UG曲面造型

1、第 6 章 曲面造型 概述 构造曲面的一般方法 点构造曲面 曲线构造曲面 其他构造曲面 曲面编辑 曲面操作与编辑综合实例对于较规则的3D零件，实体特征的造型方式快捷而方便，基本能满足造型的需要，但实体特征的造型方法比较固定化，不能胜任复杂度较高的零件，而自由曲面造型功能则提供了强大的弹性化设计方式，成为三维造型技术的重要组成。6.1概述对于较规则的3D零件，实体特征的造型方式快捷而方便，基本能满足造型的需要，但实体特征的造型方法比较固定化，不能胜任复杂度较高的零件，而自由曲面造型功能则提供了强大的弹性化设计方式，成为三维造型技术的重要组成。对于复杂的零件，可以采用自由形状特征直接生成零件实体，

2、也可以将自由形状特征与实体特征相结合完成，目前，在日常用品以及飞机、轮船和汽车等工业产品的壳体造型设计中应用十分广泛。 1曲面特征的可修改性 同实体特征一样，自由形状特征也具有可修改性。可以对表达式进行修改，例如片体偏置中的偏置值；也可以修改图形定义数据，例如修改曲线上的点。在曲面特征中的大多数特征具有可修改性，当改变数据时，片体随之变化。 2曲面特征的一般设计原则 在设计过程中，针对曲面特征设计应当遵从下述原则：l 模型应尽可能简单，使用尽可能少的特征；l 如果采用样条曲线，应尽可能简单，采用较少的点；l 模型造型数据应当按照1：1比例；l 在两个片体的拼接处应当检查拼接是否良好，如裁剪、尖

3、点以及扭曲情况，这些因 素会影响曲面的光滑，而且会影响数控加工程序的计算，并可能导致数控加工出现问题；l 测量的数据点应先生成曲线，再利用各种曲面构造方法；l 为了使后面的加工方便和简单，曲面的曲率半径尽可能大。6.2构造曲面的一般方法6.2.1曲面构造的基本概念1体类型在UG中，构造的物体类型有2种：实体与片体。l 实体：具有厚度、由封闭表面包围的具有体积的物体；l 片体：厚度为0，没有体积存在，一般指曲面。2行与列曲面在数学上是用两个方向的参数定义的：行方向由U参数、列方向由V参数定义。对于【通过点】的曲面，大致具有同方向的一组点构成了行，与行大约垂直的一组点构成了列方向，如图6.2-1所

4、示。对于【通过曲线】和【直纹面】的生成方法，曲线代表了U方向，如图6.2-2所示。行方向（U）列方向（V）图6.2-1 行与列的概念行方向（U）图6.2-2 行与列的概念3阶次曲面的阶次是一个数学概念，用来描述曲面的多项式的最高次数，只需在U、V两个方向分别指定次数。片体在U、V方向的次数必须介于124之间，由于阶次过高会导致系统运算速度变慢，同时在数据转换时容易产生问题，因此，建议构造曲面的U、V次数使用3次为宜，称为双3次曲面，工程上大多数使用的是这种双3次曲面。曲面不同方向的次数与输入的数据有关，在一个方向上如果输入点，次数与点数的关系为：l 如果为单张曲面，次数=点数1；l 如果为多张

5、曲面，次数由用户指定。如果输入一个U方向的曲线，则U方向的次数继承曲线的原有次数，而仅需指定V方向的次数。如果输入为U、V方向的曲线，则继承两个方向原有曲线的次数。4曲面片4个曲面片组成一张片体单片曲面片是片体的一部分，多张曲面片合成一张片体，可以由用户在相应的对话框中控制生成单张或多张曲面片，如图6.2-3所示，从加工的观点出发，应尽可能使用较少的曲面片。图6.2-3 曲面片与片体的概念5曲面造型预设置曲面在数学上采用逼近和插值方法进行计算，因此需要指定造型误差，预设置应当在建模之前设定：单击下拉菜单【预设置】【建模】选项，如图6.2-4所示。l 一般项 【删除时通知】：一个带有子特征的特征

6、被删除时，是否发出警告； 【显示早期特征名称】：如果特征之前有一个名称，是否显示出来； 【双击后使用可回滚编辑】：双击特征可以对特征进行编辑； 【体类型】：控制基于曲线的自由特征扫掠特征生成的是实体还是片体； 【距离误差】：构造曲面与原始曲面在对应点的最大距离误差； 【角度误差】：构造曲面与原始曲面在对应点的法矢的最大角度误差，这里的原始曲面指的是数学表达的理论曲面； 【密度】和【密度单位】：密度主要用于几何特性计算； 图6.2-4 建模预设置一般项对话框 图6.2-5建模预设置曲面项对话框 【栅格线】：在线框显示模式下，控制曲面内部是否以线条显示，以区别是曲面还是曲线，曲面内部曲线的个数可分

7、别由U、V方向的显示个数控制；如图6.2-6a)所示，在线框图中不能看出是一个曲面还是4条曲线；而在图6.2-6b)中，用户立即看出这是曲面。如果在造型误差中没有设定，可以在曲面构造完成后，单击下拉菜单【编辑】【对象显示】选项，选择需编辑的曲面，单击“确定”，在如图6.2-7所示的对话框中设置 【网格数U】和【网格数V】； 【动态更新】：控制定义曲线动态改变时模型是否随之实时改变； a) b) 图6.2-6 曲面的网格显示 图6.2-7曲面属性设置对话框l 自由曲面项 【曲线拟合方式】：在拟合方法中使用3次还是5次曲线，主要用在样条曲线的构造上； 【自由曲面构造结果】：控制生成的平面在数学上是

8、“平面”表示还是“B-曲面”表示；6.2.2曲面构造的一般方法构造曲面时，一般先根据产品外形要求，建立用于构造曲面的边界曲线，或者根据实样测量的数据点生成曲线，然后，使用UG提供的各种曲面构造方法构造曲面。对于简单的曲面，可以一次完成建模。而实际产品的形状往往比较复杂，首先应该采用曲线构造方法生成主要或大面积的片体，然后进行曲面的过渡连接、光顺处理、曲面的编辑等方法完成整体造型。构造曲面的方法按照原始数据的类型可以大致分为3类：l 基于点的构造方法：以数据点为输入，如通过点、由极点、从点云等构造方法。由于这类曲面的可修改性较差，建议尽量少用；l 基于曲线的构造方法：以曲线为输入，如直纹面、通过

9、曲线、过曲线网格、扫掠、截面线等构造方法，工程上大多采用这种方法。l 基于曲面的构造方法：以曲面为输入，如桥接、N-边曲面、延伸、按规律延伸、放大、曲面偏置、粗略偏置、扩大、偏置、大致偏置、曲面合成、全局形状、裁剪曲面、过渡曲面等构造方法。构造曲面的工具条和菜单如图6.2-8所示。 图6.2-8曲面构造工具条及菜单6.3点构造曲面基于点的自由曲面特征包括：l 【通过点】：输入的点一定落在构造的曲面上；l 【由极点】：由控制多边形逼近出一个曲面；l 【点云】：由大量数据点拟合的曲面，l 【四点曲面】：通过指定的四个点构造一个曲面。1通过点与由极点的操作实例：由如图6.3-1所示点，用“通过点”与

10、“由极点”的方法构造曲面。操作步骤如下：l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【曲面】【通过点】选项，弹出如图6.3-2所示的对话框(如果为【由极点】，应单击图标，后面的操作类似)。图6.3-1 已知若干点 图6.3-2 通过点对话框l 按图6.3-2所示进行设置，单击“确定”，弹出如图6.3-3所示对话框；l 选择点的选择方法，根据点的选择方法，按提示在屏幕上依次选择起点和终点，选完一行后，单击“确定”，选择下一行点，全部完成点的指定后，单击如图6.3-4所示【所有指定的点】，完成曲面，如图6.3-5所示。其中，a)图为通过点构造的曲面；b) 图为由极点构造的曲面。 图6.3-3 点的选择 图6

11、.3-4 点的选择 注意:选择点时，按行选择，而且，应当按照同样的顺序进行，否则可能导致曲面扭曲，如图6.3-6所示。 a) b)图6.3-5 由通过点和通过极点完成的曲面 图6.3-6 扭曲的曲面2由点云的操作实例：当点来自扫描仪或数控测量点时，数据非常庞大，输入的点数很多，而且这些点可能没有严格按照行或列组织，是一种无规律的散乱点形式，此时利用“点云”的构造方式比较方便。由如图6.3-1所示点，用“由点云”的方法构造曲面。操作步骤如下：l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【曲面】【由点云】选项，弹出如图6.3-7所示的对话框。l 输入U方向和V方向次数，建议输入3。输入U方向和V方向曲面片数

12、；l 确定坐标方向：由于点云由于没有行、列组织，因此，需要指定一个坐标系。如果用户不指定，系统有默认的四边形和U、V轴，如图6.3-8所示。图6.3-8 坐标方向的确定l 在屏幕上选择点：直接用鼠标画出矩形框将需要输入的点全部包含在内。构造的曲面如图6.3-9所示。 图6.3-7由点云对话框 图6.3-9由点云构造的曲面 注意:在同样数据点的情况下，点云方式逼近的曲面比通过点方法要光滑得多，但有误差，点不一定落在曲面上。3由四点决定的曲面操作实例：由已知四点，用“四点曲面”的方法构造曲面。操作步骤如下：第二点第三点第一点第四点 图6.3-10 由四点决定曲面属性栏 图6.3-11由四点构造的曲

13、面l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【曲面】【由四点决定的曲面】选项，弹出如图6.3-10属性栏。l 按提示依次选择四点，单击图标，完成曲面构造，如图6.3-11所示。6.4曲线构造曲面利用曲线构造曲面在工程上应用非常广泛，例如飞机的机身、机翼等，原始输入数据是若干截面上的点，一般先将其生成样条曲线，再构造曲面。基于曲线的自由特征主要包括：输入一个方向的曲线：直纹面、过曲线、截面线；输入两个方向的曲线：过曲线网格、扫掠曲线；这里的曲线可以是曲线、片体的边界线、实体表面的边、多边形的边等。6.4.1 直纹面直纹面曲面为严格通过2条截面线串而生成的片体或实体。输入的曲线可以是光滑的曲线，也可以是直

14、线。每条曲线是一个线串，它可以是单段，也可以是多段组成。 图6.4-1直纹面的曲线选择 图6.4-2直纹面参数设置1生成直纹面的操作过程l 单击直纹面图标或单击下拉菜单【插入】【网格曲面】【直纹面】选项；l 单击（截面线串1），选择截面线串1，线串会出现一个方向箭头；l 单击（截面线串2），然后选择截面线串2，线串也会出现一个方向箭头，应尽量保持箭头的方向与位置对齐；l 根据输入曲线的类型，选择需要的对齐方式，指定参数，如图6.4-2所示，单击“确定”，得到如图6.4-3所示的曲面，单击“是”图标，完成曲面创建。 注意:1.第二条曲线的箭头方向应与第一条线的箭头方向一致，否则会导致曲面扭曲，如

15、图6.4-4所示。2（脊线串）：当选择了“调整”下拉列表框中的“脊线”时，此按钮变为可用。 图6.4-3 直纹面 图6.4-4扭曲的直纹面2对齐方法用曲线构成曲面时，对齐方法说明了截面曲线之间的对应关系，对齐将影响曲面形状。对齐方法共有六种方式，如图6.4-2所示。一般常用参数对齐，对于多段曲线或者具有尖点的曲线，采用点对齐方法较好。l 【参数】：参数对齐指的是沿曲线等参数分布的对应点连接，如图6.4-5所示；l 【圆弧长】：两组截面线和等参数曲线建立连接点，这些连接点在截面线上的分布和间隔方式是根据等弧长的方式建立，如图6.4-6所示；l 【距离】：以指定的方向沿曲线以等距离间隔分布点，如图

16、6.4-7所示；l 【角度】：绕一个指定轴线，沿曲线以等角度间隔分布点，如图6.4-8所示；l 【根据点】：当对应的截面线具有尖点或多段时，这种方法要求选择对应的点，如图6.4-9a)中的点1、点2，首末点自动对应，不需指定，构成的曲面如图6.4-9b)所示。l 【脊线】脊线：选择此项后，需要选择一条脊线，系统将在垂直与脊线的平面与截面线串的交点之间建立连接点。 圆弧直线直线圆弧 图6.4-5 参数对齐 图6.4-6弧长对齐绕轴等角度沿轴向等距图6.4-7 距离对齐 图6.4-8角度对齐 a) b)图6.4-9点对齐6.4.2通过曲线组用户可以选择“通过曲线组”命令创建多组截面线串之间的片体或

17、实体，并且可以定义第一截面线串和最后截面线串与现有曲面的约束关系，使生成的曲面与原有曲面圆滑过渡。选择菜单“插入”“网格曲面”“通过曲线组”命令，或者单击“曲面”工具条中的（通过曲线组）按钮，系统弹出如图6.4-10所示的“通过曲线组”对话框；图6.4-10 “通过曲线组”对话框下面介绍一下图6.4-10“通过曲线组”对话框中各个选项和按钮的作用。1、 截 面选择曲线或点：调用命令后，此栏中的（选择曲线）按钮默认为激活状态，可以直接选择截面曲线；也可以单击此栏中的（点构造器）按钮，直接创建一个点作为截面线串，通过曲线组命令最多允许选择150组截面线串。反向：单击（反向）按钮，可以切换对齐点的方

18、向，在选择了截面线串后，系统会在截面线串上显示出箭头，此箭头与直纹面的箭头不同，用户可以直接双击更改对齐方向。指定原始曲线：当选择了封闭线串作为截面线串时，单击（指定原始曲线）按钮，然后在曲线上选择新的起点位置。添加新设置：选择了一个截面线串后，单击（添加新设置）按钮，然后选择另外一个截面线串；也可以在选择了一个截面线串后，直接单击鼠标中键，就可以选择另外的截面线串。删除：在列表中选择一个截面线串，单击此按钮，可以删除通过曲线组的定义截面线串。向上移动和向下移动：创建通过曲线组曲面使用的截面，是有先后顺序的，单击这两个按钮可以调整截面线串的顺序。2、 连 续 性应用于全部：选择此复选框，可以设

19、置第一截面线串和最后截面线串与现有曲面相同的约束关系。第一截面线串和最后截面线串：可以选择下拉列表框中的G0（位置）、G1（相切）和G2（曲率）3种方式，设置第一曲面线串和最后曲面线串与现有曲面的约束关系，曲面连续与曲线连续相似，具体可以参照章节3.2.10艺术样条的相关内容。流路方向：当设置了G1或者G2连续时，此项变为可用，可以设置生成曲面与约束面之间的U/V向的流路方向。 未指定：系统直接将各个边按直线方向连接，此时生成的曲面侧边缘与原有曲线的边缘线连接不平滑。 等参数：使生成的曲面的U/V向与约束曲线的U/V向曲线一致，此时生成的曲面侧边缘线与原有曲线的边缘线连接比“未指定”方式平滑。

20、 垂直：使用垂直于约束面边缘线的方向定义曲面的U/V向。3、 调 整此栏与“直纹面”命令对应栏的作用相同，可以参照直纹面的相关内容，其中有一个“根据分段”是直纹面对齐方式种没有的。根据分段：当选择的每个截面线串包含有相同的曲线段数时此项才变为有效，系统将每一段曲线按等参数方式建立连接点。4、输 出 曲 面 选 项补片类型：可以选择一下3种方式设置生成的通过曲线组曲面的V向阶次。 单个：系统自动计算曲面的V向阶次，此时选择的截面线串不能超过25个。 多个：用户可以自定义V向阶次，但指定的阶次要比选择的截面线串多一个数量。 匹配线串：生成的通过曲线组曲面的V向补片数由截面线串数量与阶次共同决定。V

21、向封闭：当选择“多个”补片类型，并且选择的截面线串超过两组时，可以选择此复选框，将生面的曲面在V向封闭，也就是在第一截面线串和最后截面线串之间创建曲线，使之首尾相连，如图5-8所示，选择此复选框与取消此复选框将生成不同的曲面。垂直与终止曲面：选择此复选框，可以将生成曲面的两端定义为垂直约束。如果选择的截面线串是平面曲线，那么生成的曲面将垂直与平面曲线所在的曲面，也就是与平面曲线沿法向拉伸生成的拉伸面相切约束；如果选择的是空间曲线，系统会自动计算空间曲线的平均法向方向作为约束方向。构造：此项主要用于是设置生成的补片体的数量。 正常：使用标准程序设置曲面，这种方式与其他两种相比会产生较多的补片体。

22、 样条点：当选择的每组截面线串都是单段B样条曲线，并且曲线具有相同数量的定一点时，可以选择此项，尽可能减少生成的补片体数量。 简单：构建尽可能简单的曲线，选择此项后，可以选择样板曲线，使生成的曲面反映出样板曲线的阶次与段数；使用简单方式生成的曲面，如果截面线串由多条曲线构成，生成的曲面会由多块面构成，各个面之间的连接不平滑。5、设 置如图5-6所示，当选择此栏中的“放样”下的“重新构建”选项，重新定义曲面V向的阶次与段数时，可以选择无、手工和高级3种方式定义，手工方式下只需要定义阶次，高级方式下只需要定义阶次与段数。如果取消选择“保留形状”复选框，还可以对截面线重新构建，具体曲线阶次、段数、的

23、含义可以参照章节3.2.9样条的相关内容。直纹面与通过曲线组命令都只是定义了一个方向上的截面线串，曲面的侧面无法收到有效的控制；通过曲线组命令完全可以代替直纹面命令，而且扩展操作时，用户可以添加截面线串，直纹面由于只支持两组截面线，在超过两组线串的截面形状受控时，就无法达到所需的要求。通过曲线组创建曲面的操作步骤为：l 单击通过曲线图标或单击下拉菜单【插入】【网格曲面】【通过曲线】选项.l 依次选择每一条曲线(注：每选完一个曲线串，会出现箭头，单击“中键”一次，各曲线应当注意箭头方向一致)，直到所有曲线选择完，如图6.4-11所示。单击“确定”图标；l 设置V向次数(建议输入3)，确定与相邻曲

24、面是否有约束关系；单击“确定”图标，得到如图6.4-12所示曲面。 图6.4-11 通过曲线 图6.4-12 通过曲线构成的曲面 注意:如果输入曲线的第一条和最后一条恰好是另外2张曲面的边界，而且曲面与2张曲面在边界有连续条件，如图6.4-13所示，用户就能够控制在曲面拼接处的V方向的连续条件，相切或曲率连续。图6.4-13 带约束关系的过曲线曲面6.4.3通过曲线网格与前面介绍的两个曲面命令不同，通过曲线网格命令，需要定义两个方向上的曲线，并且每个方向可以选择多组截面线串，再保证两个方向上的曲线在设定的公差范围内相交，即可生成网格曲面。通过曲线网格曲面由于定义了两个方向上的控制线，并且可以定

25、义4个边界与现有曲面的约束关系，所以可以很好的控制曲面的形状，此命令也是最重要、最常用的曲面命令，用户必须掌握。选择菜单“插入”“网格曲面”“通过曲线网格”命令，或者单击“曲面”工具条中的（通过曲线网格）按钮，系统弹出如图6.4-14所示的“通过曲线网格”对话框。图6.4-14 “通过曲线网格”对话框下面介绍一下图6.4-14“通过曲线网格”对话框中各个选项和按钮的作用。1. 主曲线和交叉曲线此栏中有关按钮的作用已经介绍过，可以参照章节6.4.2通过曲线组曲面的相关内容，唯一不同的是，用户可以定义两个方向的截面线串。 注意:当选择了封闭线串作为主线串时，可以在最后选择第一交叉线串作为最后交叉线

26、串，使生成的曲面沿主线串方向封闭。2. 连续性此栏中的约束类型应经介绍过，可以参照章节6.4.2通过曲线组曲面的相关内容。3. 脊 线在选择了平面线作为第一主线串一最后主线串时，对话框中多出了此栏，可以单击此栏中的（选择曲线）按钮，然后选择垂直与两个主线串的曲线作为脊线串，用来约束通过曲线网格曲面的U方向；也可以不选择脊线，因为脊线需要满足以上的条件，虽然选择了可以提高曲面的平滑程度，但是一般不选择曲面的质量也不会很差。4.输出曲面选项强调：当选择的主曲线与交叉曲线未相交时，通过此项可以设置曲面通过的截面线串。 两者皆是：生成曲面位于主曲线与交叉曲线之间。 主线串：生成的曲面完全通过主曲线。

27、叉号：生成的曲面完全通过交叉曲线。构造：此栏中3个选项的作用已经介绍过，可以参照章节5.2.2通过曲线组曲面滴相关内容。5. 设 置重新构造：重新定义生成的曲面两个方向上的阶次与段数，可以选择无、手工和高级3种方式定义。交点：选择的两个方向上的各个截面线串允许不相交，此时就需要设置交点的数值，各个截面线串之间的最大距离必须小于指定的交点距离，否则系统将弹出如图6.4-15所示的“消息”对话框，系统可以在工作区域中看到不相交的曲线以高亮显示，此时就需要编辑曲线使其相交，然后再创建通过曲线网格曲面。图6.4-15 “消息”对话框其余参数推荐使用系统默认的参数，一般不需要修改。NX5中的通过曲线网格

28、命令不仅支持生成西边面，以可以选择第一主线串或最后线串为一个点，此时就可以生成三边面；还可以选择两条互不相交的曲线为作为组线串，从而生成无边面、六边面等。当生成三边面时，在选择的点处产生一个收敛，一般需要将收敛点处修剪成四边面，再重新补面；当生成五边面、六边面时，由于曲线内部有拐角，所以生成的曲面也会有棱角，如图6.4-16所示，分别为使用通过曲线网格生成的三边面与五边面。图6.4-16 三边面和五边面在定义了足够的曲线和约束关系后，可以直接观察通过曲线网格命令生成的曲面效果，如果没有预览，表示当前缺少定义条件或者选择的曲线不相交。当碰到多边面时，首先必须对曲线进行相应的操作，例如将五边面的两

29、条边线进行连接，处理掉一个棱角，然后生成一个四边的网格曲面，再将棱角处进行修剪，再形成一个小的四边面，最后生成一个网格曲面完成修补。选择的4个边界曲线应该尽量接近互相垂直的状态，尽量不要选择有尖角的边界曲线，这样，才能保证生成的曲面质量。6.4.4扫描曲面扫掠曲面是使用截面曲线沿着引导线扫描而成的，最多可定义3组引导线，并且每组引导线内部必须连续相切。选择菜单“插入”“扫掠”“扫掠”命令，或者单击“曲面”工具条中的（扫掠）按钮，系统弹出如图6.4-17所示的“扫掠”对话框。下面介绍一下图6.4-17“扫掠”对话框中各个选项和按钮的作用，当选择的引导线数量不同时，选项也会有所不同。图6.4-17

30、 “扫描”对话框1截面轮廓曲线称为截面线串，截面线不必是光滑的，但必须是位置连续的。截面线和引导线可以不相交，截面线最多可以达到150条。如图6.4-18所示为由两条引导线和两条截面线生成的曲面。 图6.4-18两条引导线和两条截面线生成的扫描曲面2引导线 扫描路径称为引导线串，用于在扫描方向上控制扫描体的方位和比例，每条引导线可以是多段曲线合成的，但必须是光滑连续的。引导线的条数可以为13条。l 1条引导线：由用户指定控制截面线的方位和比例，如图6.4-19所示；l 2条引导线：自动确定方位，比例则由用户指定，如图6.4-20所示；l 3条引导线：自动控制比例和方位，如图6.4-21所示。

31、图6.4-19 一条引导线 图6.4-20 二条引导线 图6.4-21 三条引导线3脊线当用户选择了2组或者3组引导线时，可以单击此栏中的（选择曲线）按钮，然后选择脊线串，系统使用垂直与脊线串的平面来约束扫掠曲面的V向。不选择脊线串也可以生成扫掠曲线，选择脊线串时为了防止曲面有可能产生的扭曲。4. 截面选项 截面位置：当只选择了一组截面线串时，此项变为可用。 沿引导线任何位置：当截面线串未位于引导线串的端点处时，选择此项，可以使截面沿引导线两个方向扫掠。 引导线末端：当截面线串未位于引导线串的端点处时，选择此项，截面线串只沿一个方向扫掠。如图6.4-22所示，列出了截面位置设置的两种不同效果。

32、图6.4-22 截面位置插值：当选择的截面线串超过一组时，此项变为可选。 线性：各个截面线串之间呈现线性变化规律。 三次：各个截面之间呈现3次曲线变化规律，如图6.4-23所示，列出插值两种选项不同的效果。图6.4-23 插值对齐方法：此栏中的3个选项本章上面部分已经介绍过，具体可以参照章节6.41直纹面的相关内容。 定位方法：当选择了一组引导线串时，此项变为可用，用于定义扫掠过程中截面线串的第二个方向。 固定：截面线串沿引导线扫掠过程中，保持截面线串的第二个方向固定不变，此时生成的曲面是一个沿引导线的平移曲面。 面的法向：选择此项后，用户选择一个曲面，系统使用曲面的法向方向作为扫掠时截面线串

33、的第二个方向。 矢量方向：选择此项后，用户需要指定一个矢量方向，系统使用定义的矢量方向作为扫掠时截面线串的第二个方向。 另一条曲线：选择此项后，用户需要选择一条曲线，系统使用引导线串与选择的线串之间的连接方向作为扫掠时截面的第二个方向。 一个点：选择此项后，户需要定义一个点，系统使用定义点与引导线上各点之间的连接方向作为扫掠时截面线串的第二个方向。 角度规律：选择此项后，用户可以使用规律函数定义截面线串沿引导线串的旋转角度。 强制方向：选择此项后，用户需要指定一个矢量方向，扫掠过程中系统固定截面线串的平面。如图6.4-24所示列出了以上的定义方法，用户可以自己尝试一下看看设置后的不同效果。图6

34、.4-24 定位方法 缩放方法：缩放方法随着选择的引导线数量的不同而不同，当选择了一组引导线串时，会有下列的缩放方式供用户选择。 恒定：截面线串在扫掠过程中使用恒定的比例放大或者缩小。 倒圆函数：选择此方式后，可以定义截面线串开始与终点端的缩放比例。 另一条曲线：选择此项后，需要选择一条曲线，系统使用选择曲线与引导线串之间的距离作为比例参考值。 一个点：选择此项后，需要选择一个点，系统使用选择点与引导线串之间的距离作为比例参考值。 面积规律：选择此项后，可以使用规律函数定义截面线串在扫掠过程中面积的变化规律。 周长规律：选择此项后，可以使用规律函数定义截面线串在扫掠过程中周长的变化规律，规律函

35、数已经介绍过，具体可以参照章节3.2.6螺旋线的相关内容。当选择了两组引导线串时，此时系统提供了以下两种缩放方式。 均匀：截面线串在扫掠过程中沿着引导线串的各个方向缩放时，此缩放方式用得较多。 横向：截面线串在扫掠过程中沿着引导线串横向缩放，其余方向保持比例不变。如图6.4-25所示，列出了均匀与横行两种缩放方式对扫掠截面的控制效果。图6.4-25 均匀/横向缩放4.设 置 此栏中的选项按钮本章中已经介绍过，具体可以参照章节6.4.2通过曲线组的相关内容。由于扫掠命令不能定义边缘与其他曲面的约束关系，所以一般只是创建一些规则变化的部分曲面，过渡连接部分还是需要使用桥接与通过曲线网格命令。扫描操

36、作实例实例一 如图6.4-26所示,已有一条引导线、一条截面线，利用扫描方法、“固定的”方位控制，制作如图6.4-28所示弹簧。操作步骤如下：图6.4-26 螺旋线和矩形 图6.4-27扫描截面选项对话框 图6.4-28扫描结果l 绘制如图6.4-28所示螺旋线和矩形；l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【扫描】【扫描】选项，弹出选择扫描对话框；l 在屏幕上选择矩形作为截面线，接着单击中键或则点击引导线下的 “选取曲线”按钮，选取螺旋线作为引导线；l 按如图6.4-27所示设置截面选项；单击确定，得到的弹簧如图6.4-30所示，从图可见，造型不够理想。实例二 如图6.4-29所示一条引导线、一条

37、截面线、一条脊线，利用扫描方法、“另一曲线”方位控制，制作如图6.4-31所示弹簧。 图6.4-29绘制脊线 图6.4-30扫描截面选项对话框 图6.4-31扫描结果l 绘制如图6.4-31所示螺旋线和矩形；l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【扫描】【扫描】选项，弹出选择扫描对话框；l 在屏幕上选择矩形作为截面线，接着单击中键或则点击引导线下的 “选取曲线” 按钮，选取螺旋线作为引导线；l 按如图6.4-30所示设置截面选项；设置定位方法为“另一条曲线”，接着选择中间的屏幕上的直线；l 在脊线选项下，点击 “选取曲线”，选取中间的屏幕上的直线；l 点击确定，得到的弹簧如图6.4-31所示。实例

38、三 如图6.4-32所示，已有一条引导线、一条截面线、一条脊线，利用扫描方法、“另一曲线”方位控制、“面积规律”比例方式，制作如图6.4-34所示弹簧。图6.4-32绘制规律曲线 图6.4-33面积控制对话框 图6.4-34扫描结果l 绘制如图6.4-29所示螺旋线和矩形；l 绘制如图6.4-29所示直线作为脊线；l 绘制如图6.4-32所示的直线，从绝对坐标原点绘制一条直线（与X轴夹角为30， 长度为30）； l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【扫描】【扫描】选项，弹出选择扫描对话框；l 在屏幕上选择矩形作为截面线，接着单击中键或则点击引导线下的 “选取曲线” 按钮，选取螺旋线作为引导线；l

39、 按如图6.4-33所示设置截面选项；设置定位方法为“另一条曲线”，接着选择中间的屏幕上的直线，设置缩放方法为“面积规律”，类型为“根据规律曲线”，选取图6.4-32上的规律曲线；l 在脊线选项下，点击 “选取曲线”，选取中间的屏幕上的直线；l 点击确定，得到的弹簧如图6.4-34所示。 实例四 由如图6.4-34所示曲线，利用扫描、抽壳等操作方法创建瓶体。 图6.4-34创建瓶体特征l 绘制如图6.4-34所示曲线；l 单击图标或单击下拉菜单【插入】【扫描】【扫描】选项，弹出选择扫描对话框；l 在屏幕上选择五个截面线，接着单击中键或则点击引导线下的 “选取曲线” 按钮，选取两个引导线；l 按

40、如图6.4-36所示设置截面选项；设置定位方法为“另一条曲线”，接着选择中间的屏幕上的直线；l 在脊线选项下，点击 “选取曲线”，选取中间的屏幕上的直线；l 点击确定，得到的瓶体如图6.4-34所示。 图6.4-35 选取操作对象 图6.4-36 设置扫描参数图6.4-37瓶体特征 图6.4-38 创建抽壳特征l 单击图标，弹出“抽壳“对话框，设置厚度为2；选择图6.4-37所示开口面，单击“确定”，完成瓶体的创建，如图6.4-38。6.4.5截型体使用“截型体”命令创建的曲面的截面线，是由定义的二次曲线所确定的，截型体曲面的截面线实际就是二次曲线，具体可以参照一般二次曲线的相关内容。选择菜单

41、“插入”“网格曲面”“截面”命令，或者单击“曲面”工具条中的（截型体）按钮，系统弹出如图6.4-39所示的“截面”对话框。图6.4-39 “截面”对话框如图6.4-39所示的“截面”对话框，系统提供了多边20种的截型体创建方式；仔细观察对话框中的20个按钮，可以发现每个按钮中都有一些点加亮显示，这些点实际代表了曲线，按钮图形代表的是截型体的剖面的二次曲线形状，按钮中有几个点，就需要选择几个定义线串，有一个箭头，就需要定义Rho或者半径值。截面特征的构造方法如图6.4-40所示。图6.4-40 截面特征示意图 1基本概念l 截面类型(U向)：截面类型是指截面曲线在U方向的类型，它所在的平面与脊线

42、垂直，有3种类型： 【二次曲线】：提供一个逼真、精确的二次截面形状，而且不产生反向曲率； 【三次】：三次截面类型的截面线与二次曲线形状大致相同，但生成曲面具有更好的参数化，但不生成精确的二次截面形状，采用逼近方法，例如：当Rho大于0.75时，产生的截面曲线不像二次形状，因此，三次截面类型的Rho 0.75； 【五次】：曲面是五次的，沿V方向的曲面片之间为曲率连续。 注意：截面-桥接、端点-切矢-Rho以及端点-切矢-三次构造方法不能用二次曲线类型。l 拟合类型(V向)：这个选项控制V方向的次数和形状，即与脊线平行方向的曲线形状： 【三次】：曲面为三次，曲面片之间为切矢连续； 【五次】：曲面为

43、五次，曲面片之间为曲率连续。l 创建顶线：如图6.4-40所示，顶线是由截面曲线端点切矢相交形成的曲线，通常用来作为公共切矢控制曲线；l 顶线(Hilite)：顶线是一条二次曲线，该曲线通过两个点，并且与三条直线相切，需要指定点和曲线端点的斜率，然后再需要定义一条与二次曲线相切的线。 图6.4-41 脊线图 图6.4-42 Rho判别式示意图l 脊线：脊线的作用是控制截面线所在平面的方向，在建立曲面时，系统在脊线的各个点上构造一个截平面，截平面与脊线上的该点的切线相垂直，如图6.4-41所示；l 投射判别式：如图6.4-42所示，Rho投射判别式是控制二次截面线“丰满度”的一个比例值，有三种选

44、项如下。 【恒定的】：Rho值沿整个截面体长度方向是常数； 【最小张度】：Rho值根据最小张力法计算，通常该方法生成一个椭圆； 【一般】：使用规律子功能定义Rho值。2创建方法介绍下面介绍一下图6.4-39“截面”对话框中20个按钮对应的不同截型体创建方式的具体介绍。1）.（端点-顶点-肩点）依次选择起始边、肩、终止边、顶点与脊线5组线串，起始边与结束边指的就是二次曲线中的端点，该方式创建的截型体曲面的U向二次曲线两端相切与起始边或终止边与顶点的直连线。图6.4-43 二次曲线如图6.4-43所示，列出了截型体二次曲线截面的判别式，用户可以了解各个点对应的位置及其含义。如图6.4-43中的“起

45、点”与“终点”分别对应截型体命令中的起始边与终止边，“起始斜率控制边”与“终点斜率控制边”分别对应命令中的第一组面与第二组面。2）（端点-斜率-肩点）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、肩、终止边、端点斜率控制与脊线6组曲线，顶点位于起始边和起始斜率控制之间的直连线与终止边和终点斜率控制之间的直连线的交点处。3）（圆角-肩点）用户需要依次选择第一组面、第一组面上的线串、肩、第二组面、第二组面上的线串与脊线6组线串，生成的截型体曲面与选择的两组面相切连续。4）（三点作圆弧）用户需要依次选择起始边、第一内起点、结束边与脊线4组曲线，创建的截型体截面线为圆弧线，圆弧线不可以超过半圆范围。5）（端点

46、-顶点-Rho）用户需要依次选择起始边、结束边、顶点、脊线与Rho值，在选择了脊线串后，系统弹出如图6.4-44所示的“Rho定义方式”对话框，用户单击“恒定”按钮，定义Rho值为一个恒定的值；也可以单击对话框中的“常规”按钮，系统弹出如图6.4-45所示的“规律函数”对话框，可以设置Rho为一个变化值，规律函数的具体定义方法已经介绍过，可以参照螺旋线的相关内容。 图6.4-44 “Rho定义方式”对话框 图6.4-45 “规律函数”对话框6）（端点-斜率-Rho）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、终止边、端点斜率控制、脊线与Rho值，也可以使用规律函数定义Rho为一个变化值。7）（圆角-

47、Rho）用户需要依次选择第一组面、第一组面上的线串、第二组面、第二组面上的线串、脊线与Rho值，也可以使用规律函数定义Rho为一个变化值。8）（两点-半径）用户需要依次起始边、终止边、脊线与半径，此方法创建的曲面截面为圆弧线。9）（端点-顶点-顶线）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、终止边、端点斜率控制、高亮显示的起点、高亮显示的终点与脊线6组线串，由图5-14可知，高亮显示起点与高亮显示终点之间的直连线经过肩点，并且与二次曲线相切。10）（端点-斜率-顶线）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、终止边、端点斜率控制、高亮显示的起点、高亮显示的终点与脊线7组线串。11) （圆角-顶线）用户

48、需要依次选择第一组面、第一组面上的线串、第二组面、第二组面上的线串、高亮显示的起点、高亮显示的终点与脊线7组线串，第一组面、第二组面分别对应于图5-14中的起始斜率控制边与终点斜率控制边。12）（端点-斜率-圆弧）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、终止边与脊线4组线串，在选择了曲面的边缘线作为起始边后，可以再次单击取消选择起始斜率控制，此时生成的圆弧面相切与起始边所在的曲面。13）（四-斜率）用户需要依次选择起始边、起始斜率控制、第一内部点、第二内部点、终止边与脊线6组线串，第一内部点与第二内部点是指二次曲线上的点，生成的截型体曲面通过这两条曲线。14）（端点-斜率-三次）用户需要依次选择

49、起始边、起始斜率控制、终止边、端点斜率控制与脊线索5组线串，该创建方式的曲面是三次函数规律曲面。15）（圆角-桥接）在单击了此按钮后，系统弹出如图6.4-46所示的“桥接截面”对话框，可以选择相切或者曲率桥接方式，然后选择第一组面、第一组面上的线串、第二组面、第二组面上的线串与脊线5组线串，也可以不选择脊线。在选择了所有的线串后，系统弹出如图6.4-47所示的“形状控制”对话框。图6.4-46 “桥接截面”对话框图6.4-47 “形状控制”对话框“形状控制”对话框主要用来控制截型体曲面的形状。桥接深度与歪斜，用户可以参照章节3.4.3桥接曲线的相关内容。也可以选择“控制区域”下的三个选项，分别

50、对曲面的整个、开始和终点3个区域进行整体或者局部的调节。单击对话框中的反向按钮，可以循环切换桥接曲面的方向。还可以选择第一壁匹配或第二壁匹配下拉列表框中的选项，修改截型体曲面与参照曲面之间的关系。该方式用的比较多，用户可以直接使用该方式创建出两个曲面之间光滑的过渡面，此方式与“桥接曲面”命令相似，但是与“桥接命令”相比有以下优点： 用户可以设置两端不同的约束关系。 用户可以自由切换曲面的桥接方向。 桥接深度、歪斜由数值显示。 桥接的一组曲面中用户可以选择多个曲面，并且边缘线也可以由多段曲线组成。截型体命令中的“圆角-桥接”方式只是在一个方向上桥接两个曲面 ，而“桥接曲面”命令还可以选择侧面；如

51、果只是在一个方向上桥接，推荐使用截型体中的此方式创建桥接曲线。16）（点-半径-角度-圆弧）用户需要依次选择第一组面、第一组面上的线串、脊线、半径与角度5组线串，在选择了脊线后，系统弹出如图6.4-48所示的“截面选项”对话框。用户可以单击对话框中的“面的反侧”按钮，切换圆弧曲面生成在哪一侧；单击“使用半径规律”与“使用角度规律”按钮，可以使用规律函数定义圆弧曲面的半径与角度值，规律函数已经介绍过，可以参照螺旋线的相关内容。 图6.4-48 “截面选项”对话框 图6.4-49 “截面选项”对话框17）（五点）用户需要依次选择起始边、第一内部点、第二内部点、第三内部点、终止边与脊线6组线串，该方

52、式创建的截型体曲面完全通过选择的前5组线串。18)（线性-相切）用户需要依次选择相切曲面、起始边与脊线3组线串，在选择了脊线后，系统弹出如图6.4-49所示的“截面选项”对话框。用户可以单击对话框中的“使用角度规律”按钮，定义规律函数控制角度的变化值，这里的角度指的是通过起始边和曲面相切的曲面与最终生成的曲面之间的角度；也可以选择“确认-如果多重解”复选框，当有多个解时，可以选择生成的解。19)（圆形-相切）用户需要依次选择相切面组、起始边与脊线3组线串，并定义半径值，生成的圆弧曲面相切与选择的参照相切面组。如图6.4-50所示是使用此创建方式的球与倒圆矩形之间的连接面，生成的截面体曲面相切与球面，切线位置系统自动计算。图6.4-50 “圆形相切”对话框20)（圆）用户需要依次选择引导线、方位切线与脊线3组线串，并定义半径值，最后生成圆管曲面。选择了引导线后，可以直接单击鼠标中键，跳过方位曲线的选择，方位曲线只是定义圆截面的起始点。用户在选择了脊线后，系统弹出如图5-22所示的“截面半径数据”对话框。图6.4-51 “截面半径数据”对话框用户可以单击对话框中的“使用半径规律”按钮，使用规律函数定义圆管的半径变化，规律函数本书已经介绍过，可以参照章节3.2.6螺旋线的相关内容。截型体命令中的“圆”方式，与菜单下的“插入”“扫掠”“管道”命