第八章 曲线与曲面.ppt

*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章曲线与曲面,8.1,曲线的生成方式,SolidWorks 2008,可以使用下列方法生成多种类型的三维曲线：,1,、投影曲线：从草图投影到模型面或曲面上，或从相交的基准面上绘制的线条。,2,、通过参考点的曲线：通过模型中定义的点或顶点的样条曲线。,3,、通过,XYZ,点的曲线：通过给出空间坐标的点的样条曲线。,4,、组合曲线：由曲线、草图几何体和模型边线组合而成的一条曲线。,5,、分割线：从草图投影到平面或曲面的曲线。,6,、螺旋线和涡状线：通过指定圆形草图、螺距、圈数、高度生成的曲线,。,8.2,三维草图的绘制,要绘制三维草图，可如下操作：,1,、在开始三维草图之前，单击前导视图工具栏中的等轴测图标 。在该视图下,X,、,Y,、,Z,方向均可见，所以更方便生成三维草图。,2,、单击,草图,操控面板上的三维草图按钮 ，系统默认地打开一张三维草图。,3,、在,草图,操控面板上选择三维草图绘制工具。这些工具同二维草图中的大多数一致，只是用于在三维草图的绘制。其中，面部曲线工具是三维草图所独有的，该工具用来从面或曲面中抽取三维,iso,参数曲线。,4,、在绘制三维草图时，系统会以模型中默认的坐标系进行绘制。如果要改变三维草图的坐标系，单击所需的草图绘制工具，按住,Ctrl,键，然后单击一个基准面或一个用户自定义的坐标系。,5,、在使用三维草图绘制工具在基准面上绘图时，系统会提供一个图形化的助手（即空间控标）帮助保持方向。,6,、在空间绘制直线或样条曲线时，空间控标就会显示出来，如图,8-1,所示。使用空间控标也可以沿轴的方向进行绘制。如果要更改空间控标的坐标系，按,Tab,键。,7,、再次单击,草图,操控面板上的三维草图按钮 ，即可关闭三维草图。三维草图在特征管理器设计树中以 图标来表示。,8.3,曲线的生成,8.3.1,投影曲线,SolidWorks,有两种方式可以生成投影曲线，一种是利用两个相交基准面上的曲线草图投影而成曲线；另一种是将草图曲线投影到模型面上得到曲线。,8.3.2,三维样条曲线的生成,利用三维样条曲线可以生成任何形状的曲线。,SolidWorks,中三维样条曲线的生成方式十分丰富：用户既可以自定义样条曲线通过的点，也可以指定模型中的点作为样条曲线通过的点，还可以利用点坐标文件生成样条曲线。,穿越自定义点的样条曲线经常应用在逆向工程的曲线产生。通常逆向工程是先有一个实体模型，由三维向量床,CMM,或以激光扫描仪取得点资料。每个点包含三个数值，分别代表它的空间坐标（,X,，,Y,，,Z,）。,要自定义样条曲线通过的点，可如下操作：,1,、单击曲线工具栏上的通过,XYZ,点的曲线按钮，或选择插入,|,曲线,|,通过,XYZ,点的曲线命令。,2,、在弹出的曲线文件对话框，如图所示。中输入自由点的空间坐标，同时在图形区域中可以预览生成的样条曲线。,3,、当在最后一行的单元格中双击时，系统会自动增加一行。如果要在一行的上面再插入一个新的行，只要单击该行，然后单击插入按钮即可。,4,、如果要保存曲线文件，单击保存或另存为按钮，然后指定文件的名称（扩展名为,.sldcrv,）即可。,5,、单击确定按钮，即可生成三维样条曲线。,要导入坐标文件以生成样条曲线，可如下操作：,1,、单击曲线工具栏上的通过,XYZ,点的曲线按钮，或选择插入,|,曲线,|,通过,XYZ,点的曲线命令。,2,、在弹出的曲线文件对话框中单击浏览按钮来查找坐标文件，然后单击打开按钮。,3,、坐标文件显示在曲线文件对话框中，同时在图形区域中可以预览曲线效果。,4,、可以根据需要编辑坐标直到满意为止。,5,、单击确定按钮，生成曲线。,8.3.3,组合曲线,SolidWorks,可以将多段相互连接的曲线或模型边线组合成为一条曲线。,1,、单击曲线工具栏上的组合曲线按钮 ，或选择插入,|,曲线,|,组合曲线命令。,2,、在图形区域中选择要组合的曲线、直线或模型边线（这些线段必须连续），则所选项目在组合曲线属性管理器中的要连接的实体栏中的显示框中显示出来，如图所示。,3,、单击 按钮，生成组合曲线。,8.3.4,螺旋线和涡状线,要生成一条螺旋线，可如下操作：,1,、单击草图绘制 按钮，打开一个草图并绘制一个圆。此圆的直径控制螺旋线的直径。,2,、单击曲线工具栏上的螺旋线 按钮，或选择插入,|,曲线,|,螺旋线,/,涡状线命令。,3,、在出现的螺旋线,/,涡状线属性管理器（图,8-11,）中的定义方式下拉列表框中选择一种螺旋线的定义方式。,（,1,）螺距和圈数：指定螺距和圈数；,（,2,）高度和圈数：指定螺旋线的总高度和圈数；,（,3,）高度和螺距：指定螺旋线的总高度和螺距；,4,、根据步骤（,3,）中指定的螺旋线定义方式指定螺旋线的,参数。,5,、如果要制作锥形螺旋线，则选择锥形螺旋线复选框,并指定锥形角度以及锥度方向（向外扩张或向内扩张）。,6,、在起始角度微调框中指定第一圈的螺旋线的起始角度。,7,、如果选择反向复选框，则螺旋线将由原,来的点向另一个方向延伸。,8,、单击顺时针或逆时针单选按钮，以,决定螺旋线的旋转方向。,9,、单击 按钮，生成螺旋线。,要生成一条涡状线，可如下操作：,1,、单击草图绘制 按钮，打开一个草图并绘制一个圆。此圆的直径作为起点处涡状线的直径。,2,、单击曲线工具栏上的螺旋线 按钮，或选择插入,|,曲线,|,螺旋线,/,涡状线命令。,3,、在出现的螺旋线,/,涡状线属性管理器中的定义方式下拉列表框中选择涡状线，如图,8-12,所示。,4,、在对应的螺距微调框和圈数微调框中指定螺距和圈数。,5,、如果选择反向复选框，则生成一个内张的涡状线。,6,、在起始角度微调框中指定涡状线的起始位置。,7,、单击顺时针或逆时针单选按钮，以决定涡状线的旋转方向。,8,、单击 按钮，生成涡状线。,8.4,曲面的生成方式,SolidWorks 2008,可以使用下列方法生成多种类型的曲面：,1,、由草图拉伸、旋转、扫描或放样生成曲面。,2,、从现有的面或曲面等距生成曲面。,3,、从其他应用程序（如,Pro/ENGINEER,、,MDT,、,Unigraphics,、,SolidEdge,、,Autodesk Inventor,等）导入曲面文件。,4,、由多个曲面组合而成曲面。,曲面实体用来描述相连的零厚度的几何体，如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多个曲面实体。,SolidWorks 2008,提供了专门的曲面工具栏，如图所示，来控制曲面的生成和修改。要打开或关闭曲面工具栏，只要选择视图,|,工具栏,|,曲面命令即可。,8.4.1,拉伸曲面,要拉伸曲面，可如下操作：,1,、单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制曲面轮廓。,2,、单击曲面工具栏上的拉伸曲面按钮，或选择插入,|,曲面,|,拉伸曲面命令。,3,、此时出现面拉伸属性管理器。,4,、在方向,1,栏中的终止条件下拉列表框中选择拉伸的终止条件：,（,1,）给定深度：从草图的基准面拉伸特征到指定的距离平移处以生成特征,（,2,）成形到一顶点：从草图基准面拉伸特征到模型的一个顶点所在的平面以生成特征，这个平面平行于草图基准面且穿越指定的顶点。,（,3,）成形到一面：从草图的基准面拉伸特征到所选的曲面以生成特征。,（,4,）到离指定面指定的距离：从草图的基准面拉伸特征到距某面或曲面特定距离处以生成特征。,（,5,）两侧对称：从草图基准面向两个方向对称拉伸特征。,5,、在右面的图形区域中检查预览。单击反向按钮，可向另一个方向拉伸。,6,、在微调框中设置拉伸的深度。,7,、如有必要，选择方向,2,复选框，将拉伸应用到第二个方向。,8,、单击按钮，完成拉伸曲面的生成。,8.4.2,旋转曲面,要旋转曲面，可如下操作：,1,、单击草图绘制 按钮，打开一个草图并绘制曲面轮廓以及它将绕着旋转的中心线。,2,、单击曲面工具栏上的旋转曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,旋转曲面命令。,3,、此时出现曲面旋转属性管理器，同时在右面的图形区域中显示生成的旋转曲面，如图,8-15,所示。,4,、在旋转类型下拉列表框中选择。,（,1,）单一方向：草图会向一个方向旋转指定的角度，如果想要向相反的方向旋转，请单击反向 按钮。,（,2,）中面：草图会以所在平面为中面分别向两个方向旋转相同的角度。,（,3,）两个方向：草图会以所在平面为中面分别向两个方向,5,、旋转指定的角度，这两个角度可以分别指定。,5,、在 微调框中指定旋转角度。,6,、单击 按钮，生成旋转曲面。,8.4.3,扫描曲面,要扫描生成曲面，可如下操作：,1,、根据需要建立基准面，并绘制扫描轮廓和扫描路径。如果需要沿引导线扫描曲面，还要绘制引导线。,2,、如果要沿引导线扫描曲面，需要在引导线与轮廓之间建立重合或穿透几何关系。,3,、单击曲面工具栏上的扫描曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,扫描命令。,4,、在曲面扫描属性管理器中，单击 图标（最上面的）右侧的显示框，然后在图形区域中选择轮廓草图，则所选草图出现在该框中。,5,、单击 图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择路径草图，则所选路径草图出现在该框中,6,、在方向,/,扭转类型下拉列表框中，选择以下选项：,（,1,）随路径变化：草图轮廓随着路径的变化变换方向，其法线与路径相切。,（,2,）保持法向不变：草图轮廓保持法线方向不变。,（,3,）随路径和第一条引导线变化：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随第一条引导线变化。,（,4,）随第一条和第二条引导线变化：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随第一条和第二条引导线同时变化。,7,、如果需要沿引导线扫描曲面，则激活引导线栏。然后在图形区域中选择引导线。,8,、单击 按钮，生成扫描曲面。,8.4.4,放样曲面,要放样曲面，可如下操作：,1,、在一个基准面上绘制放样的轮廓。,2,、建立另一个基准面，并在上面绘制另一个放样轮廓。这两个基准面不一定平行。,3,、如有必要还可以生成引导线来控制放样曲面的形状。,4,、单击曲面工具栏上的放样曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,放样曲面命令。,5,、在曲面放样属性管理器中，单击 图标右侧的显示框，然后在图形区域中按顺序选择轮廓草图，则所选草图出现在该框中。在右面的图形区域中显示生成的放样曲面。,6,、单击上移 按钮或下移 按钮来改变轮廓的顺序。此项操作只针对两个轮廓以上的放样特征。,7,、如果要在放样的开始和结束处控制相切，则设置起始处,/,结束处相切选项。,（,1,）无：不应用相切。,（,2,）垂直于轮廓：放样在起始和终止处与轮廓的草图基准面垂直。,（,3,）方向向量：放样与所选的边线或轴相切，或与所选基准面的法线相切。,8,、如果要使用引导线控制放样曲面，在引导线一栏中单击 图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择引导线。,9,、单击 按钮，完成放样。,8.4.5,等距曲面,要生成等距曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的等距曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,等距曲面命令。,2,、在等距曲面属性管理器中，单击 图标右侧的显示框，然后在右面的图形区域选择要等距的模型面或生成的曲面。,3,、在等距参数栏中的微调框中指定等距面之间的距离。此时在右面的图形区域中显示等距曲面的效果。,4,、如果等距面的方向有误，单击反向 按钮，反转等距方向。,5,、单击 按钮，完成等距曲面的生成。,8.4.6,延展曲面,要延展曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的延展曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,延展曲面命令。,2,、在延展曲面属性管理器中，单击 图标右侧的显示框，然后在右面的图形区域中选择要延展的边线。,3,、单击延展参数栏中的第一个显示框，然后在图形区域中选择模型面作为与延展曲面方向，如图,8-20,所示。延展方向将平行于模型面。,4,、注意图形区域中的箭头方向（指示延展方向），如有错误，单击反向按钮。,5,、在图标右侧的微调框中指定曲面的宽度。,6,、如果希望曲面继续沿零件的切面延伸，请选择沿切面延伸复选框。,7,、单击 按钮，完成曲面的延展。,8.5,曲面编辑,8.5.1,缝合曲面,缝合曲面最为实用的场合就是在,CAM,系统中，建立三维曲面铣削刀具路径。由于缝合曲面可以将两个或多个曲面组合成一个，刀具路径容易最佳化，减少多余的提刀动作。要缝合的曲面的边线必须相邻并且不重叠。,要将多个曲面缝合为一个曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的缝合曲面按钮 ，或选择插入,|,曲面,|,缝合曲面命令。,2,、在缝合曲面属性管理器中单击选择栏中 图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择要缝合的面。所选项目列举在该显示框中，如图所示。,3,、单击 按钮，完成曲面的缝合工作。缝合后的曲面外观没有任何变化，但是多个曲面已经作为一个实体来选择和操作了。,8.5.2,延伸曲面,延伸曲面可以在现有曲面的边缘，沿着切线方向，以直线或随曲面的弧度产生附加的曲面。,要延伸曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的延伸曲面 按钮，或选择插入,|,曲面,|,延伸曲面命令。,2,、在延伸曲面属性管理器中单击拉伸的边线,/,面栏中的第一个显示框，然后在右面的图形区域中选择曲面边线或曲面。此时被选项目出现在该显示框中，如图所示。,3,、在终止条件一栏中的单选按钮组中选择一种延伸结束条件。,（,1,）距离：在 微调框中指定延伸曲面的距离。,（,2,）成形到某一面：延伸曲面到图形区域中选择的面。,（,3,）成形到某一点：延伸曲面到图形区域中选择的某一点。,4,、在延伸类型一栏的单选按钮组中，选择延伸类型。,（,1,）同一曲面：沿曲面的几何体延伸曲面。,（,2,）线性：沿边线相切于原来曲面来延伸曲面。,5,、单击 按钮，完成曲面的延伸。如果在步骤（,2,）中选择,的是曲面的边线，则系统会延伸这些边线形成的曲面；如,果选择的是曲面，则曲面上所有的边线相等地延伸整个曲面。,8.5.3,剪裁曲面,剪裁曲面主要有两种方式，第一种是将两个曲面互相剪裁，第二种是以线性图元修剪曲面。,要剪裁曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的剪裁曲面按钮，或选择插入,|,曲面,|,剪裁命令。,2,、在剪裁曲面属性管理器中的剪裁类型单选按钮组中选择剪裁类型：,（,1,）剪裁工具：使用曲面作为剪裁工具，在曲面相交处剪裁其他曲面。,（,2,）互相剪裁：将两个曲面作为互相剪裁的工具。,3,、如果在步骤（,2,）中选择了裁剪工具，则在选择栏中单击剪裁工具项目中图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择一个曲面作为剪裁工具；单击保留部分项目中图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择曲面作为保留部分。所选项目会在对应的显示框中显示。,4,、如果在步骤（,2,）中选择了互相剪裁，则在选择栏中单击剪裁曲面项目中图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择作为剪裁曲面的至少两个相交曲面；单击保留部分项目中图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择需要的区域作为保留部分（可以是多个部分），所选项目会在对应的显示框中显示。,5,、单击按钮，完成曲面的剪裁。,8.5.4,移动,/,复制,/,旋转曲面,要移动,/,复制曲面，可如下操作：,1,、选择插入,|,曲面,|,移动,/,复制命令。,2,、在移动,/,复制曲面属性管理器中单击要移动,/,复制的曲面栏中图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器设计树中选择要移动,/,复制的曲面。,3,、如果要复制曲面，则选择复制复选框，然后在 微调框中指定复制的数目。,4,、单击平移栏中 图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择一条边线来定义平移方向。或者在图形区域中选择两个顶点来定义曲面移动或复制体之间的方向和距离。,5,、也可以在、微调框中指定移动的,距离或复制体之间的距离。此时在右,面的图形区域中可以预览曲面移动或,复制的效果，如图所示。,6,、单击 按钮，完成曲面的移动,/,复制。,此外还可以旋转,/,复制曲面，可如下操作：,1,、选择插入,|,曲面,|,移动,/,复制命令。,2,、在移动,/,复制实体属性管理器中单击要移动,/,复制的曲面栏中图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器设计树中选择要旋转,/,复制的曲面。,3,、如果要复制曲面，则选择复制复选框，然后在 微调框中指定复制的数目。,4,、激活旋转选项，单击 图标右侧的显示框，在图形区域中选择一条边线定义旋转方向。,5,、或者在 、微调框中指定原点在,X,轴、,Y,轴、,Z,轴方向移动的距离，然后在 、微调框中指定曲面绕,X,、,Y,、,Z,轴旋转的角度。此时在右面的图形区域中可以预览曲面复制,/,旋转的效果，如图所示。,6,、单击 按钮，完成曲面的旋转,/,复制。,8.5.5,删除曲面,要从曲面实体中删除一个曲面，可如下操作：,1,、单击曲面工具栏上的删除面按钮 ，或选择插入,|,面,|,删除面命令。,2,、在删除面属性管理器中单击选择栏中 图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器中选择要删除的面。此时，要删除的曲面在该显示框中显示。,3,、如果单击删除单选按钮，将删除所选曲面；如果删除删除和修补单选按钮，则在删除曲面的同时，对删除曲面后的曲面进行自动修补；如果删除删除和填充单选按钮，则在删除曲面的同时，对删除曲面后的曲面进行自动填充。,4,、单击 按钮，完成曲面的删除。,8.5.6,曲面切除,SolidWorks,还可以利用曲面来生成对实体的切除。,1,、选择插入,|,切除,|,使用曲面命令。此时出现曲面切除属性管理器。,2,、在图形区域或特征管理器设计树中选择切除要使用的曲面，所选曲面出现在曲面切除参数栏的显示框中。,3,、图形区域中箭头指示实体切除的方向。如有必要，单击反向 按钮改变切除方向。,4,、单击 按钮，则实体被切除。,5,、使用剪裁曲面工具 ，对曲面进行剪裁，得到实体切除效果。除了这几种常用的曲面编辑方法，还有圆角曲面、加厚曲面、填充曲面等多种编辑方法。它们的操作大多同特征的编辑类似。,8.6,训练实例,8.6.1,螺栓,利用螺旋线和扫描切除特征，最终生成模型如图所示。,8.6.2,扇叶,运用三维曲线工具放样特征、圆周阵列进行零件建模，最终生成的模型如图所示。,