CAXA曲面造型课件

CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第一讲,实体造型的首要任务是什么？,上次课内容回顾,因为实体造型是一个特征对应一个草图，它的首要任务是选择合适的基准平面，构建草图，绘制草图曲线。,单元能力目标,能进行零件的曲面造型,罩壳曲面,变向连接器(深化),花瓶曲面,单元知识目标,掌握直纹面、旋转面、平面操作方法；掌握曲面过渡的编辑方法。,项目一、罩壳的曲面造型,罩壳三视图,罩壳曲面图,注意零件的对称性,可采用旋转曲面和直纹曲面加镜像功能完成造型.,罩壳的操作步骤,小弧下移2,罩壳的操作步骤,直纹曲面造型练习,知识点：直纹面,直纹面直纹面是由一根直线两端点分别在两曲线上匀速运动而形成的轨迹曲面。,曲线+曲线,注意拾取点的位置，应拾取曲线的同侧位置；,若拾取失败，可在设置菜单的“拾取过滤设置”中更改“图素元素类型”中选择“选中所有类型,2,点+曲线是指在一个点和一条曲线之间生成直纹面。,点+曲线,曲线+曲面是指在一条曲线和一个曲面之间生成直纹面。,曲线+曲面,注意：曲线在曲面的投影方向要正确选择,项目二:花瓶曲面造型,花瓶样条曲线,用“旋转面”命令的结果,平面,“曲面过渡”结果,知识点：旋转面,单击“造型”，指向“曲面生成”，单击“旋转面”，或者单击按钮。按给定的起始角度、终止角度将曲线绕一旋转轴旋转而生成的轨迹曲面,旋转面的注意事项,1、旋转母线和旋转轴不要相交，选择方向时的箭头与曲面旋转方向两者遵守右手螺旋法则。旋转时以母线的当前位置为0起始。2、如果旋转生成的是球面，而其上部分要加工制造的，要做成四分之一的圆转360度，否则法线方向不对，以后无法加工。,知识点:平面裁剪平面,由封闭内轮廓进行裁剪形成的有一个或多个边界的平面。注意：轮廓线必须封闭。内轮廓线允许交叉。对于无内轮廓的的封闭外轮廓，均可直接生成平面。,知识点:平面工具平面,XOY平面：绕X或Y轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。YOZ平面：绕Y或Z轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。ZOX平面：绕Z或X轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。,工具平面：给定长、宽的平面。有七种方式。见高职教材P70。,三点平面：按给定三点生成一指定长度和宽度的平面，其中第一点为平面中点；矢量平面：生成一个指定长度和宽度的平面，其法线的端点为给定的起点和终点。曲线平面：在给定曲线的指定点上，生成一个指定长度和宽度的法平面或切平面。有法平面和包络面两种方式。平行平面：按指定距离，移动给定平面或生成一个拷贝平面（也可以是曲面）。,平行平面功能与等距面功能相似，但等距面后的平面（曲面），不能再对其使用平行平面，只能使用等距面；而平行平面后的平面（曲面），可以再对其使用等距面或平行平面。,注意啦,曲面过渡就是用截面是圆弧的曲面将两张曲面光滑连接起来，过渡面不一定过原曲面的边界。,(a)过渡的两张曲面(b)不进行裁剪的过渡,（c）带裁剪的过渡,知识点：曲面过渡,变半径两面过渡,1不进行裁剪的过渡2带裁剪的过渡变半径两面过渡,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一和项目二2、学生按教材(关)P59-66练习曲面过渡选作：完成零件造型P73/任务一。如下图,花瓶外形样条曲线,花瓶造型练习,深化：变向连接器的曲面造型,变向连接器的三视图,变向连接器的曲面造型,XOY绘制圆弧和直线,裁剪和删除,沿Z方向平移4.5,XOZ，平面旋转复制(90度)或旋转,R13旋转面的生成注意右手螺旋法则,R9扫描面的生成距离4.5注意方向的选择,XY和YZ平面的裁剪平面的生成,生成裁剪平面,生成等距面,隐藏线框,XOZ裁剪平面轮廓线绘制,XOZ平面,阵列生成整体曲面,复习归纳,1、直纹面、旋转面、平面的操作方法；2、曲面过渡的编辑方法,作业与预习,1、完成课后操作任务；2、预习放样面、导动面、等距面、边界面的操作方法；曲面裁剪的编辑方法，准备下次课的上机内容。,CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第二讲,1、曲面造型与实体造型有什么不同？,上次课内容回顾,曲面造型的线框一定是空间曲线,而实体造型却要在草图状态下。,直纹曲面选择对象注意点击的位置，位置不同，形状不同；旋转曲面选择旋转轴时的箭头方向与曲面旋转方向两者遵循右手螺旋法则；曲面过渡要注意曲面的法线方向。,2、直纹曲面、旋转曲面、曲面过渡要注意什么问题？,单元能力目标,能进行简单零件的曲面造型,单元知识目标,掌握放样面、导动面、等距面、边界面的操作方法；掌握曲面裁剪的编辑方法。,项目一、浇水壶曲面造型,分析：壶体截面为椭圆形，上、中、下大小不一，如何造型才方便呢？手柄为一等截面柱体，截面为椭圆形，又该如何造型？壶嘴前后截面尺寸不同形状各异，造型？,浇水壶操作步骤,壶体的三椭圆总高为200，中高为80,“放样面”生成壶体，“平面”生成壶体顶面和底面并曲面过渡,曲面裁剪生成进水小孔,手柄的导动线“F7”,手柄的截面线“F6”,导动生成手柄,浇水壶操作步骤,曲面裁剪将手柄凸出部分裁去,壶嘴截面线“F6”,壶嘴导动线为一斜直线（-220，0，200）（-60，0，70）,浇水壶操作步骤,调整截面线方向按F7键，平面旋转小圆截面,浇水壶操作步骤,以一组互不相交、方向相同、形状相似的特征线(或截面线)为骨架进行形状控制，过这些曲线线蒙面生成的曲面称之为放样曲面。有截面曲线和曲面边界两种类型。（1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“放样面”，或者单击按钮。（2）选择截面曲线或者曲面边界。（3）按状态栏提示，完成操作。,知识点：放样面,概念：让特征截面线沿着特征轨迹线的某一方向扫动生成曲面。导动面生成有六种方式：平行导动、固接导动、导动线&平面、导动线&边界线、双导动线和管道曲面。,一、平行导动,知识点：导动面,选择“固接导动”方式。选择单截面线或者双截面线。拾取导动线，并选择导动方向。拾取截面线。如果是双截面线导动，应拾取两条截面线。生成导动面。,二、固接导动,单截面线导动,双截面线导动,导动线&平面单截面线导动面,导动线&平面双截面线导动面,三、导动线&平面,双截面线等高导动。,四、导动线&边界线,五、双导动线,概念：将一条或两条截面线沿着两条导动线匀速地扫动生成曲面。它可等高或变高导动。,注意事项：拾取截面线时。拾取点应在第一条导动线附近。,六、管道曲面,概念：给定起始半径和终止半径的圆形截面沿指定的中心线扫动生成曲面。,等半径管道曲面,变半径管道曲面,导动面的注意事项,截面线与导动线不能在同一个坐标平面内,按给定距离与等距方向生成与已知平面（曲面）等距的平面（曲面）。这个命令类似曲线中的“等距线”命令，不同的是“线”改成了“面”。（1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“等距面”，或者单击按钮。（2）填入等距距离。（3）拾取平面，选择等距方向。（4）生成等距面。,知识点：等距面,曲面裁剪,定义：对生成的曲面进行修剪，去掉不需要的部分。它有五种方式：,是将空间曲线沿给定的固定方向投影到曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面,是以曲面上给定的等参线为剪刀线来裁剪曲面，有裁剪和分裂两种。,参考教材（刘颖）P75-P78或（关雄飞）P56-P59,线裁剪曲面上的曲线沿曲面法矢方向投影到曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面。,面裁剪剪刀曲面和被裁剪曲面求交，用求得的交线作为剪刀线来裁剪曲面。注：两曲面必须有交线,项目二、物料盆曲面的造型,物料盆二维线框尺寸图,物料盆曲面图,底部线框,侧面线框：需要曲线组合,平移复制,镜像复制,在YOZ平面旋转90度复制，再平移、镜像,侧面生成：导动面,底面生成：直纹面、边界面,改变颜色，并隐藏所有可见的线,单击“造型”，指向“曲面生成”，单击“边界面”，或者单击按钮。,2、选择四边面或三边面。3、拾取空间曲线，完成操作。,知识点：边界面,定义：在由已知曲线围成的边界区域上生成曲面。有两种形式：三边面或四边面。,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一和项目二2、教材(成振洋)完成零件造型P93/T2,复习归纳,1、放样面、导动面、等距面、边界面的操作方法；2、曲面裁剪的编辑方法,作业与预习,1、完成课后操作任务；2、预习曲面拼接、曲面延伸、曲面优化、曲面重拟合等编辑命令的使用法，准备下次课的上机内容。,CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第三讲,1导动面的双导动线方式要注意什么？,复习提问,2曲面裁剪有几种方式？其中的面裁剪要注意什么问题？,注意事项：拾取截面线时。拾取点应在第一条导动线附近。,有五种方式：等参数裁剪、投影线裁剪、线裁剪、面裁剪、裁剪恢复。面裁剪的注意事项：1）两曲面在边界线处相交或部分相交以及相切时，可能得不到正确的结果，建议尽量避免。（2）若曲面交线与被裁剪曲面边界无交点，且不在其内部封闭，则系统将交线延长到被裁剪曲面边界后实行裁剪。一般应尽量避免这种情况。,单元能力目标,能对曲面进行编辑,单元知识目标,掌握曲面拼接、曲面延伸、曲面优化、曲面重拟合等编辑命令的使用法。,项目一、将左边曲面编辑成右图,操作步骤P1,（1）在XOY面绘制100X100的矩形，如图1,图1,（2）在XOY上采用直纹曲面，两竖直面均采用扫描曲面（扫描方向是可沿Z轴负方向，扫描距离为100），如图2）,图2,操作步骤P2,（3）三面分别两两圆角，圆角半径为10，如图3,图3,（4）用“相关线”命令中的“曲面边界线”，分别选择曲面1和2得到曲线1和2，如图4。,图4,操作步骤P3,（5）用“导动面”的“平行导动”做成导动面，如图3,图5,（6）用“曲面拼接”中的“三面拼接”命令织补小孔。如图6。,图6,直接对操作步骤P2中的图2进行三曲面圆角，结果如下。,项目二吊钩锻模曲面的造型,吊钩锻模曲面的线框绘制步骤,绘制底面图形和中心线,直径72的两圆的圆心为（0，20）（-20，0）,利用两点弧方式绘R50，曲线过渡绘R15和R40,曲线裁剪和删除,绘制距垂直中心线为20的辅助线，生成过渡圆弧R45。,在R45的端点绘制直线和圆,利用圆弧过渡R45,以A、B为圆心绘制R6、R20的弧,吊钩锻模曲面的线框绘制步骤,R6过渡R20与竖直线、切线连结两R6,吊钩锻模曲面的线框绘制步骤,对截面线进行空间变换（旋转）使其垂直于XOY面,以原点为中心平面旋转复制中间段截面线,对底面轮廓线进行曲线组合和生成断点,4,吊钩锻模曲面的造型步骤,利用“导动面”命令：双导动线、双截面线生成两个变高导动的双导动面进行（两边曲面）,利用“导动面”命令：双导动线、双截面线进行等高导动（中间曲面）,利用“旋转面”和“平面”裁剪平面命令生成两端曲面,曲面缝合（4张曲面）,利用“镜像”将凸模型面生成凹模型面（利用XOY平面）,利用“隐藏”功能将线框隐藏,吊钩锻模曲面的造型步骤,知识点：曲面缝合,(a)待缝合两曲面(b)缝合结果,曲面缝合是指将两张曲面光滑连接为一张曲面。有两种方式：通过曲面切矢；通过两曲面的平均切矢。,注意：不支持裁剪曲面,知识点：曲面拼接,在许多物体的造型中，通过曲面生成、曲面过渡、曲面裁剪等工具生成物体的型面后，总会在一些区域留下一片空缺，我们称之为“洞”。曲面拼接就可以对这种情形进行“补洞”处理。,曲面拼接是曲面光滑连接的一种方式，它可以通过多个曲面的对应边界，生成一张曲面与这些曲面光滑相接。曲面拼接共有三种方式：两面拼接、三面拼接和四面拼接。,a）造型后留下一个“洞”（b）通过曲面拼接进行“补洞”,（a）需拼接的三张曲面（b）拼接结果,（a）需拼接的两张曲面和一条边界曲线（b）拼接结果,注：在选择曲线前要先右击鼠标，才出现选择曲线的提示。,（a）需拼接的三张曲面（b）拼接结果,知识点：曲面延伸,（a）待延伸曲面(b)延伸结果,定义：将原曲面按所给长度沿相切的方向延伸出去，扩大曲面。有两种方式长度延伸和比例延伸。命令：菜单“造型”“曲面编辑”“曲面延伸”工具栏：线面编辑工具栏-,注意：不能延伸裁剪曲面,功能:在给定的精度范围内,尽量去掉多余的控制顶点,使曲面的运算效率大大提高.注意:曲面优化功能不支持裁剪曲面.,知识点：曲面优化,命令：菜单“造型”“曲面编辑”“曲面优化”工具栏：线面编辑工具栏-,注意：不支持裁剪曲面,定义：将NURBS曲面（控制点的权因子为全为1或者有重节点）在给定的精度条件下拟合为B样条曲面（没有重节点，控制顶点权因子全部是1）。命令：菜单“造型”“曲面编辑”“曲面重拟合”工具栏：线面编辑工具栏-,知识点：曲面重拟合,注意：不支持裁剪曲面,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一、项目二2、操作教材(刘颖)P99/图T4-12、4-13或2教材(成振洋)完成零件造型P83/T二,复习归纳,曲面缝合、曲面拼接、曲面延伸、曲面优化、曲面重拟合等编辑命令的使用法,作业与预习,1、完成课后操作任务；2、复习曲面绘制和编辑等命令的使用法，预习扫描面、网格面、实体表面的操作方法，准备下次课的上机内容。,CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第四讲,单元能力目标,能进行零件的曲面造型,能绘制鼠标曲面造型；能绘制斧头曲面造型，并能转化为实体。,单元知识目标,掌握扫描面、曲面加厚增料、网格面、实体表面的操作方法。掌握曲面缝合的曲面编辑命令的使用。,项目一鼠标曲面的造型,以原点为中心绘制95X55的矩形,绘制圆弧并圆角,顶面曲面的样条线（-55,0,8）（-40,0,14）（-4,0,22）（30,0,14）（55,0,6）,扫描面：距离30，并“曲面缝合”成一整体,生成顶面扫描面：距离为80,曲面裁剪并过渡（半径为3）,鼠标曲面的造型步骤,按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指定方向以一定的锥度扫描生成曲面。,知识点：扫描面,注意：扫描方向不同的选择可以产生不同的效果。,知识点：曲面缝合,(a)待缝合两曲面(b)缝合结果,曲面缝合是指将两张曲面光滑连接为一张曲面。有两种方式：通过曲面切矢；通过两曲面的平均切矢。,注意：不支持裁剪曲面,项目二、斧头的造型,斧头基本线架,绘直线并在XOZ面等距(15)直线,以原点为圆心绘圆半径为30并裁剪,三点绘弧,在XOY平面(或单击F5)绘制基本曲线,裁剪和删除,生成旋转面,绘直线并曲线组合,旋转曲面,利用“相关线”中的“曲面投影线”生成投影曲线,斧头的空间曲线,方法一：曲面裁剪,生成斧头曲面（边界面）,隐藏线框,绘制草图XOY矩形150X150,拉伸增料双向40,曲面裁剪除料并隐藏其他曲面和线框,方法二：,生成斧头曲面（边界面）,利用“曲面加厚”中的“闭合曲面填充”构建实体,提示：先作出上或下表面，再利用曲面加厚功能完成造型。,练习：门板拴的的曲面实体造型,教材（关雄飞）P72/T3-1。,操作步骤,1、在XZ作图面上作出主视图的单根曲线。2、扫描曲面：使曲线沿Y轴正方向扫描距离为60做成曲面；3、在曲面上做键槽线框；4、用“曲面裁剪”命令中的“线裁剪”做出键槽；5、利用曲面加厚功能做成实体；6、实体过渡。,曲面加厚增料,对指定的曲面按照给定的厚度和方向进行生成实体。,厚度：是指对曲面加厚的尺寸，可以直接输入所需数值，也可以点击按钮来调节。加厚方向1：是指曲面的法线方向，生成实体。加厚方向2：是指与曲面法线相反的方向，生成实体双向加厚：是指从两个方向对曲面进行加厚，生成实体,知识点：网格面,以网格曲线为骨架，蒙上自由曲面生成的曲面称之为网格曲面。网格曲线是由特征线组成横竖相交线。,1）单击造型，指向曲面生成，单击网格面，或者单击按钮。（2）拾取空间曲线为U向截面线，单击鼠标右键结束。（3）拾取空间曲线为V向截面线，单击鼠标右键结束，完成操作。,(a)规则四边网格(b)不规则四边网格(c)不规则网格,实体表面,定义：将通过特征生成的实体表面剥离出来而形成的一个独立的面。,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一2、学生操作项目二3、教材（关）P74/T3-4喇叭口曲面造型。选作：4、操作教材(刘颖)P98/图T4-10、4-115、完成教材(成振洋)零件造型P77/任务二,复习归纳,扫描面、网格面、实体表面的操作方法,作业与预习,1、完成课后操作任务；2、预习，准备下次课的上机内容。,CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第五讲,单元能力目标,能正确利用曲面和实体的复合造型方法进行较复杂零件的设计,电吹风凸模造型,五角星实体,单元知识目标,掌握线框、曲面和实体的造型方法的综合应用。,项目一、五角星造型,五角星曲面,五角星实体,1、五角星的平面框架绘制实例步骤,用“多边形”命令，如左图，输入半径为“100”，,构造五角星的轮廓线（1）,构造五角星的轮廓线（2）,使用“删除”工具将多余的线段删除，单击按钮，用鼠标直接点取多余的线段，拾取的线段会变成红色，单击右键确认，使用“曲线裁剪”命令使其成空心“五角星”。,曲线裁剪”,构造五角星的轮廓线（3）,2、构造五角星的空间线架,使用曲线生成工具栏上的直线按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“两点线”、“连续”、“非正交”，用鼠标点取五角星的一个角点，然后单击回车，输入顶点坐标（0，0，20），同理，作五角星各个角点与顶点的连线，完成五角星的空间线架。,通过直纹面生成曲面。选择五角星的一个角为例，用鼠标单击曲面工具栏中的直纹面按钮，,在特征树下方的立即菜单中选择“曲线曲线”的方式生成直纹面，然后用鼠标左键拾取该角相邻的两条直线完成曲面，如图,3、生成五角星曲面,单击几何变换工具栏中的按钮，,在特征树下方的立即菜单中选择“圆形”阵列方式，分布形式“均布”，份数“5”，用鼠标左键拾取一个角上的两个曲面，单击鼠标右键确认，然后根据提示输入中心点坐标（0，0，0），也可以直接用鼠标拾取坐标原点，系统会自动生成各角的曲面。,生成五角星的加工轮廓平面,1）绘制半径为“110”的圆，,2）拾取外轮廓线,4）绘制好加工轮廓平面,3）拾取外五角星底边的一条线,1）在XOY面建草图，做半径为“110”的圆，并双向拉伸为50的圆柱体，如上两图均是。,2）曲面裁剪除料,3）隐藏所有曲面和空间线框,项目一、电吹风凸模的构建,电吹风凸模造型+,电吹风二维线框尺寸如右图,吹风笥,进风筒,底座,手柄,电吹风筒造型,两点、半径圆弧方式,XY平面镜像,双导动线导动面,构建基准面,吹风筒曲面裁剪风筒实体,进风筒实体,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一,3、高职生按教材(刘颖)P100/图T4-15、4-16,2、绘制下图（尺寸自拟，注意采用曲面裁剪实体）,教师操作演示、学生练习,1、学生操作项目一2、学生操作项目二3、(教材)P259/T7-8五角星的另一三维造型,练习4、三角标志图形造型,三角标志二维图,三角标志实体图,附加练习5：(教材)P266-284/机头热锻件的三维造型,注：课堂未完成的课后完成,复习归纳,1、曲面构建方法：直纹面、旋转面、扫描面、等距面、导动面、平面、边界面、放样面、网格面、实体表面。2、曲面编辑方法：曲面裁剪、曲面过渡、曲面缝合、曲面拼接、曲面延伸、曲面优化、曲面重拟合的操作方法,作业与预习,1、完成课后操作任务；2、综合复习线框、实体和曲面等造型命令的使用方法和编辑方法。,CAXA制造工程师曲面造型幻灯片,第六讲造型综合练习,单元能力目标,能正确利用曲面和实体的复合造型方法进行一般零件的设计,单元知识目标,掌握曲面和实体的造型方法的综合应用。,复习提问,1、实体有哪些造型方法？做实体的一大关键步骤是什么？2、曲面造型方法有什么？,项目一、可乐瓶底曲面造型,可乐瓶底曲面造型,可乐瓶底的二维图,可乐瓶底的绘制步骤,1）在XOZ平面绘制矩形42.5X37,等距线,裁剪和删除,2）两点半径作圆和圆弧,（2）两点半径作圆：过水平线DE的端点E、DE的切点再加半径6,（3）两点绘斜线FG：直线FG端点F、R6圆的切点G,（1）两点半径作圆弧AC：过端点A和C，提示输入半径时捕捉直线AB上的切点。,（4）两点半径作圆C1：过斜线FG的端点G、圆E的切点再加半径6,（5）两点半径作圆C2：过水平线的端点A、圆弧AC的切点再加半径6,（6）两点半径作圆弧R50：圆C1和圆C2的切点再加半径50,两点半径作