高级实体造型教程

1、第十三章 高级实体造型本章讲述Pro/ENGINEER Wildfire几种高级实体造型的基本概念和方法，包括可变剖面扫描、扫描混合及螺旋扫描，通过对本章的学习，读者能够基本掌握Pro/ENGINEER Wildfire强大的高级实体造型建模功能。本章要点：² 可变剖面扫描的概念和建立过程² 扫描混合的概念和建立过程² 螺旋扫描的概念和建立过程13.1 可变剖面扫描13.1.1 基本概念1. 轨迹 (Trajectory)轨迹是可变剖面扫描特征内建立的一条连续且中间无分支的线链实体，它由若干(至少为1段)单段线实体首尾相连接而成，单段线实体(所谓单段指线实体由同一

2、方程描述几何定义)可选边实体或基准线实体，在按顺序逐次将各单段线实体选中后，系统即建立一条轨迹。可变剖面扫描特征内可建立多条轨迹，其中原点轨迹是必须的，其它辅助轨迹是可选的。2. 剖面(Section)剖面是系统在过原点轨迹上每个点且按一定规律定位的一系列平面内生成的交截图形，用户需在原点轨迹起点或指定点处草绘初始剖面，系统根据初始剖面的尺寸标注及几何约束情况来确定扫描时原点轨迹各点处的剖面形状。可变剖面扫描面初始剖面原点轨迹起点原点轨迹图13.1 可变剖面扫描示例3. 可变剖面扫描(Variable Section Sweep)系统沿原点轨迹从其起点开始进行扫掠运动，当位于原点轨迹上不同点位

3、时，由初始剖面按既定剖面变化规律得到当前位置的剖面方位和形状，扫掠完成后由沿原点轨迹各点处的剖面轮廓所连接形成的面集合就是可变剖面扫描面。图13.1示例表示可变剖面扫描时的各个要素。13.1.2 创建步骤从下拉菜单中选【插入】|【可变剖面扫描】命令或在工具栏中单击按钮，系统弹出可变剖面扫描特征操作栏(见图13.2)在操作栏中单击或按钮确定建立实体特征或面特征，若为实体特征，单击按钮建立薄板实体特征若特征用于切除材料或裁剪面组，则单击按钮打开【参照】滑出面板选取原点轨迹和其它辅助轨迹，注意选中第一条轨迹后需按下CTRL键才能多选其它轨迹，系统在各轨迹旁显示其名称，原点轨迹旁显示“原点”(见图13

4、.3)单击激活原点轨迹后再单击其上的方向箭头可切换起点位置(方向箭头处即起点)在【参照】滑出面板【剖面控制】框中选择剖面定位方式，在【轨迹】框中定义各轨迹特殊属性(见图13.4)单击按钮绘制初始剖面单击【属性】按钮输入特征名称单击按钮预览几何，单击按钮生成特征。图13.2 可变剖面扫描特征操作栏原点轨迹辅助轨迹起点处方向箭头 图13.3 可变剖面扫描的轨迹 图13.4 可变剖面扫描特征操作栏【参照】滑出面板13.1.3 成形规则剖面以自身固有的坐标系作为空间定位和形状描述的基准，剖面坐标系原点和X、Y、Z轴分别代表下列含义：l 原点是剖面与原点轨迹的交点；l X、Y轴和原点一起用作描述剖面形状

5、的基准，绘制初始剖面时，正X轴指向屏幕水平向右方向，正Y轴指向屏幕竖直向上方向；l Z轴与剖面垂直，用来确定剖面平面的空间方位，正Z轴沿扫描方向。扫掠时剖面坐标系原点始终落在原点轨迹上，系统根据用户指定计算剖面坐标系Z轴朝向，再给出X、Y轴中的一个轴从而完全确定剖面坐标系，然后根据初始剖面中所绘图形相对初始剖面坐标系的关系和用户指定的剖面变化规律计算任意剖面的轮廓图形，一般说来，其它剖面与初始剖面相比，图形组成方式不变，仅尺寸数值发生变化，比如在图13.1示例中，初始剖面由一段圆弧和两段直线连成，其它剖面仍由一段圆弧和两段直线连成，只不过圆弧半径、直线长度和夹角不一样罢了。可变剖面扫描时用户需

6、确定剖面坐标系定位方式及剖面形状变化规律，这其中有多个选项要进行控制。1. 剖面控制在【参照】滑出面板【剖面控制】框或图形区弹出的快捷菜单中可选下列三种控制方式：l 【垂直于轨迹】：剖面坐标系Z轴与“法向”轨迹上和剖面交点处的相切矢量平行，即剖面始终与法向轨迹垂直，法向轨迹可以是原点轨迹或其它辅助轨迹，用户只需在【轨迹】框中轨迹列表右侧的【N】栏方框中单击即可确定相应轨迹为“法向”轨迹。指定法向轨迹后，还需确定剖面坐标系的X或Y轴，见图13.5有下述三种方式：(1) 在【水平/垂直控制】框中选择【X轨迹】方式，此时系统用由剖面坐标系原点指向X轨迹和剖面交点的矢量代表X轴正向，用户只需在【轨迹】

7、框中轨迹列表右侧的【X】栏方框中单击即可确定相应轨迹为X轨迹；(2) 选择【自动】方式，则在起点处由用户选取参照确定X轴，参照可选基准平面/平面、边、基准线、轴线、坐标系等，单击按钮切换X轴正向，若参照为坐标系，单击按钮确定使用X、Y、Z哪一轴，在扫描过程中由系统按扭曲最小的原则自动确定X轴；(3) 若原点轨迹为边链或落在面上的基准线链，则可选择【垂直于曲面】方式，此时原点轨迹所位于的面在剖面原点处的法向矢量投影到剖面上确定了剖面坐标系Y轴，单击【下一法向】按扭切换Y轴正向，若原点轨迹同时落在两个面上(例如边链即落在其两侧两个面上)，通过单击【下一法向】按扭切换Y轴参照面。 图13.5 剖面控

8、制为【垂直于轨迹】时的三种【水平/垂直控制】方式l 【垂直于投影】：剖面坐标系Y轴始终平行预先指定的矢量方向(该矢量可由基准平面/平面法向、基准线、边、轴线或坐标系确定)，单击按钮切换Y轴正向，该矢量方向也是投影方向，将原点轨迹按该方向投影至剖面坐标系XZ平面，求得投影线上其与剖面交点处的相切矢量即为剖面坐标系Z轴，相关操作界面见图13.6。l 【恒定的法向】：剖面坐标系Z轴始终平行预先指定的矢量方向(该矢量可由基准平面/平面法向、基准线、边、轴线或坐标系确定)， 再用【X轨迹】、【自动】或【垂直于曲面】方式确定剖面坐标系X轴，相关操作界面见图13.7。 图13.6 剖面控制：【垂直于投影】

9、图13.7 剖面控制：【恒定的法向】图13.813.10示例分别显示上述三种剖面控制方式的成形情况：原点兼法向轨迹初始剖面X轨迹 图13.8 【垂直于轨迹】+【X轨迹】控制方式投影方向箭头初始剖面投影方向参照原点轨迹 【恒定的法向】箭头图13.9 【垂直于投影】控制方式X方向箭头初始剖面【恒定的法向】参照原点轨迹 图13.10 【恒定的法向】控制方式2. 轨迹在【参照】滑出面板的【轨迹】框中可添加/移除各轨迹及控制轨迹线属性。可变剖面扫描特征中的轨迹分为两种，即原点轨迹和辅助轨迹，扫描过程中要求各轨迹分别与剖面相交，原点轨迹与剖面相交形成剖面坐标系原点，辅助轨迹与剖面相交形成各种用途的控制点，

10、在图13.11所示轨迹列表中原点轨迹称为“原点”，各辅助轨迹称为“链#”。在选取线链建立轨迹时需注意下列原则：l 选择的第一条轨迹为原点轨迹，然后通过按下CTRL键才能选取其它辅助轨迹；l 若作为轨迹的线链包含多段边/基准线，则在选取时首先选中其中一段，将鼠标箭头放在其上并按下SHIFT键，系统会弹出提示表明当前的线链选取方式，单击右键可切换至其它选取方式，单击左键可确定使用当前选取方式，再按照当前选取方式的要求进行操作即可得到所需轨迹，有关线链选取方式的技巧参见第八章；l 若剖面控制为【垂直于轨迹】，则原点轨迹内各段必须相切；若【垂直于投影】，则原点轨迹的投影线各段必须相切，而原点轨迹内各段

11、不必一定相切；l 辅助轨迹端点可落在原点轨迹上，但不可与原点轨迹交叉；控制“X轨迹”的【X】栏l 所有轨迹必须能与扫描剖面相交，各轨迹长度可不一致，此时系统按最短原则确定扫描起点和终点，见图例13.12。轨迹列表控制“相切轨迹”的【T】栏控制“法向轨迹”的【N】栏图13.11 可变剖面扫描特征【参照】滑出面板【轨迹】框最短轨迹X轨迹原点轨迹图13.12 各轨迹长短不一时的处理在【轨迹】框的轨迹列表或直接在图形区中单击轨迹令其激活可编辑之：l 单击轨迹上的方向箭头可切换其起点至轨迹另一端；控制柄 图13.13 延伸或修剪轨迹端点 图13.14 改变轨迹属性l 拖拉轨迹两端的控制柄或双击旁边的数字

12、并输入数值可延伸/裁剪轨迹线，如将鼠标箭头放在端点时单击右键弹出菜单选取命令可把该端点【延伸至】或【修剪位置】到指定参照，如位于轨迹上的基准点、与轨迹或轨迹延长线相交的基准线、边、面等，见图13.13；l 单击轨迹列表右侧表栏中的控制方框或在鼠标箭头位于轨迹上时弹出右键快捷菜单选取相应选项可改变轨迹的属性，见图13.14；l 在轨迹列表中选中某轨迹后再在图形区选取其它线链可建立新轨迹替换原轨迹；l 轨迹若无下述【N】、【X】、【T】属性则可在轨迹列表中选中它再弹出右键快捷菜单【移除】之，按下CTRL键直接单击轨迹也能删除它，原点轨迹不可删除，只能替换。原点轨迹和辅助轨迹可定义它们具有下列特殊属

13、性：l X轨迹：用来在【垂直于轨迹】/【恒定的法向】+【X轨迹】方式中确定剖面坐标系X轴，单击轨迹列表右侧【X】栏中的方框指定该属性，原点轨迹不可指定“X轨迹” 属性；l 法向轨迹：用来在【垂直于轨迹】方式中确定剖面坐标系Z轴，单击轨迹列表右侧【N】栏中的方框指定该属性； l 相切轨迹：用来确定剖面绘制时的相切参照，当轨迹由边链形成时才能使用该属性。扫描面将在该轨迹处与轨迹所位于的一系列参照面相切，在绘制初始剖面时，通过剖面与相切轨迹的交点系统给出一条和相应参照面相切的中心线，用来给草绘实体标尺寸或加约束时作参照，若边链由两“排”面相交而成，还可切换扫描面与哪一排参照面相切。单击轨迹列表右侧【

14、T】栏中的方框指定该属性，该栏中两个方框分别代表边链两侧的参照面，若边链仅一侧有参照面，则其中一个方框将变灰而不可选中。3. 绘制初始剖面Y轴绘制初始剖面时，一方面要画出剖面轮廓，另一方面应通过建立几何约束或尺寸关系式来控制扫描时的剖面变化规律。X轴控制点原点图13.15 初始剖面中的原点和控制点图13.15是进入草绘环境后的图形区显示，水平中心线代表剖面坐标系X轴，竖直中心线代表剖面坐标系Y轴，两中心线相交处(即原点轨迹与剖面交点)的“X”标记为原点，右侧的“X”标记为X轨迹与剖面的交点，所有辅助轨迹与剖面交点处都会有“X”标记(控制点)，上述控制点和水平/竖直中心线在扫描过程中将会根据轨迹

15、走向和指定控制方式不断调整自身的位置，若草绘实体约束或标尺寸至这些参照实体上，则扫描时剖面轮廓显然也将不断变化，例如上图中扫描面的宽度将等于原点轨迹和X轨迹之间的距离，而高度始终为10。一般说来，各草绘实体应相对原点、控制点和水平/竖直中心线标尺寸或加约束，尽量不要使用模型几何作参照，因为在扫描过程中剖面空间方位可能变化从而导致剖面中的模型几何参照无法生成或出现非预期的剖面形状，比如参照面与剖面不垂直从而不能投影至剖面上形成草绘参照实体，当然如果经过分析模型几何在扫描过程中一直有效，也可以应用它。通过尺寸关系式也可控制剖面轮廓的变化规律，系统有一内部变量“trajpar”,当剖面位于起点时，t

16、rajpar值为0，当剖面扫描至终点时，trajpar值为1，当剖面位于中间时，trajpar值代表剖面原点在原点轨迹上的位置(01间变化)，即剖面原点和起点之间的轨迹长占轨迹总长的比例，如将剖面尺寸值定义为关于trajpar的函数，则该尺寸在扫描中即可按指定函数规律变化，除一般代数函数外，用户还可使用已建立的图形函数(Graph)特征驱动尺寸，图形函数特征由一条单值曲线描述因变量Y相对自变量X的变化规律，在剖面草绘中通过使用EVALGRAPH()函数可将图形函数特性映射到可变剖面扫描过程里，其调用格式如下：sd#=evalgraph(“图形函数特征名称”,C*trajpar)上式中sd#：需

17、控制的草绘尺寸C：常数，因为trajpar在01变化，与图形函数的自变量变化范围不匹配，用常数C拓展之图形函数特征起点原点轨迹 图13.16 利用图形函数特征控制剖面变化规律图13.16左部为一图形函数特征height示例，自变量变化范围0100，因变量大约在3060之间变动，变化曲线为一样条曲线。在草绘中令表示矩形剖面高度的尺寸sd1=evalgraph(“height”,100*trajpar)可得到图13.16右部所示形状。此边处保持相切相切参照面相切控制点原点相切参照中心线原点轨迹相切轨迹 图13.17 可变剖面扫描中相切轨迹的应用当用户使用相切轨迹时，草绘剖面时通过相切轨迹与剖面的交

18、点处发出一条参照中心线，并与轨迹的相切参照面和剖面的交线保持相切，草绘实体可利用该参照中心线加约束或标尺寸，在图13.17示例中沿倾斜的参考中心线绘制的直线段所扫掠成的面将和侧面保持相切关系。可变剖面在扫描过程中其组成实体段可蜕变为零长度，见图13.18，但在初始剖面中绘制实体时必须有一定长度，由图形函数特征驱动的尺寸在初始剖面中也须为非零值。在扫描终点处剖面还可以蜕变为一个点。原点轨迹起点高度为0高度非0 图13.18 可变剖面的“蜕变” 图13.19 【选项】滑出面板4. 其它控制选项如图13.19打开【选项】滑出面板可控制下列特性：l 【】和【】项，控制扫描时剖面可变或保持恒定(与初始剖

19、面相同)，当选择【】项，扫描时剖面按初始剖面的草绘约束和尺寸关系式实施可变，当选择【】项，即使草绘中应用了可变技术，系统仍强制扫描过程中剖面维持恒定；l 【】项，用于建立面组的可变剖面扫描特征，选择该项将会在扫描面的两端添加平面形成封闭面组；l 【草绘放置点】项，通常可变剖面扫描特征的初始剖面放在原点轨迹起点处，用户也可以将它放到位于原点轨迹上的基准点处。13.1.4 实例：扫描建立药瓶顶视侧视前视斜视 图13.20 药瓶模型下面以可变剖面扫描特征为药瓶建模。1. 新建零件模型，其文件名“example13-1”，系统自动建立三基面和一个坐标系。2. 单击按钮分别建立三条基准线代表药瓶对称中心

20、线、正面和侧面轮廓，如图13.21，三条线高度相等，正面和侧面轮廓线的顶端与中心线的距离相同。 图13.21 建立三条基准线3. 分别选取正面和侧面轮廓基准线后选【编辑】|【镜像】命令或单击按钮得到对称的另半侧轮廓基准线，镜像平面使用DTM1和DTM3，如图13.22所示。图13.22镜像正面和侧面轮廓基准线4. 单击按钮或选【插入】|【可变剖面扫描】命令，以中心基准线为原点轨迹，其它基准线为辅助轨迹(一条作为X轨迹)，采用【垂直于轨迹】剖面控制，初始剖面中草绘一个以原点为圆心并经过四个辅助轨迹控制点的椭圆，如图13.23得到变截面瓶身。 图13.23 建立可变剖面扫描特征形成瓶身5. 单击按

21、钮或选【插入】|【拉伸】命令，以瓶身顶面为草绘平面画一个以中心线为圆心并经过正(侧)面轮廓线顶端的圆，拉伸一定高度形成瓶口，如图13.24。 图13.24 建立拉伸特征形成瓶口6. 单击按钮或选【插入】|【倒圆角】命令，选取瓶身底部边链并输入圆角半径。7. 单击按钮或选【插入】|【壳】命令，选取瓶口顶面将其移除并输入瓶身壁厚，而后将所有非实体特征作【视图】|【可见性】|【隐藏】即得到图13.25所示最终药瓶模型。图13.25 抽壳形成药瓶模型 13.2 扫描混合13.2.1基本概念扫描混合特征兼具混合特征和扫描特征的一些特性，其相关几何概念如下：1. 轨迹轨迹是扫描混合特征内建立的一条连续且中

22、间无分支的线链实体，可草绘或选取边/基准线连接而成，所选边/基准线应首尾相连，逐次选中。扫描混合特征内可建立两条轨迹，一条是原点轨迹(必须的)，另一条是正交辅助轨迹(可选的)2. 截面截面是用户在原点轨迹两端点及指定的位于原点轨迹上的组成段顶点或基准点处建立的轮廓图形，可草绘或选取边/基准线实体链而成，绘制截面时需确定截面定位即截面坐标系。3. 扫描混合(Swept Blend)在原点轨迹两端点及各指定点处建立的截面之间参照原点轨迹形状趋向进行混合连接生成的面集合即扫描混合面。扫描混合面截面3截面2截面1原点轨迹 图13.26 扫描混合示例图13.26示例表示扫描混合时的各个要素。13.2.2

23、创建步骤图13.28 【薄板伸出项】/【薄板切口】命令-【混合选项】菜单图13.27 【伸出项】/【切口】命令-【混合选项】菜单 从下拉菜单中选【插入】|【扫描混合】|【伸出项】(/【薄板伸出项】/【切口】/【薄板切口】)命令，系统在主窗口右侧上方弹出图13.27、13.28所示【混合选项】菜单选择其中一对组合选项确定截面建立方式和截面定位方式系统弹出扫描混合特征对话框，下面按六种选项组合分别讨论特征建立步骤。1. 【草绘截面】+【垂直于原始轨迹】组合： 特征对话框如图13.29，首先选择原点轨迹类型为【草绘轨迹】或【选取轨迹】，再草绘或选取原点轨迹若为【选取轨迹】，确定截面X轴定位方式指定原

24、点轨迹上欲放置截面的顶点或基准点输入第一个截面放置点处的截面旋转角(-120°120°)绘制截面继续输入下一截面旋转角并绘制截面截面绘制完毕后，若需要则定义【混合控制】步骤单击【确定】建立特征，单击【取消】取消建立，若需重定义某个特征步骤，先选中该项再单击【定义】或双击该项。截面X/Y轴定位方式菜单重新定义特征弹出新建特征弹出 图13.29【草绘截面】+【垂直于原始轨迹】扫描混合特征对话框2. 【选取截面】+【垂直于原始轨迹】组合：首先选择原点轨迹类型，再草绘或选取原点轨迹选取位于同一平面内的边/基准线实体链形成截面系统提示是否继续选取下一截面，用户至少须定义两个截面截面定

25、义完后，若需要则定义【混合控制】和【相切】步骤单击【确定】建立特征。3. 【草绘截面】+【轴心方向】组合：特征对话框如图13.30，首先选择轴心方向参照选择原点轨迹类型，再草绘或选取原点轨迹指定原点轨迹上欲放置截面的顶点或基准点输入各截面旋转角并绘制截面建立特征。选取轴心方向参照菜单图13.30【草绘截面】+【轴心方向】扫描混合特征对话框 4. 【选取截面】+【轴心方向】组合：首先选择轴心方向参照选择原点轨迹类型，再草绘或选取原点轨迹选取位于同一平面内的边/基准线实体链形成各截面建立特征。5. 【草绘截面】+【垂直于轨迹】组合：特征对话框如图13.31，首先选择原点轨迹类型，再草绘或选取原点轨

26、迹若为【选取轨迹】，确定截面X/Y轴定位方式草绘或选取法向轨迹指定原点轨迹上欲放置截面的顶点或基准点输入各截面旋转角并绘制截面建立特征。截面X/Y轴定位方式菜单 图13.31 【草绘截面】+【垂直于轨迹】扫描混合特征对话框 图13.32 薄板类特征对话框6. 【选取截面】+【垂直于轨迹】组合：首先选择原点轨迹类型，再草绘或选取原点轨迹草绘或选取法向轨迹选取位于同一平面内的边/基准线实体链形成各截面建立特征。若特征为薄板类型，则在图13.32所示特征对话框中还需确定【厚度】步骤给定薄板厚度值，在每个截面草绘中需指定实体哪一侧生长材料厚度，此时【选取截面】功能不能使用。13.2.3 成形规则截面以

27、自身固有的坐标系作为空间定位和形状描述的基准，截面坐标系原点和X、Y、Z轴分别代表下列含义：l 原点是截面与原点轨迹的交点，即原点轨迹端点和指定的内部顶点、基准点；l X、Y轴和原点一起用作描述截面形状的基准，绘制截面时，正X轴指向屏幕水平向右方向，正Y轴指向屏幕竖直向上方向；l Z轴垂直截面，用来确定截面平面的空间方位，正Z轴沿扫描混合方向。一般说来，各截面中所含草绘/选取实体数目应相同，再分别确定各截面实体链的起点，从而各截面实体链内所有顶点能从起点开始一一对应，系统将各截面实体段对应过渡连接生成形面，对应连接的实体段形式不必一致，比如圆弧可过渡到直线。若各截面实体数不同，则在实体数少的截

28、面实体链中应建立混合顶点与其它截面中多出的实体段相匹配连接。扫描混合时用户需确定截面坐标系定位方式、建立各轨迹和截面、给定混合过渡形状变化规律及两端部相切条件，这其中有多个选项需进行控制。1. 截面坐标系定位在图13.27、13.28所示【混合选项】菜单中有下列选项：l 【垂直于原点轨迹】：截面垂直于原点轨迹上该截面放置点处的相切矢量，即Z轴确定。若原点轨迹为草绘而成，其草绘平面的法向矢量即为所有截面的初始截面坐标系Y轴，Y轴正向为草绘观察方向的反向，用户可接着再令各截面坐标系绕Z轴旋转一定角度。若原点轨迹为选取而成，则每个截面的X/Y轴定位可有下述三种方式：(1) 如图13.29在【截面定向

29、】菜单中选择【选出X向量】方式，系统将用户指定的矢量(该矢量可由平面法向、基准线、边、轴线或坐标系确定)按截面法向投影到截面平面上形成X轴，用户可接着再令截面坐标系绕Z轴旋转一定角度；(2) 选择【自动】方式，则由系统自动确定截面坐标系X轴，用户可接着再令截面坐标系绕Z轴旋转一定角度；(3) 若原点轨迹为边链或落在面上的基准线链，则可选择【曲面法向】方式，此时原点轨迹所位于的面在截面原点处的法向矢量投影到截面上确定了初始截面坐标系Y轴，用户可接着再令截面坐标系绕Z轴旋转一定角度，若原点轨迹同时落在两个面上(例如边可能由两个面相交成)，可通过图13.33所示【选取】菜单切换Y轴参照面，使用【曲面

30、法向】方式要注意：若第一个截面选用该方式，那么后续截面也自动选用该方式且使用相同的参照面。图13.33 【选取】菜单l 【轴心方向】：初始截面坐标系Y轴平行预先指定的矢量方向(该矢量可由平面法向、基准线、边、轴线或坐标系确定)，Y轴正向可由【方向】菜单切换，该矢量方向也是投影方向，再将原点轨迹按该方向投影至坐标系XZ平面，求得投影线上与截面交点处的相切矢量即为坐标系Z轴，用户可接着再令每个截面坐标系绕各自Z轴旋转一定角度。【轴心方向】与可变剖面扫描中的【垂直于投影】类似。l 【垂直于轨迹】：初始截面坐标系Z轴平行于法向轨迹上与截面交点处的相切矢量。若原点轨迹为草绘而成，其草绘平面的法向矢量即为

31、所有截面的初始截面坐标系Y轴，Y轴正向为草绘观察方向的反向，用户可接着再令各截面坐标系绕Z轴旋转一定角度。若原点轨迹为选取而成，则每个截面的X/Y轴定位可有下述二种方式：(1) 如图13.31在【截面定向】菜单中选【使用法向轨迹】方式，系统将从原点指向截面和法向轨迹交点的矢量作为初始截面坐标系X轴，用户可接着再令截面坐标系绕Z轴旋转一定角度；(2) 若原点轨迹为边链或落在面上的基准线链，则可选择【曲面法向】方式。2. 建立轨迹原点轨迹可为开放或闭合链，其具有起点定义，开放轨迹的起点在其某一端，闭合轨迹的起点在其上某一顶点处，建立的第一个截面放置于起点，原点轨迹各段之间不必一定相切，但尖锐拐角处

32、不可放置截面，在闭合原点轨迹的起点处必须保持相切。原点轨迹和法向轨迹可以采用草绘或选取的方式建立。l 【选取轨迹】：从图13.34所示【链】菜单中选取一种实体链建立方式选【依次】方式，先选中一条边/基准线，再按下CTRL键选择多条相连的边/基准线；选【相切链】方式，选取一条边会将与之相切的所有边一道选中；选【曲线链】方式，选取一条基准线可将其全长或部分组成段选中；选【边界链】或【曲面链】方式，选取一个面组或面可将其边界的全长或部分组成段选中。实体链选好后，用【修剪/延伸】命令将实体链的两端作缩短或加长，可输入数值给定裁剪/延伸量，或指令端点与参照几何重合，参照几何可选用在实体链上的基准点和与实

33、体链相交的其它基准线、面、基准平面等。若为原点轨迹，需确定其起点，系统在缺省起点处显示一个箭头，可用【起始点】命令切换至另一端点；【曲线链】/【边界链】/【曲面链】方式时的【链选项】菜单 图13.34 【链】菜单l 【草绘轨迹】：轨迹草绘技术同一般草绘过程，系统在缺省起点处显示一个箭头，通过选中端点后右键单击弹出快捷菜单并选【起始点】命令使当前端点成为起点，开放轨迹的起点必须位于草绘实体链某一端。原点轨迹建立后，系统提示用户选择将要放置截面的点，开放链的两端点和闭合链的起点必然放置截面，无需选择，在闭合链中间用户必须选择至少一个点放置截面以结合起点截面生成特征，如图13.35，系统以绿色高亮开

34、放链两端点或闭合链起点，再将中间的可选基准点和顶点依次以红色加亮，在图13.36所示【确认选择】菜单中选【接受】命令指定当前红色加亮点放置截面或选【下一项】/【上一项】命令切换至下/上一可选点。红色加亮当前点绿色加亮两端点 图13.35 选取截面放置点 图13.36 【确认选择】菜单3. 建立截面截面可以草绘而成，也可选择边链或基准线链建立。草绘截面时，在初始截面坐标系确立后，系统提示用户输入截面旋转角从而绕Z轴旋转坐标系(输入0保持坐标系原位)，对实体特征，草绘实体链应封闭，对“薄板”类实体特征和面特征，草绘实体链可开放，如图13.37，系统缺省指定实体链内某段端点为起点并在其上放置一个箭头

35、，通过选中其它端点后右键单击弹出快捷菜单并选【起始点】命令来改变起点位置，各草绘实体应该相对截面坐标系加约束或标注尺寸，不应与模型几何发生参照关系。新截面起点原截面起点截面坐标系 图13.37 改变草绘截面起点 图13.39 【选取链】菜单选取截面时弹出图13.38所示菜单，所选边链或基准线链应位于同一平面内，若截面定位采用【轴心方向】，则实体链所在平面应与轴心方向平行，选取的第一个截面应与原点轨迹起点相对应(轨迹起点无须一定在截面上)，【选出曲线】的方式有三种：l 【选取曲线/边】，用户一一单击选中所需基准线/边(无须按CTRL键)；l 【选取环】，用户首先选取一个面，系统将该面的一圈边界选

36、中，若该面存在多个边界环，见图13.41，系统弹出图13.39所示【选取链】菜单提示用户选择合适的边界环，；l 【选取链】，首先选取边链或基准线内的一段，再按下CTRL键选取另一段，系统将这两段之间的所有边/线选中，若存在多种可能，见图13.42，系统弹出图13.40所示【选取】菜单提示用户选择合适的链。截面实体选完后，使用【起始点】命令选择合适的截面起点，建立两个截面以后，系统会提示用户是否继续下一截面的建立。 链2：含四段链1：含两段图13.38 【曲线草绘器】菜单 图13.40 【选取】菜单选取面选取两段边界环2边界环1 图13.41 【选取环】时的多义性 图13.42 【选取链】时的多

37、义性如图13.43所示，特征在扫描混合各截面时，一般要求各截面具有相同的实体数，而后从截面起点开始将对应的各实体段一一混合连接起来；若错开各截面起点，则形状会发生扭曲；若各截面实体数不一，实体数少的截面中需建立混合顶点，通过选中某个实体端点后单击右键弹出快捷菜单并选【混合顶点】命令在该点建立混合顶点定义，当混合连接进行到该点时，系统将一个混合顶点作为一段实体看待与其它截面的对应实体进行过渡连接，在同一点位置可建立多个混合顶点，此时将会有多条截面实体对应连接到该点，混合顶点可通过查询方式选中后予以删除。截面2截面1混合顶点混合顶点起点起点起点截面2起点截面1 图13.43 混合连接时的截面实体对

38、应关系4. 混合控制和相切 图13.44 【混合控制】和面积【控制曲线】菜单面积控制点图13.45面积控制曲线两端(建立)截面用户可控制扫描混合过程中(建立)截面之间的形状变化规律，见图13.44所示菜单，包括下列三种：l 【无】：用户不作特殊指定，系统按缺省形式生成形面；l 【面积控制曲线】： 系统计算用户建立截面处的面积，在图13.45所示独立窗口中显示一条沿原点轨迹的面积曲线，此时可选择位于原点轨迹上的基准点作为面积控制点(也可在特征中即时创建基准点作控制点)，指定此处需达到的面积值，则系统成形时会考虑该处要求，在各(建立)截面及面积控制点之间，按光滑过渡的原则控制面积，注意沿程各点面积

39、不可出现负值。用户可增加、删除面积控制点定义及编辑控制点处面积值；l 【设置周长】：若两个(建立)截面经计算周长相等，则系统在两截面之间混合时保持周长不变；若两截面周长不等，则在中间以插值形式控制周长变化，使用该功能时可选中【】复选框，系统将显示一条贯穿各截面形心的中心线。【设置周长】与【面积控制曲线】不能同时应用。当截面建立采用【选取截面】方式时，可在两端截面处控制扫描混合面与相邻面是否相切，系统将询问用户：相切参照面原点轨迹“”、“”，若需要相切，用户回答“是”，而后为截面每一组成实体选择相切参照面，见图13.46，扫描混合面将与参照面保持相切关系。选取截面2原点轨迹起点选取截面1 图13

40、.46 扫描混合特征的端面相切控制13.2.4 实例 扫描混合建立进气管模型顶视斜视前视 图13.47 进气管模型下面以扫描混合特征为进气管建模。1. 新建零件模型，其文件名“example13-2”，系统自动建立三基面和一个坐标系。窗体顶部窗体底部2. 单击按钮在DTM3上建立一条基准线代表进气管中心线，如图13.48。 图13.48 建立进气管中心线 图13.49 建立端口曲面 图13.50 建立另一端口曲面3. 单击按钮或选【插入】|【拉伸】命令，建立过基准线一端且平行DTM1的基准平面并以之作为草绘平面建立圆形拉伸面组，圆心位于基准线端点上，如图13.49所示。4. 以DTM2作草绘平

41、面在其上建立腰形拉伸面组，图形中心位于DTM1和 DTM3交点上，如图13.50所示，上述两面组分别代表进气管两端的流道形状。 图13.51 建立扫描混合特征-选取原点轨迹和截面4.选【插入】|【扫描混合】|【伸出项】命令建立扫描混合特征，采用【选取截面】+【垂直于原始轨迹】组合，选取中心基准线为原点轨迹，再选取两个面组上的边链建立两端截面，注意两截面的起始点须匹配，还需定义【相切】步骤令扫描混合面与两端参照面组相切，如图13.51、13.52，由此得到进气管管身形状，再将两个面组作隐藏。 图13.52 建立扫描混合特征-控制两端相切5. 单击按钮或选【插入】|【壳】命令，选取管身两端平面将其

42、移除并输入壁厚，如图13.53。 图13.53 抽壳形成内流道 图13.54 建立拉伸特征形成法兰6. 单击按钮或选【插入】|【拉伸】命令，见图13.54以DTM2为草绘平面画一个对称于管身中心的带圆角的法兰外轮廓，再单击按钮选流道端部边链形成法兰内轮廓，给定高度拉伸成进气管法兰。7. 再以法兰平面为草绘平面绘制四个小圆作拉伸切除材料得到四个螺栓孔。8. 单击按钮或选【插入】|【倒圆角】命令，分别选取管身与法兰相交处边链和法兰顶面边链并输入圆角半径，即得到最终进气管模型，如图13.55。 图13.55 最终生成的进气管模型13.3螺旋扫描13.3.1基本概念1. 轨迹轨迹是在螺旋扫描特征内由系统生成的一条螺旋线，它位于一组连续的360°旋转面之上并沿旋转面轴线成螺旋状，用户绘制旋转面截面轮廓(扫引轨迹)后再指定螺距即可得到螺旋轨迹，按螺旋方向可分为左旋和右旋型。2. 截面用户在螺旋轨迹起点处绘制扫描截面，截面在扫描过程中形状保持不变。3. 螺旋扫描(Helical Sweep)用绘制截面沿螺旋轨迹进行扫掠形成的面集合即螺旋扫描面。13.3.2创建