Solid Edge几何建模技巧

作者：天水二一三电器有限公司 谢超维

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... 摘要：本文阐述了Solid Edge制图软件使用的一些技巧，旨在交流该软件的使用经验，提高产品设计效率。 关键词：草图；特征；零件构造；装配 1 引言 随着三维CAD制图(计算机辅助设计)技术的发展，这一技术被广泛的使用于电器产品结构设计中。利用三维CAD设计软件作为结构设计的创作工具，不仅减少了设计、计算、制图所需的时间，缩短了设计周期，而且便于实现产品的标准化、通用化和系列化，并且在此基础上，设计人员可以很方便的进行个性化设计，有利于进行设计方案的优化选择。 Solid Edge软件是一种广泛使用的三维CAD软件，可以根据初步的设计思路对产品进行立体造型，通过直观可视的几何形状、几何位置了解各个零件间的配合间隙、配合精度，进而进行装配验证和调整，达到优化产品结构，提高产品整体装配性能的要求，并可以据此完成平面视图的制作，最终生成具有指导意义的图纸文件。 2 使用技巧 通常，产品的设计可以自下而向上进行也可以自上而下进行，但不论那种过程，最终都要通过最细节化的零部件设计来完成。 Solid Edge软件的零部件构造过程，通常是先做出一个大体的几何模型，然后通过挖、补等方法完成具体形状、细节。起始几何模型的选择及轮廓的绘制，为零件构造的后续工作提供了原始信息，决定了后续特征制作的可行性和合理性，而不同的挖补过程则体现了设计者不同的构造思路，这些过程的差异决定了零部件是否便于进行调整、修改以及在装配过程中使用替代零件对产品布局的影响程度。基于此，软件使用人员不但要善于掌握零件的关键特征，而且要擅长使用Solid Edge软件的一些小技巧，通过最便捷的方法达到设计目的。根据使用经验，在应用Solid Edge软件进行零件构造时，应着重从以下几个方面注意： 2.1 草图的绘制不能过于复杂 零件特征的制作，首先是从绘制平面图——草图开始的，如果草图形状比较复杂，图元之间有比较稳定的定位关系，将复杂的草图先画出来再进行特征制作也能达到一定目的，但是在产品结构的设计阶段，对中间结果进行反复修改是必不可少的，草图作为生成中间结果的关键步骤，参数的调整往往会牵一发而动全身，过于复杂的草图形状，在修改时容易使其中的某些图元失去定位依据，造成的结果是：软件无法对该草图进行重新计算，零件的后续构造特征也常会因为基准的改变而产生缺陷或失效，从而顾此失彼，增加了零件造型的复杂程度。 2.2 对零件各个特征的制作顺序要有一个统筹的安排，在兼顾2.1的同时，尽量使用最少的特征制作过程完成零件构造 例：图一的基本形状是一个带有斜度的中空的正方体，另外带有过渡圆角和凸缘特征。这个简单的图形包括了凸台、拉伸、除料、凸缘、倒角、斜度、薄壳等基本特征的构造过程。就基体制做，即带斜度的正方体制作来说，可以在进行第一个特征的制作时，先绘制出带圆角的正方形，再从上到下进行拉伸，然后进行第二个特征的制作——斜度处理，经过两个特征建模就能达到图二的几何形状，也可以在进行第一个特征的制作时，先做出梯形进行左右拉伸，接着进行斜度处理和圆角处理(图三)，用三个特征构造过程达到图二的效果，显然，第一种方法要少用一个建模过程，相比较要简单的多。而在做凸缘、过渡圆角和除料特征时，如果先构造出凸缘特征，再加入过渡圆角，最后进行除料处理，那么凸缘面的选择可以一次完成，圆角过渡线也能很方便的提取出来，反过来，凸缘面的选择和过渡圆角线的提取都会变得相对复杂，使原本可一次提取的连续的线、面必须经过分段操作才能达到最终目的。但是如果在图一的基础上又要拉伸出一个凸台，由于凸台和长方体存在相对位置关系，如果按照完全按图二的制作顺序，由于圆角及拉伸斜度的存在，将不利于凸台定位，这就要考虑制作的正方形不要带圆角，便于尺寸修改和下一步特征的完成。 2.3要善于利用计算机系统的基准点、基本方向，为零件造型提供基准 基准点、基本方向是计算机提供的原始基准，尽可能的利用直观、一致的造型基准构造几何实体，不但便于中间结果的修改，避免由于零件参数的变化引起的后续草图、特征等过程失效，而且便于零件在装配状态下进行定位。零件造型时，首先要确定其装配状态，选出主体装配件，并按照常规装配位置，参照主体装配件选定所有零件的正方向。只有所有零件在构造时就有共同的参考基准，才不会因为零件进入装配状态的次序、零件替换、参数调整等影响整体装配布局。 2.4灵活使用复制方法 零件制作过程中存在多种复制方法，在草图绘制过程中可以进行几何图元的复制，在特征制作时可以进行选定特征的复制，还可以对已经保存的立体造型直接提取复制。当零件在整体布局上存在对称结构，而对称结构比较简单，同时装配方法也不太复杂时，直接进行草图对称绘制，尺寸也以对称方式标注，会使整个过程更加直观简单。对于有多个不同形状的几何体的有规律排列，首先要做出各个基本特征，然后选取需要复制的所有几何体，最后通过“镜像拷贝”或“阵列”的方法进行分布，就可以使复制步骤更加简化，图形修改起来也容易一次到位。当结构相同的几何形状按一定规律分布，并且这些结构匹配相同的零部件时，直接使用“阵列”工具会为以后装配打下良好的基础，阵列布局可以完全被装配过程直接利用，从而大大提高软件处理速度。如果一个特征需要多次使用，还可以作为特征零件保存起来，在使用过程中被反复调用及修改。 2.5 同一个零件，通常要由多个特征逐步构造而成，其制作过程并不唯一，要因时顺势，善于变通 例：图四是一个薄壁件，面一比其它面厚，里面有一个中空的凸台。在构造这个零件的过程时，首先要拉伸出基本几何外形，接着可以用不分优劣的几种方法进行。1、先对基本几何体除料做出凹坑，接着依据均匀壁厚尺寸进行抽壳，最后对特殊壁厚进行加厚处理。2、先对基本几何体除料做出凹坑，再进行两次除料达到目的。3、先对零件整体进行除料，再选定面二绘制凸台轮廓，拉伸凸台，最后进行除料。图四零件构造过程分解图（如图五）： 假如在一个正方体上挖一个圆柱形的孔，通过“旋转除料”或普通的“除料”都可以很容易的达到目的，不同的是“旋转除料”需要确定好剖切平面的位置及定义旋转轴，而“除料”工具则是要对圆心进行定位并确定除料深度，虽然，横向比较这两种方法并不存在优劣之分，但是，实际上这几个关键定位参数确定的简便程度常常是有差别的。 2.6 运用自上而下的制作方式，即在装配环境中进行零件制作，进行创造性设计 先进行零件设计，然后通过各种定位关系进行装配的过程称为自下而上的设计，在使用这种设计方法时，可以尽可能的利用、借代成熟零件，成熟的产品零件布局，有利于产品零件的传承使用和产品的系列化设计。但以下情况用自上而下的制作方式会更有利于零件设计。一种是当产品的某处尺寸已完全确定，无法更改，需要据此进行特定零件改造、设计；另一种是进行一个全新的产品的设计。一个全新产品的设计过程，可分为功能设计、布局设计、参数设计等阶段，这就要求首先要确定产品结构与功能间的对应关系，然后完成实体部分(零部件)的排列组合，最后定义零部件的几何形状和参数尺寸，如果脱离功能设计和布局设计而直接进入参数设计阶段，设计的零件往往不能满足使用要求，只会白白的加大工作量，产生无效劳动。 俗话说熟能生巧，对于结构设计人员来说，要掌握一定的软件使用技巧，关键还在于反复使用，善于总结，将书面的条文化经验灵活掌握。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/16/2008)