SW曲线曲面设计剖析

第10章曲线曲面设计学习目标曲线曲面造型广泛应用在电子产品外形设计行业、航空航天领域以及汽车零部件等行业。曲面是一种可用来生成实体特征的几何体。本章主要学习生成曲线、根本曲面、高级曲面设计工具以及编辑曲面工具，全面把握曲线曲面的相关学问和绘图技能。学问要点生成曲线高级曲面设计工具基本曲面编辑曲面工具10.1生成曲线曲线造型是曲面造型的根底，在此先介绍几种常用的生成曲线的方法，包括投影曲线、组合曲线、螺旋和涡状线、样条曲线与分割线等。分割线分割线工具将实体〔草图、实体、曲面、面、基准面、曲面样条曲线〕投影到外表、曲面或平面。它将所选面分割成多个单独面。可以使用一个命令分割多个实体上的曲线。1．参数详解以通过下述工具来生成分割线：分割类型： 草图：通过在其上映射草图分割外表。可使用现有草图或单击“创立草图”创立新草图。待分割的草图和面必需属于一样的实体。 交点：分割接触的两个实体之间的接触面。两个实体必需有接触的边或面。单击“曲线”工具栏上的“分割线”命令按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“分割线”命令，弹出“组合曲线”对话框，并在对话框中显示出轮廓、投影、穿插点3种分割类型，如图10-1所示。10.1生成曲线对3种分割类型介绍如下： 投影：将草图投影到曲面上。您可形成以投影曲线创立的分割线特征。 侧影轮廓线：在一个圆柱形零件上生成一条分割线。 穿插：以穿插实体、曲面、面、基准面、或曲面样条曲线分割面。2．操作步骤下面将对3种分割类型实例进展详解。〔1〕生成轮廓分割线10.1生成曲线01创立待分割的实体或曲面，并用草图绘制工具绘制一条要投影为分割线的曲线段。02单击“曲线”工具栏上的“分割线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“分割线”命令，弹出“分割线”对话框，如图10-所示。03在弹出“分割线”对话框中“拔模方向”选择基准面1，在“要分割面”选择实体零件面，勾选复选框，使拔模方向与实体相交，生成轮廓分割线，如图10-2所示。10.1生成曲线〔2〕生成投影分割线01创立待分割的实体或曲面，并绘制投影为分割草图。02单击“曲线”工具栏上的“分割线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“分割线”命令，弹出“分割线”对话框，如图10-3所示。03在弹出“分割线”对话框中“要投影的草图”选择椭圆形草图，在“要分割面”选择实体零件面，生成轮廓分割线，如图10-3所示。10.1生成曲线〔3〕生成穿插分割线01创立待分割的实体或曲面。02单击“曲线”工具栏上的“分割线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“分割线”命令，弹出“分割线”对话框，如图10-4所示。03在弹出“分割线”对话框中“分割类型”选项选择穿插点类型，在“分割实体/面/基准面”中选择零件侧边的各面，“要分割面/实体”中选择地面，选择，生成轮廓分割线，如图10-4所示。10.1生成曲线对“曲面分割”选项说明如下： 分割全部：即分割穿越曲面上的全部可能区域。 自然：即分割遵循曲面的外形。 线性：即分割遵循线性方向。04假设勾选，则将完成全部的分割，如图10-5所示。10.1生成曲线投影曲线将绘制的曲线投影到曲面上，可以生成一个三维曲线。SolidWorks生成投影曲线有以下两种方式： 利用两个相交基准面上的曲线草图抽影而成曲线〔草图到草图〕。 是将图曲线设影到模型面上得到曲线〔草图到面〕。单击“曲线”工具栏上的“投影曲线”命令按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“投影曲线”命令，弹出“组合曲线”对话框，如图10-6所示。10.1生成曲线1．草图到面下面首先来介绍利用两个相交基准面上的曲线投影得到曲线。01在实体零件底面上绘制一个样条曲线的草图，如图10-7所示。10.1生成曲线02单击“曲线”工具栏上的“投影曲线”命令按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“投影曲线”命令。在“投影曲线”对话框中的显示框中显示“要投影的草图”选择，同时在图形区域中显示所得到的设影曲线，，如图10-8所示。10.1生成曲线03绘制切除轮廓草图，将投影成功的草图用作扫描路径的投影曲线，对实体零件进展扫描切除，如图10-9所示。10.1生成曲线2．草图到草图使用选项，选择两个相交基准面穿插点的曲线生成代新的投影曲线草图，其操作步骤如下：01新建零件文件，分别以前视基准面、上视基准面作为各绘图平面绘制一条样条曲线，如图10-10所示。10.1生成曲线02单击“曲线”工具栏上的“投影曲线”命令按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“投影曲线”命令。在“投影曲线”对话框中投影类型选择，在“要投影的一些草图”中选择上一步中所绘制的2个草图，同时在图形区域中显示所得到的设影曲线，单击“确定”按钮，完成“草图上草图”投影曲线的生成，如图10-11所示。10.1生成曲线组合曲线组合曲线就是指将所绘制的曲线、模型边线或者草图进展组合，使之成为单一的曲线。组合曲线可以作为生成放样或扫描的引导曲线。生成组合曲线的步骤如下：01新建零件文件并创立六棱柱实体，如图10-12所示。10.1生成曲线02分别以六棱柱的不相邻两个面作为绘图平面，绘制2副草图，如图10-13所示。03在弹出的“组合曲线”对话框中“要连接的草图、边线以及曲线”选择上一步中绘制的2副草图及它们之间的交点连成的那条棱边，单击“确定”按钮，完成组合曲线段的生成，如图10-14所示。10.1生成曲线通过XYZ点的曲线样条曲线是由一组靠近把握多边形的光滑参数曲线段构成，这些曲线段就是样条曲线段。在数学上，样条曲线是指一条连续、可导而且光滑的曲线，既可以是二维的也可以是三维的。利用三维样条曲线可以生成任何外形的曲线，SolidWorks2023中三维样条曲线的生成方式特殊丰富： 自定义样条曲线通过坐标X、Y、Z值的点。 指定模型中的点作为样条曲线通过的点。 利用点坐标文件生成样条曲线。连接坐标点的样条曲线常在逆向工程的曲线生成上应用广泛。逆向工程通常是先有实体零部件，通过三维向量床CMM或以激光扫描仪取得点的资料，每个点包含三个数值，分别代表它的空间坐标〔X，Y，Z〕。然后将这些点连接起来构成曲线段。自定义通过点生成样条曲线，操作如下：10.1生成曲线01单击“曲线”工具栏上的“通过XYZ点的曲线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“通过XYZ点的曲线”命令。02在弹出如图10-15所示的“曲线文件”对话框中，输入自由点空间坐标，同时在图形区域中可以预览生成的样条曲线。10.1生成曲线03当在最终一行的单元格中双击时，系统会自动增加一行。假设要在一行的上面再插入新的一行，只需单击该行，然后单击“插入”按钮即可。04假设要保存曲线文件，单击“保存”或“另存为”按钮，然后指定文件的名称〔扩展名为.sldcrv〕，再确认即可保存到制定文件位置。05单击“确定”按钮，即可按输入的坐标位置生成三维样条曲线，如图10-16所示。除了在“曲线文件”对话框中输入坐标来定义曲线外，SolidWorks还可以将在文本编辑器、Excel等应用程序中生成的坐标文件〔后缀名为.sldxrv或.txt〕，然后将其导入到系统，以此生成样条曲线。坐标文件应当为X、Y、Z三列清单，并用制表符〔Tab〕或空格分隔。10.1生成曲线通过参考点的曲线SolidWorks还可以指定模型中的点，作为样条曲线通过的点来生成曲线。承受该种方法时，其操作步骤如下所述：01上视基准面作为绘图平面，绘制包含多个点的草图，并关闭草图，如图10-17所示。10.1生成曲线02单击“曲线”工具栏上的“通过参考点的曲线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“通过参考点的曲线”命令，在弹出的“通过参考点的曲线”面板中单击下方区域，然后在图形区域依据要生成曲线的次序来选择通过的模型点，此时模型点在该显示框中显示，同时图形区域中预览出曲线段，如图10-18所示。10.1生成曲线03假设有必要将曲线封闭，选择“闭环曲线”复选框，将生成曲线封闭，如图10-19所示。10.1生成曲线螺旋线和涡状线螺旋线和涡状线常用作绘制螺纹、弹簧、蚊香和发条等零部件的路径或引导线。用于生成空间的螺旋线或者涡状线的草图有且只有一个圆，该圆的直径将把握螺旋线的直径和涡旋线的起始位置。1．生成螺旋线生成螺旋线的操作步骤如下：01在零件文件中新建一副草图，在草图中只绘制一个圆，标注其直径为把握螺旋线的直径，在此标注其直径为100，如图10-20所示。10.1生成曲线02单击“曲线”工具栏上的“螺旋线/涡状线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“螺旋线/涡状线”命令，在弹出的“螺旋线/涡状线”面板中选择“螺距和圈数”定义方式，并保持选择系统默认的恒定螺距参数，输入螺距为50mm，圈数为2.25，并输入起始角度为0°，保持默认的顺时针方向，完成螺旋线的创立，如图10-21所示。10.1生成曲线SolidWorks2023软件不仅在草图中供给了“镜像”命令用作镜像草图图元，在实体中也有“镜像”命令用作镜像实体特征，甚至装配体中也有“镜像”命令用作镜像零部件。4.1.1镜像操作步骤在“特征”工具栏中单击“镜像”命令按钮，弹出“镜像”属性面板。在“镜像”属性面板中选择待复制的特征和镜像点后，单击确认即可完成特征的镜像，如图4-1所示。10.1生成曲线螺旋线定义的3种方式介绍如下： “螺距和圈数”：指定螺距和圈数。 “高度和圈数”：指定螺旋线的总高度和圈数。 “高度和螺距”：指定螺旋线的总高度和螺距。02假设要生成锥度螺纹，勾选复选框，并在下方的“锥形角度”文本框中输入角度值20°，假设输入超过范围，系统会消逝提示框，假设要生成锥度外张的螺旋线，则勾选复选框，生成锥度螺旋线，如图10-22所示。10.1生成曲线03假设要生成可变螺距螺旋线，在参数选项卡中勾选，并在下方的“区域参数”文本框中输入螺距20、圈数5，螺距70、圈数10和螺距20、圈数15，生成变螺距螺旋线，如图10-23所示。10.1生成曲线2．生成涡状线生成涡状线的操作步骤如下：01在零件文件中新建一副草图，在草图中只绘制一个圆，标注其直径为把握涡状线的直径，在此标注其直径为100，如图10-24所示。10.1生成曲线02单击“曲线”工具栏上的“螺旋线/涡状线”按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲线”|“螺旋线/涡状线”命令，在弹出的“螺旋线/涡状线”面板中选择“涡状线”定义方式，并输入螺距为50mm，圈数为10，并输入起始角度为0°，保持默认的顺时针方向，完成螺旋线的创立，如图10-25所示。

10.2根本曲面在SolidWorks中建立曲面，有多种方式对其进展编辑，既可将其延长到某个已有曲面，与其缝合或延长到指定的实体外表，也可以输入固定的延长长度，或者直接拖动红色箭头手柄，实时地将边界拖到新的位置。利用SolidWorks可以对曲面进展修剪，可以用实体修剪，也可以用另一个简洁的曲面进展修剪，此外还可以将两个曲面或一个曲面一个实体进展弯曲操作。SolidWorks可以使用以下方法生成多种类型的曲面： 从一组闭环边线插入一个平面，该闭环边线位于草图或者基准面上。 由草图拉伸、旋转、扫描或放样生成曲面。 从现有的面或曲面等距生成曲面。 导入其它软件转换格式的曲面文件。 由多个曲面组合而成曲面。 曲面实体用来描述相连的零厚度的几何体，如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多个曲面实体。在菜单栏中依次执行“视图”|“工具栏”|“曲面”命令，翻开SolidWorks“曲面”工具栏中，如图10-26所示。10.2根本曲面平面区域平面是一种特殊的曲面，可从通过以下方式生成平面区域： 非相交闭合草图 一组闭合边线 多条共有平面分型线1．从一组闭环边线生成一个平面从一组闭环边线生成一个平面操作步骤如下：01单击曲面工具栏中的“平面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“平面”命令，翻开“曲面-基准面”对话框。021在翻开“曲面-基准面”对话框中，，为“边界实体”在零件中选择一组闭合边线，组中全部边线必需位于同一基准面上，如图10-27所示。03假设要编辑平面，右键单击平面，然后选择编辑特征。10.2根本曲面2．从草图中生成有边界的平面从草图中生成有边界的平面区域操作步骤如下：01生成一个非相交、单一轮廓的闭环草图。02单击曲面工具栏中的“平面”命令按钮，或依次执行“插入”|“曲面”|“平面”命令，翻开“曲面-基准面”对话框。03在“曲面-基准面”对话框中，为边界实体在图形区域中选择草图，单击“确定”。04欲编辑该平面，请编辑草图，如图10-28所示。10.2根本曲面拉伸曲面拉伸曲面的与特征中的实体拉伸相像，不同点在于曲线拉伸操作的草图可以是开环也可以闭环，生成的是曲面是没有厚度的。1．开环草图拉伸曲面开环草图拉伸曲面的操作步骤如下：01绘制拉伸曲面的草图。以前视基准面作为绘图平面，绘制样条曲线，如图10-29所示。10.2根本曲面02单击曲面工具栏中的“拉伸曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“拉伸曲面”命令，在弹出的“曲面-拉伸”对话框中选择“两侧对称”方式，并输入深度值为70mm，完成开环草图曲面拉伸，如图10-30所示。10.2根本曲面2．闭环草图拉伸曲面01绘制拉伸曲面的草图。以前视基准面作为绘图平面，绘制正六边形，如图10-31所示。02单击曲面工具栏中的“拉伸曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“拉伸曲面”命令，在弹出的“曲面-拉伸”对话框中保持默认的“给定深度”方式，并输入深度值为30mm，完成闭环草图曲面拉伸，如图10-32所示。10.2根本曲面03假设要封闭拉伸曲面的底部，勾选“曲面-拉伸”对话框中，生成闭环草图曲面拉伸并封底，如图10-33所示。10.2根本曲面旋转曲面旋转曲面的与特征中的旋转操作方法相像，参数也相像。生成旋转曲面操作步骤如下：01绘制旋转曲面的草图。以前视基准面作为绘图平面，绘制正六边形，如图10-34所示。10.2根本曲面02单击曲面工具栏中的“拉伸曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“拉伸曲面”命令，在弹出的“曲面-拉伸”对话框中保持默认的“给定深度”方式，并输入深度值为30mm，完成闭环草图曲面拉伸，如图10-35所示。10.2根本曲面扫描曲面扫描曲面的方法同扫描特征的生成方法特殊类似，也可以通过引导线扫描，在扫描曲面中最重要的一点，就是引导线的端点必需贯穿轮廓图元。生成扫描曲面的操作步骤如下：01绘制曲面扫描轮廓草图。以前视基准面作为绘图平面，绘制椭圆，并标注其长边25mm、短边15mm，然后删掉尺寸，如图10-36所示。10.2根本曲面02绘制曲面扫描路径和引导线草图。以右视基准面作为绘图平面，一条直线段，标注其长度为35mm，添加它的左端点与轮廓草图“穿透”、与椭圆边线“重合”的几何关系，如图10-37所示。03绘制曲面扫描路径和引导线草图。以右视基准面作为绘图平面，一条直线段，标注其长度为35mm，添加它的左端点与轮廓草图“穿透”、与椭圆边线“重合”的几何关系，如图10-38所示。

10.2根本曲面04单击曲面工具栏中的“扫描曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“扫描曲面”命令，在弹出的“曲面-扫描”对话框中选择轮廓草图、路径草图和引导线草图，完成曲面扫描，如图10-39所示。10.2根本曲面放样曲面放样曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相像，放样曲面是通过曲线之间进展过渡而生成曲面的方法。生成放样曲面的操作步骤如下：01选择上视基准面绘制样条曲线草图，建立上视平行的基准面绘制样条曲线草图，并分别以右视、前视基准面为绘图平面，绘制4副草图，如图10-40所示。10.2根本曲面02单击曲面工具栏中的“放样曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“放样曲面”命令，在弹出的“曲面-放样”对话框中选择2副轮廓草图、2副路径草图，完成曲面扫描，如图10-41所示。10.2根本曲面边界曲面生成放样曲面的操作步骤如下：01拉伸曲面。分别前视基准面和有事基准面作为绘图平面，拉伸出2个相互垂直的曲面，，如图10-42所示。10.2根本曲面02单击曲面工具栏中的“边界曲面”命令按钮，或在菜单栏依次执行“插入”|“曲面”|“边界曲面”命令，在弹出的“曲面-边界”对话框中选择2个曲面的边界限，完成边界曲面的生成，如图10-43所示。10.3高级曲面设计工具高级曲面设计工具包括圆角曲面、等距曲面、延长曲面、填充曲面。圆角曲面曲面圆角与实体相像，生成曲面圆角操作为：翻开待圆角的曲面零件，单击曲面工具栏中的“圆角”命令按钮，在弹出的“圆角”对话框中输入圆角半径值，并在图形区选择待圆角的曲面边线，即可创立曲面圆角，如图10-44所示。10.3高级曲面设计工具等距曲面等距曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相像，对于已经存在的曲面〔不管是模型的轮廓面还是生成的曲面〕，都可以像等距曲线一样生成等距曲面。假设要生成等距曲面，其操作步骤如下：01单击“曲面”工具栏上的“等距曲面”命令按钮，或在菜单栏中依次执行“插入”|“曲面”|“等距曲面”命令，在弹出的“等距曲面”对话框单击图标右侧的显示框，然后在右侧的图形区域选择在等距的模型面或生成的曲面。02在“等距参数”栏中的微调框中指定等距曲面之间的距离。此时在右侧的图形区域中预览出等距曲面效果。04假设等距面的方向有必要反向，单击“反向等距”按钮，反转等距方向，然后单击“确定”按钮，完成等距曲面的生成，如图10-45所示。10.3高级曲面设计工具延长曲面延长曲面是指通过选择面的一条或多条边线沿所选平面方向延长实体或曲面的边线来生成曲面。延长曲面在拆模时最常用。通常，延长曲面有如下4种方法： 依据给定的距离值延长区面。 延长曲面到给定的曲面或模型外表。 延长曲面到给定模型的顶点。 通过延长相切曲线延长曲面。延长曲面的操作方法为：单击曲面工具栏中的“边界曲面”命令按钮，在弹出的“延长曲面”对话框中选择要延长的曲面，并在中输入延长的距离，完成延长曲面的生成，如图10-46所示。10.3高级曲面设计工具填充曲面填充特征在现有模型边线、草图、或曲线〔包括组合曲线〕定义的边界内构成带任何边数的曲面修补，可以用它来建筑填充模型中带有缝隙的曲面。填充曲面使用情形： 订正没有正确输入到SolidWorks〔有丧失的面〕的零件。 填充用于型心和型腔造型的零件中的孔。 构建用于工业设计应用的曲面。 生成实体。包括作为独立实体的特征或合并那些特征。生成填充曲面的方法为：分别在3个系统基准面上绘制草图，单击曲面工具栏中的“填充曲面”命令按钮，在弹出的“填充曲面”对话框中选择构成填充区域的3副草图曲面，完成填充曲面的生成，如图10-47所示。10.4编辑曲面工具曲面是一种可以用来生成实体特征的几何体。可以用很多方式对曲面进展修改，比方可以将曲面延长到某个己有的曲面，也可以缝合或延长到指定的实体外表，也可以输入固定的延长长度，或者直接拖动其红色箭头手柄，实时地将边界拖到新的位置等等。值得一提的是，SolidWorks在对曲面的编辑修改，需要留意保持其相关性，假设其中一个曲面发生转变时，另一个也会同时相应转变。对曲面的把握包括延长曲面、圆角曲面、缝合曲面、中面、填充曲面、剪裁曲面、移动/复制实体、移动面、删除面、删除孔、替换面等。这里通过介绍一些常用的功能如延长曲面等，在把握其根本操作过程后，读者对于其它修改功能也能灵敏运用。10.4编辑曲面工具剪裁曲面剪裁曲面是指承受布尔运算的方法在一个曲面与另一个曲面、基准面或草图穿插处修剪曲面，或者将曲面与其他曲面联合使用作为相互修剪的工具。剪裁曲面主要有两种方式，第一种是将两个曲面相互剪裁，其次种是以线性图元修剪曲面。剪裁曲面的操作方法为：单击曲面工具栏中的“裁剪曲面”命令按钮，在弹出的“裁剪曲面”对话框中分别选择剪裁工具曲面和保存局部，其它选项保持系统默认，生成曲面剪裁，如图10-48所示。10.4编辑曲面工具解除剪裁曲面假设要对剪裁曲面进展复原，使用解除裁剪曲面功能可以实现。剪裁曲面的操作方法为：单击曲面工具栏中的“解除裁剪曲面”命令按钮，在弹出的“解除裁剪曲面”对话框中选择被剪裁过的曲面，其它选项保持系统默认，解除曲面剪裁，如图10-49所示。10.4编辑曲面工具缝合曲面缝合曲面是将两个或多个面和曲面组合成一个曲面。缝合后的曲面不吸取用于生成他们的曲面。空间曲面经过剪裁、拉伸和圆角等操作后，可以自动缝合，而不需要进展缝合曲面操作。缝合之后就相当于把之前散件焊在一起了，内部也填布满了，成了一个实体。缝合曲面有关的留意事项： 曲面的边线必需相邻并且不重叠。 曲面不必处于同一基准面上。 选择整个曲面实体或选择一个或多个相邻曲面实体。 缝合曲面会吸取用于生成它们的曲面实体。 在缝合曲面形成一闭合体积或保存为曲面实体时生成一实体。 选定合并实体将面与一样的内在几何体进展合并。 选定缝隙把握查看缝隙或修改缝合公差。10.4编辑曲面工具缝合曲面最为有用的场合就是在CAM系统中，建立三维侧面铣削刀具路径。由于缝合曲面可以将两个或多个曲面组合成一个，刀具路径简洁最正确化，削减多余的提刀动作。要缝合的曲面的边线必需相邻并且不重叠。假设要将多个曲面缝合为一个曲面，执行“曲面缝合”命令，如图10-50所示。10.4编辑曲面工具删除面从实体删除面以便生成曲面，或者从曲面实体删除面。使用时可以从曲面实体中删除一个面，并能对实体中听面进展删除和自动修补。删除面有下面3种功能： 从曲面实体删除面。 从曲面实体或实体中删除一个面并自动对其进展修补。 从实体中删除一个或者多个面以便生成曲面。要从“曲