基于catia的箱体类零件的特征造型设计

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1、基于CATIA的箱体类零件的特征造型设计作者：芮琴安徽农业大学工学院07机制二班指导老师：孔晓玲教授概述箱体类零件是机器及其部件的基础件。它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定的传动关系协调运动，起着支撑、容纳、定位和密封等作用。本文主要研究基于CATIA的箱体类零件的特征造型，研究具有代表性的箱体类零件的二维图，进行零件的特征分析，规划出特征生成顺序，在CATIA三维软件的帮助下绘制出三维图形，并对各个零件分析它们的特征造型尤其是其形状特征，并进行总结得出箱体类零件的特征。一、零件的特征零件的特征是指在设计、制造及相关过程

2、中可以识别的、包含特定形状和工程予以的基本信息单元。特征单元是构成零件形状的基本要素,根据特征单元在整个零件中的作用分为基础特征和附加特征两类，基础特征用于构造零件的基本形状结构，可以单独存在；附加特征用于对形状结构进行局部修饰，必须与基础特征或其他附加特征发生联系。一个零件可由一个基本特征和若干个附加特征来描述。特征分为形状特征、材料特征以及精度特征。其中本文中的特征造型分析主要以形体特征分析为主。形状特征根据形状特征在构造零件中所起的作用不同，可将其分为主特征和辅特征两类。主特征用于构造零件的主体形状结构；辅特征则用于对主特征的局部进行修饰，它依附在主特征之上，反应了零

3、件几何形状的细微结构。具体的形状特征分类如下图所示：零件形状特征的分类形状特征主特征辅特征简单主特征圆柱体圆锥体长方体宏特征轮毂轮辐盘简单辅特征复制特征组合特征孔螺纹槽圆孔锥孔平键槽弧形槽T形槽材料特征及精度特征精度特征是用于描述几何形状和尺寸的许可变动量或误差，如尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等。精度特征又可细分为形状公差特征、位置公差特征、表面粗糙度等。材料特征是用于描述材料的类型、性能和热处理等信息，如强度和延展性等力学特性、导热性和导电性等物理化学特性、以及材料热处理方式与条件基于CATIA的零件的特征造型CATIA是基于特征的参数化造型软件，所谓特征是指可以用参数

4、驱动的模型，零件的设计实际就是特征的累积过程。任何复杂的机械零件，从特征的角度都可以看成是有一些简单的特征所构成的。任何复杂的三维实体都可以分解成数个较简单实体的叠加、裁减或相交。在利用CATIA建模的过程中首先需要明确各个特征的形状以及它们之间的相对位置和表面连接关系，然后按照特征的主次关系及一定的顺序进行建模。这就涉及到了特征造型的基本步骤。特征造型的基本步骤通常，应用特征造型设计零件大致要遵循以下几个步骤：规划零件规划零件主要包括分析零件的特征组成、分析零件特征之间的相互位置关系、分析特征的构造顺序以及特征的构造方法。创建基础特征按照特征的重要性和尺度进行建模，首先建

5、立基础特征。在CATIA中将每个零件所生成的第一个特征称为基础特征，并且每个零件只有一个基础特征。一般选择构成零件基本形态的主要特征或尺寸较大的特征作为基础特征，基础特征是构造后续特征的基础。创建附加特征根据零件的规划结果，在基础特征上逐一添加其他附加特征，最后添加圆角、倒角等辅助特征。在后续的设计中，就是按照此步骤进行箱体类零件的特征造型设计的。典型箱体类零件的特征造型设计由于箱体类零件的种类繁多，本文中选择了几个具有代表性的箱体进行特征造型分析与设计，其具体步骤如下：首先通过查资料对箱体的材料及功能等进行了解，然后研究其二维图形，进行特征造型分析，确定特征的生成步骤，最

6、后利用CATIA三维软件绘制出其三维图形，总结出该零件的形状特征、材料特征及精度特征。下面以减速器的上箱体为例进行详细介绍，其余的箱体不再进行详述。减速器上箱体的特征造型设计减速器上箱体的二维图如下所示：减速器上箱体的特征造型设计对二维图进行分析得出如下特征建模顺序:利用拉伸特征生成毛坯——利用壳体特征生成箱体——利用拉伸特征生成底板、凸缘——利用凹槽特征生成轴承孔——利用孔特征生成螺纹孔、销孔等——利用加强肋特征生成加强筋——利用镜像、阵列等生成镜像体——利用拉伸和凹槽等特征形成窥视孔和通气孔——最后利用圆角倒角等特征对整个箱体进行修饰，最终绘制成的CATIA三维图形图所

7、示。总结：由上图可分析出，减速器上箱盖结构较为复杂，其主特征是生成壳体的长方体，辅特征包括底板、凸缘、轴承孔、加强筋、螺栓孔、销孔、圆角、窥视孔、通气孔等。减速器上箱体的特征造型设计减速器下箱体的特征造型设计总结：减速器下箱体结构较为复杂，采用灰铸铁HT200铸造而成。减速器箱体的轴承孔及螺纹孔等精度要求较高其尺寸公差大约为IT7～IT6，基准平面的平面度一般为0.02～0.1mm，其表面粗糙度一般为Ra1.6～Ra0.4um。其主特征是生成壳体的长方体，辅特征包括底板、凸缘、轴承孔、加强筋、螺栓孔、销孔、放油孔、