Creo 4.0曲面造型设计从入门到精通
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第2章 创建模型基准

本章导读:

模型基准通常被用做其他特征的定位参考等,创建的模型基准称为基准特征。本章介绍的基准特征包括基准平面、基准点、基准轴、基准坐标系、基准带曲面。

2.1 基准特征概述

产品设计离不开模型基准,即基准特征,基准特征常被用做其他特征的定位参考。

在零件模式下,用于创建模型基准的工具按钮位于功能区“模型”选项卡的“基准”面板中,如图2-1所示。其中,基准点又分为一般基准点、偏移坐标系基准点和域基准点。草绘曲线和插入的基准曲线也属于基准特征的范畴,本书将草绘曲线和插入的基准曲线集中在第3章中详细介绍,因此本章重点介绍的基准特征不包括草绘曲线和插入的基准曲线,这需要读者注意。

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图2-1 用于创建模型基准的工具按钮(位于“基准”面板)

在实际应用中,对基准特征的选择操作既可以在模型窗口中进行,也可以在模型树或层树上进行。基准特征在模型树上的典型显示示例如图2-2所示。用户可使用图2-3所示的“图形”工具栏中的工具来打开或关闭相应基准特征在模型窗口中的显示状态,当在“图形”工具栏中单击“基准显示过滤器”按钮978-7-111-59737-7-Part01-195.jpg 时将打开基准显示过滤器列表,接着可设置“轴显示”“点显示”“坐标系显示”“平面显示”这些复选框的状态(当勾选相应复选框时,则表示在图形窗口中显示对应的基准特征)。此外,用户在功能区“视图”选项卡的“显示”面板中也可以设置显示或隐藏基准平面、基准轴、基准点和基准坐标系等,还可以设置显示或隐藏相关的基准标识(也称“标记”)。例如,“平面标记显示”按钮978-7-111-59737-7-Part01-196.jpg 用于设置显示或隐藏基准平面标识,“轴标记显示”按钮978-7-111-59737-7-Part01-197.jpg 用于设置显示或隐藏基准轴标识,“点标记显示”按钮978-7-111-59737-7-Part01-198.jpg 用于设置显示或隐藏基准点标识,“坐标系标记显示”按钮978-7-111-59737-7-Part01-199.jpg 用于设置显示或隐藏坐标系标识。

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图2-2 基准特征在模型树上的显示

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图2-3 “图形”工具栏

在一般情况下,系统按照默认命名方法给用户在零件模式中创建的基准特征分配基准名称,其分配基准名称的一般规则见表2-1。

2-1 系统对常用基准特征的名称的一般分配规则

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用户可以重新命名基准特征,重命名基准特征的方法主要有如下3种。

方法1:在创建或编辑一些基准特征(基准平面、基准轴、基准点和基准坐标系)的过程中,利用各自基准特征对话框中的“属性”选项卡修改该类基准特征的名称,如图2-4a所示。

方法2:在模型树中选中要重新命名的基准特征,接着再在模型树中单击该基准特征,然后利用出现的文本框来重新输入名称即可,如图2-4b所示。

方法3:在模型树或模型窗口中右击相应的指定基准特征,接着从出现的快捷菜单中选择“重命名”命令,如图2-4c所示,然后在出现的文本框中输入新名称即可。

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图2-4 重命名基准特征的3种常用方法

a)利用“属性”选项卡 b)利用模型树双击快速操作c)利用右键快捷菜单

这些方法同样也适合多数特征的重命名操作。

2.2 基准平面

基准平面好比一张图纸,只有准备好了“图纸”,才能够利用相关的绘图工具在这张“纸”上绘制二维图形。另外,基准平面也可以为特征放置提供必要的放置参考等。

在一个使用了mmns_part_solid公制模板的Creo Parametric实体零件文件中,系统预先准备好了3个默认基准平面(即相互正交的TOP基准平面、FRONT基准平面和RIGHT基准平面),如图2-5所示。在实际设计中,用户可以根据建模需要来创建所需要的新基准平面。

要创建新基准平面,则单击“基准平面”按钮978-7-111-59737-7-Part01-204.jpg ,打开“基准平面”对话框,如图2-6所示。该对话框中有3个选项卡,即“放置”选项卡、“显示”选项卡和“属性”选项卡,下面介绍这3个选项卡的功能用途。

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图2-5 系统预设的基准平面

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图2-6 “基准平面”对话框

1.“放置”选项卡

“放置”选项卡主要用于定义新基准平面的放置位置,它包括“参考”收集器等。选择放置参考时,所选参考会被收集到“参考”收集器中,系统会根据参考提供默认的放置约束类型选项,当然用户可以根据实际需要来选择别的有效放置约束类型选项。

例如,选择RIGHT基准平面作为参考,指定其放置约束类型选项为“偏移”,如图2-7所示,并在位于“参考”收集器下方“偏移”下的“平移”文本框中输入偏移值,注意设置正确的偏移方向。

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图2-7 创建基准平面

2.“显示”选项卡

“显示”选项卡主要用来调整基准平面的大小和方向,如图2-8所示。如果单击“反向”按钮,则将基准平面的法向更改为垂直于平面的另一侧。当勾选“调整轮廓”复选框时,可以有两种方式来调整基准平面的显示轮廓,即“大小”方式和“参考”方式。前者是通过设置宽度值和高度值定义基准平面的显示轮廓,后者则是通过选择参考图元来使系统根据参考图元而确定轮廓的显示大小。

3.“属性”选项卡

切换至“属性”选项卡,如图2-9所示,在“名称”文本框中可以更改基准平面的名称,若单击“显示此特征的信息”按钮978-7-111-59737-7-Part01-208.jpg ,则打开Creo Parametric浏览器查看该基准平面的详细信息。

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图2-8 “显示”选项卡

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图2-9 “属性”选项卡

下面是一个创建基准平面的典型范例,其操作步骤如下。

978-7-111-59737-7-Part01-211.jpg 单击“打开”按钮978-7-111-59737-7-Part01-212.jpg ,弹出“文件打开”对话框,选择随书网盘资料中“配套素材\CH2”文件夹里提供的“bc_2_jzpm.prt”文件,然后单击“文件打开”对话框中的“打开”按钮,该文件中存在的零件模型如图2-10所示。

978-7-111-59737-7-Part01-213.jpg 单击“基准平面”按钮978-7-111-59737-7-Part01-214.jpg ,打开“基准平面”对话框。

978-7-111-59737-7-Part01-215.jpg 选择圆柱曲面,如图2-11所示。

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图2-10 原始零件模型

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图2-11 选择圆柱曲面

978-7-111-59737-7-Part01-218.jpg 在“基准平面”对话框“放置”选项卡的“参考”收集器中,将圆柱曲面参考的约束类型选项更改为“相切”,如图2-12所示。

978-7-111-59737-7-Part01-219.jpg 按住〈Ctrl〉键的同时选择PNT0基准点,其默认的约束类型选项为“穿过”,如图2-13所示。

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图2-12 更改约束类型选项

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图2-13 增加选择一个基准点

978-7-111-59737-7-Part01-222.jpg 在“基准平面”对话框中单击“确定”按钮,创建的基准平面如图2-14所示,该基准平面的名称默认为DTM1。

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图2-14 创建基准平面DTM1

2.3 基准点

在Creo Parametric 4.0中可以创建多种类型的基准点,主要包括一般基准点、偏移坐标系基准点和域基准点等。

2.3.1 创建一般基准点

要创建一般基准点,那么在“基准”面板中单击“基准点”按钮978-7-111-59737-7-Part01-224.jpg ,弹出图2-15所示的“基准点”对话框。利用“基准点”对话框,既可以一次操作只创建一个基准点,也可以一次操作创建多个基准点(即创建基准点集合)。

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图2-15 “基准点”对话框

下面通过范例的形式来介绍创建一般基准点的典型方法及步骤。具体的操作步骤如下。

打开随书网盘资料提供的素材文件“bc_2_jzd_1.prt”(位于CH2文件夹里),该文件中存在的零件模型如图2-16所示。

978-7-111-59737-7-Part01-226.jpg 在功能区“模型”选项卡的“基准”面板中单击“基准点”按钮978-7-111-59737-7-Part01-227.jpg ,弹出“基准点”对话框。

978-7-111-59737-7-Part01-228.jpg 在曲面上创建基准点PNT0。

在零件模型的顶曲面的预定区域内单击,如图2-17所示。此时出现一个主放置控制图柄和两个偏移参考控制图柄。

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图2-16 已有零件模型

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图2-17 在顶曲面的预定区域内单击

使用鼠标拖动其中一个偏移参考控制图柄选择FRONT基准平面,接着拖动另一个偏移参考控制图柄选择RIGHT基准平面,然后在“基准点”对话框中分别设置这两个偏移参考相应的偏移距离,如图2-18所示。

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图2-18 在曲面上创建基准点

978-7-111-59737-7-Part01-232.jpg 创建自曲面偏移的基准点PNT1。

单击“新点”选项,以切换至“978-7-111-59737-7-Part01-233.jpg ”状态,在顶曲面的指定区域内单击,接着在“放置”选项卡的“参考”收集器中,将其约束类型选项更改为“偏移”,在“偏移”文本框中输入“39”,然后在“基准点”对话框的“放置”选项卡的“偏移参考”收集器框中单击,从而将该收集器激活,选择FRONT基准点,按住〈Ctrl〉键选择RIGHT基准平面,并分别设置相应的偏移距离,如图2-19所示。

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图2-19 创建自曲面偏移的基准点

978-7-111-59737-7-Part01-235.jpg 在边线上创建基准点PNT2。

单击“新点”选项,以切换至“978-7-111-59737-7-Part01-236.jpg ”状态,在图2-20所示的边线上单击,在“基准点”对话框的“放置”选项卡中选择“比率”选项,输入偏移比率为“0.32”。

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图2-20 在边线上创建基准点

如果要重新设置曲线末端(使用曲线的另一个端点作为偏移的基点),那么可以在“基准点”对话框的“放置”选项卡中单击“下一端点”按钮。

978-7-111-59737-7-Part01-238.jpg 在边线(曲线)中心处创建基准点PNT3。

单击“新点”选项,以切换至“978-7-111-59737-7-Part01-239.jpg ”状态,单击图2-21所示的边线,接着在“基准点”对话框的“参考”收集器中,将该参考相应的约束类型选项更改为“居中”。

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图2-21 在边线(曲线)中心处创建基准点

978-7-111-59737-7-Part01-241.jpg 在“基准点”对话框中单击“确定”按钮,一次操作创建的多个基准点如图2-22所示。

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图2-22 完成多个基准点的创建

2.3.2 创建偏移坐标系基准点

偏移坐标系基准点主要是通过自选定坐标系偏移来创建的。要创建偏移坐标系基准点,则单击“偏移坐标系基准点”按钮978-7-111-59737-7-Part01-243.jpg ,打开“基准点”对话框,该对话框具有“放置”选项卡和“属性”选项卡,如图2-23所示。

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图2-23 “基准点”对话框

a)“放置”选项卡 b)“属性”选项卡

单击“偏移坐标系基准点”按钮978-7-111-59737-7-Part01-245.jpg 后,系统提示选择要放置点的坐标系,例如选择PRT_CSYS_DEF,接着需要在对话框的“放置”选项卡的“类型”下拉列表框中选择“笛卡尔”“柱坐标”“球坐标”选项,选择不同的类型选项则在表格中要求设置的参数也不一样。例如选择的类型选项为“笛卡尔”,接着在表格中单击第1行,从而将其激活,然后分别输入X轴、Y轴和Z轴方向的偏移距离,如图2-24所示,如果需要可以继续激活其他行来创建新的偏移坐标系基准点。最后在“偏移坐标系基准点”对话框中的“确定”按钮,完成此类基准点的创建。

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图2-24 定义自坐标系的偏移参数值

2.3.3 创建域基准点

域基准点主要用作行为建模中的分析点,创建域基准点的方法及步骤如下。

978-7-111-59737-7-Part01-247.jpg 在功能区“模型”选项卡的“基准”面板中单击“域基准点”按钮978-7-111-59737-7-Part01-248.jpg ,系统弹出图2-25所示的“基准点”对话框。

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图2-25 “基准点”对话框

978-7-111-59737-7-Part01-250.jpg 系统提示选择一个参考(如曲线、边、曲面或面组)以放置点。在该提示下选择所需的放置参考。

978-7-111-59737-7-Part01-251.jpg 单击此“基准点”对话框中的“确定”按钮。

2.4 基准轴

基准轴通常用来作为创建轴阵列(径向阵列)的中心参考,或同轴放置项目的参考等。基准轴作为一个单独的基准特征,和跟随其他特征自动形成的轴线(称为特征轴)有着概念上的不同。对于特征轴,当删除了特征轴跟随的特征时,相应的特征轴也会随之被删除。对于基准轴,用户可以在模型树中右击它,接着利用弹出来的快捷菜单来对它进行删除、重命名、复制等操作,也可以在单击选中特征轴时利用屏显快捷工具栏中的相关工具按钮对其进行相应的操作,如编辑定义、镜像、阵列、隐藏、隐含等。

在没有预先选择参考图元的情况下,单击“基准轴”按钮978-7-111-59737-7-Part01-252.jpg ,系统打开图2-26所示的“基准轴”对话框。该对话框具有3个选项卡,即“放置”选项卡、“显示”选项卡和“属性”选项卡。其中,“放置”选项卡包含“参考”收集器和“偏移参考”收集器,主要用于指定相关的参考及其约束条件来放置和定位新基准轴;“显示”选项卡主要用来设置基准轴的显示长度,在该选项卡中若勾选“调整轮廓”复选框,则可以从一个下拉列表框中选择“大小”或“参考”方式来调整基准轴的显示轮廓,如图2-27所示;“属性”选项卡的用途是定义基准轴的名称以及查询基准轴的详细属性信息。

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图2-26 “基准轴”对话框(1)

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图2-27 “基准轴”对话框(2)

也可以先选择有效的参考,然后单击“基准轴”按钮978-7-111-59737-7-Part01-255.jpg 来快速地创建所需的基准轴特征。

2.4.1 利用点、线创建基准轴

可以利用点、线来创建基准轴,典型示例分别如图2-28和图2-29所示。其中利用线来创建基准轴时,要注意选择合适的约束类型选项来约束放置基准轴。

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图2-28 经过两点创建一根基准轴

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图2-29 选取曲线来创建基准轴

2.4.2 利用面创建基准轴

可以利用所选的面创建基准轴,例如使用两个偏移参考来在一个参考面的法向上创建基准轴,或者选择圆柱形曲面创建基准轴,或者由相交的两个平面创建基准轴等。

下面介绍利用面创建基准轴的典型范例,其具体的操作步骤如下。

978-7-111-59737-7-Part01-258.jpg 打开随书网盘资料提供的素材文件“bc_2_jzz_1.prt”(位于CH2文件夹里),该文件中存在的零件模型如图2-30所示。

978-7-111-59737-7-Part01-259.jpg 在“基准”面板中单击“基准轴”按钮978-7-111-59737-7-Part01-260.jpg ,弹出“基准轴”对话框。

978-7-111-59737-7-Part01-261.jpg 在零件模型的顶平表面单击,以选择该零件顶部平表面作为主参考,此时在模型中出现一个主参考控制图柄和两个偏移参考控制图柄,如图2-31所示。

978-7-111-59737-7-Part01-262.jpg 使用鼠标拖动其中一个偏移参考控制图柄捕捉并选择到RIGHT基准平面,接着拖动另一个偏移参考控制图柄捕捉并选择FRONT基准平面,然后在对话框的“偏移参考”收集器中设置相应的偏移距离,如图2-32所示。

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图2-30 文件中存在的零件模型

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图2-31 指定参考和出现的控制图柄

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图2-32 定义偏移参考

978-7-111-59737-7-Part01-266.jpg 在“基准轴”对话框中单击“确定”按钮,创建的基准轴A_1如图2-33所示。

978-7-111-59737-7-Part01-267.jpg 确保使刚创建的基准轴A_1没有被选中,此时单击“基准轴”按钮978-7-111-59737-7-Part01-268.jpg ,弹出“基准轴”对话框。

978-7-111-59737-7-Part01-269.jpg 选择图2-34所示的圆角曲面,其默认的约束类型选项为“穿过”。

978-7-111-59737-7-Part01-270.jpg 在“基准轴”对话框中单击“确定”按钮,完成在该圆角曲面的中心处创建基准轴A_2,如图2-35所示。

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图2-33 创建基准轴A_1

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图2-34 选择圆角曲面

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图2-35 完成创建基准轴A_2

2.5 基准坐标系

在工业工程领域中,常见的基准坐标系有笛卡儿坐标系、柱坐标系和球坐标系,其中应用作为普遍的是笛卡儿坐标系。

在功能区“模型”选项卡的“基准”面板中单击“坐标系”按钮978-7-111-59737-7-Part01-274.jpg ,系统弹出图2-36所示的“坐标系”对话框,系统提示选择3个参考(如平面、边、坐标系或点)以放置坐标系。例如选择PRT_CSYS_DEF坐标系作为参考,此时,在“坐标系”对话框的“原点”选项卡中出现一个“偏移类型”下拉列表框及相应的参数文本框,如图2-37所示。“偏移类型”下拉列表框中可供选择的偏移类型选项包括“笛卡尔”“圆柱”“球坐标”“自文件”。选择偏移类型选项后,接着分别输入该偏移类型所需的偏移参数即可。

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图2-36 “坐标系”对话框(1)

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图2-37 “坐标系”对话框(2)

如果要设置新基准坐标轴的方向,则可以切换到“方向”选项卡,如图2-38所示。用于定向根据的单选按钮有“参考选取”单选按钮和“选定的坐标系轴”单选按钮。若要将坐标系定向到屏幕正交的方向上,则单击“设置Z垂直于屏幕”按钮。

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图2-38 “坐标系”对话框的“方向”选项卡

2.6 带曲面

带曲面也是一个基准,它表示沿基础曲线创建的一个相切区域,所述的带曲面相切于基础曲线相交的参考曲线。

在实际的曲面设计工作中,有时可使用带曲面在两个曲面特征之间施加相切条件。使用带曲面可定义曲面片结构,以使相邻曲面彼此相切,而无须将其中一个曲面用作相切参考。这样,带曲面便起到相切参考的作用。

可以为带曲面预定义一个层。为此,使用def_laye(LAYER_RIBBON_FEAT)配置选项指定层的名称。这样每次创建带曲面时,系统会自动将其添加到该层中。

关于带曲面的实践应用在后面的章节中会涉及,在这里只结合入下一个范例来介绍带曲面的创建方法。

978-7-111-59737-7-Part01-278.jpg 打开随书网盘资料提供的素材文件bc_2_d.prt(位于CH2文件夹里),该文件中存在着若干条曲线,如图2-39所示。

978-7-111-59737-7-Part01-279.jpg 在功能区“模型”选项卡中选择“基准”|“带”命令,打开图2-40所示的“基准:带”对话框。此时,菜单管理器中“带项”菜单中的“添加曲线”命令处于活动状态。

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图2-39 原始曲面

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图2-40 “基准:带”对话框和菜单管理器

978-7-111-59737-7-Part01-282.jpg 选择图2-41所示的一条曲线作为基础曲线。系统将基础曲线用作带状曲面的轨迹。然后在“带项”菜单中选择“确认曲线”命令。

说明:可以只选择一条曲线来作为基础曲线,也可以选取由多条曲线构成的链来作为基础曲线。

978-7-111-59737-7-Part01-283.jpg 选择第一条参考曲线,如图2-42所示。在这里接着继续选择另外的曲线A和曲线B来作为附加参考曲线,然后在“带项”菜单中选择“确认曲线”命令。

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图2-41 选择基础曲线

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图2-42 选择第一条参考曲线

978-7-111-59737-7-Part01-286.jpg 系统将以默认宽度创建带曲面。用户也可以自行定义带曲面到宽度,其方法是在“基准:带”对话框中选择“宽度”选项,如图2-43所示,接着单击“定义”按钮,然后在出现的文本框中输入带宽度为“8”,单击“接受”按钮978-7-111-59737-7-Part01-287.jpg

978-7-111-59737-7-Part01-288.jpg 在“基准:带”对话框中单击“确定”按钮,创建的带曲面如图2-44所示。

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图2-43 在对话框中选择“宽度”选项

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图2-44 完成带曲面的创建

2.7 本章小结

在产品设计中,模型基准是很重要的,模型基准常被用作其他特征的定位参考。本章首先概括性地介绍基准特征,接着深入浅出地介绍了基准平面、基准点(包括一般基准点、偏移坐标系基准点和域基准点等)、基准轴、基准坐标系和带基准曲面的创建知识。本章的学习重点是各常用基准特征的创建方法。

在学习本章基准特征时,需要总结创建各基准特征时系统默认的分配名称,当然用户也可以更改其名称。另外,用户可根据设计实际情况,通过功能区“视图”选项卡的“显示”面板中的相关复选按钮来设置是否在模型窗口中显示一些基准特征及其标识。

2.8 思考练习

(1)在零件模式中创建的基准坐标系,系统默认以什么命名方式来命名新基准坐标系?

(2)如何设置基准特征在模型窗口中的显示状态?如何设置在模型窗口中显示相关基准特征的标识?

(3)如何选择基准特征?以基准平面为例进行说明。

(4)如何在创建基准平面的过程中设置新基准平面的显示轮廓的大小?

(5)基准轴和特征轴有什么异同之处?

(6)如何创建一般基准点?

(7)总结创建基准轴的一般方法及步骤。

(8)什么是带曲面?请总结创建带曲面的一般方法及步骤。