第4章 基准特征 本章导读基准是建模的重要参考或用于完成其他特征的辅助操作在生成特征时，往往需要一个或多个基准来确定其具体的位置基准特征包括基准平面、基准轴、基准点、基准曲线、坐标系在菜单栏和特征工具栏中都有建立基准特征的命令基准特征是与实体特征和曲面特征具有同等重要地位的特征基准特征是其他特征的基础，以后加入的特征部分或全部依赖于基准特征之上，由此可见，其他特征依赖于基准特征而存在，故基准特征的建立和选择十分重要 4.1 基准平面 基准平面用来完成以下功能： l 草绘特征的草绘平面、参考平面；l 放置特征的放置平面；l 标注基准；l 装配基准从菜单“插入”→“模型基准”→“平面”或点击工具栏中的基准面按钮，进入基准面创建过程选择参照（面、线、点等），指定参照的约束类型和约束参数（穿过、偏移、平行、垂直或相切等），完成基准面的创建每个基准平面都有正、反两面，在不同的视角下，基准平面边界线的显示颜色不同Pro/E将基准平面显示为红色或黄色，具体显示为哪种颜色取决于哪一面朝向屏幕如果正视时平面的边界线为黄色，那么，当平面转到和最初视角相反的一面时，基准面就变为红色边界线显示。
同时系统还为每一个基准平面定义了一个惟一的名称，如默认为DTM1、DTM2、DTM3等基准平面的名称可在菜单栏中选取“编辑”|“设置”|“名称”命令进行修改图4.1偏移基准面基准面是通过约束创建的，Pro/e中创建基准面的完整约束主要有：穿过、偏移、平行、法向、相切、角度和混合界面等而选择点、线、面作参照时，会出现不同的选项下面介绍几种主要的创建基准面的约束方法1、创建偏移基准面基准平面与参照平面平行且间隔一定的距离（图4.1）2、通过几何图素创建基准面图4.3穿过3个基准点(1) 穿过两共面不共线的边（或轴）（图4.2）图4.2 穿过两共面不共线的边或轴 (2)穿过3个点创建基准面（图4.3）图4.5使用偏移坐标系创建基准面图4.4穿过混合截面创建基准面(3)穿过混合截面创建基准面（图4.4）选择混合特征，若有多个截面，在对话框中选择截面号，创建通过该截面的基准面4)使用偏移坐标系创建基准面（图4.5）3、创建角度基准面（图4.6）4、切于圆柱面＋平行于平面（图4.7）注意：选择组合约束时，按Ctrl键选择此外，可以先选择参照要素，然后执行命令，系统根据用户选择的参照自动创建基准面。
4.2 基准轴如同基准平面一样，基准轴也可以用做创建特征的参照基准基准轴有助于创建基准平面、放置同轴项目和创建径向阵列基准轴是一个单独的特征，可以被隐含、遮蔽或拭除，并且很容易控制在建立或复制圆锥曲面、旋转体曲面特征，如孔、旋转体或其他圆弧截面特征时，Pro/ENGINEER会自动创建这些特征的回转中心轴，并按先后顺序标识为A_1、A_2、A_3等图4.8 通过两点创建基准轴图4.6 穿过轴（或边）＋与平面偏移成角度图4.7切于圆柱面＋平行于平面4.2.1 基准轴创建的一般步骤1、命令： 〖插入〗|〖模型基准〗|〖轴〗或从工具栏中选择基准轴按钮2、选择基准轴的参照和偏移参照：l 选取参照并指定约束类型；图4.9 垂直平面创建基准轴l 指定偏移参照3、重复步骤2，直到基准轴被完全约束4.2.2 建立基准轴的约束方式1、穿过：基准轴穿过一个参照平面、一条参照轴线或模型上的一条边或模型中的一个顶点 2、法向：基准轴与选定的作为参照的平面垂直3、穿过两个相交平面图4.11 穿过回转面创建基准图4. 10 穿过两平面创建基准4、穿过回转面注意：基准轴与中心线的区别：l 基准轴：独立的特征，可以被重定义、删除等。
l 中心线：隶属于圆柱、孔等特征，不是一个对立的对象4.3 基准点4.3.1 基准点的作用l 基准点和基准面、基准轴一样，用于空间的定位，也有助于某些特征的创建，例如创建基准轴、基准面、基准曲线等l 基准点用来为网格生成加载点，在绘图中连接基准目标和注释，以及创建坐标系及管道特征轨迹；也可以在基准点处放置轴、基准平面、孔和轴肩；进行有限元分析时用来定义荷重和浇口的位置，定义注释(Note)箭头指向的位置；辅助建立和修改复杂曲面4.3.2 基准点的分类l 一般基准点：在图元上或偏离图元创建的基准点l 草绘基准点：草绘界面下创建的基准点l 偏移坐标系基准点：自选定坐标系偏移创建基准点4.3.3 建立一般基准点的步骤l 激活命令：“插入”→“模型基准”→ “点”→ “点” 或单击工具栏的按钮l 选择参照和偏移参照：指定参照和约束类型，部分参照指定偏移距离l 重复上一步，直到基准点被完全约束l 单击中点列表中的“新点”，建立其他基准点图4.12创建基准点的步骤4.3.4一般基准点建立的参照及其约束方式1、方式1：l 参照：曲线或边l 约束：“在…上” 图4.13 方式一创建基准点2、方式2：l 参照：曲面l 约束：“在…上”图4.14 方式二创建基准点3、方式3：l 参照：曲面l 约束：“偏移”图4.15 方式三创建基准点方式4：l 参照：顶点l 约束方式：“在…上”图4.16 方式四创建基准点4.4.4 草绘基准点1、草绘基准点概述l 在草绘界面下建立的辅助特征；l 可以完成分布复杂的多个基准点的建立。
2、建立草绘基准点的步骤l 命令：“插入”→ “模型基准”→ “点”→ “草绘的”或单击工具栏中的按钮；l 草绘平面：选定草绘平面与参照；l 绘制基准点：使用构造圆、尺寸与约束、修剪等命令辅助构造基准点3、实例：均匀分布的基准点，创建步骤如图4.17、图4.18图4.17 选择草绘平面与参照图4.18 草绘基准点及最终效果4.4.5 偏移坐标系基准点1、偏移坐标系基准点概述l 一种特征，辅助建立其他特征；l 点的位置由坐标系偏移生成2、偏移坐标系基准点的建立方法(1)选定坐标系作为新建基准点的参照；(2)选择偏移坐标类型；(3)添加点：l 参照：选定的坐标系；l 偏移：X、Y、Z轴方向偏移一定距离4)单击“确定”完成3、实例：建立偏移坐标系基准点单击工具栏中按钮，选定坐标系，指定偏移坐标类型为笛卡儿，添加点PNT0、PNT1，指定沿X、Y、Z轴方向偏移的距离图4.19 偏移坐标系基准点4.5 基准曲线4.5.1 基准曲线概述图4. 20 基准曲线1、基准曲线允许创建 2D 截面，该截面可用于创建许多其它特征，例如拉伸或旋转特征等2、基准曲线可以用来创建和修改曲面，作为扫描特征的轨迹线，或作为建立圆角、折弯等特征的参照，还可以辅助创建复杂曲面。
在默认情况下，Pro/ENGINEER基准曲线显示为橙色4.5.2 基准曲线的建立Pro/ENGINEER中提供两种建立基准曲线的方法：1、单击或从菜单〖插入〗|〖模型基准〗|〖基准曲线〗，出现基准曲线对话框，如图4.20所示，创建方式包括：l 经过点：通过数个选定点建立样条曲线；l 自文件：输入“.ibl”、IGES、SET或VDA文件创建；l 使用剖截面：使用横截面的边界基准曲线；l 从方程：使用方程控制X、Y、Z坐标生成基准曲线2、单击或从菜单“插入”|“模型基准”|“草绘”，出现草绘对话框，设置完草绘平面和参照后进入草绘环境，可绘制二维草绘基准曲线下面介绍几种创常用的基准曲线的创建方法1、经过点创建步骤（如图4. 21所示）：l 激活命令：单击；l 指定类型：单击“经过点”、“完成”l 指定基准曲线属性：自由或曲面；指定经过点：选取“样条”、“单个点”、“添加点”并选定曲线要通过的点，单击完成（图4.22）样条】：使用通过选定的基准点或顶点的三维样条构建曲线图4. 22 选定顶点创建曲线图4. 21 经过点基准曲线【单一半径】：使用贯穿所有折弯的同一半径构建曲线多重半径】：使用指定每个折弯的半径构建曲线。
单个点】：选择单独的基准点或顶点整个阵列】：以连续顺序选择“基准点/偏移坐标系”特征中的所有点增加点】：增加曲线通过的点删除点】：删除曲线中通过的点插入点】：在已选定的点之间插入点图4. 23 直角坐标系2、 “从方程”方式建立基准曲线(1)概念l 设置自变量t：从0到1变化；l t控制x、y、z坐标：函数形式；l 曲线方程：以x、y、z坐标表示2)例子：圆的方程x = 4 * cos ( t * 360 )y = 4 * sin ( t * 360 )z = 0图4.24 圆柱坐标系(3)坐标系的类型①直角坐标系：参数x、y、z（图4.23）②圆柱坐标系：参数r、θ、z（图4.24）l 半径r：极轴的长度；l 角度theta (θ)极轴的角度；l Z方向坐标z：Z方向的尺寸③球面坐标系：参数 r、θ、Ф（图4.25）举例：直角坐标系中圆的方程：x = 4 * cos ( t * 360 )y = 4 * sin ( t * 360 )z = 0 圆柱坐标系中圆的方程为：图4.25 球面坐标系r = 4theta = t * 360z = 0球面坐标系中圆的方程为：rho = 4theta = 90phi = t * 360(4) “从方程”方式建立基准曲线步骤l 激活命令：单击；l 指定类型：单击“从方程”、“完成”。
l 指定坐标系、坐标系的类型并编辑方程3、草绘基准曲线单击或从菜单“插入”|“模型基准”|“草绘”，出现草绘对话框，设置完草绘平面和参照后进入草绘环境，可绘制二维草绘基准曲线4.6 基准坐标系1、在Pro/ENGINEER中，坐标系可以添加到零件和组件的参照特征中，使用坐标系可计算模型质量属性，组装零件、进行有限元分析(FEA)时放置约束，使用加工模块(Manufacture)时为刀具轨迹提供制造操作参照、用做定位其他特征的参照(坐标系、基准点、平面和轴线、输入的几何等等)图4.26 坐标系的创建2、坐标系可分为：笛卡儿坐标系、圆柱坐标系和球坐标系Pro/ENGINEER总是显示带有X，Y和Z轴的坐标系当参照坐标系生成其他特征时(例如生成一个坐标系基准点)，系统可以用三种方式表示坐标系实例：创建一个平板渐开线标准直齿圆柱齿轮，模数m=2，齿数z=17，齿宽b=12操作步骤提示：1、单击，选择FRONT为草绘平面，草绘4个圆作为齿顶圆、分度圆、齿根圆、基圆，如图4.27所示直径可任意大小）图4.27 草绘4个圆图4.28 修改名称2、更改4个圆的名称选取4个圆，单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选取〖编辑〗，显示4个圆的尺寸。
选择任一尺寸，单击鼠标右键，弹出快捷菜单，选择〖属性〗，弹出〖尺寸属性〗对话框，选择〖尺寸文本〗，在名称栏内输入新名称，如“db”，如图4.28所示，其余类似，单击确定按钮，完成名称的修改修改后各圆的名称为齿顶圆da、分度圆d、齿根圆df、基圆db3、添加关系式图4.29 关系对话框选取主菜单〖工具〗/〖关系〗，弹出〖关系〗对话框，在对话框内输入以下内容：m=2 /*模数z=17 /*齿数alpha=20 /*压力角b=12 /*齿宽d=m*z /*分度圆直径db=d*cos(alpha) /*分度圆直径df=m*(z-2.5) /*齿根圆直径da=m*(z+2) /*齿顶圆直径4、用方程生成渐开线齿廓曲线单击或从菜单〖插入〗|〖模型基准〗|〖基准曲线〗，出现基准曲线对话框，选取〖从方式〗/〖完成〗，系统提示：“选取坐标系选择系统提供的缺省坐标系系统提示：“选择坐标系类型”，图4.30 渐开线曲线选择〖笛卡儿〗坐标系，在弹出的记事本中输入以下参数方程：r=db/2theta=t*55x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0图4. 31 “从方程”方式建立基准曲线步骤保存后退出记事本，单击〖确定〗按钮，等到渐开线曲线，如图4.30，曲线具体建立过程如图4.31。
5、创建基准平面1)选择菜单〖插入〗|〖模型基准〗|〖基准点〗|〖点〗或单击按钮，按Ctrl 键并选择渐开线和分度圆，生成“PNT0”点图4.32 生成基准面“DTM1” (2) 菜单〖插入〗|〖模型基准〗|〖轴〗或单击按钮，按Ctrl 键并选择基准面RIGHT和TOP，生成“A_1”轴单击按钮，按Ctrl 键并选择“PNT0”和“A_1”轴，生成基准面“DTM1”，如图4.32 (3) 创建镜向平面单击按钮，按Ctrl 键并选择“DTM1”和“A_1”轴，输入偏移角度10（若方向不对则输入负值），生成基准面“DTM2”，如图4.33图4.33生成基准面“DTM2”(4) 添加关系式选取主菜单〖工具〗/〖关系〗，弹出〖关系〗对话框，选择基准面“DTM2”，在对话框内输入基准面“DTM2”旋转角度“d6=360/（4*z）”，重新生成模型注意：d6是系统自动生成，操作过程中名称可能不同）6、镜向渐开线图4.34 镜向渐开线选择渐开线，选取菜单命令〖编辑〗/〖镜向〗，或从工具栏中点击按钮，选择基准面“DTM2”为镜向平面，生成镜向渐开线，如图4.347、生成齿轮轮齿1)点击工具栏中的拉伸按钮，打开拉伸特征操控板。
2)点击拉伸特征操控板的放置，点击〖定义〗按钮，出现剖面对话框3)选择Front面为草绘平面，Right为参照平面，接受系统默认的视图方向（图4.35）4)单击剖面对话框中的草绘按钮，进入二维草绘环境单击利用边按钮，选择两段渐开线、齿顶圆、齿根圆，并利用延伸工具将两段渐开线延伸到齿根圆，并倒圆角，圆角半径为R0.8，然后利用修剪工具裁剪多余线条，结果如图4.36所示截面，点击工具栏中的确定按钮，完成拉伸截面的绘制，返回拉伸特征操控板5)指定拉伸深度为盲孔，输入深度15，单击拉伸特征操控板的按钮，完成拉伸实体的建立（图4.37）6)添加关系式选取主菜单〖工具〗/〖关系〗，弹出〖关系〗对话框，选择轮齿，在对话框内输入轮齿拉伸深度 “d68=b”，重新生成模型注意：d68是系统自动生成，操作过程中名称可能不同）8、拉伸齿轮齿根圆实体，并添加关系，拉伸深度为b图4.37 拉伸轮齿图4.36 齿轮齿廓图4.35 剖面对话框9、阵列轮齿，添加关系，阵列数目为z图4.38 拉伸齿轮齿根圆 图4.39 阵列轮齿。