第1章足球建模

1、17第1章 足球建模第1章 足 球 建 模本章建立的足球模型如圖1-1所示。通過足球模型的造型練習，綜合訓練CATIA V5曲面建模的基本方法與思路。圖 1-11.1 單元線框構(gòu)建足球由六邊形和五邊形組成，本節(jié)首先建立足球中的兩個基本單元的線框，相連的正五邊形和正六邊形，如圖1-2所示。圖 1-2（1）在創(chuàng)成式曲面設(shè)計模塊（GSD）中，選擇File|New命令，建立一個Part文件，如圖1-3所示。圖 1-3（2）在特征樹中，在“”節(jié)點上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇，彈出如圖1-4所示的對話框，在Part Number輸入欄中輸入Football，將部件的名稱修改為Football。圖 1

2、-4（3）用點功能，選擇坐標點類型（Coordinates），建立原點，如圖1-5所示。圖 1-5（4）用圓弧功能，在平面上建立一個半徑為50mm的圓，圓心就選擇在上面建立的點。Circle Definition對話框設(shè)置如圖1-6所示，建立圓弧如圖1-7所示。 圖 1-6 圖 1-7（5）用點功能，選擇On curve類型，在圓弧上建立一個點，如圖1-8所示。圖 1-8（6）用重復點功能，選擇圓弧，接著選擇上一步建立的點填入Second point輸入欄中，作為重復點的起始點，在Instance（s）輸入欄中設(shè)置為5，表示在圓弧上建立5個等距點，如圖1-9所示。結(jié)果如圖1-10所示。圖 1-

3、9圖 1-10（7）用直線功能，將上面得到的圓弧上的5個等距點中相鄰的兩點用Point-Point類型連接，如圖1-11所示。首尾相接，連成正五邊形，如圖1-12所示。 圖 1-11 圖 1-12（8）用直線功能，以上面建立的5個等距點中的一點作為直線起點，以作為直線方向，建立直線如圖1-13所示。圖 1-13（9）用旋轉(zhuǎn)功能，選擇與上一步建立的直線相鄰的正五邊形的一條邊作為旋轉(zhuǎn)對象，以上一步建立的直線作為旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)-120°，如圖1-14所示。圖 1-14（10）用旋轉(zhuǎn)曲面功能，以上一步作為旋轉(zhuǎn)對象的直線為旋轉(zhuǎn)曲面的軸（Revolution axis），以上一步得到的旋轉(zhuǎn)直線作為

4、旋轉(zhuǎn)曲面的輪廓線（Profile），選擇角度設(shè)置如圖1-15所示。圖 1-15（11）用直線功能，選擇Bisecting（角平分線）類型，選擇與上面建立的旋轉(zhuǎn)曲面的頂點相鄰的正五邊形的兩條相鄰邊線作為角平分線的兩條邊，如圖1-16所示。角平分線可能有兩個解以及有兩個方向，可以在對話框中單擊按扭，選擇不同的解，單擊按扭，可以改變直線的方向。結(jié)果選擇圖中鼠標所指的角平分線。圖 1-16（12）用平面功能，選擇Through two lines類型，選擇上一步建立的直線以及步驟 （8）中建立的直線，如圖1-17所示。圖 1-17（13）用對稱功能，選擇步驟（10）中建立的旋轉(zhuǎn)曲面作為對稱對象，選擇上

5、一步建立的平面作為對稱平面輸入Reference欄中，如圖1-18所示。圖 1-18（14）用相交功能，選擇上一步建立的對稱曲面以及原來的旋轉(zhuǎn)曲面，得到交線，如圖1-19所示。圖 1-19（15）用平面功能，選擇Normal to curve類型，選擇圖1-20中鼠標所指的直線填入Curve欄中，建立直線的中垂面。圖 1-20（16）用對稱功能，選擇步驟（14）中建立交線作為對稱對象，以上一步建立的平面作為對稱平面，如圖1-21所示。圖 1-21（17）用直線功能，選擇Point-Point類型，選擇上一步得到的對稱直線的端點以及被對稱的直線的端點，建立直線，如圖1-22所示。圖 1-22（1

6、8）用對稱功能，選擇圖1-23中鼠標所指的正五邊形的一條邊以及步驟（16）中得到的直線以及其被對稱的直線，共3條直線作為對稱對象，選擇上一步得到的直線作為對稱參考元素，最后得到正六邊形。圖 1-23（19）用直線功能，連接正六邊形的另一條對角線，如圖1-24所示。圖 1-24（20）用平面功能，選擇Through two lines類型，選擇正六邊形的兩條對角線作為平面上的兩條直線，如圖1-25所示。圖 1-25（21）用相交功能，分別選擇正六邊形的兩條對角線作為相交元素，得到兩條直線的交點，如圖1-26所示。圖 1-26（22）用直線功能，以對角線的交點作為直線起點，以平面作為直線方向，如圖

7、1-27所示。圖 1-27（23）用相交功能，分別選擇和作為相交對象，如圖1-28所示。圖 1-28（24）用相交功能，選擇上一步建立的交線以及步驟（22）中得到的直線，求取兩條直線的交點，如圖1-29所示。交點就是足球的球心。圖 1-291.2 單元曲面造型本節(jié)根據(jù)1.1節(jié)建立的單元線框，建立足球的兩個單元，如圖1-30所示。圖 1-30（1）用點功能，在正五邊形和六邊形的公共邊上建立邊線的中點，如圖1-31所示。圖 1-31（2）用直線功能，選擇Point-Point類型，選擇上一步建立的邊線中點以及球心，建立直線，如圖1-32所示。圖 1-32（3）用掃掠功能，選擇輪廓掃掠類型，以正五邊

8、形和正六邊形的公共邊作為掃掠的截面線（Profile），以上一步建立的直線作為掃掠導引線（Guide curve），如圖1-33所示。圖 1-33（4）用旋轉(zhuǎn)功能，以上面建立的掃掠曲面作為旋轉(zhuǎn)對象，以1.1節(jié)步驟（22）中建立的正六邊形的中心垂線作為旋轉(zhuǎn)軸線，旋轉(zhuǎn)60°，如圖1-34所示。需要旋轉(zhuǎn)對話框中的復選框，可以在完成旋轉(zhuǎn)曲面后，繼續(xù)按照同樣的參數(shù)生成六邊形的其他4個曲面。在Rotate Definition對話框中單擊OK按扭后，彈出如圖1-35所示的對話框，在對話框中Instance（s）設(shè)置為4，表示將按照前一步生成旋轉(zhuǎn)對象的參數(shù)生成另外4個曲面，結(jié)果如圖1-36所示。圖

9、 1-34 圖 1-35 圖 1-36（5）按照同樣的方法，將步驟（3）中得到的拉伸曲面，繞1.1節(jié)中步驟（23）建立的正五邊形的中心垂線，旋轉(zhuǎn)72°，用重復功能生成另外三個曲面，結(jié)果如圖1-37所示。圖 1-37（6）用相互分割功能，將前面得到的正六邊形上的旋轉(zhuǎn)曲面兩兩進行相互分割，如圖1-38所示。六邊形上的六個曲面相互分割后，結(jié)果如圖1-39所示。圖 1-38圖 1-39（7）按照上面的方法，對正五邊形旋轉(zhuǎn)后的4個曲面相互進行裁剪，結(jié)果如圖1-40 所示。圖 1-40（8）用分割功能，用步驟（6）中得到的六邊形曲面裁剪上一步得到的裁剪曲面，結(jié)果如圖1-41所示。圖 1-41（9

10、）用提取功能，將六邊形裁剪曲面中與五邊形的公共曲面提取出來，如圖1-42中鼠標所指的曲面。圖 1-42（10）用合并功能，將上一步得到的提取曲面和步驟（8）中得到的裁剪曲面合并起來，如圖1-43所示。圖 1-43（11）用球體功能，以1.1節(jié)步驟（24）中得到的交點為球心，建立半徑為120mm的球面，如圖1-44所示。圖 1-44（12）用曲面圓角功能，選擇上一步建立的球面和六邊形裁剪曲面，對話框設(shè)置如圖1-45所示。注意球面的選項需要選中，表示用圓角曲面對球面進行裁剪，而六邊形的曲面則不選中。圓角半徑為5mm。注意圓角曲面的方向，球面的方向箭頭向下，六邊形的方向箭頭向里，如圖1-46所示。生成的圓角曲