CATIA经典清华教程.ppt

第7章 曲面设计 7.1 概述 7.2 生成线框元素的工具 7.3 生成曲面 7.4 曲面编辑和修改 7.5 曲线、曲面分析功能简介 7.6 曲线曲面设计工具和混合设计 7.7 曲面设计实例 习题 7.1 概述 CATIA机械设计配置MD2中包括线框和曲面模块 WFS (Wireframe and Surface)，混合设计配置HD2 (Hybrid Design)中除包括WFS模块外，还包括创成 式外形设计模块GSD（Generative Shape Design）。 两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和 分析工具。与WFS模块相比，GSD增加了曲面倒圆 角以及曲面拔模角、曲率分析工具，并且在某些功 能上有所加强。 择择菜单【Start】【Shape】【General Shape Design 】，进入外形设计模块；或者择择菜单【Start】【 Mechanical DesignShape】【Wireframe and Surface】， 进入线框和曲面模块；也可以从图7-1所示Workbench中选择 Wireframe and Surface或 General Shape Design图标， 进入线框和曲面或外形设计 模块。两模块产生的文件后 缀是“.CATPart”。 图7-1 7.2 生成线框元素的工具 图7-2所示为生成线框元素工具的【Wireframe】 及其下级工具栏。 图7-2【Wireframe】及其下级工具栏 7.2.1 生成点 该图标的功能是生成点。可以通过输入点的坐标、在曲线 、平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两 点之间据距比例系数等方式生成点。 单击该图标，弹出如图7-3所 示定义点的对话框。通过Point type 下拉列表可以选择生成点的方法。 图7-3生成点的对话框 1. 通过坐标确定点 选择图7-3所示对话框Point type域的Coordinates项，对话 框改变为图7-4的形式。分别在对话框的X、Y、Z域输入相对 于参考点（Reference Point）的X、Y、Z坐标值，单击OK按 钮，即可得到该点。 参考点可以是坐标原点 或已有对象的点，默认的参 考点是坐标原点。 图7-4 通过坐标确定点的对话 2. 在曲线上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On curve项，对话框改 变为图7-5的形式。 该对话框各项的含义如下： 图7-5在曲线上取点的对话框 （1）Curve： 单击该域，选择曲线。 （2）Distance on curve：若该按钮为开，根据距离确定点。 （3）Ratio of curve length 若该按钮为开，根据长度比例系数确定点。 （4）Length /Ratio：若根据距离方式取点，该项为长度，若据距长度比例 系数取点，该项为系数。 （5）Geodesic：若该按钮为开，距离为曲线距离（弧长）。 （6）Euclidean：若该按钮为开，距离为直线距离。 （7）Nearest extremity：单击该按钮，距离参考点最近的那个端点为生成的 点。 （8）Middle point：单击该按钮，曲线的中点为生成的点。 （9）Reference Point：单击该域，输入距离的参考点，默认的参考点是曲 线的端点。 （10）Reverse Direction：单击该按钮，另一个端点为参考点 （11）Repeat object after OK：若该按钮为开，可以在此命令结束后多次重 复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输入，参数作相应调整。 例如在Length域输入30，单击Apply按钮，结果见图7-5。 3在平面上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On plane项，对话框改 变为图7-6的形式。 分别在对话框的Plane、H、V、Reference Point域输入 平面、H、V坐标值 以及参考点，单击OK 按钮，即可得到该点， 也可以直接用鼠标在 平面上取点。参考点 可以是平面上的任意 点，默认的参考点是 坐标原点。 图7-6 在平面上取点的对话框 4 . 在曲面上取点 选择图7-3所示对话框Point type域的On surface项，对话框 改变为图7-7的形式。 图7-7在曲面上曲点的对话框 分别在对话框的Surface、Direction、Distance、 Reference Point域输入曲面、方向、距离值以及参考点，单 击OK按钮，即可得到该点，也可以直接用鼠标在曲面上取点 。参考点可以是曲面上的任意点，默认的参考点是曲面中心 。 5. 生成圆心点 选择图7-3所示对话框Point type域的Circle center项，对话 框改变为图7-8的形式。在对话框的Circle域输入圆或圆弧， 单击OK按钮，即可得到该园或圆弧的圆心点。 图7-8 生成点对话框-Circle center选项 6生成给定切线方向的曲线上的切点 选择图7-3所示对话框Point type域的Tangent on curve项， 对话框改变为图7-9的形式。在对话框的Circle、Direction域 输入曲线和方向，单击OK按钮，即可得到给定切线方向的该 曲线上的切点。 图7-9 生成给定方向的曲线切点的对话框 7据距比例系数生成两点（连线）之间的一个点 选择图7-3所示对话框Point type域的Between项，对话框改变为 图7-10的形式。在对话框的Point1、Point 2、Ratio域分别输 入两个点和一个系数值，单击OK按钮，即可得到两点之间据 距比例系数确定一个点。 图7-10生成两点之间一个点的对话框 8. 生成极点 按照给定的方向，根据最大或最小距离规则在曲线、曲面 或形体上搜寻出极大或极小元素（点、边或表面）。 单击该图标，弹出图7-11所示对话框。对话框各项的含 义如下： （1）Element域：输入曲线、曲面或形体，输入元素的种类不 同，需要输入方向的数量就可能不同。 （2）Direction：输入一个方向。 （3）Max：单击控制钮，在指定方向上生成最上的点或元素。 （4）Min：单击控制钮，选择了在前面输入方向上最下的点 或元素。 （5）Direction2和 Direction3：曲面或形体在一个方向的极 值可能是一条线，此时需要再输入一个或两个方向才能求出 极值点。 例如，Element域选择了一条曲线，Direction域选择了zx 平面，即y轴方向，单击Max控制按钮，则在曲线上产生沿着 y轴方向极大值点，如图7-11所示。 图7-11生成曲线在某方向的极大值点 又如图7-12所示，Element域选择了一个曲面，Direction域 选择了zx平面，即y轴方向（竖直向上），单击Max控制按钮 ，则搜寻到曲面的上表面为y方向的极大值面，此时再在 Direction 2域和Direction 3域选择了另外两个方向，单击Max 控制按钮，则搜寻到如图7-12所示的顶点为极值点。 图7-12生成曲面在给定方向的极值点 9. 生成极坐标下的极点 在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径，角 度极大或极小值点。单击该图标，弹出图7-13所示对话框。 对话框各项的含义如下： （1）Type域：选择搜寻 的种类，可以是以下四种类型之一： Min Radius：与参考原点距离最 近的点。 Max Radius：与参考原点距离最 远的点。 Min Angle：与参考方向角度最小 的点。 Max Angle：与参考方向角度最 大的点。 图7-13 生成曲线极值点的对话框 上述四种情况参考图7-14所示。 （2）Contour：输入平面轮廓曲线，注意曲线须闭合，不允许分叉。 （3）Support：输入平面轮廓曲线所在的基础平面。 （4）Origin：输入参考原点。 （5）Reference direction：输入参考方向。 （6）Analysis域：显示分析参数类型和结果。 图7-14生成曲线的极坐标极值点类型 7.2.2 生成直线 该功能是生成直线。可以通过输入直线的端点、起点和直 线方向、与给定曲线的切线成一定角度、曲线的切线、曲面 的法线以及角平分线等方式生成直线。 单击该图标，弹出如图7-15所示定义直线的对话框。通过 Line type下拉列表可以选择生成直线的方法。 图7-15 生成直线对话框 1通过两个点生成直线 选择图7-15所示对话框Line type域的Point-Point项，对话 框改变为图7-16的形式。分别在对话框的Point1、Point2、 Support、Start、End域输入两点、一个支撑平面或曲面、两 个外延距离值，单击OK按钮，即可得到一个线段。支撑面可 以不选，默认的支撑面是经过起始点的平面。 图7-16通过两个点生成直线 对话框中各项的含义如下： （1）Point1：输入直线的起点。 （2）Point2：输入直线的终点。 （3）Support：输入支撑面（曲面或平面），生成的线是起始点连线在支撑 面上的投影，如果支撑面是平面，投影为直线，如果支撑面是曲面，投影 线可能是曲线。 （4）Start：输入起点的外延长值(从Point1点开始)。 （5）End：输入终点的外延长值(从Point2点开始)。 （6）Mirrored extent： 单击此按钮，则Start输入域变成灰色，其值等于 End 域值。 2通过一个点、方向以及起始界限生成直线 选择图7-15所示对话框Line type域的Point-Direction项，对话框改变 为图7-17的形式。分别在对话框的Point、Direction、Support、Start、 End域输入起始点、一个方向、一个支撑平面或曲面、两个外延距离值， 单击OK按钮，即可得到一个线段。支撑面可以不选，默认的支撑面是经 过起始点的平面。 对话框中各项的含义如下： （1）Point：输入直线的起点。 （2）Direction：输入直线的方向，可以选择直线或平面。 （3）Reverse Direction：单击此按钮，线段改变为相反的方向。 其余各项的含义同前。 图7-17 通过一个点、方向以及起始界限生成直线 3生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线 选择图7-15所示对话框Line type域的Angle/Normal to curve 项，对话框改变为图7-18的形式。分别在对话框的Curve、 Support、Point、Angle、Start、End域输入一条参考曲线、 一个支撑平面或曲面、起始点、一个角度值、两个外延距离 值，单击OK按钮即可。如果参考曲线在支撑面上，起始点在 参考曲线上，则生成的直线是和参考曲线在起始点的切线成 给定角度的直线，并且处于支撑面在起始点处的切平面上。 对话框中各项的含义如下： （1）Curve：输入一条曲线。 （2）Angle：输入一个角度值。 （3）Geometry on support：单击此按钮，则生成的是空间直 线在支撑面上的投影。 （4）Normal to Curve：单击此按钮，则生成的线是曲线的 法线，即Angle值为90度。 （5）Repeat object after OK：单击此按钮，则应用上面的 输入参数（除角度Angle外）再生成多条直线，数目由弹出的 对话框输入，Angle值分别等于第一个输入角度值乘以倍数。 其余各项的含义同前。 图7-18生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线 4生成曲线上一点与曲线相切的直线、曲线外一点 与曲线相切的直线或作两曲线的公切线。 选择图7-15所示对话框Line type域的Tangent to curve项，对话框改变为图7-19的形式。对话框各项 的含义如下： （1）Element 2域：选择一个对象，对象可以是点或 曲线。 选择一个点 生成曲线上过该点的切线，见图7-19，或过曲线外的 一点与曲线相切的直线，见图7-20。 选择另一个参考曲线 生成两曲线的公切线，见图7-21。 （2）Type：切线的类型，有两种选择： Mono-Tangent：确定了直线方向为曲线的一个切线 方向，如图7-19所示。 BiTangent：经过此点作曲线的切线，必须指定 Support支撑面，见图7-20。 如图7-20所示。Element 2：输入起始点，若它在上面 选择的曲线上，则生成曲线在此点的切线。 （3）Next solution：在生成的两条切线中选择一条切 线。 其余各项的含义同前。 图7-19 生成曲线上一点与曲线相切的直线 图7-20生成曲线外一点与曲线相切的直线 图7-21 生成两曲线的公切线 5生成曲面某点的法线 选择图7-15所示对话框Line type域的Normal to surface项， 对话框改变为图7-22的形式。对话框各项的含义同前。 分别在对话框的Surface、Point、Start、End域输入一个曲面、 起始点、两个外延距离值，单击OK按钮，即可得到一个线段 。 图7-22生成曲面某点的法线 6生成两相交直线的角平分线 选择图7-15所示对话框Line type域的Bisecting项，对话框改变为图7-23 的形式。对话框中各项的含义如下： （1）Line 1：输入一条直线。 （2）Line 2：输入另一条直线。 其余各项的含义同前。 图7-23 生成两相交直线的角平分线 7.2.3 生成平面 该功能是生成平面。可以通过偏移平面、过点平行平面、 和平面成一定角度、经过三点、通过两条直线、通过点和直 线、通过平面曲线、曲线的法平面、曲面的切平面、线性方 程以及最小二乘等方式生成平面。 单击该图标，弹出如图 7-24所示定义平面的对话框。 通过Plane type下拉列表可以 选择生成点的方法。 图7-24 生成平面对话框 1 生成与给定平面一定距离的平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Offset from plane项 ，对话框改变为图7-25的形式。对话框各项的含义如下： （1）Reference：输入一个参考平面。 （2）Offset：与参考平面的偏移距离。 其余各项的含义同前。 在对话框的Reference、Offset域输入一个参考平面和偏移 距离值，单击OK按钮，即可得到一个平面。 图7-25生成与给定平面一定距离的平面 2生成过一个点与给定平面的平行平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Parallel through point项，对话框改变为图7-26的形式。分别在对话框的 Reference、Point域输入一个参考平面和一个点，单击OK按 钮，即可得到一个平面，经过输入点并且平行于输入参考平 面。 图7-26 生成过一个点与给定平面的平行平面 3生成过一条直线与给定平面成一定角度的平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Angle/Normal to plane项 ，对话框改变为图7-27的形式。对话框各项的含义如下： （1）Normal to plane：单击此按钮，平面和参考平面垂直。 （2）Rotation axis：输入一个旋转轴线（轴线必须在参考平面 上）。 （3）Angle：输入一个旋转角。 其余各项的含义同前。 分别相应域输入旋 转轴线、参考平面和 一个角度值，单击OK 按钮，即可得到一个平 平面。 图7-27 4通过不在同一直线的三点生成平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through three points 项，对话框改变为图7-28的形式。分别在对话框的Point1、 Point2、Point3域输入三个点，单击OK按钮，即可得到过这 三个点的平面。 图7-28 通过不在同一直线的三点生成平面 5过两条直线生成平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through two lines项 ，对话框改变为图7-29的形式。分别在对话框的Line 1、Line 2域输入两条直线，单击OK按钮，即可得到一个平面，经过 上述两条直线。 图7-29 过两条直线生成平面 6通过一个点和一条直线生成平面。 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through point and line项，对话框改变为图7-30的形式。分别在对话框的Point、 Line域输入一个点和一条直线，单击OK按钮，即可得到一个 平面，经过上述输入点和直线。 图7-30 通过一个点和一条直线生成平面 7通过一条平面曲线生成平面。 选择图7-24所示对话框Plane type域的Through plannar curve项，对话框改变为图7-31的形式。在对话框的Curve域 输入一条平面曲线，单击OK按钮，即可得到经过给定平面曲 线的一个平面。 图7-31 通过一条平面曲线生成平面 8生成一条曲线某点的法面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Normal to curve项， 对话框改变为图7-32的形式。分别在对话框的Curve、Point 域输入一条曲线和一个点，单击OK按钮，即可得到一个平面 ，经过上述输入点，并且垂直于曲线在此点的切线。 图7-32 生成一条曲线某点的法面 9生成曲面在某点的切面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Tangent to surface项 ，对话框改变为图7-33的形式。分别在对话框的Surface、 Point域输入一个曲面和一个点，单击OK按钮，即可得到一 个平面，经过输入的点，并与曲面在此点相切。 图7-33 生成曲面在某点的切面 10通过平面方程Ax+By+Cz=D确定平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Equation项，对话框改变为图7- 34的形式。分别在对话框的A、B、C、D域输入四个参数，单击OK按钮 ，即可得到一个平面，是由方程Ax+By+Cz=D确定的平面。 图7-34通过方程Ax+By+Cz=D确定平面 对话框中以下两项的含义如下： （1）Normal to compass：单击此按钮，生成z=20的平面。 （2）Parallel to screen：单击此按钮，生成的平面和屏幕平行的平面。 11通过最小二乘法生成平面 选择图7-24所示对话框Plane type域的Mean throuth points项，对话框改 变为图7-35的形式。分别在对话框的Points输入域输入多个点参数，单击 OK按钮，即可得到一个平面，所有点到此平面距离的平方和最小。 图7-35通过最小二乘法生成平面 对话框中以下两项的含义如下： （1）Remove：从点的列表框中去掉一些点。 （2）Replace：在点的列表框中替换一些点。 12. 在给定的两个平行平面之间插入平面 在给定的两个平行平面之间插入一组等距平面，使之平分两给定平面之 间的距离。该图标在【Repetitions】工具栏。单击该图标，出现图7-36所 示对话框。分别在对话框的Plane 1、Plane 2、Instance(s)域输入两个 平行平面和一个插入数量，单击OK按钮，即可插入一组平面，平分两个 输入平面之间的距离。 图7-36 在给定的两个平行平面之间插入平面 Create in a new Open Body按钮的功能是：单击此按钮，使得生成的 平面特征放在一个新的Open Body下。 7.2.4 投影 该功能是生成一个元素（点、直线或曲线的集合）在另一 个元素（曲线、平面或曲面）上的投影。一般分为以下两种 情况： （1）一个点投影到直线、曲线或曲面上。 （2）点和线框混合元素投影到平面或曲面上。 单击该图标，出现图7-37所示投影定义对话框。对话框各项的 含义如下： 图7-37投影线定义对话框 （1）Projection type：投影方向，可以选择 Along Direction (沿指定方向)和Normal (沿基础面中心的法 线方向)两种类型。 （2）Projected：输入被投影元素。 （3）Support：输入作为投影面的基础元素。 （4）Nearest solution：若此按钮为打开状态，当投 影结果为不连续的多元素时，会弹出对话框，询问 是否选择其中之一。 7.2.5 相贯线 该功能是生成相贯线。相贯线定义为：两条曲线分别沿着两 个给定方向（默认的方向为曲线的法线方向）拉伸，拉伸的 两个曲面(实际上不生成曲面的几何图形)在空间的交线。 单击该图标，出现图7-38所示对话框。对话框各项的含义如 下： 图 7-38 相贯线定义对话框 （1）Combine type：曲线的拉伸方向，有Along direction (沿指定方向)或Normal (沿基础面中心的法 线方向)两种类型。 （2）Curve 1： 输入第一条曲线。 （3）Curve 2：输入第二条曲线。 （4）Direction 1：当Combine type 选择了Along directions时，需要在此域输入曲线1的拉伸方向。 （5）Direction 2: 当Combine type 选择了Along directions时，需要在此域输入曲线2的拉伸方向。 （3）Nearest solution：若此按钮为打开状态，当相 贯线为不连续的多元素时，会弹出对话框，询问是 否选择其中之一。 7.2.6 反射线 该功能是生成反射线。反射线定义为：光线由特定的方向射向一个给定 曲面，反射角等于给定角度的光线即为反射线。反射线是所有在给定曲面 上的法线方向与给定方向夹角是给定角度值的点的集合。 单击该图标，出现图7-39所示对话框。对话框各项的含义如下： 图7-39反射线 （1）Support：输入基础曲面。 （2）Direction：输入一个方向。 （3）Angle：输入一个角度值。 （4）Normal：若该按钮为打开状态，则反射线定义为曲面的切线和给定 方向成给定角度的点的集合。 7.2.7 相交线 该功能是生成两个元素之间的相交部分。例如两条相交直线生成一个交 点，两个相交平面(曲面)生成一条直线(曲线)等。相交元素大致包括： 线框元素之间； 曲面之间； 线框元素和一个曲面之间； 曲面和拉 伸实体之间四种情况。 单击该图标，出现图7-40所示对话框。对话框各项的含义如下： （1）Element 1:参与相交的元素1。 （2）Element 2:参与相交的元素2。 （3）Curves Intersections With Common Area Result：当被选的是两线框元素并且 有重合线时，生成的结果即重合部分是曲 线（Curve 还是点（Points）。 （4）Surface-Part Intersection：当被选的 是曲面和实体，生成的结果是轮廓线（Co ntour）还是曲面（Surface）。 图7-40 相交对话框 7.2.8 平行曲线 该功能是在基础面上生成一条或多条与给定曲线平行（等 距离）的曲线。单击该图标，弹出图7-41所示对话框。对话 框各项的含义如下： （1）Parallel mode ：选择距离的类型，有Euclidean（直线距 离）和Geodesic（沿基础曲面的最短距离）两种类型。前者 既可以是常数，也可以是函数，后者只能是常数。 （2）Parallel Corner Type ：线平行线的拐角类型，有Sharp（ 尖角）和Round（圆角）两种类型，见图7-42。 （3）Curve：输入待等距平行的参考曲线。 （4）Support：输入曲线的支承曲面。 （5）Offset：偏移距离的模式，有两个输入框。 Mode：距离模式，可以选择Constant（常数距离）和Law （由函数定义的规则）两者之一。 Constant：常数距离。 （6）Reverse Direction：单击此按键，偏移的方向反向。 （7）Both Sides：曲线的两侧都生成平行曲线。 （8）Repeat object after OK：单击此钮，以生成的曲线为参考 曲线重复生成等距曲线，个数由弹出的对话框输入。 图 7-41 平行曲线图例和对话框-等距,双向的平行曲线 图 7-42 平行曲线图例-尖角(Sharp)和圆角(Round)选项 7.2.9 二次曲线 1. 圆和圆弧 该功能生成圆或圆弧。单击该图标，出现图7-43所示对话 框。对话框各项的含义如下： 图 7-43 生成圆或圆弧对话框 （1）Circle Type：生成圆或圆弧的方式，有以下7种选择： Center and radius：圆心和半径。 Center and point：圆心和圆上点。 Three Points：三点圆。 Two Points and Radius：两点和半径值。 Bitangent and Radius：两相切元素和半径值。 Bitangent and Point：两相切元素和圆上点。 Tritangent：三个相切元素。 （2）Center：输入圆心点。 （3）Support ：输入支承面。 （4）Radius：输入半径。 （5）Geometry on Support：若该按钮为打开状态， 制圆或圆弧投影到基础曲面上。 （6） 按钮 ：生成整个圆。 （7） 按钮 ：生成圆弧。 （8） 按钮 ：生成优弧。 （9） 按钮 ：生成劣弧7-44。 （10）Start ：圆弧的起始角度。 （11）End：圆弧的结束角度。 按照图 7-43所示对话框输入的数据，将得到图 7-44所示的圆 。 图 7-43 生成圆 2. 倒圆角 单击该图标，弹出图7-45所示对话框。对话框各项 的含义如下： （1）Element 1：输入另一条直线或曲线。 （2）Element 2：输入另一条直线或曲线。 （3）Support：域输入两元素的公共平面（默认值是 两元素的公共平面）。 （4）Radius：输入半径。 （5）Next Solution：单击此按钮，切换到下一个结果 ，如图7-45，在1、2、3、4之间切换。 （6）Trim elements：用圆弧剪切掉距相交点之间的部 分。 图7-45直线倒圆角对话框 3. 生成连接曲线 生成与两条曲线连接的曲线，并且可以控制连接点处的连 续性。单击该图标，弹出图7-46所示对话框。对话框各项的 含义如下： 图 7-46 曲线或直线间连接例子和对话框 First Curve栏：要连接的第一条曲线输入区。 Point：单击此域，输入第一条曲线上的连接点。 Curve：单击此域，输入需要连接的第一条曲线。 Continuity：单击此域，选择连接点处的连续性，有三种选 项： Point：点连续。 Tangency：相切连续。 Curvature：曲率连续。 Tension：单击此域，输入曲线张度。 Reverse Directio n：单击此按钮，连接曲线在连接点处的切 线改为相反的方向。 Second Curve栏：要连接的第二曲线输入区，栏内各项的含 义同（1）。 Trim elements：若此按钮为打开状态，用连接曲线修剪掉原 来曲线。 3. 生成圆锥曲线 生成抛物线、双曲线或椭圆等二次曲线。输入条件大致分为 如下几种情况： 起点、终点及其切线方向和一个系数值。 起点、终点及其切线方向和一个经过点。 起点、终点、一个起始点切线方向的控制点和一个系数值 。 起点、终点、一个起始点切线方向的控制点和一个经过点 。 四个点和其中一点 的切线方向。 五个点. 单击该图标，弹出7-47所示对话框，对话框各项的含义如下： （1）Support：单击此域，输入基础面,二次曲线是平面曲线,应 选择平面或平面Surface。 （2）Constraint Limits：此输入区是限制条件。 （3）Points：此输入区是起始点输入区。 Start：单击此域，输入二次曲线的起点。 End：单击此域，输入二次曲线终点。 （4）Tangents：此输入区是起始点的切线限制。 Start：单击此域，输入起点切线方向。 End：单击此域，输入终点切线方向。 （5）Tgt Intersection Point：单击此按钮，上面的起点终点切 线限制随之失效。起点终点的切线方向由起点终点和下面的 输入点连线确定。 （6）Point：单击此域，输入一个参考点，此点和起点连线为 起点的切线方向，与终点连线为终点的切线方向。 （7）Intermediate Constraints：此输入区是中间限制输入区。 （8）Parameter：在左边的编辑框输入一个参数P，若此按钮 为打开状态，该项下面的点和切线方向自动失效。参数P的意 义如下： P0.5：生成的二次曲线是双曲线。 （9）Point1：输入第一中间点。 （10）Tangent1：输入第一中间点的切线方向。 （11）Point2：输入第二中间点。 （12）Tangent2：输入第二中间点的切线方向。 （13）Point3：输入第三中间点。 例如，首先在Support域输入一个平面，然后输入一种 条件输入限制条件，例如图7-50所示的起始点、起点的切线 方向和一个系数值，即可生成一条二次曲线 图 7-47 二次曲线(椭圆)例子和对话框 7.2.8 样条曲线 该图标的功能是生成样条曲线。单击该图标，弹出7-48所 示对话框。对话框对话框上部是点的输入框，依次是：Point （点）、Tangents Direction（切线方向）、Tensions（张度 ）、Curvature Direction（曲率方向）和Curvature Radius （曲率半径）。 其余各项的含义如下： （1）Add Point After：单击此按钮，在选择点后插入点。 （2）Add Point Before：单击此按钮，在选择点前面插入点。 （3）Replace Point：单击此按钮，替换选择点。 （4）Geometry on Support：单击此按钮，样条曲线投影到基 础面上。 （5）Close Spline：单击此按钮，样条曲线起点和终点连接起 来形成封闭曲线。 （6）Constraint type：约束种类，可以选择Explicit和From Curve。 Explicit：在下面的Element域输入直线或平面作为样条线 的切线约束。 From Curve：在下面的Element域输入曲线作为样条线的 切线约束，即样条线和曲线相切。 （7）Element：输入切线方向。 （8）Tangent Tension：输入张度。 （9）Continuity：选择相切类型，可以选择Tangency（切线连 续）或Curvature（曲率连续）。 （10）Remove Point：单击此按键，去掉选择点。 （11）Remove Tgt.：单击此按键，去掉选择点的切线方向。 （12）Reverse Tgt.：单击此按键，切线方向反向。 （13）Remove Curvature Dir.： 单击此按键，去掉曲率方向。 （14）Remove Parameter： 单击此按键，取消Constraint type区域显示，此按键变成 Add Parameters按键，再单击， 又恢复到Remove Param按键。 例如，在Point域连续输入 点或者切线方向，即可生成一条 样条曲线，见图7-48。 图7-48 7.2.9 螺旋线 该功能是生成螺旋线。单击该图标，弹出图7-49所示对话框。对话框 各项的含义如下： 图 7-49 螺旋线及其对话框 （1）Starting Point：选择螺旋线的起点。 （2）Axis：选择螺旋的中心线和方向。 （3）Type：此输入区是选择螺旋的类型、等螺距/变螺距等等选项。 （4）Pitch：输入螺距。 （5）Revolutions：输入螺旋总圈数。 （6）Height：输入螺旋总高度。注意圈数和高度任选其一即可。 （7）Orientation：选择螺旋旋向，Clockwise（顺时针）或Counter Clockwise（逆时针）。 （8）Starting Angle：输入螺旋的起始角度，从起点开始算起，围绕螺旋轴 线，此范围内无螺旋。 （9）Radius Variation：控制螺旋半径的变化，只有在等螺距时才起作用， 包括下面参数： Taper Angle：输入螺旋锥角。 Way：选择锥的形式，可以选择Inward（尖锥型，沿轴线方向半径 减小）和Outward（倒锥型，沿轴线方向半径增加）。 （10）Profile：单击此按钮，选择螺旋的轮廓曲线，控制螺旋半径的变化 。一般是草图曲线或平面曲线。 （11）Reverse Direction：单击此按键，螺旋轴线方向反向,改变螺旋生成 方向。 7.2 10 涡线 该功能是生成涡线（阿基米德涡线），单击该图标，弹出 图7-50所示对话框，对话框各项的含义如下： 图 7-50 涡线及其对话框 （1）Support：选择基础平面。 （2）Center Point：选择中心点。 （3）Reference direction：选择参考方向。 （4）Start Radius：输入起始半径。 （5）Orientation：选择螺旋旋向，顺时针（Clockwise）或逆 时针（Counter Clockwise）。 （6）Type：选择生成涡线类型，可以选择Angle&Radius（ 角度和半径）、Angle&Pitch（角度和螺距）、Radius&Pitch （半径和螺距）类型。 （7）End Angle：输入末圈角度。 （8）End Radius：输入末圈半径。 （9）Revolutions：输入总圈数。 （10）Pitch：输入导程。 例如，输入图7-50所示对话框内各项数据后，单击OK按 钮，即可生成一条涡线。 7.2 11脊线 该功能是生成脊线。脊线是由一系列平面生成的三维曲线 ，使得所有平面都是此曲线的法面。或者是由一系列导线生 成，使得脊线的法面垂直于所有的导线。在扫描、放样、或 曲面倒倒角时会用到脊线.。可以通过以下两种方式生成脊线 ： （1）输入一组平面，使得所有平面都是此曲线的法面，见图7 -51。 （2）输入一组导线，使得脊线的法面垂直于所有的导线，见 图7-52。 单击该图标，弹出图7-51所示对话框，对话框各项的含义 如下： （1）顶部的列表框，用于输入一组平面。 （2）中部的列表框，用于输入一组导线。 （3）Start Point：输入脊线的起点。 图7-51由一组平面生成的脊线及其对话框 图7-52由两条导线生成脊线 7.2.12 命令堆栈 当生成某些线框类元素时（例如点、直线、平面、圆、 圆角、二次曲线等），或者对曲线曲面平移、旋转或镜像时 ，可以使用命令堆栈的方法，生成输入元素。 命令堆栈可以生成的几何体有：点、线、平面、相交线、投 影线、抽取边界、抽取实体表面、曲线曲面外延以及生成公 式表达式等等。 例如，用两点连线画直线。单击直线图标，选择Point- Point类型，在Point1输入框上按右键，出现上下文菜单，见 图7-53（a）。选择Create Point项，弹出生成点的对话框。 首先生成点，比如输入坐标（0,0,0），单击OK按钮，此点 成为直线的一个端点Point1。这种方法即称为命令堆栈，如 图7-53所示。 图 7-53 命令堆栈(上下文菜单)使用例子 可以应用命令堆栈生成几何体的命令包括： 点，直线，平面，圆圆弧，二次曲线，圆角，连接曲线， 螺旋，涡线，脊线，投影线，相贯线，反射线，相交线。以 及下面将有讲的生成曲面的功能包括扫描曲面，填充曲面， 旋转，混合，球面，剪切，抽取实体表面，曲面倒圆和外延 等。 7.2.13 锁定基础面 图标 的功能是锁定基础面。锁定的基础面将 作为后续编辑命令的默认基础面，直至解除该锁定 的基础面为止。单击该图标，弹出图7-54所示对话 框，在Support域输入要锁定的平面或曲面，单击 OK按钮即可。 锁定的基础面上可以显示网格，可以修改网格的间 距。 解除锁定的基础面用图标 。 图7-54锁定基础面例子和对话框 7.3 生成曲面 生成曲面的【Surfaces】工具栏见图5-55。 图5-55【Surfaces】工具栏 7.3.1 拉伸 图标 的功能是生成拉伸曲面。单击该图标，弹出图7-56 所示对话框，对话框中各项含义如下： （1）Profile：输入待拉伸轮廓曲线。 （2）Direction：输入拉伸方向。 （3）Limit1：输入拉伸界限1，与拉伸方向相同。 （4）Limit2：输入拉伸界限2，与拉伸方向相反。 （5）Reverse Direction：单击此按键，拉伸方向反向。 分别在Profile、Direction、Limit 1、Limit 2域输入一条 轮廓线，一个方向，两个界限值，单击OK按钮，即可生成拉 伸曲面。 将光标放在曲面的LIM1、LIM2处，按下鼠标左键拖动上下箭头 ，可以改变界限。 图7-56拉伸曲面对话框和实例 7.3.2 旋转 图标 的功能是生成旋转曲面。单击该图标，弹出图7- 57所示对话框，对话框各项含义如下： （1）Profile：输入轮廓曲线，必须是平面曲线。 （2）Axis：输入旋转轴线。 （3）Angle1：输入旋转界限1，方向和轴线方向成右手螺旋规 则。 （4）Angle2：输入旋转界限2，方向和Angle1方向相反。 分别在Profile、Revolution Axis、Angle 1、Angle 2域输入 一条轮廓线，一个方向，两个角度界限值，确定后可生成旋 转曲面。 将光标放在曲面的ANG1、ANG2处，按下鼠标左 键拖动上下箭头，可以改变界限。 图7-57旋转曲面对话框和实例 7.3.3 球面 图标 的功能是生成球面。单击该图标，弹出图7-58所 示对话框。对话框中各项含义如下： （1）Center：输入球的中心。 （2）Sphere Axis：输入坐标系，默认的是当前坐标系。 （3）Sphere Radius：输入球的半径。 （4）Parallel Start Angle：输入纬度起始角度。 （5）Parallel End Angle：输入纬度结束角度。 （6）Meridian Start Angle：输入经度起始角度。 （7）Meridian End Angle：输入经度结束角度。 （8） 单击此图标，控制生成球冠。 （9） 单击此图标，控制生成球面。 分别在Center、Sphere Axis、Sphere radius、Sphere Limitations域输入一个点，一个坐标系，一个半径值和几个 角度界限值，确定后可生成球面或球冠，光标放在界限的字 符上按下鼠标左键拖动上下箭头，可以改变界限值。 图7-58球面/球冠曲面对话框和实例 7.3.4 等距 图标 的功能是生成等距曲面。等距曲面是产生一个或 几个和曲面对象间距等于给定值的曲面的方法。单击该图标 ，弹出图7-59所示对话框。对话框中各项含义如下： （1）Surface：输入一个曲面。 （2）Offset：输入距曲面的间距值。 （3）Reverse Dir：单击此按键，改变成在原曲面的另一侧生成 等距曲面。 （4）Both sides：单击此按钮，在原曲面的两侧生成等距曲面 。 （5）Repeat object after OK：单击此按钮，可以重复使用等 距曲面命令，产生间距相同的几个等距曲面，在特征树上产 生一个新的Openbody,存放产生的等距曲面。 分别在Surface、Offset域输入一个曲面，一个距离值，确 定后可生成曲面的等距离面，在图形中光标放在Dist字符上 按下鼠标坐键拖动上下箭头，可以改变距离值。 图7-59等距曲面对话框和实例 7.3.5 扫描 图标 的功能是生成扫描曲面。扫描是轮廓曲线在脊线的 各个法面上扫描连接成的曲 面，单击该图标，弹出图7-60 所示对话框，按Profile type 域不同的控制按钮，分为下面 几种扫描类型。 图 7-60 扫描曲面对话框 1. 指定轮廓扫描 这种扫描方式需要选择轮廓曲线和导线，它们可以是任意形 状的空间曲线。如图7-60对话框所示，各项的含义是： （1）Profile：输入扫描轮廓线，可以是任意形状曲线。 （2）Guide Curve：输入第一条导线。 （3）Optional elements：可选择输入区域，它包括两页， Reference和Second Guide. 在Reference页 Spine Curve：输入脊线,如不指定,用第一轮廓线代替。 Surface：输入一个参考曲面，用来控制扫描时轮廓线的位置 ，此项是可选项，默认用脊线控制，如果选择了参考曲面， 则用它控制。注意导线必须落在此曲面上，除非参考面是平 面。 Angle：输入角度值，用来和参考面一起控制扫描轮廓位置。 Smooth sweeping：单击此按钮，输入一个角度值，用来光顺 扫描面，小于给定角度的切线不连续将被光顺。 在Second Guide页 Second Guide：输入第二条导线（可选项）。 Guide1 anchor point：输入第一导线在轮廓线上的位置（可 选项）。 Guide2 anchor point：输入第二导线在轮廓线上的位置（可 选项）。 （4）Position Profile：单击此按钮，手动设定轮廓和导线之间 的相对位置关系。 （5）Show parameters，单击此按钮，出现新的选项，这些选 项用来设定轮廓和导线之间的角度和偏移关系。 2. 直线类轮廓扫描 按照确定直线轮廓的方式，它又分为五种子类型： （1）两条导线和两个外延距离，见图7-61。 （2）一条导线和中点轨迹。 （3）一条导线、一条参考曲线、一个角度值和两个外延值。 （4）一条导线、一个参考曲面、一个角度值和两个外延值。 （5）一条导线、一个和扫描面相切的参考曲面。 图7-61直线类型扫描曲面 3. 圆或圆弧类轮廓扫描 按照确定圆或圆弧轮廓的方式，它又分为四种子类型： （1）三条导线。 （2）两条导线和半径值。 （3）一条中心线和两个角度值。 （4）一条中心线和半径值，见图7-62。 图7-62圆弧类型扫描曲面（第四子类） 4. 二次曲线类轮廓扫描 按照确定二次曲线轮廓的方式，它又分为四种子类型： （1）两条导线和切面控制以及一个参数值，见图7-63。 （2）三条导线和切面。 （3）四条导线和切面。 （4）五条导线。 图7-63 二次曲线类型扫描曲面实例 7.3.6 填补 图标 的功能是以选择的曲线作为边界围成一个曲面。单 击该图标，弹出图7-64所示对话框，在Boundary域连续输入 曲线或已有曲面的边界，即可生成填充曲面。对话框中各项 含义如下： （1）Boundary列表框：输入曲线或已有曲面的边界。 （2）AddAfter：单击此按钮，在选取的