高级曲面建模培训 ppt课件

珠海 优 特 电 力科技股份有限公司 Pro/E 高 级 曲面建模培 训 2 大数据 时 代 BIG DATA 3 开源 4 5 3D打印 4D打印 目 录 6 目的 适用范 围 曲面建模方法步 骤 PRO/E建模技 术总结 1 2 3 4 目 的 7 “工欲善其事，必先利其器 ”。 本次培 训 的目的是在 产 品外 观 建模、复 杂 造型 结 构 设 计过 程中， 结 合 PTC公司高 级 曲面建模方法与本公司 产 品外 观 建模的 实际 例子， 对 Pro/E曲面建模思路及方 法 进 行 总结 与指引。 便于在 实际产 品开 发设计过 程中 解决 问题 ，提高工作效率及达到 产 品 设计 要求。 8 向 “ 三板斧 ” 建模 (拉伸、剪切、倒角 ）说不！ 目 的 美学 - 合理的建模方法及思路能够使产品外观模型美观。比如 形体有流线型、动感 ，造型有层次，整体简洁等等。 方法 - 合理的建模方法使建模不再是一件难事。合理的布局及 设计规划，造型能够胸有成竹，事半功备。 9 适用范 围 适用于公司产品 结构工程师、工业设计师 结构设计、产品外 观设计选用 。 10 曲面建模方法步 骤 （前言） 什么是造 型 艺术 ？ 用一定的物质材料 ,以一定的 表现技法 ,创造可视的平面或 立体形象的艺术。 11 曲面建模方法步 骤 （前言） 艺术 家是 怎么造型的 ？ 12 整体到局部方法（先塑造形体在刻画细节，如画画。举例） 注解：先画出产品整体的轮廓，再在轮廓里面进行细节刻画。 曲面建模方法步 骤 （前言） 13 曲面建模方法步 骤 （前言） 要做到造型 艺术 ，建模前需要做到 以下几点准 备 。 ？ 1、心中有数：头脑有个初步的形体三维模型。对形体 有个基本的认识或了解。 2、把握形体的灵魂：对形体的亮点或给人印象深刻的 地方找出来。整体的感觉是什么？ 14 曲面建模方法步 骤 导入参照（图片或 DXF文件）创建曲面模型步骤。 Pro/E曲面建模前期设计好的效果图或 (DXF)文件输入。准确 输入外部参照文件，外部参照文件是建模过程重要的参考依 据。 1 15 创建曲线、基准点和基准平面（创建模型骨架） 曲面建模方法步 骤 通过导入的外部参照文件，建立曲线、基准点、基准面特征 构建模型骨架。要创建稳健的曲面模型，必须使用曲线、基 准点和基准面创建参照。构建完美的模型骨架需要对模型造 型了解通透。在绘制模型骨架时最好的方式就是，先预备搭 建一个草稿模型，来验证，曲线布局方式和建立模型骨架方 式是否合理。最后合理构建好的曲线、基准点和基准面可为 以后构建好的模型进行微调或修整。 2 16 创 建曲 线 的思路介 绍 ： 创建曲线前，先需要观察分析整个造型，一般造型是通过若干主要曲面和连接各主要曲 面的过渡曲面组成，拆出这些主要曲面，再辨认出每个曲面的边界线，若曲面的内部有 较明显的造型变化，则找出曲面的剖面线，以用于铺设出所需的主要曲面；对于过渡曲 面，一般仅需要构建好其边界线（首尾是用的两主要曲面的边界），只有过渡形状较复 杂的才需要构件剖面线； 创建曲线的方法： 1、直接在基准面上绘制曲线。 2、曲面边界、实体边界生成曲线。 3、曲面与曲面相交生成曲线。 4、曲线投影曲面生成曲线。 5、空间曲线绘制。空间曲线一般是先在对应的 2个视图分别构建好平面曲线，再按视图 投影关系组合投影即可得到所需的空间曲线。 创建基准点的思路介绍： 1、直接在曲线端点或节点生成。 2、曲线与曲线相交生成。 3、曲线与基准面相交生成。 4、通过基准面绘制。 创建基准面的思路介绍： 1、通过菜单栏中插入 模型基准 偏移平面 建立基准面。 2、通过已有基准面参考进行基准面的建立。 3、通过已有曲线参考建立基准面。 4、通过已有基准点参考建立基准面。 5、通过已有曲面参考建立基准面。 17 使用曲线网络来创建边界混合曲面（边界 混合，建 立模型整体形体）。 利用建立好的曲线（创建好的模型骨架），边界混合所生成的曲面。 再通过曲面就能围起所需要的造型形体。边界混合曲面是用于捕捉设 计意图功能最强大与最灵活的曲面生成方式中的一种 。在创建曲面特 征时也会使用它们。另外边界混合曲面是使用由曲线或边所定义的边 界边所创建的，可以应用边的相切条件，使曲面形状与邻接几何对齐 。 构建曲面的顺序一般是先构建整体形体曲面，后构建局部曲面。或 先构建主要曲面，再构建过渡曲面。 曲面建模方法步 骤 3 18 曲面编辑、曲面组编辑。（模型形体体块塑造、修改 ） 建立模型形体不能一步到位，根据形体要求需要通过曲面与面组、或面 组与面组合并、剪切，得到想要的造型。曲面编辑、曲面组编辑，是 Pro/E 建模重要的造型处理方式。在处理曲面造型时，为捕捉设计意图通常需要 操做曲面组编辑 。 曲面编辑主要指曲面延伸、修剪、偏移、加厚、实体化等。 曲面组编辑方式，如：延伸曲面组、 修剪面组、 复制面组、 合并面 组、 偏移面组、 转换面组等。 曲面建模方法步 骤 4 19 在基础曲面模型中添加细节 定义曲面模型的整体形状后，即可在基础曲面上创建详细的特征以 完善产品形状。在创建模型细节是，通常要添加 “ 切口 ” 、 “ 通风孔 ” 、 “ 凸起 ” 、 “ 凹槽 ” 等特征。 “ 切口 ” 、 “ 通风孔 ” 、 “ 凸起 ” 、 “ 凹槽 ” 是父曲面子集。他们是基于美学角度考虑的特殊造型，或 是为内部零件创建间隙的常用形状。要在曲面中创建各种类型的 “ 凸 起 ” 、 “ 凹窝 ” 请使用该方法。 曲面建模方法步 骤 5 20 曲面、曲面组镜像 一般产品的造型都是有对称性的，所以在绘制曲面组的过程中，可以使 用镜像面组功能。 产品即能做到对称性、也能做到节约绘制制图的时间和步骤。 曲面建模方法步 骤 6 21 曲面组实体化，曲面组合实体切割、实体修补 曲面造型大致完成，需要曲面实体化。在实体化后，复杂曲面不能 抽壳需要借助曲面组剪切实体方式来获得。 还包括使用面组修改实体曲面或使用它们来切割实体、用面组替换 实体曲面、用面组修补实体曲面等。 曲面建模方法步 骤 7 22 使用截面及轨迹来构建曲面建模（变截面扫描、 混合曲面扫描） 截面对显示、代表及创建形状非常重要。可使用截面及混合 所循轨迹的信息来构建设计模型。 Pro/ENGINEER Wildfire 提供了 “ 扫描 ” 和 “ 混合 ” 等工具，以及 “ 扫描混合 ” 和 “ 可变截面扫描 ” 等高级工具，可允许使用截面和轨迹信息来 设计复杂且可控的形状。将尺寸和约束参数用作设计参照， 者些工具将特别有用。 曲面建模方法步 骤 8 23 评估曲面模型 创建具有高质量曲面的模型，要求经常性地使用不同的分析工具检 查曲线和曲面质量。 要创建从审美角度考察令人满意的曲面模型， 您就需要用不同的分析工具评估模型特征。 （注：高级曲面建模的思路有多种，以上为典型的曲面建模过程步 骤。在曲面建模的过程中，造型的形体不同可能其中有些步骤不一定 按上述步骤应用，可能会交叉、重复使用。 最终的目的是曲面建模能 达到预期造型效果。） 曲面建模方法步 骤 9 24 举 例： IKEYE-2 电脑 小 钥 匙 建模 过 程 为 例 25 导入图片 （外观效果图，如 ID设计的平面效果三视图）做外部参照 。下面以样例建模过程为例。 步骤 : 1、设置工作目录 (文件存储地点 ) 2、创建一个新的零件文件 (文件名用产品型号 )。创建新零件文件时 注意选择缺省模板 选择 mmnns-part-solid 。 3、在 (Front) “ 前面 ” 创建一个草绘框，定义草绘框的大小尺寸。 （注：定义草绘框的尺寸主要是用来约束导入图片的大小比例和位 置。） 4、创建一个 “ 造型 ” 特征。 单击 “ 插入 ” (Insert) “ 样式 ” (Style)。 5、单击 “ 造型 ” (Styling) “ 跟踪草绘 ” (Trace Sketch) 。 6、在 “ 跟踪草绘 ” (Trace Sketch) 对话框中，单击 “ 前面 ” (Front) 。 7、在 “ 打开 ” (Open) 对话框中，从工作目录选取需要的图片。单 击 “ 打开 ” (Open) 。 8、图片导入界面中，在 “ 跟踪草绘 ” (Trace Sketch) 对话框中 ，展开 “ 属性 ” (Properties) 对话框。利用属性栏菜单中缩放、 移动菜单对图片进行大小缩放、位置移动。请注意，插入图片大小 与 3步骤草绘框重合。 9、点击确定。点击右侧 “ ” 退出当前造型特征。导入外部参照图 片步骤完成。 (注：如需导入其他试图，用同样方法。 ) 第一步： （例 图 ） 26 导入（ DXF）文件 。 （注：提供外观参考图时，可提供 DXF格式矢量文件， DXF格式 Pro/E可认并能够打开， DXF文件导入更有利于造型建模。）以 下以 E匙通小钥匙建模过程为例。 步骤 : 1、 设置工作目录 (文件存储地点 ) 2、 在文件打开目录中找到所需要打开文件路径，类型菜单中 选择为打开所有文件，双击打开所需（ DXF）文件。 3、 出现输入模型对话框，选择 “ 模型 ” （ part）。按确认。 4、 创建基准面。菜单栏中插入 模型基准 偏移平面， 点击偏移平面，下方出现对话框输入值全部设定 0.00，打钩即 可。 5、 对创建的基准面进行重命名。依次修改为 FRONT、 RIGHT 、 TOP 。也可点击右键对创建的基准面进行重新编辑，调整基 准面的位置。（注：建立 FRONT、 TOP、 RIGHT基准面最好分别 建立在参外部照图形的中心位置。有利于建模时的尺寸控制及 镜像曲面或面组用。） 6、设置尺寸参数，在编辑菜单 设置，菜单管理器中选择 单位，在单位管理器中选择 mmNs(毫米牛顿秒 )。点击设置。结 束尺寸参数设置。 或者（ 文件中加入： PRO_UNIT_LENGTH UNIT_MM。 Set up-Units-Principal sys,选 单位就可以了） 7、 导入完成。 （例 图 ） 27 导入（ DXF）文件方法二 。 步骤 : 1、 设置工作目录 (文件存储地点 ) 2、 创建一个新的零件文件 (文件名用产品型号 )。创建 新零件文件时注意选择缺省模板 选择 mmnns-part- solid 。 3、 进入界面选择，选择 “ 插入 ” 菜单 “ 共享数据 ” 点击 “ 来自文件 ” 。 4、 双击所需打开文件，关闭信息对话框。点击对话框 确认。（ DXF）文件导入完成， （例 图 ） 28 创建空间曲线（骨架） 创建空间曲线（骨架），首先要分析造型的形状，其次是 找出关键的曲线线条，就能搭建完成形体的骨架。（注：并 非绘制的骨架曲线越多越好，而是越简练越好。在绘制空间 曲线的时候要考虑边界混合的可行性。）以下以 E匙通小钥匙 建模过程为例。 步骤： 1、 点击右上角 “ 草绘工具 ” 进入草绘栏，选择草绘平面 ，点击草绘进入草绘界面。 2、 根据导入的参照图形外轮廓进行绘制曲线 ,绘制完成 按右侧 “ ” 完成当前线条曲线 1特征，（如图 3）。 3、根据同样方法绘制曲线 2、曲线 3。（不同的是在绘制 曲线 2、曲线 3需根据造型侧视图建立不同的基准面），（如 图 4）。 （如图 5） （如图 4） 第二步： 29 使用曲线网络来创建混合曲面（ 边界混合，建立模型整体形体） 步骤： 1、启动 “ 边界混合工具 ” 。 2、点击第一方向链，选取第一条曲线链， 按 CTRL 键同时 依次单击第二条、第三条，（如图 6）。 3、点击第二方向链，按 CTRL键依次选择第四、第五条，（ 如图 7）。 （如图 7） （如图 6） 第三步： 30 4、点击右侧 “ ” 退出当前造型特征，边界混合完成 ，（如图 8）。 5、镜像曲面。用鼠标选取需要镜像的曲面 点击 “ 镜 像工具 ” 出现镜像栏 点击镜像参考基准面（ RIGHT） 点击右侧 “ ” 退出当前造型特征，镜像完成，（如图 9）。 （如图 8） （如图 9） 31 曲面编辑、曲面组编辑。（模型 形体体块调整、修改） 步骤： 1、 曲面合并。鼠标点击选中需要合并的曲面 按住 CTRL 键点击另外一个曲面 点击 “ 合并工具 ” 。 点击右侧 “ ” 退出当前合并特征，合并完成，（如图 10）。 2、绘制曲面。点击 “ 插入 ” “ 扫描 ” “ 曲面 ” 进入扫面曲面菜单 “ 选择草绘轨迹 ” 绘制草绘轨迹 、截面轨迹。 右侧 “ ” 完成 确认，（ 如图 11）。 （如图 10） （如图 11 ） 第四步： 32 3、曲面与面组合并。鼠标点击选中需要合并的曲面 按住 CTRL键点击另外一个面组 点击 “ 合并工具 ” 。 调节工具栏 “ 改变要保留的第一面组的侧 ” 、 “ 改变 要保留的第一面组的侧 ” 达到需要的面组。 点击右侧 “ ” 退出当前合并特征，合并完成。同样方法绘制另外 一侧，（如图 12）。 4、曲面偏移。鼠标点击面组 选择 “ 编辑 ” 菜单 点击 “ 偏距 ” 菜单 在偏移菜单中 “ 偏移距离 ” 中 输入偏移数值。 点击右侧 “ ” 退出当前合并特征， 偏移完成，（如图 13）。 （如图 12） （如图 13） 33 在基础曲面模型中添加细节 。 步骤； 1、参照输入模型绘制投影曲线。点击 “ 草绘工具 ” 进入草绘菜单栏，选择 “ 草绘基准面 ” （ FONT） 进入草绘界面进行绘制 点击右侧 “ ” 退出当前 草绘特征，（如图 14）。 （如图 14） 第五步： 34 2、投影曲线。点击曲线 选择 “ 编辑 ” 菜 单 点击 “ 投影 ” 菜单 在视图中选择需要 投影所在的曲面 点击右侧 “ ” 退出当前投 影特征，投影完成，（如图 15）。同样方法制作 投影线 2，（如图 16）。 （如图 15） （如图 16） 35 3、 曲面剪切。点击 “ 拉升工具 ” 进入拉伸 菜单栏 选择拉伸曲面、选择剪切、选择剪切方 向和距离数值 在视图中选择需要剪切的面组 定义基准面 进入绘制草图界面绘制草图 点击右侧 “ ” 退出当前拉伸特征，拉伸完成，（ 如图 17）。 （如图 17） 36 4、绘制基准曲线。点击 “ 绘制曲线 ” 菜单管理中选 择 “ 经过点 ” 完成 进入 “ 连接类型 ” 菜单 选择 连接的两个点，点 1、点 2，（如图 18） 点击确认完成。 同样方法绘制其他曲线 1、 2、 3、 4，（如图 19）。 （如图 18） （如图 19） 37 5、采用边界混合创建曲面（步骤参考上述边界混合）。 曲面 1、曲面 2、曲面 3、曲面 4，（如图 20）。 （如图 20） 38 6、曲面组剪切。点击 “ 拉升工具 ” 进入拉伸 菜单栏 选择拉伸曲面、选择剪切、选择剪切方向 和距离数值 在视图中选择需要剪切的曲面组 定义基准面 进入绘制草图界面绘制草图 点击 右侧 “ ” 退出当前拉伸特征，拉伸完成，（如图 21 ）。 7、同样方法创建投影曲线、边界混合。创建形体 面组，（如图 22）。 （如图 21） （如图 22） 39 曲面组镜像 。 步骤：用鼠标选取需要镜像的曲面组 点击 “ 镜像工具 ” 出现镜像栏 点击镜像参考基准面（ RIGHT） 点 击右侧 “ ” 退出当前造型特征，镜像完成，（如图 23）。 （如图 23） 第六步： 40 曲面组实体化，曲面组合实 体切割、实体修补。 步骤：用鼠标选取需要用来剪切的曲面组 点击 “ 编辑 ” “ 实体 ” 出来对话框选择剪切、 选择剪切方向 点击右侧 “ ” 退出当前造型特征， （如图 24）。实体剪切完成，（如图 25）。 （如图 24） （如图 25） 第七步： 41 注：依照上述面组的制作方式，直至模型创建完成 ，（如图 26）。 （如图 26） 第八步： 42 评估曲面模型 评估曲面模型主要有 “ 高斯曲率 ” 、 “ 反射 ” 、 “ 双向曲率 ” 。 高斯曲率。主菜单 “ 分析 ” “ 几何 ” “ 着色曲率 ” 选项，点击曲面，对 话框中将显示出曲率的数值。 高斯曲率为 0 是用绿色面表示的，表示曲面越光顺。 高斯曲率在 PROE中一个有效分析曲面连 接情况的一个分析功能。他通过颜色的分 布情况来表达曲面曲率的分布情况，颜色 的过度越自然越缓慢表明曲面过度越好， 反之颜色出现凸变或颜色过度不自然则曲 面过去不顺滑或有连接线。（如图说明， G2为颜色为逐渐变化，曲面质量高。 G0有 明显棱边，不光滑。 G1表面连接顺滑，但 是颜色有凸变，说明曲面质量不高），（ 如图 27）。 （如图 27） 第八步： 43 （如图 28） 如图，曲面着色颜色过度自然且颜色无明 显凸变，曲面质量合格，（如图 28） 举 例： 44 反射 主菜单 “ 分析 ” “ 几何 ” “ 反射（ N） ” 选项 斑马线来检测曲面是否光滑。用眼睛即可观察，表面斑马状条 纹是否光滑。斑马线来检测曲面是否光滑。用眼睛即可观察，表 面斑马状条纹是否光滑，（如图 29）。 双向曲率： 主菜单 “ 分析 ” “ 几何 ” “ 曲率（ C） ” 选项 曲率线来检测曲面是否光滑。用眼睛即可观察，根据放大曲率 波动情况观察是否光滑，（如图 30）。 （如图 29） （如图 30） 45 消失渐隐线建模方法 其他建模技巧 46 消失 渐隐 面建模方法 其他建模技巧 47 其他建模技巧 48 PRO/E建模技 术总结 1、 尽量使用外部导入参照文件来进行建模。外部参