3.4 零件設計分析

在零件設計之前,需要首先根據零件結構特點,分析零件設計思路,這也是整個零件設計過程中最重要的一個環節,直接關系到整個零件的設計,接下來具體介紹零件設計思路及設計過程的分析,還有零件設計要求及規范性問題。

3.4.1　零件設計思路

在實際零件設計中,關鍵要知道如何去分析零件設計思路,有了設計思路我們就知道怎么把零件設計出來。下面具體介紹如何逐步分析零件設計思路。

(1)分析零件類型

零件設計之前,首先要分析零件結構類型,是屬于一般實體零件,還是曲面零件或者鈑金零件,不同結構類型的零件,其設計思路與設計方法都不一樣,而且在軟件中還涉及不同工具的操作,如圖3?281所示,所以分析零件結構類型非常重要。

(2)劃分零件結構

在零件設計中一定要正確劃分零件結構,搞清楚零件整體的結構特點及組成關系,這對于零件的分析及設計來講是非常重要的。要搞清楚零件結構的劃分,首先必須要理解零件設計中兩個非常重要的概念。

① 對結構的理解。結構是零件中相對比較獨立、集中的那一部分幾何對象的集合。結構最大的特點就是能夠從零件中單獨分離出來形成獨立的幾何體。不管是簡單的零件還是復雜的零件,都是由若干零件結構直接組成的。

② 對特征的理解。特征是零件中最小、最基本的幾何單元。任何一個零件都是由若干個特征組成的,如拉伸特征、孔特征、圓角特征、倒角特征、拔模特征等。

在軟件中,所有的特征都對應一個具體的創建工具,如拉伸特征由拉伸工具來創建,旋轉特征由旋轉工具來創建,孔特征由孔工具來創建等。每個特征創建完成后都會逐一顯示在模型樹中,模型中的特征與模型樹中的特征是一一對應的關系。

(3)零件設計中結構與特征的關系

零件設計中結構與特征的關系如圖3?282所示。在零件設計之前,一定要根據零件結構特點合理劃分零件結構,然后按照劃分的零件結構,逐個結構進行設計,所有結構設計完成后,零件設計也就完成了。也就是說,零件設計的過程就是零件中各個結構的設計過程,零件中各個結構的設計過程也就是結構中所有包含特征的設計過程。

如圖3?283所示的箱體零件,可以劃分為箱體底座、箱體主體以及箱體附屬凸臺等結構。其中箱體底座結構如圖3?284所示,箱體底座主要包括底板拉伸特征、底座倒圓角特征以及底座孔特征等。要創建箱體零件,首先要創建箱體底座結構,要創建箱體底座結構就需要將其中包含的所有特征按照一定的順序創建出來。

3.4.2　零件設計順序

正確劃分零件結構后,接下來的關鍵是要解決零件設計順序的問題,就是要確定先做什么,再做什么,最后做什么。一般是先設計基礎結構,然后再按照一定的順序或邏輯順序設計其他主要結構。

(1)首先設計基礎結構

零件中最能反映整體結構尺寸的結構或是能夠作為其他結構設計基準的結構就叫做零件基礎結構。先設計這樣的結構,不僅能夠優先保證零件中的整體結構尺寸,同時,這些基礎結構還是設計其他結構的基準。

例如箱體類零件,一般都有底座結構,底座結構是整個箱體零件很多豎直方向尺寸參數的基準(如圖3?285所示),所以底座結構需要優先設計。其他結構都是在底座結構上添加得到的,所以這里的底座結構不僅是整個零件的基礎結構,也是整個零件尺寸標注的基準,在零件設計中一定要先設計。

(2)然后設計其余結構

零件其余結構的設計就是在基礎結構的基礎上,按照一定的空間邏輯順序或主次關系進行具體設計。在具體設計過程中還要充分注意一些典型結構設計的先后順序,如倒圓角先后順序,拔模、抽殼與倒圓角先后順序等。

3.4.3　零件設計要求與規范

零件設計絕對不是一個個幾何特征簡單疊加的過程,一定不要一味去追求零件的外形結構。設計者要綜合考慮多方面的因素,以下總結了在零件設計過程中一定要考慮的幾個問題,只有這樣才能夠設計出符合產品設計要求的零件,才是真正的零件設計!才不會影響后期的設計工作!

1)零件設計要求與規范概述

(1)首先分析零件在軟件環境中的位置定位及設計基準

零件設計之前首先分析零件工程圖要求(有工程圖的直接看工程圖,如果沒有工程圖,也要考慮出工程圖的要求),主要看零件主視圖、俯視圖或左視圖定向方位,將這些重要視圖方位與軟件環境中提供的坐標系對應,以確定零件在軟件環境中的位置定位。在SOLIDWORKS中,零件主視圖對應前視基準面,俯視圖對應上視基準面,左視圖對應右視基準面(注意是反面),然后根據這些定向方位確定零件設計基準。

另外,在零件設計中要確定正確的位置定位及設計基準,一來方便以后出工程圖,二來方便以后在渲染中添加渲染場景及渲染光源。

(2)分析零件結構布局

分析零件結構布局主要就是考慮零件對稱性問題。如果是對稱結構零件,就要按照對稱方法去設計,可以先設計結構一半,然后使用鏡向等工具完成另外一半的設計,從而減小工作量,提高工作效率。要特別說明的是,即使不是對稱結構的零件(或者不是完全對稱的零件),在零件設計基準不確定的情況下也要盡量按照對稱方法去設計,這樣會給后面的設計或操作帶來一些方便。

如軸類零件的設計,在設計基準不明確或沒有特殊說明的情況下,就應該按照對稱方法進行設計,這樣在旋轉軸類零件時能夠保證零件始終繞著圖形區中心旋轉,不至于旋轉出圖形區界面,影響后面的設計操作。

(3)注意零件設計的邏輯性與緊湊性

零件設計的每一步都會體現在軟件模型樹中,所以模型樹能夠準確反映零件設計思路及設計過程,同時還要使模型樹盡量簡潔、緊湊。

零件設計過程要有一定的邏輯性,先設計什么后設計什么都應該有一定的原因及具體考慮。如果零件結構比較復雜,需要使用很多特征進行設計,這個時候就更要注意設計的邏輯性,千萬不要東一榔頭西一棒子,一會兒設計這個結構中的某個特征,一會兒又去設計另外某個結構中的某個特征,再一會兒又去設計之前某個結構中的某個特征,這樣給人的感覺就是邏輯思路很混亂,也極不規范,這也是很多設計人員的一種設計陋習!這樣既不方便后期的檢查與修改,也不便于設計人員之間的技術交流,所以我們在設計這些結構時,一定要完成一部分結構設計后再去進行其他結構的設計。

零件設計要簡潔、緊湊,盡量簡化模型樹結構,盡量用一個特征去完成更多結構的設計,將更多的設計參數體現到一個特征中,這樣會使后期的修改變得簡單。例如,零件設計中如果要對多處進行倒圓角,一定要使用盡量少的倒圓角次數完成多處倒圓角設計,這樣能夠有效簡化倒圓角設計,提高倒圓角設計效率,同時也便于以后對倒圓角進行修改。

(4)注意零件中典型結構設計先后順序

零件設計中經常會涉及到各種典型結構設計順序的問題,如倒圓角設計順序,還有就是倒圓角、抽殼與拔模設計順序。

在倒圓角設計中,特別是需要對多處進行倒圓角設計時,一定要注意倒圓角設計順序。在零件設計中,總有一些邊鏈能夠通過倒圓角實現相切連續,這些位置的倒圓角就要優先設計,待這些邊鏈相切連續后,再去對這些相切邊鏈進行倒圓角,這樣既操作方便,又能夠得到結構美觀的倒圓角結構,同時還能夠盡量減少倒圓角次數。

如果在零件設計中,同時需要倒圓角、抽殼與拔模,那么正確的設計順序應該是先進行拔模,然后進行倒圓角,最后進行抽殼,這樣能夠得到均勻壁厚的殼體結構,這也是殼體結構設計的基本思路。

(5)零件設計要考慮將來的修改及系列化設計

零件設計之前一定要搞清楚的一個基本問題就是不管什么時候進行的零件設計,我們設計的零件都不可能是最終版本(結果),只是零件設計過程中的一個初級品或中間產物。初步零件設計完成后,還會經過一系列的檢驗及校核,經過多次反復修改與優化設計才能最終確定下來。所以在設計零件時,一定要便于以后隨時進行各種情況的修改。這就需要我們在零件設計過程中時刻考慮以后修改的問題。對于現在設計的結構要多問問自己,這個結構將來會如何修改,如何設計才能快速實現這種修改。設計任何結構時都要盡量想遠一點,盡量考慮全面一點。

另外,對于一些標準件或常用件的設計,這類零件往往涉及很多不同規格與型號,在設計過程中更要注意修改的問題,而且是系列化的修改。有的涉及尺寸的修改,有的涉及結構的修改,如果不考慮修改的問題,將來很難從一個型號衍生出其他的型號,也就無法進行系列化設計。

(6)零件設計中所有重要設計參數要直接體現

零件設計中的重要設計參數一定要直接體現在設計中,切記不要間接體現。所謂間接體現就是通過參數之間的數學計算得到設計參數。設計參數直接體現方便以后修改與更新,設計參數間接體現會使修改與更新變得更加煩瑣。

零件設計中重要設計參數的直接體現有兩種方法:一是將重要的設計參數直接體現在特征草圖中,將來可以直接在草圖環境中進行修改;二是將重要的設計參數直接體現在特征操控板或對話框中,將來可以直接在特征操控板或對話框中進行修改。

零件設計中直接體現設計參數的同時還要便于以后修改。具體操作就是盡量在一個草圖中集中標注尺寸,以后修改時就不用在多個草圖中切換修改尺寸。對于后期修改頻率大的重要參數,盡量將這些尺寸參數體現在特征操控板中,甚至直接體現在模型的結構樹中,以后修改就不用再進入草圖環境中修改。

(7)簡化草圖原則以便提高設計效率

零件設計一定要注意提高設計效率。高效設計一直是產品設計中不斷追求的目標。零件設計只是一個最基礎的設計環節,零件設計完成后,還有很多后期環節要做,例如有了零件,我們可以做產品裝配,可以出工程圖,可以做產品渲染,還可以做模具設計、數控加工與編程等。環節越多,越希望提高效率。其實,每一環節都有一些提高效率的方法,但是各個環節的基礎都是零件設計。所以一旦提高了零件設計的效率,就會避免很多重復操作,從而提高產品設計效率。

我們知道,零件設計中絕大部分時間都是在進行草圖繪制,要想提高零件設計效率,必須要提高草圖繪制效率,所以最高效的設計就是不用繪制任何草圖完成零件結構設計。當然,這只是一種絕對理想的狀態,因為很多三維特征的設計都是基于二維草圖設計的。在這種情況下,要提高草圖繪制效率,可以將復雜草圖進行簡化,或將復雜草圖分解成若干簡單草圖,還可以使用三維命令代替草圖的繪制(如使用三維倒圓角工具或倒斜角工具代替草圖中倒圓角及倒斜角的繪制),另外還可以使用曲面設計工具代替草圖繪制。

(8)零件設計中的草圖必須完全約束

零件設計中涉及的所有草圖都必須完全約束!零件設計中如果包含不完全約束的草圖,會影響零件設計后期的修改與更新,給零件設計帶來一些不確定因素。草圖不完全約束也是設計人員設計能力、設計經驗不足或設計不夠嚴謹的體現。

(9)一定不要引入任何垃圾尺寸

零件設計中的任何尺寸參數都必須是有用的(有用的尺寸參數可以理解為在工程圖中需要標注出來的尺寸參數)。這些尺寸參數主要是用來確定零件結構尺寸及位置,必須直接體現在零件設計中。除了這些有用的尺寸參數,其他的任何尺寸參數都是垃圾尺寸(垃圾尺寸可以理解為在工程圖中不需要標注出來的尺寸參數),在零件設計中一定要拒絕任何垃圾尺寸,如果出現了垃圾尺寸,一定要想辦法消除這些尺寸,保證設計中的尺寸參數不多不少,剛好能夠把零件結構確定下來即可。

零件設計不許出現垃圾尺寸主要有兩個方面的原因:首先,它會影響零件結構后期的修改與再生,導致再生失敗;其次,它會影響后期工作,有的三維軟件能夠在工程圖中自動生成尺寸標注,如果模型中帶有垃圾尺寸,在自動生成尺寸標注時,系統同樣會把垃圾尺寸也生成出來,由于這些垃圾尺寸不是我們需要的,所以需要花費一定的時間去刪除這些垃圾尺寸,影響了工作效率!

(10)零件設計要考慮零件將來的裝配

零件設計是產品設計的基礎,零件設計完成后都會進行裝配,最后得到設計需要的裝配產品,所以在零件設計中自然要考慮以后裝配的問題,這一點也就是我們說的面向裝配的零件設計。具體來講,零件設計一定要便于裝配,二是要考慮裝配安裝的問題。有些零件結構在裝配時需要安裝其他的零件,在設計結構時要預留裝配空間,保證其他零件能夠正常安裝。例如在一個面上需要設計一個孔結構,在選擇打孔面時一定不要選擇安裝接觸面打孔,否則以后修改孔類型時會得到錯誤的孔結構。

(11)注意零件設計中各種標準及規范化要求

零件設計中的一些典型結構,如各種標準件、鍵槽與花鍵、注塑件及鑄造件等,都要考慮相應的標準與規范。

在標準件的設計中,所有的尺寸必須符合標準件尺寸規范,不能隨便給一組尺寸參數進行設計,而且最好要進行系列化設計,便于以后隨時調用不同規格的標準件。

在鍵槽及花鍵的設計中,要按照標準化的尺寸進行設計,否則在之后的裝配中找不到合適的鍵及花鍵進行配合,影響整個產品設計。

在注塑件及鑄造件的設計中,一定要在合適的位置設計相應的拔模結構,方便這些零件在制造過程中從模具中取出。拔模角度也要按照相應的標準進行設計與考慮。

(12)零件設計中注意協同設計規范要求

現在產品設計工作中,絕大多數的設計都需要多人參與。如果每個人都只按照自己的習慣與規范進行設計而不考慮整個團隊,那么這種設計效率是很低的。要想提高整個團隊的設計效率,這就需要注意協同設計。對設計中的一些方法與要求進行統一,那么相互之間就很容易看懂彼此的設計,也不會產生很大的分歧,有助于整個團隊效率的提升。

2)零件設計要求與規范實例

如圖3?286所示的基座零件工程圖,現在要根據該工程圖尺寸及結構要求,完成基座零件設計,得到如圖3?287所示的基座零件。下面具體介紹其設計過程,重點是要注意零件設計要求與規范,理解零件設計要求與規范的重要實際意義。

為了讓讀者更好理解零件設計的這些要求與意義,在具體介紹這個基座零件設計之前,首先了解一下目前常見的關于該零件設計過程的介紹,然后跟本小節介紹的設計過程進行對比理解,從中理解零件設計要求與規范的重要實際意義。

如圖3?288所示的是關于該基座零件常見的一種設計過程,按照這個過程完全可以完成零件的設計,但是在這個設計過程中并沒有充分考慮零件設計要求與規范的問題,所以會對后期的各項工作帶來很大的影響,這在實際設計工作中是絕對不允許的,接下來具體介紹正確的設計過程。

(1)分析零件設計思路及設計順序

首先分析零件整體結構特點。該基座零件屬于一般類型零件,給人的初步感覺是由幾大部分結構“拼湊”起來的,具體來看主要由底板結構、中間圓柱結構、頂板結構及U形凸臺結構四大部分組成。要完成零件的設計,也就是要完成這些組成結構的設計。

搞清楚零件結構組成后,接下來要分析這些組成結構的設計順序,也就是零件設計過程。從圖3?286所示的基座零件工程圖看,基座零件設計基準為底板結構的底面。一般情況下,零件基準屬于哪部分結構,就應該先設計哪部分,所以底板結構應該先設計。U形凸臺結構既與中間圓柱結構相連接,又與頂板結構相連接,所以應該在中間圓柱結構及頂板結構設計完成后最后設計;至于中間圓柱結構與頂板結構,它們之間沒有明顯的設計先后順序,先設計哪個后設計哪個都可以,但是按照零件設計的一般邏輯,要么是自上而下或自下而上,要么是從左到右或從右到左,前面已經確定了底板結構先設計,所以應該按照自下而上的順序設計圓柱結構及頂板結構。

綜上所述,大致零件設計順序是首先設計底板結構,然后設計圓柱結構,再設計頂板結構,最后設計U形凸臺結構。

(2)在SOLIDWORKS中進行零件設計

完成零件設計思路及設計順序分析后,接下來在軟件中介紹具體設計過程。

① 底板結構設計　底板結構如圖3?289所示,該結構非常簡單,可以使用多種方法進行設計,而最“方便”、最“高效”的方法就是在上視基準面上繪制如圖3?290所示的底板草圖進行拉伸,即可一次性得到底板結構,如圖3?291所示。

這種設計方法看似方便高效,但是存在很多設計上的問題,主要有以下幾點:

a.在這種設計方法中繪制的草圖太復雜,既包括倒圓角又包括圓孔,這不符合零件設計中簡化草圖提高設計效率的原則。

b.底板上的倒圓角結構是在底板草圖中設計的,這樣設計倒圓角不夠直觀,而且不便于以后修改倒圓角尺寸(需要進入草圖環境修改)。

c.底板上的孔也是在底板草圖中設計的,這樣只能設計簡單光孔,如果將來要想將這些簡單光孔改為其他類型的孔(如沉頭孔、螺紋孔等),便無法直接進行修改。

綜上所述,如果考慮零件設計要求及規范,應該按照如下方法進行底板設計。

步驟1　設計如圖3?292所示的底板拉伸結構。根據簡化草圖的原則,在上視基準面上繪制如圖3?293所示的拉伸截面草圖,然后對其進行如圖3?294所示的拉伸(注意拉伸方向向上),得到基座底板拉伸結構。

步驟2　設計如圖3?295所示的底板圓角。考慮到簡化草圖的原則,應該使用倒圓角命令設計底板倒圓角(圓角半徑為12mm)。使用這種方法設計倒圓角,直接選擇如圖3?296所示的底板拉伸四個角設計倒圓角,能夠直觀預覽倒圓角效果,便于把控倒圓角設計。另外,如果需要修改倒圓角,可直接在模型樹中選中倒圓角特征右鍵,如圖3?297所示,在快捷菜單中選擇“編輯特征”命令修改,修改效率比較高。如果在草圖中設計倒圓角,還需要進入草圖環境進行修改,修改效率比較低。

說明:底板結構設計中一定要先設計四角圓角結構,再去設計四角的底板孔結構。因為這種底板孔設計,將來很有可能需要將底板孔修改到與四角圓角同軸的位置,如果先設計底板孔再設計底板倒圓角,便無法快速實現這種修改。圖3?288中介紹的設計方法剛好是相反的,這將無法快速實現底板孔與底板圓角同軸修改。

步驟3　設計如圖3?298所示的底板孔。對于孔的設計,先要正確選擇打孔面。打孔面的選擇需要從多方面進行考慮。對于該基座零件,可以從裝配方面進行考慮,例如底板孔上將來螺栓的裝配,如果要裝配螺栓,最有可能的一種情況就是從上向下進行裝配,如圖3?299所示,所以此處孔的設計應該按照從上到下的方向進行設計,據此,應該選擇如圖3?300所示的底板上表面作為打孔面設計底板孔。

說明:正確選擇打孔面對于孔的設計是非常重要的,直接關系到將來孔的修改。對于簡單光孔的設計,選擇上表面或下表面是一樣的,但是如果需要將簡單光孔修改為沉頭孔或埋頭孔類型,打孔面選擇錯誤,將無法快速修改孔結構。

步驟4　底板孔的定位設計。確定打孔面后,接下來要考慮孔的定位設計。基座零件底板孔的設計,首先要保證孔的對稱性;其次是孔在兩個方向的中心距屬于重要的設計參數(基座零件工程圖中也標注出來了),一定要直接體現在設計中;最后還要考慮孔位置螺栓的裝配,從便于螺栓裝配的角度來講,這些孔必須要用陣列的方法進行設計,因為陣列設計孔,將來在裝配螺栓時,只需要裝配一個螺栓,其他螺栓可參照孔陣列信息進行快速裝配,以提高螺栓裝配效率,如圖3?301所示。

步驟5　繪制底板孔定位草圖。選擇打孔面(底板結構的上表面)為草繪平面,繪制如圖3?302所示的底板孔定位草圖,實際上就是四個草圖點,用來確定孔的設計位置。注意在草圖中保證草圖點的對稱關系,同時一定要標注兩個方向上草圖點的距離尺寸(實際上就是兩個方向上底板孔的中心距)。

步驟6　設計如圖3?303所示的第一個底板孔。在右部工具欄按鈕區中選擇孔命令工具,然后選擇上一步繪制的孔定位草圖中的任一草圖點作為孔放置參考。

說明:此處孔的設計先在打孔面上繪制孔定位草圖,再根據定位草圖設計孔結構,主要有三個方面的考慮:一是有效保證孔的設計符合設計要求(孔對稱性要求及中心距直接體現在設計中);二是孔定位草圖直接體現在模型樹中(如圖3?304),方便隨時對孔定位進行直接修改;三是根據定位草圖中的草圖點可以直接對孔進行陣列設計。

步驟7　設計如圖3?305所示的底板孔陣列。使用草圖驅動陣列對以上創建的孔按照定位草圖點進行陣列,完成孔的陣列設計。

使用孔工具設計孔便于修改孔參數。本例設計的底板孔是簡單光孔,如果需要將簡單光孔修改為如圖3?306所示的沉頭孔,只需要在“孔規格”對話框中修改孔參數即可,如圖3?307所示,如果使用拉伸或其他方法設計孔結構,將很難快速修改孔類型。

使用這種方法設計的孔,如果要修改孔的位置,直接修改孔定位草圖即可。假設現在需要使底板孔與底板倒圓角同軸,可以在孔定位草圖中添加草圖點與底板倒圓角邊線的同心約束,如圖3?307所示。

特別注意:一旦在孔定位草圖中添加這些同心約束,系統會提示約束沖突,如圖3?308所示,因為在添加同心約束之前已經有草圖點的尺寸標注,但是定位草圖中的這兩個尺寸千萬不能刪除掉,因為這是底板孔設計中非常重要的設計參數,一定要直接體現在設計中。在這種情況下,可以將這些尺寸轉換成參考尺寸,如圖3?309所示,這樣既保證了草圖點與倒圓角邊線的同心約束,又直接體現了底板孔中心距這些重要的設計參數。

② 中間圓柱結構設計　接下來設計如圖3?310所示的圓柱結構。在設計圓柱結構時,一定要著重考慮基座零件總體高度這個重要設計參數(基座工程圖中已經標注了),為了直接體現這個重要設計參數,應該選擇底板底面(或上視基準面)作為草繪平面,繪制如圖3?311所示的圓柱拉伸草圖,調整拉伸方向向上,拉伸深度為130,如圖3?312所示。

說明:此處按照這種方法設計的圓柱結構,圓柱高度即為整個基座零件的總高度,將來要調整基座零件高度,只需要修改圓柱拉伸高度即可。

對于基座圓柱結構的設計,為了在設計中直接體現基座高度這個重要設計參數,除了以上介紹的這種設計方法以外,還有一種更有效的設計方法。首先根據基座高度要求從基座設計基準(上視基準面)向上偏移130得到基座高度基準面,如圖3?313所示;為了便于理解該基準面的作用,在模型樹中對創建的基準面進行重命名,如圖3?314所示;重命名基準面結果如圖3?315所示,最后,在設計好的底板與基座高度基準面之間創建如圖3?316所示的圓柱拉伸,即可得到需要的中間圓柱結構。

說明:采用這種設計方法,直接將基座高度這個重要設計參數體現在模型樹中的基座高度基準面上,這樣有助于理解基座高度設計,也便于隨時高效修改基座高度。對比于前一種設計方案,將基座高度參數“隱藏于”圓柱拉伸中,如果要修改基座高度還要進入圓柱拉伸草圖中進行修改,不便于理解這種設計,而且修改效率比較低。

③ 頂板結構設計

步驟1　設計如圖3?317所示的頂板拉伸。上一步已經完成了圓柱結構的設計,而且在圓柱結構設計中已經直接體現出了基座零件的高度,為了不破壞基座零件高度參數,在設計頂板拉伸時應該選擇如圖3?318所示的圓柱頂面為草繪平面,繪制如圖3?319所示的頂板拉伸草圖,調整拉伸方向向下進行拉伸,拉伸深度為18,如圖3?320所示。

步驟2　設計如圖3?321所示的頂板圓角。頂板圓角的設計與底板圓角設計一樣,直接選擇頂板拉伸四個角設計倒圓角,倒圓角半徑為12mm。

步驟3　設計如圖3?322所示的頂板孔。頂板孔的設計方法與底板孔的設計是一樣的,首先根據如圖3?323所示頂板孔上螺栓裝配方向確定打孔面,也就是如圖3?324所示的頂板結構下表面,然后在打孔面上繪制如圖3?325所示的頂板孔定位草圖,最后根據定位草圖設計頂板孔并陣列得到最終頂板孔結構。

　　④ 中間腔體結構設計　接下來設計如圖3?326所示的中間腔體結構。在設計這個腔體結構之前,首先來認識這種結構,這種結構不能簡單的看成是光孔結構,應該將其看成腔體結構,而且是屬于回轉腔體結構。這種回轉腔體結構主要出現在閥體零件、箱體零件設計中,要設計這種回轉腔體結構,一般使用旋轉切除命令進行設計,然后選擇前視基準面繪制如圖3?327所示的回轉截面草圖進行旋轉切除,得到需要的中間腔體結構。

此處之所以要使用旋轉切除命令設計這種回轉腔體,主要考慮就是便于以后修改。本例設計的回轉腔體是最簡單的回轉腔體(如圖3?328所示),但是回轉腔體經常出現的修改就是在回轉腔體兩端壁面或中間壁面設計一些如圖3?329所示的溝槽結構,如果使用前面介紹的孔工具或拉伸工具設計這種回轉腔體結構,那將無法實現快速修改,但是使用此處的旋轉命令進行設計,將來只需要修改回轉截面草圖(如圖3?330所示)即可實現修改回轉腔體內部結構的目的。

⑤ U形凸臺結構設計

步驟1　設計如圖3?331所示的U形凸臺主體結構。選擇拉伸凸臺命令,然后選擇如圖3?332所示的平面為草繪平面,繪制如圖3?333所示的U形凸臺拉伸草圖,調整拉伸方向指向中間圓柱結構方向,拉伸方式為直到下一個面,得到U形凸臺主體結構。

步驟2　設計如圖3?334所示的U形凸臺孔結構。因為此處的U形凸臺孔與U形凸臺的圓弧面是同軸的關系,為了保證這種同軸關系,在創建孔時需要定義孔中心點與圓弧同心,如圖3?335所示,定義孔直徑為21mm,定義孔深度方式為直到下一個面。

⑥ 修飾結構設計　修飾結構一般安排在零件設計最后進行,因為只有將零件主體結構都完成后才能知道哪些地方要進行倒圓角,這樣可以對零件中所有倒圓角進行統一規劃,集中設計,最重要的是提高了設計效率和修改效率。本例基座需要設計的修飾結構主要包括倒圓角(鑄造圓角)和倒斜角,其中倒圓角結構比較多,具體設計時一定要注意正確的設計順序,否則會影響設計效率及結果的美觀性。

步驟1　設計如圖3?336所示的倒圓角結構。圓角結構設計主要包括兩種圓角,一種是結構倒圓角,另外一種是修飾倒圓角。

所謂結構倒圓角,就是指圓角結構可能作為其他結構設計的參考。這種倒圓角一定要連同具體結構一塊設計,如前面介紹的底板與頂板四角的倒圓角就屬于結構倒圓角。這些倒圓角有可能作為底板與頂板四角孔的定位參考,所以這些倒圓角應該連同底板結構與頂板結構一塊設計。

修飾倒圓角就是零件結構中各種連接位置的倒圓角或零件中的鑄造圓角等。這些圓角的特點是數量比較多,而且圓角半徑也差不多。這種倒圓角應該在零件設計最后進行,因為只有完成絕大部分結構設計后,才能對這些修飾倒圓角進行統一規劃,以便提高倒圓角設計效率并得到符合要求的圓角結構。如基座零件中除了底板與頂板四角倒圓角以外的倒圓角全部屬于修飾倒圓角。

步驟2　圓角結構的設計一定要注意圓角設計順序,正確規劃圓角先后順序,一方面能夠提高圓角設計效率,另一方面還能夠得到符合設計要求的圓角結構。基座零件設計中涉及多處圓角設計。正確的設計順序是先創建如圖3?337所示的倒圓角,圓角半徑為2mm,然后創建如圖3?338所示的倒圓角,圓角半徑為2mm,結果如圖3?339所示。

說明:此處創建如圖3?337所示的倒圓角后,使基座零件上半部分需要倒圓角的邊線相切連續,如圖3?340所示。一旦這些邊線相切連續,再倒圓角時,只需要選擇這些相切邊線中任一段邊線,系統都會自動選擇整條相切邊線倒圓角,從而提高了圓角設計中邊線的選擇效率,也就提高了圓角設計效率。另外,在設計此處的圓角結構時如果先選擇如圖3?341所示的邊線創建圓角,然后選擇如圖3?342所示的邊線創建圓角(與以上介紹的圓角順序相反),這種情況下將得到如圖3?343所示的不合理結果。

與圖3?288中圓角設計相比較,同樣的圓角結構,圖3?288中的方法是進行5次圓角設計,將來每次修改都需要修改5次,這樣會增加圓角設計工作量,影響設計效率和修改效率。

步驟3　設計如圖3?344所示的倒角結構。零件中的倒角結構主要是方便實際產品的裝配,所以一般都會在涉及與其他零件裝配的位置設計合適的倒角結構,選擇如圖3?345所示的邊線創建倒角,倒角尺寸為2mm。