Pro/E 靈活使用輔助特徵以達到shell的目的
 

全台灣最強ProE教學資源下載網

  • 增加字體大小
  • 預設字體大小
  • 減少字體大小
Home PRO/E 教學 技術類 Pro/E 靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

Pro/E 靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

E-mail 列印 PDF

靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

Shell(薄殼)步驟是產品設計中重要一環,利用Shell特徵可以給外觀生成一個料厚。但是特徵並不能保證一定能成功,一個失敗的shell特徵往往會給後續生成料厚增加許多麻煩。所以掌握的原理和方法對於結構設計者來說是非常必要的。

一個等料厚的shell過程實際就是一個外觀面組的offset過程(當然shell也可以局部不等料厚)。所以為保證shell我們就要在構面的 過程中注意曲面的品質。儘量減少不能offset料厚的面。但是也有很多情況是因為外觀要求無法避免的,這時我們就要根據具體的情況來採取不同的對策,要 採取正確的對策首先要瞭解原因。影響shell特徵失敗的原因不外乎下面幾種情況:

1.????? 單個曲面最小曲率過大

shell的外觀面組中假如有某個單面本身曲率過大,換句話說就是曲面最小半徑太小,比要shell的料厚小的時候就會造成shell的失敗。注 意的是這裡的曲率和高速曲率不同,這裡的曲率是曲面的最大曲率(WildFire中的分析)。分析方法在WildFire中可以通過曲面最大最小曲率分析 來得到最大曲率,其倒數就是最小半徑,也就是能offset的最大值。而在proe2001中則是用半徑分析來得到最小半徑。如下圖所示:

從上圖的分析中可以得到曲面的最小半徑為1.237,也就是說最大能shell1.237的平均料厚。假如現在的模型要shell 1.5料厚的話就會造成失敗。那我們要採取什麼樣的措施才能讓模型最終生成1.5mm的料厚呢?解決方法有兩種,但是都有個前提,得到的料厚不再是等料厚 的了,這是因為本身曲面曲率的原因,模型已經不可能可以shell等料厚了,我們需要對這個部分作特殊處理

方法一:局部薄料法

對局部過高曲率的曲面我們可以在Shell過程中用Spec thickness(指定料厚法)指定這些地方一個較為小一點的料厚,本例中就設為1.2,其他地方1.5mm。這樣就可以達到成功shell的目的,雖 然不是絕對的平均料厚,但是在大部分情況下局部料厚稍薄也是可以接受的。

生成的效果如下圖所示。

方法二:局部近似料厚法。

這種方法就是把高曲率的局部曲面移到Shell特徵之後進行加料,並用auto fit的方法把曲面向內offset料厚並使用該面進行減料。在需要時在減料前延伸內曲面。

最後的效果

靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

?

2.????? 相鄰兩個曲面分別offset料厚後無法相交

這種情況有兩種發生的可能,一種是兩個面offset後延伸也無法相交,如下圖所示

?

?

?

另一種情況就是兩個面或其中一個面offset後無法延伸導致無法相交。

?

?

解決辦法:人為的添加一個小圓角使得shell後這條交邊可以用一個圓角代替,從而避開因無法相交導致的shell失敗。如下示意圖:

?

?

?

當然也可以採取和1中的shell後加料再減料的方法來實現。注意的是這時offset後的面因為是無法用自身面延伸的,所以offset後的面不夠長來減料的話,考慮用相切面延伸或到面延伸的方法來加長以便能成功減料。

靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

?

3????? shell結果造成幾何退化

所謂的幾何退化就是原本外觀存在的幾何圖元(比如邊界段),在Shell之後退化消失。這種情況也往往造成shell特徵失敗。我們用一個例子來看一下退化的表示形式:

?

?

?

?

解決辦法:避免退化的產生,或者shell+取代法。

最好的辦法當然是重定義或稍作修改幾何以避免退化的產生。但在外觀需求的要求下可以用Shell後取代法來實現。具體操作方法如下。

Shell並指定會導致退化的面的特定料厚,而這個料厚剛好是退化的臨界點,本例中就是線段變為點。如左下下圖所示,本例種為指定料厚為1.42時 發生。然後shell成功後再用料厚偏距剛才指定料厚的面生成一個面。用新面取代shell產生的對應面就行了。Wildfire中的話可以直接用 offset加厚到料厚

?

?

?

4????? shell結果造成自相交

所謂自相交,就是一個特徵內原來並不相交的幾何在特徵生成的過程中在某處發生了相交,這個就叫自相交,如下圖所示。土黃色的面和深藍色的面在外觀上 並不相交,但是如果進行Shell處理,那麼生成的幾何它忙將會變成相交(原來柱面退化消失)。這個就是自相交,度於規則的面,比如拉伸面,proe有時 會正確處理,但是在大多數情況下自相交都會引起Shell的失敗。

?

?

?

如果我們用線的offset來說明道理的話,上面的情況就類似下面的線offset情況。如左下圖,所示的兩條線段並不相交,但是在offset 2.0後(相當於外觀面shell 2.0mm料厚)就會發線原來中間連接的直線段就會退化消失,而原來不相交的兩段線就會變得相交從而引起自相交失敗。

?

?

明白了道理,再來解決就比較簡單了,在無法避免造成這中自相交的情況下,我們可以使用局部厚料法來解決這個問題。就如上面的線,假設我們故意把水準 線offset值加大,那麼它和弧的交點將右移並在豎直offset線的右邊,這樣就變成了豎直線重新變成了兩者之間的連線。從而避免了自相交。回到實體 外觀的情況下就相當於局部的加厚料位元,如下兩圖所示。

?

?

靈活使用輔助特徵以達到shell的目的


5.????? shell
結果產生臨界幾何狀態

在有的情況下,實體外觀並沒有上面的問題,並且從理論上可以shell的情況下進行shell卻導致失敗。這時就可以考慮一下是否是因為臨界幾何所 產生的問題。所謂的臨界幾何就是幾何中的相切位置,短小邊等等發生臨界轉變的幾何。由於精度系統的影響,這種情況有時會產生一些不可預料的錯誤。遇到這種 情況就要考慮提高模型的精度了。


下面用一個例子來詳細說明shell過程

首先,我們使用shell指令。先試試能否直接Shell,不能我們也可以獲得一些有用的資訊。毫不意外,我們的shell失敗,但是系統也給我們提供了一個有用的資訊,圖示的曲面曲率過大。

退出shell指令分析一下曲面的半徑,我們可以發現它的最小半徑只有0.4左右,當然不能shell 1.5mm的料厚了。

對於本身曲率過高的曲面我們在shell的過程中肯定是要去除的。關鍵是如何去除才能讓我們的後處理更簡單。在這裡我們根據這個模型的特殊性採取了切除的方法。如下圖,直接減料去除該面。當然在切除之前我們要先copy這個面出來以備後用。

然後我們再用shell來看看,現在我們就會看到如下圖的失敗提示,系統提示我們這三個地方有自相交現象出現。

靈活使用輔助特徵以達到shell的目的

?

我們退出shell,再來研究一下這幾個地方,首先看側邊的圓弧部分。我們發現除了自相交外還會有不能延伸相交的現象(想像一下直線和圓弧相交offset的情形就明白了)。所以我們可以嘗試添加一個小圓角給它。

而對於頂部的凹陷,可以看到是一個典型會發生自相交的情況,根據上面分析的方法,我們可以在shell的時候用局部厚料的方法來避免。

根據上面的分析,我們用添加小圓角和局部的厚料法成功的對這個模型Shell。如下圖

然後進行必要的取代和加料恢復外觀模型到原來的樣子,全過程大功告成。雖然這過程多了一些輔助步驟,但相對于手工加厚料的方法已經方便和簡潔多了。

儘管shell成功是我們最好目的,但是在很多情況下並不是那麼好處理。尤其是本身曲面曲率太高的面比較多的模型外觀,直接用Shell難度相當大。這時候我們就可以考慮用offset面減料的方法。具體的流程如下

1.???????? 分析模型的曲面最小半徑,把小於要shell料厚的曲面排除出去

2.???????? 分析餘下的曲面所組成的面組是否能成功offset料厚,對於造成失敗的地方是否有解決辦法

3.???????? 開始逐個copy本身能offset的面組成面組並使用offset特徵。當offset失敗後還原添加必要的圓角或其它處理後再接著添加。成功則往下選擇,失敗則還原並把該曲面排除。

4.???????? 重複3的過程直到所有能一起offset的曲面都copy到一個面組中去並offset

5.???????? 對剩下的曲面採取auto fit的方法來offset或重新構造內表面。

6.???????? 合併兩種方法生成的曲面直到生成一個完整的可以用來減料的內表面面組

7.???????? 使用內表面面組減料。流程完成。

?