SOLIDWORKS 2022 基礎(chǔ)與實例教程 課件 第6章 曲線和曲面設(shè)計

第6章曲線和曲面設(shè)計6.1生成曲線曲線造型是曲面造型的基礎(chǔ)，本節(jié)主要介紹常用的幾種生成曲線的方法，包括投影曲線、組合曲線、螺旋和渦狀線、分割線以及樣條曲線等。6.1.1投影曲線SOLIDWORKS2022有兩種方式可以生成投影曲線：（1）利用兩個相交基準面上的曲線草圖抽影而成曲線（草圖到草圖）。（2）是將圖曲線設(shè)影到模型面上得到曲線（草圖到面）。選擇【插入】|【曲線】|【投影曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【投影曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【投影曲線】屬性管理器。6.1.1投影曲線1.草圖到面下面首先來介紹利用兩個相交基準面上的曲線投影得到曲線。（1）在基準面或模型面上，生成一個包含一條閉環(huán)或開環(huán)曲線的草圖。（2）選擇【插入】|【曲線】|【投影曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【投影曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出【投影曲線】屬性管理器。（3）【投影類型】選擇【面上草圖】，單擊【選擇】選項組中圖標右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇草圖。（4）單擊【選擇】選項組中圖標右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇投影的表面。（5）在【投影曲線】屬性管理器中會顯示要投影曲線和投影面名稱，同時在圖形區(qū)域中顯示所得到的投影曲線，如下圖所示。（6）如果投影的方向錯誤，選擇【反向投影】復選框改變投影方向。（7）單擊【確定】按鈕，生成投影曲線。6.1.1投影曲線2.草圖到草圖此外，SOLIDWORKS2022還可以將草圖曲線投影到模型面上得到曲線。（1）在兩個相交的基準面上各繪制一個草圖，這兩個草圖輪廓所隱含的拉伸曲面必須相交，才能生成投影曲線，完成后關(guān)閉每個草圖。（2）選擇的【插入】|【曲線】|【投影曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【投影曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出【投影曲線】屬性管理器。（3）【投影類型】選擇【草圖上草圖】，選取繪制的兩個草圖（4）在【投影曲線】屬性管理器中的顯示框中顯示要投影的兩個草圖名稱，同時在圖形區(qū)域中顯示所得到的投影曲線。（5）單擊【確定】按鈕，生成投影曲線。如下圖所示6.1.2分割線如果要生成分割線，其具體操作步驟如下：（1）首先利用草圖繪制工具繪制一條要投影為分割線的線。（2）選擇【插入】|【曲線】|【分割線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【分割線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【分割線】屬性管理器。6.1.2分割線（3）如果選擇【輪廓】會出現(xiàn)【選擇】選項組，單擊【拔模方向】，通過在【分割線】屬性管理器或圖形區(qū)域內(nèi)選擇一個通過模型輪廓（外邊線）投影的基準面。（4）在【分割實體/面/基準面】下，選擇一個或多個要分割的面。面不能是平面，得到效果如下圖所示。6.1.2分割線（5）選擇【反向】復選框可以以相反方向反轉(zhuǎn)拔模方向。設(shè)定【角度】可以從制造角度考慮生成拔模角度（通常用于熱壓成形包裝）。（6）如果選擇【投影】，會出現(xiàn)【選擇】選項組，單擊【要投影的草圖】框，然后在圖形區(qū)域內(nèi)選擇繪制的草圖。（7）單擊【要分割的面/實體】右側(cè)的顯示框，選擇一個或多個要分割的面，單面不能是平面。（8）選擇【單向】復選框只以一個方向投影分割線。如果需要，可選擇【反向】復選框以反向投影分割線，此時即可生成如下圖所示的分割線。6.1.2分割線（9）如果選擇【交叉點】，會出現(xiàn)如圖6-4所示的【選擇】選項組和【曲面分割選項】選項組，在【分割實體/面/基準面】中選擇分割工具。（10）在【要分割的面/實體】中單擊選擇要分割的目標面或?qū)嶓w。（11）單擊【確定】按鈕，即可生成如下圖所示的分割線。6.1.3組合曲線要生成組合曲線可以采用下面的步驟進行：（1）選擇【插入】|【曲線】|【組合曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【組合曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【組合曲線】屬性管理器。（2）在圖形區(qū)域中選擇要組合的曲線、直線或模型邊線（這些線段必須連續(xù)），則所選項目在【組合曲線】屬性管理器中的【要連接的實體】欄中顯示出來。（3）單擊【確定】按鈕，即可生成組合曲線。6.1.4通過XYZ點的曲線SOLIDWORKS2022中三維樣條曲線的生成方式十分豐富：（1）通過自定義樣條曲線通過的點（確定坐標X、Y、Z值）。（2）指定模型中的點作為樣條曲線通過的點。（3）利用點坐標文件生成樣條曲線。6.1.4通過XYZ點的曲線要想自定義樣條曲線通過的點，可采用下面的操作：（1）選擇的【插入】|【曲線】|【通過XYZ點的曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【通過XYZ點的曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【曲線文件】對話框。（2）輸入自由點空間坐標，同時在圖形區(qū)域中可以預覽生成的樣條曲線。（3）當在最后一行的單元格中雙擊時，系統(tǒng)會自動增加一行。如果要在一行的上面再插入一個新的行，只在單擊該行，然后單擊【插入】按鈕即可。（4）如果要保存曲線文件，單擊【保存】或【另存為】按鈕，然后指定文件的名稱（擴展名為.sldcrv）即可。（5）單擊【確定】按鈕，即可按輸入的坐標位置生成三維樣條曲線。6.1.4通過XYZ點的曲線坐標文件應(yīng)該為X、Y、Z三列清單，并用制表符（Tab）或空格分隔。要導入坐標文件以生成樣條曲線，可采用下面的操作：（1）選擇【插入】|【曲線】|【通過XYZ點的曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【通過XYZ點的曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出【曲線文件】對話框。（2）在彈出的【曲線文件】對話框中，單擊【瀏覽】按鈕來查找坐標文件，然后單擊【打開】按鈕。（3）坐標文件顯示在【曲線文件】對話框中，同進右邊圖形區(qū)域中可以預覽曲線的效果。（4）如果對剛剛編輯的曲線不太滿意，可以根據(jù)需要編輯坐標，直到滿意為止。（5）單擊【確定】按鈕，既可生成樣條曲線。6.1.5通過參考點的曲線SOLIDWORKS2022還可以指定模型中的點，作為樣條曲線通過的點來生成曲線。采用該種方法時，其操作步驟如下所述：（1）選擇【插入】|【曲線】|【通過參考點的曲線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【通過參考點的曲線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【通過參考點的曲線】屬性管理器。（2）在【通過參考點的曲線】屬性管理器中單擊【通過點】選項組下的顯示框，然后在圖形區(qū)域按照要生成曲線的次序來選擇通過的模型點，此時模型點在該顯示框中顯示。（3）如果想要將曲線封閉，選擇【閉環(huán)曲線】復選框。（4）單擊【確定】按鈕，即可生成模型點的曲線。6.1.6螺旋線和渦狀線要生成一條螺旋線，可以采用下面的操作：（1）單擊【草圖】工具欄中的二維草圖繪制【草圖繪制】按鈕，打開一個草圖并繪制一個圓，此圓的直徑控制螺旋線的直徑。（2）選擇【插入】|【曲線】|【螺旋線／渦狀線】菜單命令或者單擊【曲線】工具欄中的【螺旋線／渦狀線】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【螺旋線／渦狀線】屬性管理器。6.1.6螺旋線和渦狀線（3）在【螺旋線／渦狀線】屬性管理器中的【定義方式】選項組中的下拉列表框中選擇一種螺旋線的定義方式。（4）根據(jù)步驟（3）中指定的螺旋線定義方式指定螺旋線的參數(shù)。（5）如果要制作錐形螺旋線，則選擇【錐形螺旋線】復選框并指定錐形角度以及錐度方向（向外擴張或向內(nèi)擴張）。（6）在【起始角度】文本框中指定第一圈的螺旋線的起始角度。（7）如果選擇【反向】復選框，則螺旋線將則原來的點向另一個方向延伸。（6）單擊【順時針】或【逆時針】單選按鈕，以決寂靜螺旋線的旋轉(zhuǎn)方向。（9）單擊【確定】按鈕，即可生成螺旋線。6.2創(chuàng)建曲面【曲面】選項卡如上圖所示，【曲面】工具欄如下圖所示。6.2.1拉伸曲面拉伸曲面操作步驟如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇【右視基準面】作為草圖繪制平面，繪制曲面輪廓草圖。（2）選擇【插入】|【曲面】|【拉伸曲面】菜單命令或者單擊【曲面】選項卡中的【拉伸曲面】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【曲面-拉伸】屬性管理器。（3）設(shè)置屬性管理器選項。設(shè)置拉伸曲面起始條件為【草圖基準面】，終止條件為【給定深度】，在【深度】輸入框中鍵入深度值為50。單擊【反向】按鈕可以改變拉伸曲面的方向。單擊【確定】按鈕，完成拉伸曲面，如右圖所示。6.2.2旋轉(zhuǎn)曲面旋轉(zhuǎn)曲面的造型方法和特征造型中的對應(yīng)方法相似，要旋轉(zhuǎn)曲面，下面以一個“瓶子”為例來說明【旋轉(zhuǎn)曲面】的操作步驟：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇【前視基準面】作為草圖繪制平面，使用【樣條曲線】命令繪制曲面輪廓草圖，包含一個輪廓和一條中心線，其中中心線作為旋轉(zhuǎn)軸線。（2）選擇【插入】|【曲面】|【旋轉(zhuǎn)曲面】菜單命令或者單擊【曲面】選項卡中的【旋轉(zhuǎn)曲面】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【曲面-旋轉(zhuǎn)】屬性管理器，并在圖形區(qū)中出現(xiàn)預覽。在【旋轉(zhuǎn)參數(shù)】的下拉列表中選擇【旋轉(zhuǎn)軸】和【旋轉(zhuǎn)類型】，在【角度】指定旋轉(zhuǎn)角度為360。（3）單擊【確定】按鈕，完成旋轉(zhuǎn)曲面，如右圖所示6.2.3掃描曲面掃描曲面是一草圖輪廓沿著一草圖路徑移動來生成曲面的曲面生成命令。掃描曲面的方法同掃描特征的方法十分相似，包括簡單掃描和引導線掃描。簡單掃描用來生成等輪廓的曲面，曲面由輪廓和路徑來控制。應(yīng)用引導線掃描可以得到不等輪廓的掃描曲面，所得曲面由輪廓、路徑及引導線三者控制。6.2.3掃描曲面【掃描曲面】的操作步驟如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇【上視基準面】作為草圖繪制平面，使用【橢圓】命令繪制“草圖1”作為掃描輪廓。選擇前視基準面作為另一草圖繪制平面，使用【直線】命令繪制“3D草圖1”作為掃描的路徑。（2）選擇【插入】|【曲面】|【掃描曲面】菜單命令或者單擊【曲面】選項卡中的【掃描曲面】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【曲面-掃描】屬性管理器。在【輪廓】選項中選擇“草圖1”，在【路徑】選項中選擇“3D草圖1”，繪圖區(qū)中出現(xiàn)掃描預覽，單擊【確定】按鈕，完成掃描曲面操作。6.2.4放樣曲面【放樣曲面】的操作步驟如下：（1）為每個曲面輪廓草圖建立基準面。創(chuàng)建兩個與前視基準面平行且間距為80的基準面1和基準面2。（2）在每個基準面上使用草圖繪制命令繪制曲面輪廓草圖，如果有必要還可以繪制引導線來控制放樣曲面的形狀?；鶞拭嬷g不一定要平行。（3）選擇【插入】|【曲面】|【放樣曲面】菜單命令或者單擊【曲面】選項卡中的【放樣曲面】按鈕，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【曲面-放樣】屬性管理器。在【輪廓】選項中依次選取空間輪廓草圖，和可以改變輪廓的順序。單擊【確定】按鈕，完成放樣曲面操作。6.2.5邊界曲面【邊界曲面】的操作步驟如下：（1）根據(jù)曲面的復雜程度，在兩個方向上建立多個基準面。如右圖所示在上視和右視方向上分別建立一個基準面。（2）使用【樣條曲線】命令繪制兩個方向上的曲面輪廓草圖。注意輪廓線必須相交，組成封閉環(huán)。6.2.5邊界曲面（3）選擇【插入】|【曲面】|【邊界曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【邊界-曲面】屬性管理器。在【方向1】選項中依次選取空間輪廓“草圖1”和“草圖2”；在【方向2】選項中依次選取空間輪廓“草圖3”和“草圖4”，和可以改變輪廓的順序。兩個方向上的【相切類型】都選擇【無】即不應(yīng)用相切。單擊【確定】按鈕，完成邊界曲面操作。6.2.6平面區(qū)域【平面區(qū)域】的操作步驟如下：（1）在【FeatureManager設(shè)計樹】中選擇【上視基準面】作為草圖繪制平面，使用【直線】、【圓】和【多邊形】等命令繪制一閉環(huán)草圖，如左圖所示。（2）選擇【插入】|【曲面】|【平面區(qū)域】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【平面】屬性管理器。單擊【邊界實體】下的顯示框，然后在圖形區(qū)中選擇草圖。單擊【確定】按鈕，完成平面的生成。6.3編輯曲面對曲面的控制包括延伸曲面、圓角曲面、縫合曲面、中面、填充曲面、剪裁曲面、移動/復制實體、移動面、刪除面、刪除孔、替換面等。這里通過介紹一些常用的功能如延伸曲面等，在掌握其基本操作過程后，讀者對于其它修改功能也能靈活運用。編輯曲面的命令包括【等距曲面】、【延展曲面】、【縫合曲面】、【延伸曲面】、【填充曲面】、【刪除面】、【替換面】、【剪裁曲面】和【解除剪裁曲面】等。6.3.1等距曲面【等距曲面】的操作步驟如下：（1）運用【旋轉(zhuǎn)曲面】命令生成如上圖所示的曲面。（2）選擇【插入】|【曲面】|【等距曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【等距曲面】屬性管理器。在圖形區(qū)中選擇要等距的曲面，此時【在要等距的曲面或面】選項中會出現(xiàn)所選擇的面。在【等距距離】文本框中輸入“6”，單擊【反轉(zhuǎn)等距方向】按鈕可以改變等距的方向。單擊【確定】按鈕完成等距曲面操作。6.3.2延展曲面（1）運用【旋轉(zhuǎn)曲面】命令生成如圖左所示的曲面。（2）選擇【插入】|【曲面】|【延展曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【延展曲面】屬性管理器。6.3.2延展曲面（3）設(shè)置【延展參數(shù)】。在【延展方向參考】選項中選擇【上視基準面】，這時圖形區(qū)中出現(xiàn)一垂直于所選參考面的箭頭?！疽诱沟倪吘€】選項中選擇曲面輪廓（圓環(huán)），這時圖形區(qū)中出現(xiàn)一箭頭，其方向即為曲面延展的方向，單擊【反轉(zhuǎn)延展方向】按鈕可以改變延展方向。6.3.3填充曲面【填充曲面】的操作步驟如下：（1）選擇【插入】|【曲面】|【填充曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【填充曲面】屬性管理器。（2）設(shè)置【填充曲面】屬性管理器中的各選項。（3）單擊【確定】按鈕，完成填充曲面操作，如圖右所示。6.3.4延伸曲面【延伸曲面】的操作步驟如下：（1）通過【拉伸曲面】命令生成如左圖所示的曲面。（2）選擇【插入】|【曲面】|【延伸曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【延伸曲面】屬性管理器。單擊【拉伸的邊線/面】選項下的顯示框，然后在圖形區(qū)曲面模型上選擇“邊線<1>”，【終止條件】選擇【距離】并輸入距離為“50”，【延伸類型】選擇【同一曲面】。單擊【確定】按鈕完成延伸曲面操作，如右圖所示。6.3.5剪裁曲面【剪裁曲面】的操作步驟如下：（1）通過【曲面】選項卡上的【拉伸曲面】和【旋轉(zhuǎn)曲面】命令建立如圖所示的兩個相交的曲面模型。（2）選擇【插入】|【曲面】|【剪裁曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖【剪裁曲面】屬性管理器。在屬性管理器中，選擇不同的選項可以生成不同的剪裁曲面結(jié)果。在【剪裁類型】中選擇【標準】，在【選擇】中點選【移除選擇】選項，其他選項保留為默系統(tǒng)認。單擊【確定】按鈕，完成剪裁曲面操作，如圖6-40所示。6.3.6解除剪裁曲面下面介紹【解除剪裁曲面】操作步驟。（1）選擇【插入】|【曲面】|【解除剪裁曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【解除剪裁曲面】屬性管理器。（2）單擊【選擇】選項下的顯示框，然后在圖形區(qū)中選擇“邊線<1>”，設(shè)置延伸百分比為18％，【選項】下的【邊線解除剪裁類型】中點選【延伸邊線】，并勾選【與原有合并】。單擊【確定】按鈕，完成解除剪裁曲面操作。6.3.7縫合曲面將多個面和曲面縫合成一個曲面的操作步驟如下：（1）通過【旋轉(zhuǎn)曲面】和【填充曲面】命令生成如左圖所示的由三個面組成的模型。（2）選擇【插入】|【曲面】|【縫合曲面】菜單命令，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【縫合曲面】屬性管理器。單擊【選擇】選項右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)中選擇要縫合到一起的面，勾選【最小調(diào)整】。（3）單擊【確定】按鈕，完成縫合曲面操作，如右圖所示。6.3.8圓角曲面介紹創(chuàng)建圓角曲面的具體操作方法。（1）打開一個將要刪除面的文件。（2）選擇【插入】|【曲面】|【圓角】菜單命令或者，系統(tǒng)彈出如右圖所示的【圓角】屬性管理器。（3）在【圓角類型】面板中選擇【面圓角】單選按鈕。（4）在繪圖區(qū)中依次選取要圓角化的曲面對象。（5）設(shè)置圓角的半徑參數(shù)。（6）單擊【確定】按鈕，完成圓角操作，效果如右圖所示。6.3.9移動／復制曲面1.移動／復制曲面如果要移動／復制曲面，可以采用下面的操作：（1）選擇【插入】|【曲面】|【移動／復制】菜單命令，系統(tǒng)彈出如左圖所示的【移動／復制實體】屬性管理器。（2）【在移動／復制實體】屬性管理器中單擊【平移／旋轉(zhuǎn)】按鈕，此時的【移動／復制實體】屬性管理器如右圖所示。6.3.9移動／復制曲面（3）在【要移動／復制的實體】選項組中圖標右側(cè)的顯示框，然后在圖