曲面設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1曲面設(shè)計(jì)曲面設(shè)計(jì)第1頁/共39頁創(chuàng)建拉伸和回轉(zhuǎn)曲面拉伸曲面和回轉(zhuǎn)曲面的創(chuàng)建方法與相應(yīng)的實(shí)體特征基本相同。1創(chuàng)建拉伸曲面拉伸曲面是將截面草圖沿著草圖平面的垂直方向拉伸而成的曲面，如圖所示。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“設(shè)計(jì)特征”|“拉伸”命令來創(chuàng)建拉伸曲面。 圖6.2.1 拉伸曲面a）特征截面 選取此曲線b）拉伸曲面第2頁/共39頁2創(chuàng)建回轉(zhuǎn)曲面回轉(zhuǎn)曲面是將截面草圖繞著一條中心軸線旋轉(zhuǎn)而形成的曲面。用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“設(shè)計(jì)特征”|“回轉(zhuǎn)”命令來創(chuàng)建回轉(zhuǎn)曲面。 圖6.2.2 回轉(zhuǎn)曲面a）特征截面選取此曲線b）回轉(zhuǎn)曲面第3頁/共39頁 “有界平面”命令可以用于創(chuàng)建平整

2、的曲面。利用拉伸也可以創(chuàng)建曲面，但拉伸創(chuàng)建的是有深度參數(shù)的二維或三維曲面，而有界平面創(chuàng)建的是沒有深度參數(shù)的二維曲面。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“曲面”|“有界平面”命令來創(chuàng)建回轉(zhuǎn)曲面。圖6.2.3 有界平面與拉伸曲面的比較b）相同的特征截面a）有界平面c）拉伸曲面第4頁/共39頁創(chuàng)建掃掠曲面 掃略曲面就是用規(guī)定的方式沿一條空間路徑（引導(dǎo)線串）移動(dòng)一條曲線輪廓線（截面線串）而生成的軌跡（圖）。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“掃掠”|“掃掠”命令來創(chuàng)建掃掠曲面。圖6.2.4 掃略曲面 a）特征線串引導(dǎo)線串截面線串b）掃略曲面第5頁/共39頁創(chuàng)建網(wǎng)格曲面1直紋面 直紋面可以理解為通過

3、一系列直線連接兩組線串而形成的一張曲面。在創(chuàng)建直紋面時(shí)只能使用兩組線串，這兩組線串可以封閉，也可以不封閉。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“直紋”命令來創(chuàng)建。圖6.2.5 直紋面的創(chuàng)建a）曲線串選取曲線串1選取曲線串2b）創(chuàng)建的直紋面 第6頁/共39頁2通過曲線組 該選項(xiàng)用于通過同一方向上的一組曲線輪廓線創(chuàng)建曲面。曲線輪廓線稱為截面線串，截面線串可由單個(gè)對(duì)象或多個(gè)對(duì)象組成，每個(gè)對(duì)象都可以是曲線、實(shí)體邊等。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“通過曲線組”命令來創(chuàng)建。圖6.2.6 通過曲線組創(chuàng)建曲面a）截面特征b）創(chuàng)建的曲面第7頁/共39頁3通過曲線網(wǎng)格 用“通過

4、曲線網(wǎng)格”命令創(chuàng)建曲面就是沿著不同方向的兩組線串輪廓生成片體。一組同方向的線串定義為主曲線，另外一組和主線串不在同一平面的線串定義為交叉線串，定義的主曲線與交叉線串必須在設(shè)定的公差范圍內(nèi)相交。這種創(chuàng)建曲面的方法定義了兩個(gè)方向的控制曲線，可以很好地控制曲面的形狀，因此它也是最常用的創(chuàng)建曲面的方法之一。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“網(wǎng)格曲面”|“通過曲線網(wǎng)格”命令來創(chuàng)建。圖6.2.7 通過曲線網(wǎng)格創(chuàng)建曲面a）創(chuàng)建前曲線串1曲線串3曲線串2曲線串4b）創(chuàng)建后第8頁/共39頁曲面的特性分析 曲面創(chuàng)建完成后要對(duì)曲面的性能進(jìn)行必要的分析（如半徑、反射、斜率），以確定曲面是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。圖6.2.

5、9 顏色圖例圖6.2.8 分析結(jié)果圖6.2.10 分析結(jié)果圖6.2.36 顏色圖例圖6.2.35 分析結(jié)果第9頁/共39頁第10頁/共39頁創(chuàng)建偏置曲面 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“偏置/縮放”|“偏置曲面”命令來創(chuàng)建偏置曲面。圖6.3.1 偏置曲面的創(chuàng)建a）偏置前b）偏置后第11頁/共39頁偏置面 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“偏置/縮放”|“偏置面”命令來偏置現(xiàn)有曲面。圖6.3.2 偏移曲面a）偏移前選取曲面b）偏移后第12頁/共39頁第13頁/共39頁曲面的直接復(fù)制 用戶可以通過選擇下拉菜單“編輯”|“復(fù)制”命令可以將所選的曲面進(jìn)行復(fù)制，供下一步操作使用。在復(fù)制前，必須先選

6、中要復(fù)制的曲面。曲面的抽取復(fù)制曲面的抽取復(fù)制是指從一個(gè)實(shí)體或片體中復(fù)制曲面來創(chuàng)建片體。抽取獨(dú)立曲面時(shí)，只需單擊此面即可；抽取區(qū)域曲面時(shí)，是通過定義種子曲面和邊界曲面來創(chuàng)建片體，創(chuàng)建的片體是從種子面開始向四周延伸到邊界面的所有曲面構(gòu)成的片體（其中包括種子曲面，但不包括邊界曲面）。 第14頁/共39頁 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“關(guān)聯(lián)復(fù)制”|“抽取”命令進(jìn)行復(fù)制。a）抽取前b）抽取后圖6.4.1 抽取區(qū)域曲面第15頁/共39頁6.5 曲面的修剪 修整片體分割面第16頁/共39頁修整片體 修整片體就是通過一些曲線和曲面作為邊界，對(duì)指定的曲面進(jìn)行修剪，形成新的曲面邊界。所選的邊界可以在將要修剪

7、的曲面上，也可以在曲面之外通過投影方向來確定修剪的邊界。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“修剪”|“修剪的片體”命令進(jìn)行曲面修剪。圖6.5.1 修剪片體a）修剪前b）修剪后第17頁/共39頁分割曲面 分割面就是用多個(gè)分割對(duì)象，如曲線、邊緣、面、基準(zhǔn)平面或?qū)嶓w，把現(xiàn)有體的一個(gè)面或多個(gè)面進(jìn)行分割。在這個(gè)操作中，要分割的面和分割對(duì)象是關(guān)聯(lián)的，即如果任一對(duì)象被更改，那么結(jié)果也會(huì)隨之更新。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“修剪”|“分割面”命令進(jìn)行曲面分割。圖6.5.2 分割表面a）分割前b）分割后第18頁/共39頁6.6 曲面的延伸 曲面的延伸就是在已經(jīng)存在的曲面的基礎(chǔ)上，通過曲面的邊界或曲面

8、上的曲線進(jìn)行延伸，擴(kuò)大曲面。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“彎邊曲面”|“延伸”命令進(jìn)行曲面的延伸。圖6.6.1 曲面延伸的創(chuàng)建a）延伸前b）延伸后第19頁/共39頁6.7 曲面的縫合 曲面的縫合功能可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的曲面連接形成一個(gè)曲面。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“組合體”|“縫合”命令進(jìn)行曲面的縫合。圖6.7.1 曲面的縫合a）縫合前選取曲面1選取曲面2b）縫合后第20頁/共39頁6.8 曲面的實(shí)體化 開放曲面的加厚封閉曲面的實(shí)體化第21頁/共39頁開放曲面的加厚 曲面加厚功能可以將開放的曲面進(jìn)行偏置生成實(shí)體，并且生成的實(shí)體可以和已有的實(shí)體進(jìn)行布爾運(yùn)算。 用戶可以通過選

9、擇下拉菜單“插入”|“偏置/縮放”|“加厚”命令進(jìn)行曲面的實(shí)體化。圖6.8.1 曲面的加厚放大圖b）加厚后a）加厚前放大圖第22頁/共39頁封閉曲面的實(shí)體化 封閉曲面的實(shí)體化就是將一組封閉的曲面轉(zhuǎn)化為實(shí)體特征。 用戶可以通過選擇下拉菜單“插入”|“組合體”|“縫合”命令進(jìn)行曲面的實(shí)體化。圖6.8.2 封閉曲面的實(shí)體化實(shí)體b）實(shí)體化后面組a）實(shí)體化前圖6.8.3 實(shí)體化前截面視圖圖6.8.4 實(shí)體化后截面視圖第23頁/共39頁6.9 曲面設(shè)計(jì)綜合范例1門把手 本例是一個(gè)綜合性曲面建模的范例，通過練習(xí)本例，讀者可以掌握修剪片體、縫合、通過網(wǎng)格曲面、縫合等特征命令的應(yīng)用，同時(shí)可以把握曲面建模的大體思

10、路。所建零件的實(shí)體模型如圖所示。圖6.9.1 把手模型第24頁/共39頁6.10 曲面設(shè)計(jì)綜合范例2水瓶外形 本例是一個(gè)較復(fù)雜的的曲面建模的范例，其建模過程是先使用旋轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建瓶身主體，然后再創(chuàng)建通過曲線組曲面、鏡像、縫合、加厚等命令創(chuàng)建最終的模型外觀。零件模型如圖所示。 圖6.10.1 水瓶外形零件第25頁/共39頁6.11 曲面設(shè)計(jì)綜合范例3水嘴手柄 本范例再現(xiàn)了生活中常用的產(chǎn)品水嘴手柄。此例的設(shè)計(jì)思路是先通過繪制產(chǎn)品的外形控制曲線，再通過曲線得到模型的整體曲面特征。在創(chuàng)建曲面時(shí)要對(duì)可能產(chǎn)生收斂點(diǎn)的曲面有足夠的重視，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候由于收斂點(diǎn)的存在使后續(xù)設(shè)計(jì)無法進(jìn)行或變的非常復(fù)雜，對(duì)于收斂點(diǎn)的

11、去除方法本例將有介紹。零件模型如圖所示。圖6.11.1 零件模型第26頁/共39頁6.12 習(xí)題習(xí)題1開放曲面加厚下面將創(chuàng)建圖所示的模型為例講解開放曲面加厚的操作（所缺尺寸可自行確定），先創(chuàng)建曲面構(gòu)成實(shí)體的表面，然后對(duì)曲面加厚從而得到實(shí)體模型。Step1. 新建一個(gè)零件的三維模型，將零件模型命名為surface_thick.prt。Step2. 創(chuàng)建圖所示的拉伸特征（即拉伸曲面）。Step3. 創(chuàng)建圖所示基準(zhǔn)平面。Step4. 創(chuàng)建圖所示的有界平面（先繪制必要的草圖）。Step5. 鏡像Step4中所創(chuàng)建的有界平面（圖）。Step6. 縫合所有曲面。Step7. 對(duì)曲面進(jìn)行加厚。第27頁/共3

12、9頁圖6.12.1 開放曲面加厚模型圖6.12.2 拉伸曲面圖6.12.3 基準(zhǔn)平面圖6.12.5 鏡像特征圖6.12.4 有界平面a）有界平面b）有界平面草圖習(xí)題2臺(tái)燈罩本練習(xí)綜合地運(yùn)用了通過曲線網(wǎng)格曲面、通過曲線組曲面、曲面鏡像、曲面加厚等特征命令，較綜合地體現(xiàn)了曲面的構(gòu)建過程。Step1. 新建一個(gè)零件的三維模型，將零件的模型命名為reading_lamp_cover.prt。Step2. 創(chuàng)建圖所示的拉伸特征1（創(chuàng)建網(wǎng)格曲面時(shí)的約束面）。Step3. 創(chuàng)建圖所示的基準(zhǔn)平面1。第28頁/共39頁圖6.12.7 基準(zhǔn)平面1圖6.12.6 拉伸特征1a）拉伸特征1b）截面草圖Step4. 創(chuàng)

13、建圖所示的草圖1。Step5. 創(chuàng)建圖所示的基準(zhǔn)平面2。Step6. 創(chuàng)建圖所示的草圖2。圖6.12.9 基準(zhǔn)平面2圖6.12.8 草圖1圖6.12.10 草圖2Step7. 創(chuàng)建圖所示的通過網(wǎng)格曲線曲面1。Step8. 創(chuàng)建圖所示的通過曲線組曲面1。圖網(wǎng)格曲面特征1圖通過曲線組曲面1圖通過曲線組曲面2Step9. 創(chuàng)建圖所示的通過曲線組曲面2。第29頁/共39頁圖6.12.11 網(wǎng)格曲面特征1圖6.12.12 通過曲線組曲面1圖6.12.13 通過曲線組曲面2Step10. 創(chuàng)建圖所示的拉伸特征2（取出收斂點(diǎn)）。Step11. 創(chuàng)建圖所示的通過網(wǎng)格曲線曲面2。Step12. 創(chuàng)建圖所示的其余

14、3個(gè)通過網(wǎng)格曲線曲面。Step13. 縫合所有曲面。Step14. 創(chuàng)建加厚特征1，如圖所示。Step15. 創(chuàng)建圖所示的拉伸特征3。Step16. 利用拉伸特征3的內(nèi)表面修剪加厚特征，如圖所示。Step17. 創(chuàng)建求和特征，將加厚特征和拉伸特征3求和。 圖6.12.14 拉伸特征2圖6.12.15 網(wǎng)格曲面特征2圖6.12.16 其余網(wǎng)格曲面特征第30頁/共39頁圖6.12.17 加厚特征圖6.12.18 拉伸特征3圖6.12.19 修剪加厚特征習(xí)題3水瓶下面將創(chuàng)建圖所示的水瓶模型（所缺尺寸可自行確定），通過該習(xí)題，讀者可進(jìn)一步熟悉以掃掠曲面和旋轉(zhuǎn)曲面來構(gòu)建模型的一般過程。Step1. 新建

15、一個(gè)零件的三維模型，將零件的模型命名為water_bottle.prt。Step2. 創(chuàng)建圖所示的草圖曲線1、2。Step3. 創(chuàng)建圖所示的草圖曲線3。圖6.12.20 水瓶模型圖6.12.21 草圖曲線1、2草圖曲線2草圖曲線1圖6.12.22 草圖曲線3草圖曲線3第31頁/共39頁Step4. 創(chuàng)建圖所示的掃略特征曲面。Step5. 創(chuàng)建圖所示的回轉(zhuǎn)特征曲面，截面草圖如圖所示。Step6. 縫合所有曲面。Step7. 創(chuàng)建圖所示的圓角特征。圖6.12.23 掃略特征曲面圖6.12.24 回轉(zhuǎn)特征曲面圖6.12.26 圓角特征圖6.12.25 回轉(zhuǎn)截面草圖第32頁/共39頁習(xí)題4修整曲面打開文件surf_finishing.prt，通過對(duì)圖所示的各個(gè)曲面進(jìn)行曲面修剪和縫合，加厚曲面及倒角等，最終得到圖所示的模型。通過本習(xí)題的練習(xí)，體會(huì)和掌握使用曲面構(gòu)造實(shí)體的技巧。圖6.12.27 習(xí)題4d）縫合并倒圓角放大圖e）曲面加厚b）修剪曲面a）修剪前f）最終效果c）兩次修剪第33頁/共39頁習(xí)題5根據(jù)圖所示的零件視圖創(chuàng)建零件模型鼠標(biāo)蓋（mouse_surface.prt）。a）軸測(cè)方位1b）軸測(cè)方位2c）軸測(cè)方位3f）上視圖e）左視圖