基于特征的零件实体建模技术在某型号麻花钻中的应用的研究.doc

基于特征的零件实体建模技术在某型号麻花钻中的应用研究 作者： 高龙 指导老师： 朱林 （ 安徽农业大学工学院 07机制 合肥 230036 ） 摘要： 本文在SolidWorks2007平台基础上创建某型号麻花钻三维实体的基础上，介绍了特征的定义、分类，然后利用特征建模技术建立某麻花钻的实体模型，最后利用solidworks插件Animator做出某型号麻花钻钻孔和扩孔过程的动画模拟。 关键词：SolidWorks、特征、麻花钻 引言 近年来，制造业市场的竞争日益激烈，为适应变化迅速的市场，产品开发的周期和成本是每个现代企业不容忽视的问题。从国际范围看，以计算机为工具，利用现代设计方法形成的现代机械设计理论，已被重视起来，也得到了较快的发展。要实现从中国制造到中国创造的转变，信息技术不可或缺。CAD技术就是提高中国制造设计能力的一大利器三维CAD市场的领导厂商之一SolidWorks公司全球首席执行官在接受报记者采访时指出:在中国有三个主要的制造行业对产品设计要求比较高，迫切需要借助于三维技术进行设计:一是产品结构非常复杂的模具行业，用现有的二维方法进行产品设计难度非常大；二是对时尚、美观要求较高的消费类产品制造行业，例如手机外壳、PC鼠标等；第三个是目前发展相当迅速的机械设计行业。在中国推广三维CAD十分重要。SolidWorks公司的SolidWorks系列软件是世界上第一套基于Windows系统开发的三维CAD软件。该软件以参数化特征造型为基础，具有功能强大、易学易用、技术创新等特点，是当前最优秀的中档CAD软件之一。该软件完全采用了Windows的操作窗口，界面友好，使用中文窗口式菜单，操作简单且支持各种运算功能，可以进行基于实体特征的建模技术和实时的全相关性的参数化尺寸驱动。如图1所示 SolidWorks2007界面。 从CAD技术的发展来看，CAD技术已逐步由二维向三维过渡。SolidWorks是在CAD技术发展的基础上产生的新一代适于PC机的三维设计软件。另外，现在世界上许多软件公司也开发了可与SolidWorks集成的用于工程应用的设计模块，形成了基于PC机环境下的CAD/CAE/CAM设计理论，使SolidWorks的功能更加强大。 3．特征的定义 CAD技术的发展已有30余年的历史，从最初的二维视图，线框模型，曲面模型，实体模型直到现在的特征造型，造型特征使CAD/CAM乃至生产管理真正的集成化成为可能。在以SolidWorks2001软件为技术平台的零件实体建模中，特征是组成零件实体模型的基本元素，它体现了产品的功能要素和工程含义，是描述产品信息的集合。其特点是： （1）以结构的实体几何和边界表示为基础的几何形状定义。 （2）特征是参数化的几何实体，通过改变特征尺寸参数，可以用有限的特征构造出无限的零部件实体模型，同时利用参数化功能实现部件的系列化。 （3）特征是特征设计和特征识别的关联，它既体现了产品的功能和工程含义，又使得CAD/CAM朝着集成化方向发展。 虚拟设计中零件实体建模技术中的特征细划分如图1所示： 3．1辅助特征 辅助特征是进行基于特征的零件实体建模设计的辅助工具，主要包括：工作平面，工作轴，工作点，构造特征和特征管理树。在实体模型的特征创建完毕后，该特征可被隐藏或重新显示，但这并不能说它是实体建模的组成部分。 （1）工作平面即工作基准面，是辅助创建草图及其特征和执行特征操作终止的工作平面，一般将其看成一个无限平坦面。其主要作用：确定草图平面，充当特征操作的终止参数平面和创建其他工作平面的中间媒体。根据工作平面和实体建模之间的依附关系，又可将其分成非参数化平面和参数化平面。非参数化平面是系统自定义的固定工作平面，如SolidWorks2001中的基准面，它与实体建模无任何依附关系。参数化平面是以非参数化平面和实体模型的表面，边，轴，点等几何元素为参考，根据建模需要创建的辅助平面。其中以实体建模的几何体素为参考的辅助平面与实体模型之间有几何和尺寸约束关系，其位置会随模型形状的改变而发生改变，支持参数化建模的尺寸驱动。 （2）工作轴和工作点与工作平面相似，主要包括系统固定的非参数化轴（对称特征的中心线），点（实体顶点和特征的定位点）。工作轴可作为旋转特征轴和在圆柱形实体上进行圆周陈列的参考轴；工作点可作为准确定位圆孔，陈列特征的参考点等。 （3）构造特征是进行二维草图绘制时，对草图轮廓线施加约束的直线，圆或圆弧等构造线。它是草图绘制时强有力的工具合理运用可以大大减少约束数量。但必须注意的是：虽然构造特征是草图的一部分，可它的线性与草图轮廓线性不同，只起约束作用，当草图特征建立后会自动消隐，不会出现在实体建模