绍创建切除扫描特征的操作步骤。

【案例3-19】扫描切除

(1)打开源文件“\ch3\3.19.SLDPRT”,打开的文件实体如图3-92所示。

扫描切除

(2)在一个基准面上绘制一个闭环的非相交轮廓。

(3)使用草图、现有的模型边线或曲线生成轮廓将遵循的路径。

(4)选择菜单栏中的“插入”→“切除”→“扫描”命令,或者单击“特征”选项卡上的“扫描切除”按钮

(5)此时弹出“切除-扫描”属性管理器,同时在右侧的图形区中显示生成的切除扫描特征,如图3-93所示。

(6)单击“轮廓”按钮,然后在图形区中选择轮廓草图。

(7)单击“路径”按钮,然后在图形区中选择路径草图。如果预先选择了轮廓草图或路径草图,则草图将显示在对应的属性管理器中。

图3-92 打开的文件实体

图3-93 “切除-扫描”属性管理器

(8)在“选项”选项组的“轮廓方位”下拉列表框中选择扫描方式。

(9)其余选项同凸台/基体扫描。

(10)切除扫描属性设置完毕,单击“确定”按钮

3.5.3 引导线扫描

SolidWorks 2020不仅可以生成等截面的扫描,还可以生成随着路径变化截面而发生变化的扫描—引导线扫描。如图3-94所示展示了引导线扫描效果。

图3-94 引导线扫描效果

在利用引导线生成扫描特征之前,应该注意以下几点。

● 应该先生成扫描路径和引导线,然后再生成截面轮廓。

● 引导线必须和轮廓相交于一点,作为扫描曲面的顶点。

● 最好在截面草图上添加引导线和截面相交处之间的穿透关系。

下面结合实例介绍利用引导线生成扫描特征的操作步骤。

【案例3-20】引导线扫描

(1)打开源文件“\ch3\3.20.SLDPRT”,打开的文件实体如图3-95所示。

引导线扫描

(2)在轮廓草图中引导线与轮廓相交处添加穿透几何关系。穿透几何关系将使截面沿着路径改变大小、形状或者两者均改变。截面受曲线的约束,但曲线不受截面的约束。

(3)选择菜单栏中的“插入”→“凸台/基体”→“扫描”命令,或者单击“特征”选项卡上的“扫描”按钮。如果要生成切除扫描特征,则选择菜单栏中的“插入”→“切除”→“扫描”命令。

(4)弹出“扫描”属性管理器,同时在右侧的图形区中显示生成的基体或凸台扫描特征。

(5)单击“轮廓”按钮,然后在图形区中选择轮廓草图。

(6)单击“路径”按钮,然后在图形区中选择路径草图。如果勾选了“显示预览”复选框,此时在图形区中将显示不随引导线变化截面的扫描特征。

(7)在“引导线”选项组中单击“引导线”按钮,然后在图形区中选择引导线。此时在图形区中将显示随引导线变化截面的扫描特征,如图3-96所示。

图3-95 打开的文件实体

图3-96 “扫描”属性管理器

(8)如果存在多条引导线,可以单击“上移”按钮或“下移”按钮,改变使用引导线的顺序。

(9)单击“显示截面”按钮,然后单击“微调框”箭头,根据截面数量查看并修正轮廓。

(10)在“选项”选项组的“方向/扭转类型”下拉列表框中可以选择以下扫描方式。

● 随路径变化:草图轮廓方向随路径的变化而变换,其法线与路径相切。

● 保持法向不变:草图轮廓保持法向不变。

● 随路径和第一引导线变化:如果引导线不只一条,选择该项将使扫描随第一条引导线变化,如图3-97(a)所示。

● 随第一和第二引导线变化:如果引导线不只一条,选择该项将使扫描随第一条和第二条引导线同时变化,如图3-97(b)所示。

(11)如果要生成薄壁特征扫描,则勾选“薄壁特征”复选框,从而激活薄壁选项。

● 选择薄壁类型(单向、两侧对称或双向)。

● 设置薄壁厚度。

(12)在“起始处和结束处相切”选项组中可以设置起始或结束处的相切选项。

● 无:不应用相切。

● 路径相切:扫描在起始处和终止处与路径相切。

● 方向向量:扫描与所选的直线边线或轴线相切,或与所选基准面的法线相切。

● 所有面:扫描在起始处和终止处与现有几何的相邻面相切。

图3-97 随路径和引导线扫描

(13)扫描属性设置完毕,单击“确定”按钮,完成引导线扫描。

扫描路径和引导线的长度可能不同,如果引导线比扫描路径长,扫描将使用扫描路径的长度;如果引导线比扫描路径短,扫描将使用最短的引导线长度。

3.5.4 实例—绘制弹簧

绘制弹簧

本例创建的弹簧如图3-98所示。

【思路分析】

本例利用扫描特征来制作一个弹簧。扫描特征是指由二维草图平面沿一个平面或一条空间轨迹线扫描而成的一类特征。通过沿着一条路径移动轮廓(截面)可以生成基体、凸台或曲面。绘制弹簧的流程图如图3-99所示。

图3-98 弹簧

【绘制步骤】

(1)新建文件。启动SolidWorks 2020,单击“标准”选项卡上的“新建”按钮,在弹出的“新建SOLIDWORKS文件”对话框中,单击“零件”按钮,然后单击“确定”按钮,新建一个零件文件。

图3-99 绘制弹簧的流程图

(2)新建草图。在FeatureManager设计树中选择“前视基准面”作为草图绘制基准面,单击“草图”选项卡上的“草图绘制”按钮,新建一张草图。

(3)绘制螺旋线基圆。单击“草图”选项卡上的“圆”按钮,以原点为圆心绘制一个直径为60mm的圆,作为螺旋线的基圆,如图3-100所示。

(4)绘制螺旋线。单击“特征”选项卡上的“螺旋线/涡状线”按钮,在弹出的“螺旋线/涡状线”属性管理器中设置“定义方式”为“螺距和圈数”,设置“圈数”为15、“螺距”为7mm、“起始角度”为0°,其他选项设置如图3-101所示,单击“确定”按钮,生成螺旋线。

图3-100 绘制螺旋线基圆

图3-101 绘制螺旋线

(5)创建基准面。单击“参考几何体”选项卡上的“基准面”按钮,弹出“基准面”属性管理器;“第一参考”选择螺旋线本身,“第二参考”选择螺旋线起点,如图3-102所示,单击“确定”按钮,完成基准面1的创建。

(6)新建草图。选择基准面1,单击“草图”选项卡上的“草图绘制”按钮,新建一张草图。

(7)绘制圆。单击“草图”选项卡上的“圆”按钮,绘制一个直径为3mm的圆。

图3-102 创建基准面1

(8)添加几何关系。单击“尺寸/几何关系”选项卡上的“添加几何关系”按钮,选择圆心和螺旋线,添加穿透几何关系,如图3-103所示,单击“确定”按钮,完成几何关系的添加。

图3-103 添加几何关系

(9)退出草图环境。单击“草图”选项卡上的“退出草图”按钮,退出草图环境。

(10)扫描螺旋线。单击“特征”选项卡上的“扫描”按钮,以步骤(7)中绘制的圆为扫描轮廓,以螺旋线为扫描路径进行扫描,如图3-104所示,单击“确定”按钮,完成弹簧的创建。

(11)保存文件。单击“标准”选项卡上的“保存”按钮,将零件保存为“弹簧.sldprt”,弹簧最终效果如图3-105所示。

图3-104 扫描螺旋线

图3-105 弹簧最终效果