Mastercam V10基础教程PPT教学课件-第四章 绘制曲面.ppt

mastercam v10基础教程,主编：张进春,制作：,2007年10月,欢迎学习,4.1 绘制三维曲面的设置,4.2 曲 面 概 述,4.3 绘 制 曲 面,习题与练习,绘 制 曲 面,4.4 预定义曲面(基本曲面),4.5 绘制实体面,4.6 修 整 曲 面,4.7 实 例,本章要点及学习指导,三维曲面以面的特征形象表现三维物体的外形。一个曲面包含许多section(断面)或patches(曲面片)，它们熔接在一起形成曲面，由多个曲面可组成任何形状的外形。mastercam的曲面绘制功能，可绘制多种不同种类的曲面，亦能容易地进行曲面的修整及曲面间的顺接，主要掌握：创建预定义三维曲面；通过线框变换创建曲面；通过已有的三维实体创建曲面；三维曲面的编辑。,案例导入,三维线框模型构建实例和三维曲面模型构建实例。,4.1 绘制三维曲面的设置,4.1.1 设置图形视角,4.1.2 设置构图平面,4.1.3 设置z工作深度,4.1 绘制三维曲面的设置,绘制三维图形时，首先需要设置三维图形的绘图环境，即设置图形视角(屏幕视角)，构图平面及工作深度(z)。,4.1.1 设置图形视角,1功能,设置图形视角用来观察所绘制的三维图形效果，便于及时修改和调整。,4.1.1 设置图形视角,2. 操作步骤,单击如图4.1所示辅助菜单(状态栏)中的“屏幕视角”项(即图形视角)，弹出屏幕视角菜单选项如图4.2所示。在工具栏中也有图形视角控制的常用选项 按钮 。选择所需的视角方向后，在绘图区坐标轴图标下方显示一致的gview视角方向。,图4.1 辅助菜单(状态栏),4.1.1 设置图形视角,2. 操作步骤,图4.2 屏幕视角菜单,4.1.2 设置构图平面,1功能,设置不同的构图平面，在设定的构图平面内绘制图形。,4.1.2 设置构图平面,2. 操作步骤,单击如图4.1所示状态栏中的“构图平面”项，弹出构图平面菜单选项如图4.3所示。在工具栏中也有用于构图平面设定的选项按钮 。该选项按钮可以设置构图平面和加工平面。选择所需的构图平面后，在绘图区坐标轴图标下方显示一致的cplane平面。,4.1.2 设置构图平面,2. 操作步骤,图4.3 构图平面菜单,4.1.3 设置z工作深度,1. 功能,设置工作深度是设置构图平面的具体位置，也就是用工作深度来确定构图面的唯一性。,3.1.3 绘制圆弧,2. 操作步骤,工作深度有正负之分，在如图4.1所示的z下拉列表框中直接输入数字来确定工作深度，或者选择已知图素上的特殊点，以该点所在的位置作为工作深度。,4.2 曲 面 概 述,4.2.1 曲面种类,4.2.2 线框模型,4.2.3 曲面模型,4.2 曲 面 概 述,mastercam三维曲面是三维模型的重要组成部分，也是mastercam三维构图的精髓。灵活地使用三维曲面能精确地构建任何表面。,4.2.1 曲面种类,曲面是用数学方程式以网状表格方式形象地表现真实三维物体的表面外形。每个曲面由一定数量的断面(section，patches)结合在一起形成的。mastercam软件可绘制3种类型曲面：parametric(参数式)、nurbs曲面(昆式)和curve-generated(熔接式)。大部分mastercam曲面的选项中可选用这3种类型。但是网格曲面、扫描曲面和顺接曲面只能选择参数式和nurbs曲面。,4.2.1 曲面种类,1. parametric(参数式)曲面,参数式曲面是先由一组存在曲面上的阵列点，沿着切削方向和截面方向，产生spline曲线来构成，接着系统再利用这些spline曲线系数来计算所要构成的曲面。需要较大容量的储存空间。,4.2.1 曲面种类,2. nurbs曲面,nurbs曲面是由一组存在在曲面上的阵列点，沿着切削方向和截面方向，产生nurbs曲线来构成的，接着系统再利用这些nurbs曲线系数来计算所要构成的曲面。nurbs曲面所需要的储存空间比参数式曲面少。,4.2.1 曲面种类,3. curve-generated(熔接式)曲面,熔接式曲面是由两组外形图素顺接而成。所需要储存空间比前两种都少。,4.2.2 线框模型,线框模型以物体的边界来描述物体，体现的是物体轮廓或物体横截面特征。线框模型不具有面和体的特征，不能对其进行渲染，不能直接用于产生3d曲面刀具路径等。 线框模型是曲面和实体造型的基础，许多三维曲面和实体的生成必须要在三维线框的基础上才能生成。 线框模型的创建要灵活地运用构图面、工作坐标系和图形视角的设置。,4.2.3 曲面模型,曲面模型用来绘制工件曲面的真实形状，在线框模型上用构建曲面的方法得到曲面模型。它不仅显示边界，而且表示出工件的真实形状，具有立体感，并能在曲面模型上进行编辑和着色，可以直接产生刀具路径来加工曲面。 形成曲面上的基本图素包括：直线、圆弧、样条曲线、椭圆等，用于绘制线框模型的边界和横截面形状。 如图4.4和图4.5所示，分别为线框模型和曲面模型。,4.2.3 曲面模型,图4.4 线框模型,4.2.3 曲面模型,图4.5曲面模型,4.3 绘 制 曲 面,4.3.1 举升曲面(loft),4.3.2 直纹曲面(rule),4.3.3 旋转曲面(revolve),4.3.4 偏置曲面(offset),4.3.5 扫描曲面(swept),4.3.6 网格曲面(net),4.3.7 栅格曲面(fence),4.3.8 牵引曲面(draft),4.3.9 挤出曲面(extrude),4.3 绘 制 曲 面,本节将对曲面的造型方法分别进行介绍。,4.3.1 举升曲面(loft),1. 功能,举升曲面是将两个或两个以上的截面外形用参数化熔接方式生成一个光滑的举升曲面，如图4.6所示。,图4.6 举升曲面,4.3.1 举升曲面(loft),2. 操作方法,(1) 选择如图4.7所示菜单中的“绘图”“绘制曲面”“直纹/举升”命令。 (2) 弹出“串连选项”对话框如图4.8所示，同时提示区弹出： 的操作提示条，用光标在绘图区依次选择两个或两个以上曲线，单击“串连选项”对话框中的 按钮，完成曲面外形截面的选择。 (3) 在工作条区域出现如图4.9所示的直纹/举升曲面工具栏，应用工具设置相应参数后(参见选项说明)，单击 按钮即可。,4.3.1 举升曲面(loft),2. 操作方法,图4.7 创建曲面菜单,4.3.1 举升曲面(loft),2. 操作方法,图4.8 “串连选项”对话框,4.3.1 举升曲面(loft),2. 操作方法,图4.9 直纹/举升曲面工具栏,4.3.1 举升曲面(loft),3. 各工具选项说明,4.3.1 举升曲面(loft),3. 各工具选项说明,在选取曲线时需要注意几点。 (1) 选取的所有串连曲线的起始点应对齐，否则生成的曲面是扭曲曲面。 (2) 选取的所有串连曲线的方向相同，否则生成的曲面是扭曲曲面。 (3) 选取串连曲线的次序不同，生成的曲面也不相同。,4.3.2 直纹曲面(rule),1. 功能,直纹曲面是将两个或两个以上的截面外形用直线熔接的方式生成一个直纹曲面，如图4.10所示。,4.3.2 直纹曲面(rule),2. 操作方法,(1) 选择如图4.7所示菜单中的“绘图”“绘制曲面”“直纹/举升”命令。 (2) 在如图4.9所示的工作条区域中单击 (直纹曲面)按钮，使该按钮呈凹陷状态。 (3) 单击如图4.9所示的串连选项按钮，然后依次选择两个或两个以上的外形曲线，方法如同举升曲面操作，其参数选项含义参见举升曲面的选项说明，完成设置后单击 按钮即可。,4.3.3 旋转曲面(revolve),1. 功能,旋转曲面是将任意曲线绕某一轴旋转指定角度而生成的曲面，如图4.11所示。,图4.11 旋转曲面,4.3.3 旋转曲面(revolve),2. 操作方法,图4.12 旋转曲面工具栏,4.3.3 旋转曲面(revolve),3. 各工具选项说明,4.3.4 偏置曲面(offset),1. 功能,偏置曲面是将曲面沿设置的距离和方向偏移生成新的曲面，如图4.13所示。,图4.13 偏置曲面,4.3.4 偏置曲面(offset),2. 操作方法,图4.14 偏置曲面工具栏,4.3.4 偏置曲面(offset),3. 工具选项说明,4.3.5 扫描曲面(swept),1. 功能,扫描曲面是将由横截面外形(across)沿着切削方向外形(along)移动而生成的曲面。mastercam提供三种形式的扫描曲面。 (1) 一个横截面外形/一个切削外形：将横截面外形沿着切削方向外形平移或旋转，生成保持其横截面外形不变的曲面，如图4.15所示。,图4.15 一个横截面外形/一个切削外形扫描曲面,4.3.5 扫描曲面(swept),2. 操作方法,图4.18 扫描曲面工具栏,4.3.5 扫描曲面(swept),3. 工具选项说明,4.3.6 网格曲面(net),1. 功能,网格曲面是由相交曲线构建的网状曲面，一般的网格曲面至少由两条横截面(across)曲线和两条切削方向(along)曲线构成，在横截面方向的一条或二条曲线轮廓可以缩短为一个或二个端点，网格由面如图4.19所示。,图4.19 网格曲面,4.3.6 网格曲面(net),2. 操作方法,图4.20 网格曲面工具栏,4.3.6 网格曲面(net),3. 工具选项说明,4.3.7 栅格曲面(fence),1. 功能,将位于一曲面上的曲线沿着垂直于曲面方向拉伸指定长度而生成栅格曲面。如果该曲线不在曲面上，可将该曲线投影在曲面上再进行拉伸，栅格曲面如图4.21所示。,图4.21 栅格曲面,4.3.8 牵引曲面(draft),1. 功能,牵引曲面是将断面外形或基本曲线，沿着指定的角度和长度拉伸生成的曲面，如图4.23所示。,图4.23 牵引曲面,4.3.9 挤出曲面(extrude),1. 功能,挤出曲面是将曲线沿着定义方向移动规定距离而生成的曲面，如图4.25所示。,图4.25 挤出曲面,4.4 预定义曲面(基本曲面),4.4.1 基本曲面选项说明,4.4.2 绘制圆柱面(cylinder),4.4.3 绘制圆锥面(cone),4.4.4 绘制立方体面(block),4.4.5 绘制球面(sphere),4.4.6 绘制圆环面(torus),4.4 预定义曲面(基本曲面),预定义曲面也称为基本实体曲面，有圆柱、圆锥、立方体、球体、圆环五种曲面类型。基本实体曲面的绘制不依赖于曲线的生成。 主菜单“绘图”下的“基本曲面”菜单可以绘制这五种类型的曲面，也可绘制基本实体。 绘制预定义曲面路径：单击“绘图”“基本曲面”，显示如图4.27所示的基本曲面菜单。,图4.27 基本曲面菜单,4.4.1 基本曲面选项说明,1. 基准点,用来定义基本曲面(或基本实体)基准点。对于圆柱体和圆锥体，是指其下底面圆心的位置，对于立方体是指其下底面左下角顶点的位置，对于球体是指其球心的位置，对于圆环体是指其圆环中心点的位置。,4.4.1 基本曲面选项说明,2. 轴的定位,轴的定位用来确定基本曲面的中心轴方向，有以下几种选项。 x：指定基本曲面(或基本实体)中心轴方向沿构图平面的x轴方向。 y：指定基本曲面(或基本实体)中心轴方向沿构图平面的y轴方向。 z：指定基本曲面(或基本实体)中心轴方向沿构图平面的z轴方向。 直线：沿选取直线的方向指定基本曲面(或基本实体)中心轴方向。 两点：沿选取的两点间连线的方向指定基本曲面(或基本实体)中心轴方向。,4.4.2 绘制圆柱面(cylinder),4.4.3 绘制圆锥面(cone),选择菜单中的“绘图”“基本曲面”“画圆锥体”命令。弹出“圆锥体选项”对话框，如图4.30所示。单击对话框中的“曲面”单选按钮，指定基准点位置、底圆半径、高度、顶圆半径或圆锥锥度等参数以后，单击该对话框中的 按钮，即完成圆柱面的绘制。,4.4.3 绘制圆锥面(cone),图4.30 “圆锥体选项”对话框,4.4.4 绘制立方体面(block),4.4.4 绘制立方体面(block),图4.31 “立方体选项”对话框,4.4.5 绘制球面(sphere),选择菜单中的“绘图”“基本曲面”“画球体”命令，弹出“球体选项”对话框，如图4.32所示。单击对话框中的“曲面”单选按钮，指定基准点位置、球半径等参数以后(相同选项参见绘制圆柱面)，单击该对话框中的 按钮，即完成球体的绘制。,图4.32 “球体选项”对话框,4.4.6 绘制圆环面(torus),图4.33 “圆环体选项”对话框,4.5 绘制实体面,4.5 绘制实体面,1. 基准点,从创建的三维实体表面提取曲面信息来生成曲面(实体面)，如图4.34所示。,图4.34 绘制实体表面,4.5 绘制实体面,2. 操作方法,执行菜单命令“绘图”“绘制曲面”“由实体产生”命令(即实体面)。 此时提示区弹出 的操作提示，选择一个或多个面或实体，完成之后按enter键确认，即可生成该表面的曲面。,4.6 修 整 曲 面,4.6.1 倒圆角曲面(fillet),4.6.2 平面修剪,4.6.3 修剪曲面,4.6.4 填补内孔,4.6.5 两曲面顺接,4.6.6 三曲面顺接,4.6.7 顺接三相交圆角曲面,4.6 修 整 曲 面,4.6.1 倒圆角曲面(fillet),1. 功能,实现曲面与平面、曲面与曲面、曲线与曲面之间的平滑过渡。,4.6.1 倒圆角曲面(fillet),2. 操作方法,执行菜单命令“绘图”“绘制曲面”“倒圆角”，系统提供曲面倒圆角的三种类型，如图4.35所示。,图4.35 倒圆角菜单,4.6.2 平面修剪,1. 功能,在已经存在的图素中创建平面边界曲面，该平面边界曲面能够被其平面内一个封闭的平面边界修剪，如图4.44所示。,图4.44 平面修剪,4.6.2 平面修剪,2. 操作方法,图4.45 平面修剪工具栏,4.6.2 平面修剪,3. 选项说明,4.6.3 修剪曲面,1. 功能,对一个或多个曲面进行修剪而生成新的曲面。,4.6.3 修剪曲面,2. 操作方法,执行菜单命令“绘图”“绘制曲面”“修整”(即修剪曲面)，系统提供修剪曲面的三种类型，如图4.46所示。,图4.46 修整菜单,4.6.4 填补内孔,1. 功能,对被修剪过的曲面填补其内孔或外孔，如图4.53所示。,图4.53 填补内孔,4.6.4 填补内孔,2. 操作方法,对一个或多个曲面进行修剪而生成新的曲面。,图4.54 填补内孔工具栏,4.6.5 两曲面顺接,1. 功能,两个曲面之间用一个曲面光滑地熔接，该曲面正切于第一 、第二曲面，如图4.55所示。,图4.55 两曲面顺接,图4.55 两曲面顺接,4.6.6 三曲面顺接,1. 功能,将三个曲面之间用一个曲面光滑地熔接，该曲面正切于前面三个曲面，如图4.57所示。,图4.57 三曲面顺接,4.6.7 顺接三相交圆角曲面,1. 功能,用一个或多个曲面顺接三相交圆角曲面，该曲面正切于前面三个曲面。该功能用于对立方体面的圆角，类似于顺接三曲面，区别是该选项能自动计算顺接曲面正切于圆角曲面的位置，如图4.59所示。,图4.59 顺接三相交圆角曲面,4.7 实 例,4.7 实 例,【例4.1】构建如图4.61所示的三维线框。 构建步骤如下。 (1) 在辅助菜单中将2d/3d绘图空间选项设置为2d，选择构图面为俯视图(top)，工作深度z设