第八讲曲线与曲面创建

1、第第八八讲讲 曲线与曲面设计曲线与曲面设计 在在solidworks中，中，实体实体与与曲面曲面是非常相是非常相似甚至接近相同的，这也是为什么可以轻似甚至接近相同的，这也是为什么可以轻松地利用两者来进行高级建模的原因。理松地利用两者来进行高级建模的原因。理解解实体实体与与曲面曲面两者的差异及相似之处，将两者的差异及相似之处，将非常有利于正确建立非常有利于正确建立曲面曲面或者或者实体实体。 可以通过下面的规则来区分实体或曲面：可以通过下面的规则来区分实体或曲面： 对于一个实体对于一个实体，其中任意一条边线其中任意一条边线同时属于且同时属于且只属于两个面只属于两个面。 对于一个曲面实体对于一个曲面

2、实体，其中一条边线可以是其中一条边线可以是仅属于仅属于一个面的一个面的。 如果一个如果一个实体实体的边线同时属于两个以上的面，的边线同时属于两个以上的面，就不是一个实体。就不是一个实体。 本本讲讲包括三个方面的内容：包括三个方面的内容：曲线曲线创建创建、曲面曲面创建创建和和曲面编辑曲面编辑。一、曲线一、曲线创建创建 曲线曲线可以用来生成实体模型特征，主要命令有可以用来生成实体模型特征，主要命令有【投影曲线】【投影曲线】、【组合曲线】【组合曲线】、【螺旋线【螺旋线/涡状线】涡状线】、【通过【通过XYZ点的曲线】点的曲线】、【通过参考点的曲线】【通过参考点的曲线】和和【分割线】【分割线】等。等。

3、1、投影曲线、投影曲线 投影曲线就是投影曲线就是将曲线沿其所在平面的法向将曲线沿其所在平面的法向投射到投射到指定曲面上而生成的曲线。指定曲面上而生成的曲线。 投影曲线有投影曲线有两种功能两种功能： 面上草图。面上草图。它是把它是把草图上的曲线草图上的曲线投影到某一个投影到某一个曲面上面，在曲面上生成投影曲线，这样的投影曲线曲面上面，在曲面上生成投影曲线，这样的投影曲线就会就会依附在曲面的表面依附在曲面的表面，而且在投影草图上的曲线，而且在投影草图上的曲线，在投影方向上跟投影后的曲线一致在投影方向上跟投影后的曲线一致。左侧投影没有穿越整个曲面，左侧投影没有穿越整个曲面，所以只保留右侧曲线。所以只

4、保留右侧曲线。左、右侧投影都没有穿越整个曲面。左、右侧投影都没有穿越整个曲面。一般来说，这两个草图平面要求正交。一般来说，这两个草图平面要求正交。 投影曲线投影曲线在前视基准面与草图在前视基准面与草图1是重合的，是重合的，在上在上视基准面与草图视基准面与草图2 也是重合的。也是重合的。 草图上草图。草图上草图。它它是是在两个草图沿着各自垂直在两个草图沿着各自垂直平面的方向上平面的方向上拉伸，从而形成两个曲面之间的交线，拉伸，从而形成两个曲面之间的交线，这种方法经常用于绘制空间这种方法经常用于绘制空间（3D)曲线。曲线。 2、组合曲线、组合曲线 组合曲线是将一组组合曲线是将一组连续的曲线连续的曲

5、线、草图或模型的边、草图或模型的边线合成为一条曲线。组合曲线可以作为生成线合成为一条曲线。组合曲线可以作为生成扫描特征扫描特征或者或者放样特征放样特征的的引导线引导线或者或者轮廓线轮廓线。 3、螺旋线、螺旋线/涡状线涡状线 螺旋线螺旋线/涡状线可以作为涡状线可以作为扫描特征扫描特征的路径或的路径或引导引导线线，也可以作为，也可以作为放样特征放样特征的的引导线引导线，通常用来生成，通常用来生成螺纹、弹簧和法条等零件，也可在工业设计中作为螺纹、弹簧和法条等零件，也可在工业设计中作为装饰使用。装饰使用。 首先绘制一个草图圆，这个圆就是将要绘画的首先绘制一个草图圆，这个圆就是将要绘画的螺旋线螺旋线/涡

6、状线的基元，螺旋线涡状线的基元，螺旋线/涡状线的直径就有这涡状线的直径就有这个圆来决定。个圆来决定。 注意：注意：涡状线涡状线是是平面图形平面图形。 4、通过、通过XYZ点的曲线点的曲线 通过用户定义的点生成样条曲线。鼠标双击通过用户定义的点生成样条曲线。鼠标双击X、Y、Z下方的对话框，可以更改坐标值，单击下方的对话框，可以更改坐标值，单击“确确定定”。5、通过参考点的曲线、通过参考点的曲线通过一个或多个平面上的点而生成的曲线。通过一个或多个平面上的点而生成的曲线。 6、分割线、分割线 分割线命令可以将分割线命令可以将草图草图、实体边缘实体边缘、面面、曲面曲面、基准面基准面或或曲面样条曲线曲面

7、样条曲线投影到投影到曲面或平面曲面或平面，并将所，并将所选的面选的面分割为多个分离的面分割为多个分离的面，从而允许对分离的面，从而允许对分离的面进行操作。进行操作。 对轮廓最简单的理解是将一束平行光向一个物体对轮廓最简单的理解是将一束平行光向一个物体投影过去，它的影子就是这个物体的轮廓。投影过去，它的影子就是这个物体的轮廓。轮廓的投影方向轮廓的投影方向 注意：注意：1、投影曲线只是依附在曲面、投影曲线只是依附在曲面 上，而分割线投影将曲面上，而分割线投影将曲面 分割为多个曲面。分割为多个曲面。2、分割实体是将一个、分割实体是将一个 实体分割为多个实实体分割为多个实 体，而体，而分割线分割线投影

8、投影 只是分割曲面，分只是分割曲面，分 割后仍为一个实体。割后仍为一个实体。交叉点：交叉点：以交叉实体、曲面、面、基准面或者样条以交叉实体、曲面、面、基准面或者样条 曲线分割面。曲线分割面。工具实体工具实体目标实体目标实体分割穿越曲面上的所有可能区域分割穿越曲面上的所有可能区域分割遵循曲面的形状。分割遵循曲面的形状。分割遵循线性方向分割遵循线性方向 曲面建模的主要命令有曲面建模的主要命令有:【平面区域】【平面区域】、【拉伸曲面】【拉伸曲面】、【旋转曲面】【旋转曲面】、【扫描曲面】【扫描曲面】、【放样曲面】【放样曲面】、【等距曲面】【等距曲面】、【延展曲面】【延展曲面】和和【边界曲面】【边界曲面

9、】等。等。 曲面实体用来描述相连的曲面实体用来描述相连的零厚度零厚度的几何体，的几何体，如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多个曲面实体。个曲面实体。二、曲面二、曲面创建创建 曲面曲面是一种可以用来生成实体特征的几何体，是一种可以用来生成实体特征的几何体，一个零件中可以有多个曲面实体。一个零件中可以有多个曲面实体。 1、平面区域、平面区域 生成平面区域可以通过草图生成有边界的平面生成平面区域可以通过草图生成有边界的平面区域，也可以在零件中生成有一组区域，也可以在零件中生成有一组闭环闭环边线边界的边线边界的平面区域。平面区域。 注意：注意： 所选的组

10、中所有边线必须位于所选的组中所有边线必须位于同一基准面上同一基准面上。 2、拉伸曲面、拉伸曲面 拉伸曲面的造型方法和拉伸曲面的造型方法和特征造型特征造型中的对应方法中的对应方法相似，不同点在于曲线拉伸操作的草图对象相似，不同点在于曲线拉伸操作的草图对象可以封可以封闭也可以不封闭闭也可以不封闭。 3、旋转曲面、旋转曲面 旋转曲面的造型方法和旋转曲面的造型方法和特征造型特征造型中的对应方法中的对应方法相似。相似。 4、扫描曲面、扫描曲面 扫描曲面的方法同扫描曲面的方法同扫描特征扫描特征的生成方法十分的生成方法十分类似，也可以通过类似，也可以通过引导线引导线扫描，在扫描曲面中最扫描，在扫描曲面中最重

11、要的一点，就是重要的一点，就是引导线的端点必须穿透轮廓图引导线的端点必须穿透轮廓图元元。与特征扫描的区别是轮廓。与特征扫描的区别是轮廓可以可以是是开环的开环的，也也可以是闭环的。可以是闭环的。 5、放样曲面、放样曲面 通过曲线之间的平滑过渡生成的曲面被称为放通过曲线之间的平滑过渡生成的曲面被称为放样曲面，它和样曲面，它和放样特征放样特征的生成方法十分类似，放样的生成方法十分类似，放样曲面由放样的曲面由放样的轮廓线轮廓线组成，也可以根据需要使用组成，也可以根据需要使用引引导线导线。与特征放样的区别是轮廓。与特征放样的区别是轮廓可以可以是是开环的开环的，也也可以是闭环的可以是闭环的，但轮廓开环或闭

12、环必须保持一致。但轮廓开环或闭环必须保持一致。练习练习3：阳台阳台的制作的制作练习练习2：冲锋号的制作：冲锋号的制作练习练习1 1：茶杯的制作：茶杯的制作 6、等距曲面、等距曲面 等距曲面就是把一个曲面向一定方向偏移，等距曲面就是把一个曲面向一定方向偏移，与与2D草图工具的【等距实体】类似，是将已经存草图工具的【等距实体】类似，是将已经存在的曲面以指定距离生成的另一个曲面。该曲面在的曲面以指定距离生成的另一个曲面。该曲面可以是模型的轮廓面，也可以是绘制的曲面。可以是模型的轮廓面，也可以是绘制的曲面。 对于对于复杂的曲面复杂的曲面，等距之后的曲面可能和，等距之后的曲面可能和原原来的曲面变得大不相

13、同了来的曲面变得大不相同了，它是由原来的曲面通，它是由原来的曲面通过切线方向自然延伸而得到的结果。过切线方向自然延伸而得到的结果。 7、延展曲面、延展曲面 延展曲面可以将延展曲面可以将曲线曲线按照给定的方向进行延伸，按照给定的方向进行延伸，从而形成从而形成新新的曲面。的曲面。延展曲面可以用于曲面或者实延展曲面可以用于曲面或者实体模型边线、分割线，或者平面和空间曲线。体模型边线、分割线，或者平面和空间曲线。 在延展曲面中，在延展曲面中，方向参照必须选取平面方向参照必须选取平面，延展，延展曲面边线将曲面边线将平行于该平面延伸平行于该平面延伸，而不是垂直于该平，而不是垂直于该平面。面。 8、边界曲面

14、、边界曲面 边界曲面是利用空间的曲线来构造曲面，同时边界曲面是利用空间的曲线来构造曲面，同时还可以还可以构造空间的控制线构造空间的控制线，来控制这个曲面的形状。，来控制这个曲面的形状。 【边界曲面】【边界曲面】和和【填充曲面】【填充曲面】的功能相似，但的功能相似，但【填充曲面】【填充曲面】要求要求一个一个轮廓，而轮廓，而【边界曲面】【边界曲面】至少至少要求要求两个两个轮廓轮廓。 【边界曲面边界曲面】的走势和的走势和【放样曲面放样曲面】一样，可一样，可以理解为两个方向上的放样。不同之处是以理解为两个方向上的放样。不同之处是【边界曲边界曲面面】可以显示网格、斑马条纹和曲率检查。可以显示网格、斑马条

15、纹和曲率检查。打开打开“边界曲面边界曲面.sldprt”文件。文件。三、曲面编辑三、曲面编辑 曲面编辑的主要命令包括曲面编辑的主要命令包括：【圆角曲面】、【填充曲面】、【中【圆角曲面】、【填充曲面】、【中 面】、面】、【延伸曲面】、【裁剪曲面】、【替换面】、【延伸曲面】、【裁剪曲面】、【替换面】、【删除曲面】、【直纹曲面】和【缝合曲面】【删除曲面】、【直纹曲面】和【缝合曲面】等。等。 1、圆角曲面、圆角曲面 使用圆角曲面使用圆角曲面将曲面实体中以一定角度相交的将曲面实体中以一定角度相交的两个相邻面之间的边线两个相邻面之间的边线进行平滑过渡，则生成的圆进行平滑过渡，则生成的圆角称为圆角曲面。角称

16、为圆角曲面。 普通的圆角只能应用于相邻的曲面，圆角曲面普通的圆角只能应用于相邻的曲面，圆角曲面的曲率等于设定的半径，它与的曲率等于设定的半径，它与实体圆角使用的是相实体圆角使用的是相同的命令同的命令。假如假如曲面尚未缝合曲面尚未缝合，可以在曲面体间使用【，可以在曲面体间使用【面圆面圆角】角】。当执行圆角操作后，生成的曲面将自动被。当执行圆角操作后，生成的曲面将自动被缝合，得到单一的曲面。缝合，得到单一的曲面。 假如假如曲面已被缝合曲面已被缝合，可以选择实体圆角命令或曲，可以选择实体圆角命令或曲面圆角命令，这是最简单的情形。面圆角命令，这是最简单的情形。 2、填充曲面、填充曲面 填充曲面是用于填

17、补模型或者曲面之间的缝隙，填充曲面是用于填补模型或者曲面之间的缝隙，将封闭的空间轮廓将封闭的空间轮廓填实填实为空间曲面。为空间曲面。 它主要用于曲面过渡，针对其它软件生成的产它主要用于曲面过渡，针对其它软件生成的产品模型品模型，用用Solidworks打开后出现的破损面进行修打开后出现的破损面进行修补或者进行曲面局部整体形态的调整。补或者进行曲面局部整体形态的调整。 填充曲面可以在现有填充曲面可以在现有模型边线模型边线、草图或者曲线草图或者曲线定义的边界内定义的边界内生成带任何边数的曲面修补生成带任何边数的曲面修补。【平面平面】要求草图轮廓必须是要求草图轮廓必须是闭环闭环且在且在同一平面内同一

18、平面内，而而【填充曲面填充曲面】草图可以是空间曲线，可以开环，草图可以是空间曲线，可以开环，也可以闭环；如果是开环，可以通过选择也可以闭环；如果是开环，可以通过选择“修复边修复边界界”来实现。来实现。 曲率控制：曲率控制：曲率控制定义在想所生成的修补上进行控制的类型。曲率控制定义在想所生成的修补上进行控制的类型。曲率控制的类型包括：曲率控制的类型包括：相触。相触。在所选边界内生成曲面。在所选边界内生成曲面。相切。相切。在所选边界内生成曲面，但保持修补边线的在所选边界内生成曲面，但保持修补边线的 相切。相切。曲率。曲率。在与相邻曲面交界的边界边线上生成与所选在与相邻曲面交界的边界边线上生成与所选

19、 曲面的曲率相配套的曲面。曲面的曲率相配套的曲面。相相 触触相相 切切 约束曲线：约束曲线： 约束曲线控制填充曲面的中间状态，约束曲线约束曲线控制填充曲面的中间状态，约束曲线可以是可以是2D、3D草图或投影曲线等，草图既可以是封草图或投影曲线等，草图既可以是封闭轮廓，也可以是开环的线条或者空间点。闭轮廓，也可以是开环的线条或者空间点。 注意：注意： 使用约束曲线时，若提示使用约束曲线时，若提示“不能修补，请尝试不能修补，请尝试”，应调整约束曲线的曲率（曲线的尖锐程度），应调整约束曲线的曲率（曲线的尖锐程度），使曲线的曲率变使曲线的曲率变大大。打开打开“填充填充 约束曲线约束曲线.sldprt”

20、文件。文件。练习练习4 4：茶盖的制作：茶盖的制作 3、中面、中面 中面是在中面是在两个两个平行平行的曲面中间的曲面中间生成新的曲面，并生成新的曲面，并且这两个曲面必须属于同一个实体，例如同心圆柱体且这两个曲面必须属于同一个实体，例如同心圆柱体的两个底面。的两个底面。 4、延伸曲面、延伸曲面 延伸曲面延伸曲面是是将现有将现有曲面的边缘曲面的边缘沿着曲面的沿着曲面的切向切向方向方向延伸所形成的曲面。延伸所形成的曲面。一般情况下延伸曲面只是一般情况下延伸曲面只是改变现有曲面的边界，而不会生成新的曲面改变现有曲面的边界，而不会生成新的曲面，这一，这一点和延展曲面存在着很大的不同。点和延展曲面存在着很

21、大的不同。 5、裁剪曲面、裁剪曲面 裁剪曲面可以使用裁剪曲面可以使用曲面、基准面曲面、基准面或者或者草图草图作为剪作为剪裁工具，剪裁相交曲面裁工具，剪裁相交曲面。也可以将曲面和其它曲面配也可以将曲面和其它曲面配合使用，相互作为剪裁工具。合使用，相互作为剪裁工具。 裁剪曲面跟裁剪曲面跟2D草图中的剪裁功能相似，都是裁剪草图中的剪裁功能相似，都是裁剪两段相交的对象，而这个剪裁曲面就是剪裁两个相交两段相交的对象，而这个剪裁曲面就是剪裁两个相交的曲面，的曲面，剪裁工具剪裁工具就是剪裁操作中的参照，就是剪裁操作中的参照，剪裁目标剪裁目标就是剪裁操作中所针对的对象。就是剪裁操作中所针对的对象。 6、替换面

22、、替换面 利用新曲面实体替换曲面或者实体中的面，这种利用新曲面实体替换曲面或者实体中的面，这种方式称为替换面。方式称为替换面。替换曲面实体不必与旧的面具有相替换曲面实体不必与旧的面具有相同的边界。同的边界。在替换面时，原来实体中的相邻面自动延在替换面时，原来实体中的相邻面自动延伸并剪裁到替换曲面实体。其使用方式如下：伸并剪裁到替换曲面实体。其使用方式如下： 以一个曲面实体替换另一个或者一组相连的面。以一个曲面实体替换另一个或者一组相连的面。 在单一操作中，用一个相同的曲面实体替换一组在单一操作中，用一个相同的曲面实体替换一组以上相连的面。以上相连的面。 在实体或者曲面实体中替换面。在实体或者曲面实体中替换面。 通常情况下，替换曲面实体比要替换的面大。当通常情况下，替换曲面实体比要替换的面大。当替换曲面实体比要替换的面小时，替换曲面实体会自替换曲面实体比要替换的面小时，替换曲面实体会自动延