2008年我在某论坛的习题教程汇总（全部含part）

2008年我在某论坛的对一些习题做了些教程，现将其汇总供有兴趣者参考。
其中绝大多数是做别人的题目。有少数已在本论坛有过类似帖子或讨论过，但为了方便起见，还是一起汇入。

2、红辣椒
我的思路：



由于本题只要求做像，并不要求准确的形状和尺寸，故可以用扫描加变形来实现





1、在上视面上建立扫描路径及引导线草图，其中最外圈的圆是路径，中间一圈封闭的样条曲线是控制辣椒中部高度形状的引导线，最里面一圈不规则锯齿形封闭的样条曲线是控制托瓣及其附近辣椒形状的引导线。


2、在前视面上建立扫描轮廓草图，其中一个封闭图形即扫描轮廓，同时此轮廓中的中心轴线兼作变形的初始曲线，边上一根不封闭的样条曲线是变形的目标曲线。


3、用带两根引导线的扫描作出一个不弯曲的辣椒。熟悉SW的朋友知道这种以圆形路径扫出非回转体的方法被“闷人”称之为“横扫千军”。


4、用变形将不弯曲的辣椒变为带有弯曲形状的辣椒。

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 17:02 编辑 ]

1、两拉伸建模
原题是以用SolidWorks建模为基础的，提目的原意是考核答题者对拉伸特征终止条件的认识。因此第一个拉伸只是为第二个拉伸创建终止条件，最后用第二个拉伸实现题意。


拉伸1用了一个小的拉伸量以及在草图1中作一个削顶的弓形都是为了使拉伸1生成的特征全部包含在最终实体内，不让最终结果产生多余部分。
草图上部的一个点是为了在草图2中方便地确定圆弧尺寸而设置的。通常在草图中确定一些几何关系或辅助的几何元素可以减少尺寸的重复标注



在草图1的基础上，草图2只要少量的几何关系不需要再添加任何尺寸。
由于在SW中拉伸到一面的终止面如果是由拉伸或旋转产生的平面、圆柱面、球面等常规的面支持面的延伸，也就是说本题中由拉伸1生成的两段小圆柱面完全可以当作无限长的整个圆柱面的终止面来使用。



拉伸2中的合并结果使整个模型只产生一个实体。


[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 16:57 编辑 ]

3、水龙头曲面练习
做题原则：
1、完全在原题的构架图上建模
2、利用对称性，先做出半个外表面，对称处的切面与对称面垂直
3、先做出外形明朗处，再在此基础上构建其余曲面部分。在此题中进水处是旋转体故外形用旋转曲面做出，出水口是圆形以曲面扫描做出。
4、半个外表面的其余部分用填充曲面补面，为了使结果与日常所见的形状相近，可以适当添加约束曲线
5、最后，通过对称、缝合、加厚完成模型。

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 17:14 编辑 ]

4、蛋壳练习
在曲面上刻字在以往的SW板块有过多次讨论，由于SW规定只能在拉伸面或者非曲线的旋转而成的回转面上实现包覆，而像椭球面、球面等众多不可展开面上是不能包覆的，这就给在此类曲面上的刻字带来困难。于是SW的爱好者提出了各种自创的方法，其中大家比较熟悉的是在椭球面（球面）上做一个辅助的圆柱面或圆锥面，然后对辅助面进行包覆，实现在该类曲面上的刻字。
去年，我们发现SW在包覆上的一个漏洞，用样条曲线逼近圆弧（或椭圆弧）回转得到的曲面可以进行包覆，但是这样的曲面是近似的。最近我又发现用椭圆弧回转得到的薄壁曲面完全可以包覆，条件是如果向外加厚的薄壁件其包覆面必须是外表面，反之包覆面必须取内表面。如果我们取椭圆的长短轴半径相等，就可以在很精确的球面上实现包覆。

下面是我用此方法作的本题

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 17:18 编辑 ]

5、20面体
正二十面体是一个很有趣的老问题了，此处我用“拉伸、切除法”二个特征来完成正二十面体。至于本题中要求的倒圆角在SW中只要添加一个圆角特征就可解决。

正二十面体（棱长100）



1、步骤：拉伸、切除、圆角。下图中对拔模角和切除初始面位置作出说明。



2、在上视面建立轮廓草图，有两个五边形，一个用于拉伸，另一个用于切除，通过几何关系作图求出两个拔模角和切除初始面位置尺寸。




3、拉伸。向上用第一拔模角，向下用第二拔模角拉伸长度可任取一个较大值。两个拔模角尺寸可用方程式在轮廓草图中调用，故不必担心精度问题。值得注意的是拔模角虽然在草图中是从动尺寸，但SW可以在方程式中直接调用从动尺寸。
4、切除。采用反向切除，拔模角与拉伸相同。为了不另建草图，切除特征与拉伸共享一个轮廓草图，因此选用切除起始位置为与草图基准面等距的选项，此等距值已在轮廓草图中通过几何作图获得，故该尺寸特以选显示精度为8位，此精度已经足够。（如果有朋友认为精度还不够，可以做一个切除草图的基准面，基准面位置可用方程式在轮廓草图中调用，或者干脆另建一个草图定义切除起始点，以保证切除起始位置的正确性。）
5、圆角。圆角的作用对象可以直接选用拉伸和切除特征，而不必麻烦地区选每一条棱。

和其它多面体的关系
其实正二十面体与正十二面体是对偶正多面体，这种拓扑上的特殊性是很有趣的，如果将正二十面体的每一个面缩成一个点，而每一个点扩展为一个正五边形，那么正二十面体就可以变成一个正十二面体。而这种变化的中间过程又可以是截顶正二十面体和截半正二十面体，这两种多面体的相同拓扑的球面形态分别就是足球和著名的达文西球。
下面给出的是一个截半正二十面体通过简单地移动一些面而直接转变为截顶正二十面体、正十二面体和正二十面体的过程

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 17:40 编辑 ]

6、波纹弹簧
波纹圈在SW的题目中已经做过多次了，归结起来用的较多的是圆柱切片法和基于正多边形柱的空间样条曲线法。
我觉得通常大家对波纹圈的要求有以下几点：
1、
法向等厚度。因为一般这类零件多是用板材压成型的，因此从加工要求来说，等厚度是合理的，但是圆柱切片法通常都是轴向等高度的。
2、
中心层外径是圆形的。而通常基于正多边形柱的空间样条曲线法其外径是失圆的。图中灰色线是基于正多边形柱的空间样条曲线，黑色线是灰色线在平面上的投影，从图中可以看出该黑色线似乎是个圆，其实是失圆的




3、
中心层外径的柱面展开是正弦曲线。
4、
由于这类零件是较常见的，最好能做成可设变的模型，便于方便使用。通常其余参数的设变没有困难，但是波纹数的设变对建模方法有一定要求。

下面介绍一种满足以上4点要求的方法。



1、
用沿圆形路径扭转的曲面扫描建立曲面1，被扭转的轮廓线是一个直线段，它的一个端点与路径（一个圆）穿透，其长度等于波纹高度的一半，在其轮廓草图中建立一条长度等于波纹数的构造线，在方程中建立该长度与扫描扭转数的关系。



2、
用随路经变化的扫描建立曲面2，其路径是一个与波纹圈直径相当的圆，其轮廓草图是一个长度等于波纹圈宽度的水平线，此线的高低位置由曲面1的一条扭转边线充当的引导线控制。



3、
隐藏曲面1，加厚曲面2，就可以得到可设变的波纹圈




[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 17:58 编辑 ]

7、曲面题
此题在SW中只要一个放样特征就可以完成，下面两种做法都是用SW2005做的。
第一种做法是用右视面和上视面上的4条原始线架为轮廓，前视面上的原始线架为引导线进行放样，得到一个有较小嘴形的曲面，虽然不够漂亮却已完全满足了原题的要求。



第二种做法是用前视面和上视面的4条原始线架重新拼裁成4条轮廓线，右视面上的原始线架为引导线进行放样，得到一个有较宽嘴形的曲面。

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 18:14 编辑 ]

8、变径压缩弹簧

弹簧类零件是经常要用到的，最适宜做成可设变的模型，以便随时调用。
这里通过改变高度对模型和工程图进行同步设变，当然也可以作成对全部主要参数进行设变，自然比仅对高度设变要复杂些。

本弹簧的制作符合标准规定。

由于最近实在太忙，在这里只能草草对模型做法作个概括的说明。

步骤：
1、
作拉伸切除用的草图1，在此图中除了用实线作出切出弹簧两端平面的范围外还设置了一些构造线，这些构造线的作用在后面是有用的；
2、
用作出螺旋线功能的变螺距选项，做出弹簧的扫描路径。由于要对高度进行设变，对变螺距中的参数（工作段螺距和各位置的直径）用方程式确定。取有效圈数5圈，总圈数7.5圈，并紧段螺距为2。
3、
以直径为2的圆作轮廓扫描出弹簧毛胚；
4、
用拉伸切除特征切出两端平面；
通过以上步骤零件模型已经完成，很明显只要改变弹簧高度，就能直接得到新的弹簧模型。下面要制作能设变的工程图，一般是做一个专用于工程图的配置。

5、
做一个切除弹簧中间段的草图，由于草图1的中部斜构造线上已经确定了几个关键点，所以通过几何关系可以容易确定切除的高度位置，然后切去中间段；
6、
做一个草图6，将以后需要在工程图上表现出来的其它线条在此草图中反映出来，然后设定此草图为“显示”状态，以便在工程图中将这些线条显示出来。包括两条反映弹簧锥形的点画线和力图的位置等；
7、
绘制工程图

当然，再适当改造一下模型，可以实现许多朋友很关心的弹簧动态安装和弹簧动画制作问题

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 18:25 编辑 ]

9、  酒具






本题在 SolidWorks 中是用一个带引导线的扫描特征完成的。在轮廓草图中有3个控制点在以圆形路径扫描时随着几根引导线变化，当一周扫描完成时就能达到题目要求。其中杯脚控制点的移动将改变图中一段红色部分椭圆线在扁椭圆和长椭圆间随引导线逐渐变化，生成酒杯的3个脚。杯口外延控制点在引导线控制下实现高度和径向的移动，生成杯口的外部形状。杯口内延控制点在引导线控制下实现高度的变化，生成杯口内圈形状

引导线可以用3d草图曲线，也可以用平面草图曲线。用3d草图曲线只要用3根引导线，图形比较清晰，由于是空间曲线自然不容易出现由于引导线之间或引导线与路径之间因相交而导致扫描失败的情况发生，但是目前在3d草图中不支持椭圆等曲线，也不支持对称、等长等约束关系，而导致建立草图比较麻烦。所以下面我还是用平面草图来建立引导线。

由于采用平面草图，杯口外沿控制点的高度和径向必须分别由一条引导线控制，所以需要4条引导线。引导线和路径布置在两个草图中。










引导线1控制穿透点1移动，使等长度1产生变化，通过此等长关系带动控制点1移动。
引导线2控制穿透点2移动，图3左边竖直关系和一段定长线段带动控制点2的径向移动，引导线4控制穿透点4移动，使等长度4产生变化，通过此等长关系、图3上部的固定点和水平关系带动控制点2的高度变化，所以引导线2、4的联合作用完全控制了穿透点2的移动，保证了杯口外部形状的正确。其中定长线段的引入仅仅是为了避免引导线2与其它引导线相交，避免扫描失败。
引导线3控制穿透点3移动，使等长度3产生变化，通过此等长关系及固定点和水平关系带动控制点3的高度变化带动控制点3移动

[ 本帖最后由 w_hs 于 2009-1-10 18:32 编辑 ]