第3章 零件设计

3.1 Creo零件设计的一般过程

使用Creo创建零件模型时，其方法十分灵活，按大的方法分类，可分为以下几种。

1.“积木”式的方法

这种方法是先创建一个反映零件主要形状的基础特征，再在这个基础特征上添加其他特征，如伸出、切槽（口）、倒角和圆角等。

这是大部分机械零件创建实体三维模型的方法。

2.由曲面生成零件的实体三维模型的方法

这种方法是先创建零件的曲面特征，再把曲面转换为实体模型。

3.从装配中生成零件的实体三维模型的方法

这种方法是先创建装配体，再在装配体中创建零件。

本章将主要介绍用第一种方法创建零件模型的一般过程，其他的方法将在后面的章节中陆续介绍。

下面将以一个零件（link_base.prt）为例，说明使用Creo创建零件三维模型的一般过程，同时介绍拉伸（Extrude）特征的基本概念及其创建方法。零件模型如图3.1.1所示。

3.1.1 新建零件文件

准备工作：将目录D:\creo601\work\ch03.01设置为工作目录。在后面的章节中，每次新建或打开一个模型文件（包括零件、装配件等）之前，都应先将工作目录设置正确。

新建一个零件模型文件的操作步骤如下。

步骤01 选择命令（或单击选项卡区域中的“新建”按钮，如图3.1.2所示），此时系统弹出“新建”对话框，如图3.1.3所示。

步骤02 选择文件类型和子类型。选中区域中的单选按钮，选中区域中的单选按钮。

步骤03 输入文件名。在文本框中输入文件名“link_base”。

说明

步骤04 选择模板。取消选中复选框，单击按钮，系统弹出“新文件选项”对话框，如图3.1.4所示在“模板”区域中选择系统提供的米制零件模板（如果用户创建了专用模板，则可通过单击按钮找到该模板），单击按钮，系统进入零件的创建环境。

注意

说明

3.1.2 创建基础拉伸特征

基础特征是一个零件的主要轮廓特征，创建什么样的特征作为零件的基础特征比较重要，一般由设计者根据产品的设计意图和零件的特点灵活掌握。本例中，基座零件的基础特征是一个拉伸特征，如图3.1.5所示。拉伸特征是将截面草图沿着草绘平面的垂直方向拉伸而形成的，它是最基本且经常使用的零件建模工具选项。

1.选择特征命令

进入Creo的零件设计环境后，屏幕的图形区中应该显示图3.1.6所示的3个相互垂直的默认基准平面，如果没有显示，则可单击视图控制工具条中的按钮，选中复选框，使基准平面显示出来。

选择特征命令的一般方法如下。

单击选项卡区域中的按钮即可。

说明

2.定义拉伸类型

在单击按钮后，屏幕上方弹出“拉伸”操控板，如图3.1.7所示。单击“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮（在默认情况下，此按钮为按下状态）。

说明：利用拉伸工具，可以创建以下几种类型的特征。

◆ 实体类型：单击“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮，可以创建实体类型的特征。在由截面草图生成实体时，实体特征的截面草图完全由材料填充，如图3.1.8所示。

◆ 曲面类型：单击“拉伸”操控板中的“曲面类型”按钮，可以创建一个拉伸曲面。在Creo中，曲面是一种没有厚度和重量的片体几何，通过相关操作可使其变成带厚度的实体。

◆ 薄壁类型：单击“拉伸”“薄壁类型”按钮，可以创建薄壁类型特征。在由截面草图生成实体时，薄壁特征的截面草图由材料填充成均厚的环，环的内侧或外侧或中心轮廓线是截面草图，如图3.1.9所示。

◆ 切削类型：当“拉伸”操控板中的“移除材料”按钮被按下时，可以创建切削特征。

一般来说，创建的特征可分为“正空间”特征和“负空间”特征。“正空间”特征是指在现有零件模型上添加材料，“负空间”特征是指在现有零件模型上去除材料，即切削。

如果“移除材料”按钮被按下，同时“实体类型”按钮也被按下，则用于创建“负空间”实体，即从零件模型中去除材料。当创建零件模型的第一个（基础）特征时，零件模型中没有任何材料，所以零件模型的第一个（基础）特征不可能是切削类型的特征，因而切削按钮是灰色的，不能单击。

如果“移除材料”按钮被按下，同时“曲面类型”按钮也被按下，则用于曲面的裁剪，即在现有曲面上裁剪掉正在创建的曲面特征。

如果“移除材料”按钮被按下，同时“薄壁类型”按钮及“实体类型”按钮也被按下，则用于创建薄壁切削实体特征。

3.定义特征截面草图

定义特征截面草图的方法有两种：一种是选择已有草图作为特征的截面草图，另一种是创建新的草图作为特征的截面草图。

在本例中，介绍定义截面草图的第二种方法，其操作过程如下。

步骤01 选择命令。选择图3.1.10所示的“拉伸”操控板中的选项卡，再在进入的界面中单击按钮（也可在图形区中按住鼠标右键，直至系统弹出图3.1.11所示的快捷菜单，松开鼠标右键，选择命令），系统弹出“草绘”对话框，如图3.1.12所示。

步骤02 定义截面草图的放置属性。

（1）定义草绘平面。

选择TOP基准平面为草绘平面，操作方法如下。

将鼠标指针移动到绘图区TOP基准平面的边线或TOP字符附近，在基准平面的边线外出现绿色加亮边线时单击，此时，“草绘”对话框中“草绘平面”区域的文本框中显示出“TOP：F2（基准平面）”字样，如图3.1.12所示。

说明

（2）定义草绘视图方向。采用模型中默认的草绘视图方向即可。

说明

（3）对草绘平面进行定向。

要完成草绘平面的定向，必须进行下面的操作。

① 指定草绘平面的参考平面。完成草绘平面的选择后，“草绘”对话框的文本框自动加亮，选择图形区中的RIGHT基准平面作为参考平面。

② 指定参考平面的方向。单击“草绘”对话框中文本框右侧的按钮，在弹出的下拉列表中选择选项。

说明

注意

（4）单击“草绘”对话框中的按钮，系统进入草绘环境。

说明

步骤03 创建特征的截面草图。

基础拉伸特征的截面草图如图3.1.15所示。下面将以此为例介绍特征截面草图的一般创建过程。

（1）定义草绘参考。本例采用系统默认的草绘参考。

关于Creo的草绘参考，应注意如下几点。

◆ 查看当前草绘参考：在图形区中右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，弹出“参考”对话框，系统在草绘参考列表框中列出了当前的草绘参考，如图3.1.16所示，其中两个草绘参考FRONT和RIGHT基准平面是系统默认选择的。如果用户想添加其他的点、线、面作为草绘参考，则可以通过在图形上直接单击来选择。

说明

◆ 要使草绘截面的参考完整，必须至少选择一个水平参考和一个垂直参考，否则会出现错误警告提示。

◆ 在没有足够的参考来摆放一个截面时，系统会自动弹出“参考”对话框，要求用户选择足够的草绘参考。

◆ 在重新定义一个缺少参考的特征时，必须选择足够的草绘参考。

对“参考”对话框中的几个选项的说明如下。

◆ 按钮：单击此按钮后，即可在图形区的二维草绘图形中选择直线（包括平面的投影直线）、点（包括直线的投影点）等作为参考基准。

◆ 按钮：单击此按钮，再选择目标曲面，可将草绘平面与某个曲面的交线作为参考。

◆ 按钮：单击此按钮，可在草绘参考列表框中删除某个选择的参考。

（2）设置草图环境，调整图形区。

其操作提示与注意事项如下。

◆ 参见2.2节，将草绘的网格设置为1。

◆ 除可以移动和缩放图形区之外，如果用户想在三维空间绘制草图或希望看到模型截面草图在三维空间的方位，可以旋转图形区，方法是按住鼠标中键，移动鼠标，可看到图形跟随鼠标旋转。旋转后，单击按钮可恢复绘图平面与屏幕的平行。

◆ 如果用户不希望屏幕图形区中显示的东西太多，则可单击视图控制工具条中的按钮，取消选中相应的复选框，如图3.1.17所示，将网格、基准平面、坐标系等的显示关闭，使图面显得更简洁。

（3）绘制截面草图并进行标注。

① 绘制截面几何图形的大体轮廓。使用Creo绘制截面草图，开始时没有必要很精确地绘制截面的几何形状、位置和尺寸，只需勾勒出图3.1.18所示截面的大概形状即可。

其操作提示与注意事项如下。

◆ 为了使草绘时的图形显示得更简洁、清晰，并在勾勒截面形状的过程中添加必要的约束，建议在打开约束符号显示的同时关闭尺寸显示，方法如下。

◆ 单击视图控制工具条中的按钮，取消选中复选框，即不显示尺寸。

◆ 选中下拉列表中的复选框，即显示约束。

② 添加必要的约束，图3.1.18所示。

③ 选中下拉列表中的复选框，显示尺寸，并将草图的尺寸移动到适当的位置。

④ 将符合设计意图的“弱”尺寸转换为“强”尺寸。

⑤ 根据设计意图，适当改变标注方式。

⑥ 修改尺寸数值为设计要求的大小。

其操作提示与注意事项如下。

◆ 尺寸的标注与修改往往安排在建立约束以后进行。

◆ 修改尺寸前要注意，如果要修改的尺寸的大小与设计目的尺寸相差太大，应该先用图元操纵功能将其“拖动到”与目的尺寸相近，再进行修改。

◆ 注意修改尺寸时的先后顺序，为防止图形变得凌乱，应先修改对截面外观影响不大的尺寸。

⑦ 编辑、修剪多余的边线。单击选项卡区域中的“修剪”按钮，将草图中多余的边线去掉。为了确保草图正确，建议使用按钮在图形的每个交点处进行进一步的修剪处理。

⑧ 将截面草图中的所有“弱”尺寸转换为“强”尺寸。

说明

⑨ 分析当前截面草图是否满足拉伸特征的设计要求。单击选项卡区域中的按钮，系统弹出“特征要求”对话框，如图3.1.19所示，从中可以看出当前的草绘截面拉伸特征的设计要求。单击按钮，关闭“特征要求”对话框。

（4）单击“拉伸”操控板中的按钮，完成拉伸特征截面草绘，退出草绘环境。

应注意以下几点。

◆ 如果系统弹出“未完成截面”错误提示，如图3.1.20所示，则表明截面不闭合或截面中有多余、重合的线段，此时可单击按钮，并修改截面中的错误，完成修改后再单击按钮。

◆ 绘制实体拉伸特征的截面时，应该注意如下要求。

● 截面必须闭合，截面的任何部位都不能有缺口，如图3.1.21a）所示。如果有缺口，则可用“修剪”按钮将缺口封闭。

● 截面的任何部位都不能探出多余的线头，如图3.1.21b）所示。对较长或较短的多余线头，可用按钮修剪。

● 截面可以包含一个或多个封闭环，生成特征后，外环以实体填充，内环则为孔。环与环之间不能相交或相切，如图3.1.21c）和图3.1.21d）所示；环与环之间也不能有直线（或圆弧等）相连，如图3.1.21e）所示。

◆ 曲面拉伸特征的截面可以是开放的，但截面不能有多于一个的开放环。

4.定义拉伸深度属性

步骤01 定义深度方向。采用模型中默认的深度方向即可。

说明

要改变箭头的方向，有以下几种方法。

方法一：单击“拉伸”操控板中深度文本框右侧的按钮。

方法二：将鼠标指针移动到深度方向箭头上，单击该箭头。

方法三：将鼠标指针移动到深度方向箭头附近并右击，在弹出的快捷菜单中选择命令。

方法四：将鼠标指针移动到模型中的深度尺寸216.5上并右击，系统弹出快捷菜单，如图3.1.24所示，选择命令。

步骤02 选择深度类型并输入其深度值。在图3.1.25所示的“拉伸”操控板中，选取深度类型（即“定值”）。

说明

◆ 单击（定值）按钮，可以创建“定值”深度类型的特征，此时特征将从草绘平面开始，按照所输入的数值（即拉伸深度值）向特征创建的方向一侧进行拉伸。

◆ 单击（对称）按钮，可以创建“对称”深度类型的特征，此时特征将在草绘平面两侧进行拉伸，输入的深度值被草绘平面平均分割，草绘平面两侧的深度值相等。

◆ 单击（到选定的）按钮，可以创建“到选定的”深度类型的特征，此时特征将从草绘平面开始拉伸至选定的点、曲线、平面或曲面。

对其他深度选项的相关说明如下。

◆ 当在基础特征上添加其他特征时，还会出现下列深度选项。

● （到下一个）：深度在零件的下一个曲面处终止。

● （穿透）：特征在拉伸方向上延伸，直至与所有曲面相交。

● （穿至）：特征在拉伸方向上延伸，直到与指定的曲面（或平面）相交。

◆ 使用“穿过”类选项时，要考虑下列规则。

● 如果特征要拉伸至某个终止曲面，则特征的截面草图的大小不能超出终止曲面（或面组）的范围。

● 如果特征应终止于其到达的第一个曲面，则需选择（到下一个）选项，选择选项创建拉伸出项不能终止于基准平面。

● 选择（到选定的）选项时，可以选择一个基准平面作为终止面。

● 如果特征应终止于其到达的最后曲面，则需选择（穿透）选项。

● 穿过特征没有与伸出项深度有关的参数，修改终止曲面可改变特征深度。

◆ 对于实体特征，可以选择以下类型的曲面为终止面。

● 零件的某个表面，它不必是平面。

● 基准面，它不必平行于草绘平面，不能与拉伸方向平行。

● 一个或多个曲面组成的面组。

● 以“装配”模式创建特征时，可以选择另一个元件的几何作为选项的参考。

● 使用面组作为终止曲面时，可以创建与多个曲面相交的特征，这对创建包含多个终止曲面的阵列非常有用。

◆ 图3.1.26显示了拉伸的有效深度选项。

步骤03 定义深度值。在“拉伸”操控板的深度文本框中输入深度值10.0，并按Enter键。

5.完成特征的创建

步骤01 特征的所有要素被定义完毕后，单击“拉伸”操控板中的“预览”按钮，预览所创建的特征，以检查各要素的定义是否正确。预览时，可按住鼠标中键进行旋转查看，如果所创建的特征不符合设计意图，可选择操控板中的相关项进行重新定义。

步骤02 预览完成后，单击“拉伸”操控板中的按钮，完成特征的创建。

3.1.3 创建其他特征

1.添加拉伸特征2

在创建完基本特征后，可以增加其他特征。现在要添加图3.1.27所示的实体拉伸特征2，操作步骤如下。

步骤01 单击选项卡区域中的按钮。

步骤02 定义拉伸类型。确认“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮被按下。

步骤03 定义截面草图。

（1）在图形区中右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“草绘”对话框。

（2）定义截面草图的放置属性。

① 设置草绘平面：选择图3.1.28所示的模型表面为草绘平面。

② 设置草绘视图方向：采用模型中默认的黄色箭头的方向为草绘视图方向。

③ 对草绘平面进行定向。指定草绘平面的参考平面。选择草绘平面后，系统自动选择RIGHT基准平面为参考平面，如图3.1.28所示。

④ 单击“草绘”对话框（图3.1.29）中的按钮，系统进入截面草绘环境。

（3）创建图3.1.30所示的特征截面图形。

（4）完成截面绘制后，单击“拉伸”操控板中的按钮。

步骤04 定义拉伸深度属性。

（1）定义拉伸方向。采用系统默认的拉伸方向即可。

（2）选择深度类型。在“拉伸”操控板中选择深度类型（即“定值”）。

（3）定义深度值。在“拉伸”操控板的深度文本框中输入深度值40.0。

步骤05 完成特征的创建。

（1）当特征的所有要素被定义完毕后，单击“拉伸”操控板中的“预览”按钮，预览所创建的特征，以检查各要素的定义是否正确。如果所创建的特征不符合设计意图，则可选择操控板中的相关项，进行重新定义。

（2）单击“拉伸”操控板中的按钮，完成特征的创建。

注意

2.添加拉伸特征3

现在要添加图3.1.31所示的拉伸特征3。

步骤01 选择特征命令。单击选项卡区域中按钮，屏幕上方弹出“拉伸”操控板。

步骤02 定义拉伸类型。确认“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮被按下。

步骤03 定义截面草图。

（1）在图形区中右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，系统弹出“草绘”对话框。

（2）定义截面草图的放置属性。选择FRONT基准平面为草绘平面，采用系统默认的草绘视图方向和参考平面，单击按钮，进入截面草绘环境。

（3）创建图3.1.32所示的特征截面图形。

（4）完成截面绘制后，单击“拉伸”操控板中的按钮。

步骤04 定义拉伸深度属性。

（1）定义拉伸方向。采用系统默认的拉伸方向即可。

（2）选择深度类型。在“拉伸”操控板中选择深度类型（即“定值”）。

（3）定义深度值。在“拉伸”操控板的深度文本框中输入深度值25.0。

步骤05 单击“拉伸”操控板中的按钮，完成特征的创建。

3.添加切削拉伸特征1

现在要添加图3.1.33所示的切削拉伸特征1。

步骤01 选择特征命令。单击选项卡区域中按钮，屏幕上方弹出“拉伸”操控板。

步骤02 定义拉伸类型。确认“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮和“移除材料”按钮被按下。

步骤03 定义截面草图。

（1）选择命令。选择“拉伸”操控板中的选项卡，在进入的界面中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。

（2）定义截面草图的放置属性。选择图3.1.34所示的零件表面为草绘平面。采用系统默认的草绘视图方向和参考平面，单击按钮，进入草绘环境。

（3）创建图3.1.35所示的特征截面图形。

（4）完成截面绘制后，单击“拉伸”操控板中的按钮。

步骤04 定义拉伸深度属性。

（1）定义深度方向。本例不进行新的定义，采用模型中默认的深度方向即可。

（2）选择深度类型。在“拉伸”操控板中选择深度类型（即“穿透”）。

步骤05 定义去除材料的方向。采用模型中默认的去除材料方向即可。

说明

要改变去除材料箭头的方向，有以下几种方法。

方法一：单击“拉伸”操控板中“薄壁拉伸”按钮后面的按钮。

方法二：将鼠标指针移动到深度方向箭头上，单击该箭头。

方法三：将鼠标指针移动到深度方向箭头上并右击，在弹出的快捷菜单中选择命令。

步骤06 单击“拉伸”操控板中按钮，完成切削拉伸特征的创建。

4.添加切削拉伸特征2

现在要添加图3.1.37所示的切削拉伸特征2。

步骤01 选择特征命令。选项卡区域中按钮，屏幕上方弹出“拉伸”操控板。

步骤02 定义拉伸类型。确认“拉伸”操控板中的“实体类型”按钮和“移除材料”按钮被按下。

步骤03 定义截面草图。

（1）选择命令。选择“拉伸”操控板中的选项卡，在进入的界面中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。

（2）定义截面草图的放置属性。选择图3.1.38所示的零件表面为草绘平面。采用系统默认的草绘视图方向和参考平面，单击按钮，进入草绘环境。

（3）创建图3.1.39所示的特征截面图形。

（4）完成截面绘制后，单击“拉伸”操控板中的按钮。

步骤04 定义拉伸深度属性。

（1）定义深度方向。采用模型中默认的深度方向即可。

（2）选择深度类型。在“拉伸”操控板中选择深度类型（即“到下一个”）。

步骤05 定义去除材料的方向。采用模型中默认的去除材料方向即可。

步骤06 单击“拉伸”操控板中的按钮，完成切削拉伸特征的创建。