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3.1 参考几何体

参考几何体是SolidWorks中的重要概念,又被称为基准特征,是创建模型的参考基准。参考几何体工具按钮集中在【参考几何体】工具栏中,主要有【点】、【基准轴】、【基准面】、【坐标系】4种基本参考几何体类型。

3.1.1 参考基准面

在【特征管理器设计树】中默认提供前视、上视以及右视基准面,除默认的基准面外,可以生成参考基准面。参考基准面用来绘制草图和为特征生成几何体。

(1)参考基准面的属性设置

单击【参考几何体】工具栏中的【基准面】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令,系统弹出如图3-1所示的【基准面】属性管理器。

图3-1 【基准面】属性管理器

在【第一参考】选项组中,选择需要生成的基准面类型及项目。

【平行】。通过模型的表面生成一个基准面,如图3-2所示。

图3-2 通过表面生成一个基准面

【重合】。通过一个点、线和面生成基准面。

【两面夹角】。通过一条边线(或者轴线、草图线等)与一个面(或者基准面)成一定夹角生成基准面,如图3-3所示。

图3-3 两面夹角生成基准面

【偏移距离】。在平行于一个面(或基准面)指定距离处生成等距基准面。首先选取一个平面(或基准面),然后设置【距离】数值,如图3-4所示。

图3-4 生成偏移距离基准面

⑤【反转等距】。选中此复选框,在相反的方向生成基准面。

【垂直】。可生成垂直于一条边线、轴线或者平面的基准面。

(2)修改参考基准面

双击基准面,显示等距距离或角度。双击尺寸或角度数值,在弹出的【修改】尺对话框中输入新的数值,如图3-5所示;也可在【特征管理器设计树】中选取需要编辑的基准面,单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择【编辑特征】命令,系统弹出如图3-1所示的【基准面】属性管理器。在【基准面】属性管理器中的相关的选项组中输入新数值以定义基准面,然后单击【确定】按钮

图3-5 在【修改】尺寸对话框中修改距离值

利用基准面控标和边线,可以进行以下操作。

① 拖动边角或者边线控标以调整基准面的大小。

② 拖动基准面的边线以移动基准面。

③ 通过在绘图窗口中选择基准面以复制基准面,然后按住键盘上的Ctrl键并使用边线将基准面拖动至新的位置,生成一个等距基准面,如图3-6所示。

图3-6 生成等距基准面

3.1.2 参考基准轴

参考基准轴是参考几何体中的重要组成部分。在生成草图几何体或圆周阵列时常使用参考基准轴。参考基准轴的用途较多,概括起来有以下三项。

① 参考基准轴作为中心线。基准轴可作为圆柱体、圆孔、回转体的中心线。通常情况下,拉伸一个草图绘制的圆得到一个圆柱体,或通过旋转得到一个回转体时,SolidWorks会自动生成一个临时轴,但在生成圆角特征时,系统不会自动生成临时轴。

② 作为参考轴,辅助生成圆周阵列等特征。

③ 基准轴作为同轴度特征的参考轴。当两个均包含基准轴的零件需要生成同轴度特征时,可选择各个零件的基准轴作为几何约束条件,使两个基准轴在同一轴上。

(1)临时轴

每一个圆柱和圆锥面都有一条轴线。临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的,临轴常被设置为基准轴。

用户可以设置隐藏或显示所有临时轴。选择【视图】|【隐藏/显示】|【临时轴】菜单命令,如图3-7所示,表示临时轴可见,绘图窗口显示如图3-8所示。

图3-7 选择【临时轴】菜单命令

图3-8 显示临时轴

(2)参考基准轴的属性设置

单击【参考几何体】工具栏中的【基准轴】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,系统弹出如图3-9所示的【基准轴】属性管理器。

图3-9 【基准轴】属性管理器

在【选择】选项组中选取以生成不同类型的基准轴。

【一直线/边线/轴】。选取一条草图直线或边线作为基准轴,或双击并选择临时轴作为基准轴。

【两平面】。选取两个平面,利用两个面的交叉线作为基准轴。

【两点/顶点】。选取两个顶点、点或者中点之间的连线作为基准轴。

【圆柱/圆锥面】。选取一个圆柱或者圆锥面,利用其轴线作为基准轴。

【点和面/基准面】。选取一个平面(或者基准面),然后选取一个顶点(或者点、中点等),由此所生成的轴通过所选取的顶点(或者点、中点等)并垂直于所选的平面(或者基准面)。

属性设置完成后,检查【参考实体】选择框中列出的项目是否正确。

(3)显示参考基准轴

选择【视图】|【基准轴】菜单命令,可以看到菜单命令左侧的按钮下沉,如图3-7所示,表示基准轴可见(再次选择该命令,该按钮恢复,即关闭基准轴的显示)。

3.1.3 参考坐标系

SolidWorks使用带原点的坐标系,零件文件包含原有原点。当用户选取基准面或者打开一个草图并选取某一面时,将生成一个新的原点,与基准面或者这个面对齐。原点可用作草图实体的定位点,有助于定向轴心透视图。三维视图引导可使用户快速定向到零件和装配体文件中的XYZ轴方向。

(1)原点

零件原点显示为蓝色,代表零件的(0, 0, 0)坐标。当草图处于激活状态时,草图原点显示为红色,代表草图的(0, 0, 0)坐标。可以将尺寸标注和几何关系添加到零件原点中,但不能添加到草图原点中。

。蓝色,表示零件原点,每个零件文件中均有一个零件原点。

。红色,表示草图原点,每个新草图中均有一个草图原点。

。表示装配体原点。

。表示零件和装配体文件中的视图引导。

(2)参考坐标系的属性设置

可定义零件或装配体的坐标系,并将此坐标系与测量和质量特性工具一起使用,也可将SolidWorks文件导出为IGES、STL、ACIS、STEP、Parasolid、VDA等格式。

单击【参考几何体】工具栏中的【坐标系】按钮或选择【插入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令,系统弹出如图3-10所示的【坐标系】属性管理器。

图3-10 【坐标系】属性管理器

【原点】。定义原点。单击其选择框,在绘图窗口中选取零件或者装配体中的一个顶点、点、中点或者默认的原点。

②【X轴】【Y轴】【Z轴】(此处为与软件界面统一,使用英文大写正体,下同)。定义各轴。单击其选择框,在绘图窗口中按照以下方法之一定义所选轴的方向。单击顶点、点或者中点,则轴与所选点对齐。单击线性边线或者草图直线,则轴与所选的边线或者直线平行。单击非线性边线或者草图实体,则轴与所选实体上选择的位置对齐。单击平面,则轴与所选面的垂直方向对齐。

【反转X/Y轴方向】按钮。反转轴的方向。坐标系定义完成之后,单击【确定】按钮

(3)修改和显示参考坐标系

① 将参考坐标系平移到新的位置。

在【特征管理器设计树】中,用鼠标右键单击已生成的坐标系的按钮,在弹出的快捷菜单中单击【编辑特征】按钮,系统弹出如图3-10所示的【坐标系】属性管理器。在【选择】选项组中,单击【原点】选择框,在绘图窗口中单击想将原点平移到的点或者顶点处,单击【确定】按钮,原点被移动到指定的位置上。

② 切换参考坐标系的显示。

要切换坐标系的显示,可以选择【视图】|【隐藏/显示】|【基准轴】菜单命令(菜单命令左侧的按钮下沉,表示坐标系可见)。

3.1.4 参考点

SolidWorks可生成多种类型的参考点用作构造对象,还可在彼此间已指定距离分割的曲线上生成指定数量的参考点。通过选择【视图】|【点】菜单命令,切换参考点的显示。

参考点的属性设置:单击【参考几何体】工具栏中的【点】按钮或者选择【插入】|【参考几何体】|【点】菜单命令,系统弹出如图3-11所示的【点】属性管理器。

图3-11 【点】属性管理器

在【选择】选项组中,单击【参考实体】选择框,在绘图窗口中选取用于生成点的实体;选择要生成的点的类型,可单击【圆弧中心】、【面中心】、【交叉点】、【投影】、【在点上】等按钮。

单击【沿曲线距离或多个参考点】按钮,可沿边线、曲线或草图线段生成一组参考点,输入距离或百分比数值(如果数值对于生成所指定的参考点数太大,会出现信息提示要求设置较小的数值)。

①【距离】。按照设置的距离生成参考点数。

②【百分比】。按照设置的百分比生成参考点数。

③【均匀分布】。在实体上均匀分布的参考点数。

【参考点数】。设置沿所选实体生成的参考点数。

属性设置完成后,单击【确定】按钮,生成参考点,如图3-12所示。

图3-12 生成参考点

3.1.5 参考几何体实例

参考几何体实例

下面结合现有模型,介绍生成参考几何体的具体方法。零件阀盖的模型如图3-13所示。

(1)生成参考点

启动SolidWorks 2018中文版,选择【文件】|【打开】菜单命令,系统弹出【打开】对话框,在本书配套光盘中选择“第3章\参考几何体1.SLDPRT”,单击【打开】按钮,在图形区域中显示出模型,如图3-12所示。

选择【插入】|【参考几何体】|【点】菜单命令,系统弹出【点】属性管理器。选取如图3-13所示的上圆弧边缘,单击【确定】按钮,生成参考点,如图3-12所示。

图3-13 选取上圆弧边缘

(2)创建参考坐标系

① 生成坐标系。选择【插入】|【参考几何体】|【坐标系】菜单命令,系统弹出【坐标系】属性管理器。

② 在图形区域选取前面创建的参考点,则点的名称显示在【原点】选择框中,如图3-14所示。

图3-14 定义原点

③ 单击【X轴】【Y轴】【Z轴】选择框,在图形区域中选取线性边线,指示所选轴的方向与所选的边线平行,如图3-15所示,单击【确定】按钮,生成坐标系1。

图3-15 定义各轴方向

(3)生成参考基准轴

① 选择【插入】|【参考几何体】|【基准轴】菜单命令,系统弹出【基准轴】属性管理器。

② 单击【圆柱/圆锥面】按钮,选取如图3-16所示的内圆柱面,检查【参考实体】选择框中列出的项目,单击【确定】按钮,生成基准轴1。

图3-16 选择内圆柱面

(4)生成参考基准面

① 选择【插入】|【参考几何体】|【基准面】菜单命令,系统弹出【基准面】属性管理器。

② 选取如图3-17所示的上表面,单击【两面夹角】按钮,在图形区域中选取模型的上侧面及其上边线,在【参考实体】选择框中显示出选择的项目名称,设置【角度】数值为“45.00度”,如图3-17所示;选取如图3-17所示的实体边缘,在图形区域中显示出新的基准面的预览,单击【确定】按钮,生成基准面1。

图3-17 生成基准面1