1、第十四章 高級曲面造型本章講述Pro/ENGINEER Wildfire幾種高級曲面造型的基本概念和方法，包括邊界混合、圓錐曲面、逼近混合、N側(cè)曲面片等，通過對本章的學(xué)習(xí)，讀者能夠基本掌握Pro/ENGINEER Wildfire強(qiáng)大的高級曲面造型建模功能。本章要點(diǎn)： 邊界混合、逼近混合的概念和建立過程 圓錐曲面的概念和建立過程 N側(cè)曲面片的概念和建立過程 其它幾種曲面造型特征的概念和建立過程14.1 邊界混合14.1.1 基本概念1. 參照線參照線是在邊界混合特征內(nèi)建立的連續(xù)且中間無分支的線鏈實(shí)體，它由若干(至少為1段)單段線實(shí)體首尾相連接而成，單段線實(shí)體可選邊實(shí)體或基準(zhǔn)線實(shí)體，在按順序逐次

2、將各單段線實(shí)體選中后，系統(tǒng)即建立一條參照線，參照線也能退化成一個點(diǎn)，此時可以選擇邊/基準(zhǔn)線頂點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)。參照線可分布在一個方向上或兩個相互交叉的方向上，一般來說邊界混合面組將嚴(yán)格經(jīng)過各條參照線，還有一種擬合線，邊界混合面組并不經(jīng)過但它會影響混合面的形狀趨勢。同一方向的首條和末條參照線將形成面組邊界，用戶可以控制混合面組在邊界處與相鄰實(shí)體的幾何關(guān)系即邊界條件，從而對邊界附近形狀產(chǎn)生影響。2. 邊界混合(Boundary blend)邊界混合特征將單/雙方向的參照線作混合連接生成面組，各條參照線構(gòu)成面組的網(wǎng)格，再通過定義控制點(diǎn)、邊界條件及其它高級選項就能精確描述曲面形狀。各方向首、末條參照線形成面

3、組邊界，而位于它們之間的參照線一般則形成面組內(nèi)各組成面之間的連接邊，邊界混合面組內(nèi)可以含有一或多個組成面，見圖14.1示例。3. 控制點(diǎn)(Control point)控制點(diǎn)是位于同一方向的各條參照線上由用戶定義相對應(yīng)的一組點(diǎn)(可選頂點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn))，用來輔助控制混合面網(wǎng)格走向，當(dāng)用于成形的參照線數(shù)量較少只能粗略描述曲面形狀時，通過在某方向參照線上指定一組控制點(diǎn)就相當(dāng)于在另一方向加入一條參照線，從而使形狀控制更符合設(shè)計意圖。邊界混合面某方向一組控制點(diǎn)另一方向第1、2條參照線某方向第1、2、3條參照線圖14.1邊界混合示例創(chuàng)建步驟從下拉菜單中選【插入】|【邊界混合】命令或從工具欄中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出邊

4、界混合特征操作欄單擊【曲線】按鈕為第一方向選取一組參照線，在選中首條線后按下CTRL鍵實(shí)現(xiàn)多選單擊【交叉線】按鈕為第二方向選取一組參照線單擊【擬合曲線】按鈕選取一組擬合線單擊【控制點(diǎn)】按鈕在兩個方向分別選取一系列控制點(diǎn)單擊【邊對齊】按鈕在兩個方向的首、末參照線處控制其邊界條件單擊【屬性】按鈕輸入特征名稱單擊按鈕預(yù)覽幾何，單擊按鈕生成特征。收集器方框以上步驟中，除為第一方向選取參照線外，其余都是可選步驟。圖14.2 邊界混合特征操作欄14.1.3 成形規(guī)則邊界混合特征的各項成形控制功能如下所述： 圖14.3 邊界混合特征【曲線】滑出面板 圖14.4 圖形區(qū)彈出的快捷菜單1. 參照線通過打開圖14

5、.3所示【曲線】/【交叉線】滑出面板可為構(gòu)成面組的第一和第二方向選取參照線，這兩個滑出面板內(nèi)容基本相同，包括被選參照線列表和【封閉的混合】復(fù)選框，滑出面板打開后即可向列表中加入?yún)⒄站€，除此之外，還可通過單擊操作欄上部的(參照線)收集器方框或在圖形區(qū)右鍵單擊彈出圖14.4所示快捷菜單選相應(yīng)命令添加參照線，左數(shù)第一個收集器方框或【添加曲線】命令對應(yīng)【曲線】滑出面板，左數(shù)第二個收集器方框或【添加交叉線】命令對應(yīng)【交叉線】滑出面板。禁止允許禁止允許 圖14.5 單方向邊界混合的參照線 圖14.6 兩方向邊界混合的參照線所選參照線應(yīng)符合下列原則：l 參照線可選單段基準(zhǔn)線/邊、基準(zhǔn)線鏈/邊鏈、基準(zhǔn)點(diǎn)或頂點(diǎn)

6、，點(diǎn)實(shí)體只可用于一個方向的首條或末條參照線，各參照線內(nèi)所含實(shí)體段數(shù)無須相等；l 參照線可以僅分布在第一方向形成單方向邊界混合，也可交織分布于第一和第二方向形成兩方向邊界混合；l 對于單方向邊界混合，見圖14.5，若僅有兩條參照線，則二者不可形成十字交叉，而一條參照線的端點(diǎn)落在另一參照線當(dāng)中或其端點(diǎn)上是允許的，若含有兩條以上參照線，則所有參照線端點(diǎn)重合是允許的，而部分參照線相交或端點(diǎn)落在其它參照線當(dāng)中的情況是禁止或成形異常的；l 對于兩方向邊界混合，見圖14.6，則要求某方向首、末參照線分別與另一方向首、末參照線相交，但不得相切，兩個方向的首、末參照線相交時不必一定端點(diǎn)重合，交叉亦可(系統(tǒng)會自動

7、裁剪多余部分)， 首、末以外的參照線可以與首、末參照線相交以參與形成曲面網(wǎng)格，亦可不相交，此時它能影響曲面形狀的生成趨勢，但面組將不經(jīng)過它們；l 一般來說，同一方向內(nèi)各條參照線的走向應(yīng)趨于平行為最佳，這樣生成的曲面質(zhì)量最好，一條參照線內(nèi)的各段組成實(shí)體應(yīng)盡量光滑連接，保持相切或曲率連續(xù)，避免出現(xiàn)尖點(diǎn)，如參照線形狀扭曲且各異，則曲面也會扭曲甚至不能生成。選取參照線的操作如下：l 用戶將鼠標(biāo)箭頭移至被選對象附近，系統(tǒng)自動識別可選幾何實(shí)體并彈出提示，若為所需參照線，則單擊選中該實(shí)體，若非所需則右鍵單擊切換至其它可選實(shí)體，待滿意后單擊選中；l 除第一被選參照線以外，其它參照線選取時須保持CTRL鍵按下，

8、否則會將以前選擇的所有參照線放棄，僅選中當(dāng)前一條；l 若需從參照線列表中刪除一參照線，可在保持CTRL鍵按下的同時單擊它去除參照線定義，或從列表中單擊加亮后右鍵單擊彈出快捷菜單【移除】之，若需刪除所有參照線，可從列表中彈出快捷菜單選【移除全部】或在圖形區(qū)彈出快捷菜單選【清除】；l 如參照線為多段實(shí)體鏈，則應(yīng)首先選中其中一段實(shí)體，而后按下SHIFT鍵將鼠標(biāo)箭頭放在該段實(shí)體上，系統(tǒng)會彈出提示表明可用的選鏈方式，單擊右鍵切換到需要的方式后再“當(dāng)前鏈”作進(jìn)一步操作即可選取鏈實(shí)體，具體參見第八章?？刂票?圖14.7 參照線顯示示例 圖14.8 “變位”快捷菜單 圖14.9 “端點(diǎn)”快捷菜單同一方向所有參

9、照線應(yīng)按一定次序選擇和排列，若順序顛倒則無法生成，當(dāng)打開【曲線】/【交叉線】滑出面板或單擊操作欄上部的(參照線)收集器方框，如圖14.7所示系統(tǒng)會將某方向所有參照線加亮加粗顯示，在每條參照線旁還有注釋指示其所屬方向及序號，若需改正排序錯誤或新插入一條參照線，可在參照線列表單擊加亮需變位的參照線或在圖形區(qū)單擊使其成為“當(dāng)前鏈”后在滑出面板中單擊或按鈕令其在列表中向前或向后，或通過圖形區(qū)彈出圖14.8所示快捷菜單選【向上重新排序】或【向下重新排序】命令執(zhí)行變位操作。參照線成為“當(dāng)前鏈”后端點(diǎn)處顯示白色控制柄和“T=0”字樣，此時可延伸或裁剪端點(diǎn)：l 當(dāng)鼠標(biāo)箭頭放在控制柄上變成“”符號時，用戶能直接

10、按下左鍵拖拉控制柄延伸或裁剪，旁邊的“T=*” 字樣會指示具體的長度值；l 當(dāng)鼠標(biāo)箭頭放在控制柄上右鍵單擊彈出圖14.9所示快捷菜單后，用戶可選取【延伸至】或【修剪位置】命令延伸/裁剪參照線并令端點(diǎn)約束至其它幾何實(shí)體上，如落在參照線上的基準(zhǔn)點(diǎn)、與參照線相交的邊/基準(zhǔn)線/面/基準(zhǔn)平面等。同一方向所有參照線選好后，系統(tǒng)從首線依次連接到末線形成開放的混合面，若選中【封閉的混合】復(fù)選框，則會從首線經(jīng)過各“中間線”到末線再回到首線連成封閉的混合面。2. 控制點(diǎn)同一方向各條參照線進(jìn)行混合匹配時，若存在一條與它們都相交的(另一方向)參照線,則各條參照線的相應(yīng)交點(diǎn)間沿此交叉參照線建立連接，若沒有交叉的(另一方

11、向)參照線，則參照線各段頂點(diǎn)處會發(fā)出一條邊鏈落到其它參照線上，落點(diǎn)按用戶所選匹配方式由系統(tǒng)算出，一般不會正好連上旁邊參照線內(nèi)的頂點(diǎn)，因此見圖14.10在邊界混合面組內(nèi)可能存在較多的連接邊和小面片，使得曲面形狀不夠光滑流暢，甚至出現(xiàn)扭曲和拉伸。為解決上述問題使混合曲面更加光順可靠，可以通過設(shè)置控制點(diǎn)強(qiáng)制在各參照線的對應(yīng)指定點(diǎn)之間建立連接并影響附近曲面形狀，見圖14.11。每個參照線方向均可設(shè)置若干組控制點(diǎn)，從同一方向所有參照線上各取一點(diǎn)合在一起就形成一組控制點(diǎn)，系統(tǒng)將這一組控制點(diǎn)依次連接，各組控制點(diǎn)連線不得交叉?？刂泣c(diǎn)可選參照線各段頂點(diǎn)或落在參照線上的基準(zhǔn)點(diǎn)，若控制點(diǎn)選用了頂點(diǎn)，則沿該組控制點(diǎn)連

12、線生成混合面組內(nèi)組成面之間的連接邊。連接邊指定其為一組控制點(diǎn)參照線上的頂點(diǎn)連接邊 圖14.10 未設(shè)置控制點(diǎn)的邊界混合 圖14.11 設(shè)置控制點(diǎn)的邊界混合用戶打開圖14.12所示【控制點(diǎn)】滑出面板即可設(shè)置控制點(diǎn)，滑出面板內(nèi)左部為控制點(diǎn)組列表，顯示某一參照線方向上所有控制點(diǎn)組，右部為控制點(diǎn)列表，顯示某一控制點(diǎn)組內(nèi)位于各參照線上的所有控制點(diǎn)，單擊和按鈕分別在【曲線】和【交叉線】參照線方向進(jìn)行操作，系統(tǒng)逐條高亮顯示參照線并用“X”標(biāo)記表示其上的可選點(diǎn)，單擊可選點(diǎn)即將其定義為控制點(diǎn)，一組控制點(diǎn)建立后，系統(tǒng)自動進(jìn)入下一組建立過程；若無須繼續(xù)，在控制點(diǎn)組列表中選中當(dāng)前組后右鍵單擊彈出快捷菜單選【移除】命令

13、即可停止；若需增加點(diǎn)組，由快捷菜單選【添加】命令進(jìn)入新點(diǎn)組選點(diǎn)過程；全部控制點(diǎn)組建立后，在控制點(diǎn)組列表中單擊加亮某點(diǎn)組可以顯示和編輯其內(nèi)各控制點(diǎn)，在控制點(diǎn)列表中單擊加亮某控制點(diǎn)后再選取參照線上其它點(diǎn)可以改變該控制點(diǎn)沿參照線的位置。 圖14.12 【控制點(diǎn)】滑出面板【控制點(diǎn)】滑出面板底部的選擇框可確定各參照線混合匹配方式：l 【自然】方式，一般都使用該方式，由系統(tǒng)計算出最佳混合形狀，用戶可定義控制點(diǎn)；l 【弧長】方式，系統(tǒng)將各參照線作相同等分并逐段混合，用戶可定義控制點(diǎn)；l 【段至段】方式，若所有參照線為基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)線鏈且含有相同的實(shí)體段數(shù)，可選該方式按實(shí)體段逐段混合；l 【點(diǎn)到點(diǎn)】方式，若為單

14、方向混合，所有參照線為單一樣條曲線且它們的插值點(diǎn)數(shù)目相同，則可選該方式將各參照線按插值點(diǎn)逐點(diǎn)混合，若不能生成再轉(zhuǎn)為【弧長】方式；l 【可延展】方式，若為單方向邊界混合且僅有兩條不相交的開放參照線，它們內(nèi)部各組成段之間保持相切，則利用該方式可以建立能展開的直紋面，上述三項方式下無須人工選控制點(diǎn)。通過從下拉菜單中選【視圖】|【模型設(shè)置】|【網(wǎng)格曲面】命令對生成曲面作分析可以看出這幾種方式的差異。邊界條件類型拉伸因子值兩個方向的首、末(邊界)參照線列表3. 邊界條件邊界條件參照面參照線組成段列表圖14.13 【邊對齊】滑出面板邊界條件是指邊界混合面組在其輪廓邊界(即兩個方向的首、末參照線)處與相鄰接

15、的其它面組、實(shí)體面或基準(zhǔn)平面之間的幾何關(guān)系，包括下列四種(見圖14.14示例)：l 【自由】條件，邊界混合面組形狀不受相鄰面影響，僅由自身因素決定；l 【切線】條件，邊界混合面組沿其邊界處保持與相鄰面相切，面組邊界需落在相鄰參照面上，若面組邊界由多段組成，則必須為每段邊界確定一個相切參照，若為兩方向邊界混合，設(shè)置【切線】條件前應(yīng)使另一方向所有參照線也與相鄰(切)參照面相切；l 【曲率】條件，邊界混合面組沿其邊界處保持與相鄰面相切且該處曲率與相鄰參照面相等，面組邊界需落在相鄰參照面上，設(shè)置某方向首、末參照線處曲率連續(xù)要求該方向所有參照線皆由單段如一段直線、一段圓弧或一段樣條線構(gòu)成，若為兩方向邊界

16、混合，設(shè)置【曲率】條件前應(yīng)使另一方向所有參照線也與相鄰參照面曲率連續(xù)；l 【垂直】條件，邊界混合面組沿其邊界處保持與相鄰面垂直，面組邊界需落在相鄰參照面上，若面組邊界由多段組成，則必須為每段邊界確定一個垂直參照。邊界參照面邊界混合面【垂直】【曲率】【切線】【自由】 圖14.14 各種邊界條件示例用戶打開圖14.13所示【邊對齊】滑出面板控制邊界條件，該滑出面板左部列表分為三欄，第一欄列出各邊界參照線名稱，若為單方向混合，列出該方向首、末參照線，若為兩方向混合，列出兩個方向共四條首、末參照線，單擊該欄單元格可令相應(yīng)參照線及其所有相鄰參照面加粗高亮顯示；第二欄列出各邊界處邊界條件形式，即自由、切線

17、、曲率或垂直，單擊該欄單元格后再單擊按鈕可設(shè)置不同邊界條件；第三欄列出邊界條件為切線、曲率或垂直時的拉伸因子值，該值表征相切或垂直的程度，可輸入數(shù)字或拖拉相應(yīng)邊界處帶虛線的白色控制柄，拉伸因子值可為負(fù)，代表相切或垂直方向相反。滑出面板右部列表分為兩欄，第一欄列出左部列表中被選中加亮的參照線各組成段名稱，單擊該欄單元格可令參照線中相應(yīng)某段及其相鄰參照面加粗高亮顯示；第二欄列出參照線各段的相鄰參照面名稱，單擊該欄單元格后再選取其它面實(shí)體可為參照線組成段切換相鄰參照面，通常情況下系統(tǒng)會為參照線各段缺省選擇一個相鄰參照面，比如，若參照線為邊實(shí)體或兩個面相交成的基準(zhǔn)線，則邊所屬的面或形成基準(zhǔn)線的面就是缺

18、省參照面，若參照線為草繪基準(zhǔn)線，則草繪平面就是缺省參照面，用戶不滿意缺省參照面可自行另選。未施加【經(jīng)過曲線】功能4. 高級功能邊界混合面施加【經(jīng)過曲線】功能邊界參照線 圖14.15 【高級選項】滑出面板 圖14.16 【經(jīng)過曲線】功能示例圖14.15所示【高級選項】滑出面板中包含兩種高級控制功能，該面板內(nèi)為一個三欄列表，第一欄列出各邊界參照線名稱；第二欄列出各邊界處【經(jīng)過曲線】功能使用情況；第三欄列出兩個參照線方向上【內(nèi)部相切】功能使用情況(在方框中打勾表示使用該功能)?！緝?nèi)部相切】功能用于首或末條邊界參照線由多段組成且該參照線處存在相切條件的情況，因?yàn)閰⒄站€由多段連成，在各段頂點(diǎn)處都會發(fā)出一

19、條(面組組成面之間的)連接邊，若參照線中兩段不相切，顯然從兩段公共頂點(diǎn)處發(fā)出的連接邊兩側(cè)的混合面沿該連接邊形成尖角不相切，而如果兩段相切，連接邊兩側(cè)的面也并不一定形成相切，只有當(dāng)用戶設(shè)置【內(nèi)部相切】功能，面之間才會保證相切，缺省時該功能是自動打開的?！窘?jīng)過曲線】功能在單方向混合或兩方向混合下分別有不同的用法。當(dāng)為單方向混合時，若邊界參照線處存在【切線】或【曲率】邊界條件且該參照線由邊實(shí)體形成，則可對其施加【經(jīng)過曲線】功能，如圖14.16所示，面組側(cè)向邊界將會與該參照線的相鄰參照面的側(cè)邊相切。當(dāng)為兩方向混合時，若對邊界參照線施加【經(jīng)過曲線】功能，則另一方向的首、末參照線形狀將會對沿該參照線的面組

20、形狀產(chǎn)生更多的影響，這種影響一般不能直接肉眼看出，需要通過對生成的面組作曲面分析才能發(fā)現(xiàn)。5. 擬合曲線擬合曲線用來影響邊界混合面組的形狀趨勢，面組不會經(jīng)過它們，而是根據(jù)用戶指定盡量趨近于其，打開圖14.17所示【擬合曲線】滑出面板可加入若干擬合曲線并指定擬合形狀參數(shù)，在圖形區(qū)彈出快捷菜單選【添加擬合曲線】命令亦可指定擬合曲線。面板左部為擬合曲線列表，擬合曲線選擇及操作原則基本同參照線。圖14.17 【高級選項】滑出面板面板右部為擬合形狀參數(shù)區(qū)，分別為【平滑度】參數(shù)和【曲面片】參數(shù)，【曲面片】參數(shù)又包括【U方向】和【V方向】，【平滑度】參數(shù)表示面組的光滑程度，取值范圍為01，值越大曲面越光滑；

21、【曲面片】參數(shù)是面組在U或V方向的面片數(shù)目，代表其形狀相對擬合曲線的趨近程度，取值范圍從1到29，值越大曲面越接近擬合曲線，若該值過大導(dǎo)致特征生成失敗，可輸入一個較小的值。14.1.4 實(shí)例：邊界混合建立按鈕頂視側(cè)視斜視 圖14.18 按鈕模型下面以邊界混合特征為按鈕建模。1. 新建零件模型，其文件名“example14-1”，系統(tǒng)自動建立三基面和一個坐標(biāo)系。窗體頂部窗體底部2. 單擊按鈕先建立四條基準(zhǔn)線(直線)代表按鈕頂面倒圓前的四條邊，再在矩形中間截面處建立一條弧形基準(zhǔn)線表示按鈕中心的凹面輪廓，該基準(zhǔn)線兩端分別落在矩形的對側(cè)邊上，而后以這五條基準(zhǔn)線為參照線建立邊界混合面表示按鈕頂面，其中弧

22、形基準(zhǔn)線和與之平行的兩條直基準(zhǔn)線作為第一方向參照線，另兩條直基準(zhǔn)線作為第二方向參照線，見圖14.19。 圖14.19 建立五條基準(zhǔn)線和邊界混合面形成按鈕頂面3. 從下拉菜單中選【插入】|【掃描】命令建立(定截面)掃描特征表示按鈕側(cè)面，選取四條基準(zhǔn)線連成的封閉鏈作為原點(diǎn)軌跡，草繪中從原點(diǎn)出發(fā)畫一條斜線，掃描面如圖14.20所示。圖14.20 建立掃描面形成按鈕側(cè)面 4. 選中邊界混合面組和掃描面組然后單擊按鈕或選【編輯】|【合并】命令將這兩個面組合并為一個，如圖14.21。 圖14.21 合并兩個面組 圖14.22 建立底面并與頂面/側(cè)面合并5. 選【編輯】|【填充】命令，以經(jīng)過掃描面下端的基準(zhǔn)

23、平面為草繪平面畫矩形平面并與掃描面下端重合，再將該平面與按鈕頂面/側(cè)面面組作【合并】，如圖14.22。 圖14.23 倒圓側(cè)面四邊 圖14.24 倒圓頂面銳邊 圖14.25 最終按鈕模型6. 單擊按鈕或選【插入】|【倒圓角】命令，選取按鈕側(cè)面四條邊并輸入圓角半徑，見圖14.23。7. 選取按鈕頂面及側(cè)面將其相交銳邊倒圓，見圖14.24，最后將所有基準(zhǔn)線特征作【視圖】|【可見性】|【隱藏】操作即得到圖14.25所示最終按鈕模型。14.2 圓錐曲面14.2.1 基本概念1. 邊界曲線邊界曲線是在特征內(nèi)建立的單段線實(shí)體，可選用邊實(shí)體或基準(zhǔn)線實(shí)體，生成圓錐曲面需選取相對的兩條邊界曲線，它們形成面組在一

24、個方向的對側(cè)邊界，系統(tǒng)在兩條邊界曲線的兩對端點(diǎn)之間建立二次曲線形成面組另一個方向的對側(cè)邊界。2. 控制曲線控制曲線也是在特征內(nèi)建立的單段線實(shí)體，可選用邊實(shí)體或基準(zhǔn)線實(shí)體，生成圓錐曲面需選取一條控制曲線，通過它控制圓錐曲面兩條邊界曲線之間的曲面形狀，控制曲線分為兩種：肩曲線和相切曲線。3. 圓錐曲面(Conic Surface)系統(tǒng)沿邊界曲線和控制曲線建立無數(shù)截面，在每個截面中系統(tǒng)由截面與邊界曲線、控制曲線的三個交點(diǎn)繪制一根二次曲線，二次曲線端點(diǎn)為截面和邊界曲線的交點(diǎn)，截面與控制曲線的交點(diǎn)則控制二次曲線的中間形狀，最終系統(tǒng)將所有截面上的二次曲線混合連接成為圓錐曲面組，面組內(nèi)僅含單個組成面，見圖1

25、4.26示例。圓錐曲面截面二次曲線截面二次曲線控制曲線邊界曲線圖14.26 圓錐曲面示例14.2.2 創(chuàng)建步驟 圖14.27 【邊界選項】菜單 圖14.28 圓錐曲面特征對話框圖14.29 【曲線選項】菜單從下拉菜單中選【插入】|【高級】|【圓錐曲面和N側(cè)曲面片】命令，系統(tǒng)在主窗口右側(cè)彈出圖14.27所示【邊界選項】菜單選擇【圓錐曲面】，并選【肩曲線】或【相切曲線】確定控制曲線形式系統(tǒng)彈出圖14.28所示特征對話框和圖14.29所示【曲線選項】菜單，并激活與邊界曲線相關(guān)的各命令選【增加項目】命令，再確定邊界曲線的選取方式為【曲線】或【鏈】選取第一條邊界曲線確定第二條邊界曲線的選取方式并選取之單

26、擊【肩曲線】(【相切曲線】)激活與控制曲線相關(guān)的各命令選【增加項目】命令，再確定控制曲線的選取方式選取控制曲線單擊【確認(rèn)曲線】完成邊界曲線及控制曲線定義根據(jù)提示輸入二次曲線參數(shù)單擊【預(yù)覽】按鈕預(yù)覽幾何，單擊【確定】按鈕建立特征，單擊【取消】按鈕取消建立。14.2.3 成形規(guī)則1. 邊界曲線邊界曲線無論選用邊還是基準(zhǔn)線，都要求其必須僅由單段組成，如果想將一個多段的線鏈作為圓錐曲面的邊界形狀，可以先由該線鏈建立一條(單段的)近似復(fù)合基準(zhǔn)線，再將近似復(fù)合基準(zhǔn)線選作圓錐曲面的邊界曲線。在特征對話框中選【曲線】步驟再單擊【定義】按鈕彈出【曲線選項】菜單，包括如下命令：圖14.30 【鏈】菜單 圖14.3

27、1 【修剪/延伸】菜單操作 圖14.32 【指定】菜單l 【增加項目】，先在【選取項目】菜單中選【曲線】或【鏈】項確定邊界曲線的選取方式，而后在圖形區(qū)中單擊所需邊界曲線實(shí)體。若選【曲線】項，只能選取基準(zhǔn)線。若選【鏈】項系統(tǒng)彈出圖14.30所示【鏈】菜單，菜單上半部列出各種線鏈選取方式，但由于邊界曲線須為單段的限制，一般只用【二點(diǎn)】和【依次】方式，在【二點(diǎn)】方式下用戶選擇兩個頂點(diǎn)/基準(zhǔn)點(diǎn)建立一條過點(diǎn)基準(zhǔn)線，選第二點(diǎn)時須按下CTRL鍵；在【依次】方式下用戶可以選擇邊或基準(zhǔn)線，選中相應(yīng)實(shí)體后需在【選取】菜單中單擊【確定】按鈕或單擊中鍵確認(rèn)。【鏈】菜單下半部列出對線鏈的操作命令，選【選取】命令彈出【選

28、取】菜單用于選取實(shí)體；選【撤消選取】命令也彈出【選取】菜單用于取消選?。贿x【修剪/延伸】命令用于裁剪/延伸實(shí)體，系統(tǒng)標(biāo)記出缺省的被裁剪/延伸端點(diǎn)，用戶在圖14.31所示菜單中選【接受】命令確認(rèn)該點(diǎn)，若需操作另一端點(diǎn)，先選【下一個】命令再作【接受】，再在【裁剪/延拓】菜單中選方式確定新端點(diǎn)位置，【輸入長度】方式由用戶輸入長度，正值延伸，負(fù)值裁剪，【拖移】方式下用戶直接拖拉端點(diǎn)，單擊左鍵定位后再輸入長度值，【裁剪位置】方式則利用落在線上的基準(zhǔn)點(diǎn)或與線相交的邊/基準(zhǔn)線/面/基準(zhǔn)平面來約束新端點(diǎn)。選線及修剪/延伸操作完成后在【鏈】菜單單擊【完成】進(jìn)入另一邊界曲線的建立過程；l 【刪除項目】，系統(tǒng)在圖1

29、4.32所示菜單列出兩條邊界曲線，用戶在需要刪除的邊界曲線左側(cè)的方框中單擊打勾再選【完成選取】命令即可；l 【修改項目】，系統(tǒng)列出兩條邊界曲線，用戶選擇需修改的邊界曲線并進(jìn)入定義菜單；l 【顯示項目】，系統(tǒng)列出兩條邊界曲線，在菜單中單擊任一條會在圖形區(qū)高亮顯示之。2. 控制曲線圓錐曲面使用控制曲線來調(diào)整面組形狀，控制曲線有兩種：【肩曲線】和【相切曲線】，以下分別加以討論，示例見圖14.33、圖14.34。相切曲線肩曲線 圖14.33 【肩曲線】示例 圖14.34 【相切曲線】示例使用【肩曲線】時，在每個截面中系統(tǒng)以兩條邊界曲線與截面的交點(diǎn)為端點(diǎn)并經(jīng)過肩曲線與截面的交點(diǎn)繪制二次曲線，故圓錐曲面將

30、經(jīng)過肩曲線。使用【相切曲線】時，系統(tǒng)以兩條邊界曲線與截面的交點(diǎn)為端點(diǎn)繪制二次曲線，再將兩邊界曲線與截面的交點(diǎn)分別和相切曲線與截面的交點(diǎn)連接形成兩條參照直線，并令二次曲線在兩端點(diǎn)處分別與該兩條參照直線相切從而確定曲線形狀，圓錐曲面將不經(jīng)過相切曲線。用戶在【曲線選項】菜單中單擊【肩曲線】(【相切曲線】)命令彈出控制曲線相關(guān)命令，它們與選邊界曲線命令基本相同，不再復(fù)述。3. 圓錐參數(shù)在特征對話框中選【圓錐參數(shù)】步驟再單擊【定義】按鈕，系統(tǒng)提示用戶輸入(方程)。14.3 逼近混合14.3.1 基本概念1. 參照線 參照線是在逼近混合特征內(nèi)建立的單段線實(shí)體，可選邊實(shí)體或基準(zhǔn)線實(shí)體，參照線也能退化成一個點(diǎn)

31、，此時可以選擇邊/基準(zhǔn)線的頂點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)。參照線可分布在一個方向或兩個相互交叉的方向上，一般來說逼近混合面組將嚴(yán)格經(jīng)過第一、第二方向各條參照線，同一方向首條和末條參照線將形成面組邊界。除第一、第二方向外，還可選擇若干逼近參照線(稱為逼近方向)，逼近混合面組并不經(jīng)過逼近參照線但它會影響混合面的形狀趨勢。2. 逼近混合某方向參照線逼近混合特征將單/雙方向的參照線作混合連接同時盡量趨近逼近參照線生成面組，第一、二方向各條參照線構(gòu)成面組網(wǎng)格，逼近混合面組內(nèi)僅含有一個組成面，見圖14.35示例。逼近參照線逼近混合面另一方向參照線圖14.35 逼近混合示例14.3.2 創(chuàng)建步驟 圖14.36 逼近混合特征對

32、話框 圖14.37 【曲線選項】菜單從下拉菜單中選【插入】|【高級】|【圓錐曲面和N側(cè)曲面片】命令，系統(tǒng)在主窗口右側(cè)彈出【邊界選項】菜單選擇【逼近混合】系統(tǒng)彈出圖14.36所示特征對話框和圖14.37所示【曲線選項】菜單選【第一方向】命令為第一方向定義參照線選【第二方向】命令為第二方向定義參照線選【逼近方向】命令定義逼近參照線輸入【平滑度】參數(shù)輸入【曲面片序號U】參數(shù)輸入【曲面片序號V】參數(shù)單擊【確定】按鈕建立特征。14.3.3 成形規(guī)則1. 參照線在特征對話框中選【曲線】步驟再單擊【定義】按鈕彈出【曲線選項】菜單，其上半部命令用于確定參照線所處方向，包括第一方向、第二方向和逼近方向，菜單下半

33、部命令用于對參照線進(jìn)行操作，相關(guān)命令有：l 【增加項目】，首先在【選取項目】菜單中確定參照線選取方式，【曲線】表示使用基準(zhǔn)線；【點(diǎn)/頂點(diǎn)】表示使用基準(zhǔn)點(diǎn)或頂點(diǎn)；【鏈】表示使用邊或基準(zhǔn)線鏈。若選擇【曲線】或【點(diǎn)/頂點(diǎn)】，可直接選取相應(yīng)幾何實(shí)體，若選擇【鏈】，系統(tǒng)彈出【鏈】菜單，該菜單具體用法參見14.2節(jié)；l 【刪除項目】，系統(tǒng)列出某方向所有參照線，用戶在需刪除的參照線左側(cè)方框中單擊打勾再選【完成選取】命令即可；l 【修改項目】，系統(tǒng)列出所有參照線，用戶選擇需修改的參照線并進(jìn)入相應(yīng)定義菜單；l 【插入項目】，系統(tǒng)列出所有參照線，用戶選擇將在其前面進(jìn)行插入的參照線，然后確定參照線選取方式并選取相應(yīng)

34、幾何，系統(tǒng)在參照線序列中插入新參照線；l 【顯示項目】，系統(tǒng)列出所有參照線，在菜單中單擊任一條會在圖形區(qū)高亮顯示之。在第一、二方向內(nèi)選取各參照線時應(yīng)按它們分布的幾何次序進(jìn)行，不可顛倒。2. 【平滑度】【平滑度】步驟需要用戶輸入【平滑度】參數(shù)，該參數(shù)表示面組的光順程度，取值范圍為01，值越大曲面越光順。3. 【曲面片序號U】、【曲面片序號V】該兩步驟需要用戶輸入【曲面片序號U】和【曲面片序號V】參數(shù)，兩參數(shù)分別是面組在U和V方向的面片數(shù)目，代表其形狀相對逼近參照線的趨近程度，取值范圍從1到29，值越大曲面越接近逼近參照線，若值過大導(dǎo)致特征生成失敗，應(yīng)輸入較小的參數(shù)值。全部特征步驟定義完畢后單擊【

35、預(yù)覽】按鈕，系統(tǒng)將在圖形區(qū)臨時建立逼近混合面并在提示欄內(nèi)給出逼近混合面相對逼近參照線的最大誤差值，若用戶滿意該結(jié)果，可單擊【確定】按鈕建立特征，若不滿意可繼續(xù)修改各特征參數(shù)再試。14.4 N側(cè)曲面片14.4.1 基本概念N側(cè)曲面片參照線參照線圖14.38 N側(cè)曲面片示例1. 參照線 參照線是在N側(cè)曲面片特征內(nèi)建立的單段線實(shí)體，可選邊實(shí)體或基準(zhǔn)線實(shí)體，各參照線形成面組邊界。2. N側(cè)曲面片N側(cè)曲面片特征將各參照線作混合連接生成面組，其內(nèi)一般含有N個組成面，見圖14.38示例。14.4.2 創(chuàng)建步驟從下拉菜單中選【插入】|【高級】|【圓錐曲面和N側(cè)曲面片】命令，系統(tǒng)在主窗口右側(cè)彈出【邊界選項】菜單

36、選擇【N側(cè)曲面】系統(tǒng)彈出圖14.39所示特征對話框和圖14.40所示【鏈】菜單選取若干(4)段基準(zhǔn)線或邊連成封閉鏈形成N側(cè)曲面片的邊界，單擊【確定】|【完成】如有需要，定義【邊界條件】步驟為每段邊界指定邊界條件單擊【確定】按鈕建立特征。 圖14.39 N側(cè)曲面片特征對話框 圖14.40 【鏈】菜單14.4.3 成形規(guī)則1. 參照線在特征對話框中選【曲線】步驟再單擊【定義】按鈕彈出【鏈】菜單，由于參照線須為單段的限制，只能采用【依次】方式選基準(zhǔn)線或邊，單擊【選取】命令彈出【選取】菜單用于選取實(shí)體，從選第二段邊界開始需同時按下CTRL鍵，選擇完畢后單擊【確定】按鈕或中鍵確認(rèn)，系統(tǒng)在圖形區(qū)加亮各段；

37、單擊【撤消選取】命令也彈出【選取】菜單用于取消已選實(shí)體，若需撤消多段，應(yīng)按下CTRL鍵進(jìn)行選取。所選各邊界段應(yīng)首尾相接形成封閉鏈環(huán)，系統(tǒng)將其作為面組的周圍邊界，要求邊界段數(shù)應(yīng)大于4，即至少為5段(5段以下由邊界混合等特征解決)，各邊界段選取時應(yīng)按它們連接的幾何次序進(jìn)行，不得顛倒。各邊界段之間不得相切，其夾角也不應(yīng)過大或過小(比如大于160或小于20)，各段長度相差不能過大，在各段內(nèi)部亦不能出現(xiàn)拐點(diǎn)，即曲率方向沿邊界段不可反向，如違反上述準(zhǔn)則，特征生成會出現(xiàn)問題。若用戶對當(dāng)前N側(cè)曲面片形狀尚不滿意，可嘗試將該處需填充區(qū)域劃分并建立若干小的N側(cè)曲面片。2. 邊界條件在特征對話框中選【邊界條件】步驟

38、再單擊【定義】按鈕彈出圖14.41所示【邊界】菜單，其中將各邊界段一一列出，當(dāng)鼠標(biāo)箭頭滑過各段名稱時，相應(yīng)實(shí)體會在圖形區(qū)內(nèi)高亮顯示，單擊某段名稱彈出邊界對話框和【】菜單，該菜單包含三種邊界條件命令：【自由】、【相切】、【法向】，與邊界混合特征的【自由】、【切線】、【垂直】條件基本相同，用戶選擇合適的邊界條件命令后單擊【完成】，系統(tǒng)自動選取缺省參照面，也可在對話框中定義【Ref Type】步驟彈出【】菜單，選【選取】命令即可手工選取需要的參照面，完畢后單擊【確定】按鈕退出邊界對話框返回【】菜單，此時可接著定義其它邊界的邊界條件。 圖14.41 邊界條件操作相關(guān)菜單14.5 其它高級曲面特征14.

39、5.1 頂點(diǎn)倒圓角特征該特征將選中的面組凸頂點(diǎn)作倒圓從而裁剪面組。 圖14.42 頂點(diǎn)倒圓角特征對話框 圖14.43 面組頂點(diǎn)倒圓角示例建立步驟：從下拉菜單中選【插入】|【高級】|【頂點(diǎn)倒圓角】命令，系統(tǒng)在主窗口右側(cè)彈出圖14.42所示特征對話框和【選取】菜單選被裁面組選取需倒圓的頂點(diǎn)，按下CTRL鍵可進(jìn)行多選，完畢后單擊中鍵或【選取】菜單的【確定】按鈕輸入倒圓半徑單擊【預(yù)覽】按鈕預(yù)覽幾何，單擊【確定】按鈕建立特征，單擊【取消】按鈕取消建立。圖14.43為面組頂點(diǎn)倒圓示例，倒圓頂點(diǎn)必須是凸的，如為凹頂點(diǎn)特征將會失敗。特征對話框中的【Trim Quilt】、【頂點(diǎn)】和【半徑】步驟分別用于定義被裁

40、面組、被倒圓頂點(diǎn)和倒圓半徑。14.5.2 側(cè)面影像修剪特征該特征用從某個特定方向觀察時的面組輪廓線對面組進(jìn)行裁剪。建立步驟：從下拉菜單中選【插入】|【高級】|【側(cè)面影像修剪】命令，系統(tǒng)在主窗口右側(cè)彈出圖14.44所示特征對話框和【選取】菜單選被裁面組由圖14.45所示【設(shè)置平面】菜單選取平面或建立基準(zhǔn)平面并以平面法向作為觀察方向，系統(tǒng)計算出該方向下的面組輪廓線作為裁剪線由圖14.46所示【材料側(cè)】菜單確定將裁剪線哪一側(cè)予以保留或兩側(cè)均保留單擊【確定】按鈕建立特征。 圖14.44 側(cè)面影像修剪特征對話框 圖14.45【設(shè)置平面】菜單 圖14.46【材料側(cè)】菜單觀察方向平面被裁面組 圖14.47

41、側(cè)面影像修剪示例圖14.47示例是從側(cè)面反映一個拉伸面組的裁剪過程，圖中單雙箭頭方向即觀察方向，在此方向下面組最高點(diǎn)和最低點(diǎn)處形成輪廓線，最低處輪廓線未分割面組故不用于裁剪，而最高處輪廓線則將面組一分為二，系統(tǒng)在所選平面的正反法向上各顯示單箭頭和雙箭頭并提問保留哪一部分，該示例中保留單箭頭側(cè)，得到如圖結(jié)果。特征對話框中的【裁剪面組】、【設(shè)置平面】和【材料側(cè)】步驟分別用于定義被裁面組、觀察方向參照面和材料側(cè)，在【設(shè)置平面】菜單中若選【平面】命令彈出【選取】菜單，用戶可選取平面或基準(zhǔn)平面，若選【產(chǎn)生基準(zhǔn)】命令彈出【基準(zhǔn)平面】菜單，此時用戶可在裁剪特征內(nèi)部建立一基準(zhǔn)平面作為觀察方向參照面，關(guān)于基準(zhǔn)平

42、面的建立方法請參見有關(guān)章節(jié)；在【材料側(cè)】菜單中選【第一側(cè)】將保留紅色單箭頭的一側(cè)，【第二側(cè)】保留黃色雙箭頭的一側(cè)，【兩側(cè)】則將輪廓(裁剪)線的兩側(cè)均作保留。14.5.3具有斜度的偏移特征該特征將被選面組或面的指定區(qū)域作偏距并在偏距面與 “偏距源區(qū)域”之間建立帶拔模斜度的連接側(cè)面，偏距面和連接側(cè)面將加入被選面組。建立步驟：首先選擇一個面組或面，再從下拉菜單中選【編輯】|【偏移】命令或從工具欄單擊按鈕，系統(tǒng)彈出圖14.48所示偏移特征操作欄在操作欄上部第二個輸入框內(nèi)選【具有斜度】項單擊按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境并繪制投影區(qū)域圖形，然后系統(tǒng)按缺省值建立臨時偏移幾何打開【控制】滑出面板選擇需要的偏距方式在操作欄

43、上部第一個輸入框內(nèi)鍵入偏距值或拖拉位于偏移幾何中心的白色控制柄，單擊按鈕可令偏距反向打開【選項】滑出面板選擇合適的(連接源面和偏距面的)側(cè)面形式在操作欄上部第四個輸入框內(nèi)鍵入側(cè)面的斜角值或拖拉另一個白色控制柄單擊【屬性】按鈕輸入特征名稱單擊按鈕預(yù)覽幾何， 按鈕建立特征，按鈕取消建立。圖14.48 具有斜度的偏移特征操作欄斜度控制柄草繪封閉投影圖形偏距值控制柄 圖14.49 具有斜度的偏移示例圖14.49為具有斜度的偏移示例，第一幀表示偏距源面的起始狀態(tài)，第二幀表示草繪并投影偏距區(qū)域，第三幀表示臨時偏移幾何及控制尺寸，第四幀表示偏移后的面組形狀。偏距源面可選擇整個面組或單個面，打開圖14.50所

44、示【參照】滑出面板單擊已選對象可重新選取之，或彈出快捷菜單【移除】之。【平移偏移】【垂直偏移】 圖14.50【參照】滑出面板 圖14.51【控制】滑出面板 圖14.52【垂直偏移】和【平移偏移】示例用戶草繪封閉圖形并沿草繪平面法向?qū)⑵渫队暗狡嘣疵嫔?，投影區(qū)域可跨越面組組成面，由投影線圍成的偏距源面區(qū)域?qū)⒈幌到y(tǒng)作偏距生成偏距面，偏距方式見圖14.51有兩種：【垂直偏移】和【平移偏移】，【垂直偏移】方式下系統(tǒng)相當(dāng)于利用直徑為偏距值的球在偏距區(qū)域作滾動再將形成的包絡(luò)面作偏距面，【平移偏移】方式下系統(tǒng)將偏距區(qū)域作平移復(fù)制得到偏距面，圖14.52示例表示同一源面分別作【垂直偏移】和【平移偏移】時的差異

45、(未帶斜度)，【垂直偏移】時偏距面曲率半徑發(fā)生變化而【平移偏移】時無變化。輸入偏移距離有三種方法：在操作欄上部輸入框鍵入距離值；雙擊圖形區(qū)偏移幾何旁顯示的距離尺寸并在彈出的輸入框內(nèi)鍵入值；拖拉位于偏移幾何中心的控制柄給定偏距值。偏距面建立后，系統(tǒng)在它和源面偏距區(qū)域之間按給定形式建立連接側(cè)面，側(cè)面與源面相接于偏距區(qū)域的邊界即投影線處，側(cè)面和偏距面則會形成相交并裁剪掉多余部分，最終系統(tǒng)裁剪掉被偏移面組的偏距區(qū)域并把側(cè)面和偏距面加入面組定義?！九c草繪正交】【與曲面正交】 圖14.53【選項】滑出面板 圖14.54【與曲面正交】和【與草繪正交】示例打開圖14.53所示【選項】滑出面板選側(cè)面形式，可從兩方面加以選擇，一是根據(jù)側(cè)面生成的方向，在【側(cè)面類型】下可選兩種方向：【與曲面正交】和【與草繪正交】，若選【與曲面正交】則側(cè)面沿投影線垂直于偏距源面長出，若選【與草繪正交】則側(cè)面沿投影線垂直于草繪平面長出，二者差異見圖14.54示例；二是根據(jù)側(cè)面輪廓形狀，在【側(cè)面輪廓】下可選兩種形狀：【直】和【相切】，若選【直】則輪廓形狀為直線，若選【相切】則側(cè)面輪廓為與源面和偏距面相切的樣條線，這兩種形狀的差異見圖14.55示例(已帶斜度)?！局薄俊鞠嗲小繄D14.55 【相切】和【直