多凸台组合式定位支撑结构练习件

　　在日常的机械结构设计工作里，这类带多组凸台、凹槽组合的块状零件，是工装夹具定位模块、小型设备支撑座类结构里非常常见的形态，很多刚接触三维建模的工程师，往往会在这类特征堆叠的零件上踩坑，要么是特征顺序搞反导致后续修改参数时全模型报错，要么是忽略了相邻凸台之间的工艺间隙，导致实际加工出来的零件没法和配合件装配到位。先从实际应用场景说起，这类结构最常出现在非标自动化生产线的工件定位工装上，底部的开槽是用来卡在工装底板的T型槽或者导轨上，实现快速的位置调整，上方错落分布的几组带圆弧过渡的凸台，是用来和待加工工件的底部型腔完全贴合，起到定位支撑的作用，避免工件在机加工或者装配过程中出现窜动，影响加工精度或者装配良率。

　　从设计思路上拆解这个零件的建模逻辑，首先要确定底部的基准面，所有的凸台特征都是从这个基准面向上拉伸生成，不能随便选临时面做草图基准，不然后续调整整体高度的时候，所有特征都会出现位置偏移。底部的两个缺口槽，尺寸要和常用的工业铝型材导轨或者T型槽的宽度匹配，单边要留0.1到0.2mm的安装间隙，不能完全做等宽配合，不然实际安装的时候会因为加工公差导致卡滞，装不到位。上方的几组凸台，相邻的垂直面之间都做了小的倒角或者圆弧过渡，一方面是避免加工的时候出现应力集中，导致零件热处理或者受力的时候开裂，另一方面是安装工件的时候可以起到导向作用，不用完全对准就能顺着圆弧滑到定位位置。很多新手建模的时候会把所有凸台一次性画在一个草图里拉伸，

　　这种做法看着效率高，实际上后续要修改某一个凸台的高度或者位置的时候，很容易因为草图约束过多导致整个草图失效，正确的做法是把每一组独立的凸台拆成单独的拉伸特征，特征之间尽量用布尔加运算合并，不要在单个草图里堆太多的几何约束。再说到外形尺寸和安装边界，这类零件的整体长宽比一般控制在1.2:1左右，重心落在底部安装面的中心位置，不会因为上方凸台偏载导致安装后出现倾斜，所有凸台的高度差要根据配合工件的型腔深度来定，支撑面的平面度要求一般在0.02mm以内，不然支撑工件的时候会出现虚位，加工的时候会震刀。和工件接触的几个凸台端面，建模的时候要记得预留0.5mm的精修余量，实际加工的时候先粗加工留余量，最后再精磨支撑面到尺寸，

　　不能直接按最终尺寸拉伸生成，忽略加工工序的余量预留。另外零件侧面的几个垂直面，是用来安装侧向锁紧螺丝的，建模的时候要提前在对应位置打好螺纹底孔，孔的位置要距离凸台边缘至少2倍螺纹直径的距离，避免锁紧的时候螺丝把凸台撑裂。很多人做这类练习件的时候，只关注外形是不是画得像，完全不去考虑实际加工和装配的工艺要求，练再多也没法把建模技能用到实际工作里，做这类特征组合的零件，每加一个特征都要想清楚这个特征在实际使用里是干嘛的，加工的时候能不能做出来，装配的时候会不会和其他零件干涉，而不是单纯照着图纸把形状堆出来。比如上方凸台之间的凹槽，宽度不能小于3mm，不然加工的时候刀具没法伸进去清角，要是凹槽宽度太小，要么得用电火花加工增加成本，要么根本做不出来设计的形状。还有所有的棱边，除了和工件配合的定位面要保持尖角，其他非配合边都要做0.2到0.5mm的倒角，去掉加工毛刺，避免安装的时候划伤操作人员。这类零件的材质一般用45号钢或者铝合金，要是用在焊接工装里就用45号钢调质处理，提高耐磨性，要是用在轻型装配工装上就用6061铝合金，重量轻拆装方便，建模的时候虽然不用赋予材质属性，但设计的时候就要提前考虑材质对应的强度要求，比如铝合金的话凸台的厚度要比钢件做厚1.5倍左右，避免受力变形。