《曲面特征設計》PPT課件.ppt

1、第 7 章 曲面特征設計,本章講述Pro/ENGINEER Wildfire曲面建模的基本概念和一般方法，包括怎樣通過草繪或參照已有幾何建立新曲面、修改已有曲面或面組定義以及如何利用曲面進行實體建模，通過對本章的學習，讀者能夠基本掌握Pro/ENGINEER Wildfire中強大而靈活的曲面建模功能。,7.1 面 組,Pro/ENGINEER中與面組有關的基本概念包括曲面（Surface）、實體（Solid）、面組（Quilt）、曲面特征（Surface feature），前三個概念屬于幾何元素范疇，后一概念屬于特征范疇。,7.1.1 面組相關概念,一個曲面（Surface）幾何體由同一數(shù)學

2、方程描述其形狀，由位于該面上的邊（Edge）來限制其范圍，曲面是構成零件實體或面組的基本單元，Pro/ENGINEER零件模型中的曲面必定屬于零件實體或某個面組，不能單獨存在。 實體（Solid）幾何體是由若干曲面幾何體相連接圍成的封閉體積并定義為其中“灌滿”材料，一個零件模型中只有一個實體幾何體，僅僅由若干個曲面相連接形成的封閉體積并不一定就是實體，也可能是封閉的面組，必須由用戶指定建立實體特征方能建立實體幾何體。,面組（Quilt）幾何體顧名思義是將若干曲面幾何體（只有一個曲面亦可）組合在一起形成的集合，組成面組的各個曲面之間可以相連接（連接時兩個曲面共用一條邊），亦可間斷，但不能相交叉。

3、面組定義包括面組含有哪些曲面、這些曲面的形狀和邊界定義、曲面間如何連接等，面組各組成曲面具有統(tǒng)一的正反面定義并可令其反向。,7.1.2面組、曲面的顯示,在線框、隱藏線、無隱藏線顯示模式下，位于面組各組成面之間的連接（共享）邊（Inner Edge）和面組的輪廓“邊”（Silhouette Edge）將以紫色（老版本為洋紅色）顯示，面組邊界（Quilt Outer Edge/Quilt Boundary），即各組成面上不屬于連接邊的其他所有邊鏈將以洋紅色（老版本為淡黃色）顯示，零件實體邊則以白色顯示，所謂輪廓“邊”是指在某個角度下觀察時的模型外形輪廓，并非真地存在一條邊，如圖7-1所示。,圖8-

4、1 零件實體、面組、曲面、邊的示例,8.2 創(chuàng)建曲面特征,如同建立實體特征一樣，用戶可以直接建立拉伸、旋轉、掃描、混合、可變剖面掃描、掃描混合、螺旋掃描等形式的曲面特征及相應形狀的面組，創(chuàng)建步驟和方法與實體基本一樣，創(chuàng)建曲面時，剖面可以是開放面，而實體一般是閉合面。相關創(chuàng)建方法參照相應的章節(jié)。 直接創(chuàng)建曲面特征命令可以從主菜單【插入】下拉菜單選取相應的命令，也可單擊相應的特征工具按鈕。,8.2.1 直接創(chuàng)建曲面特征,可以通過復制、鏡像、偏移、填充等命令參照已有的幾何創(chuàng)建曲面特征，鏡像操作方法參考第6章。,8.2.2 參照已有的幾何創(chuàng)建曲面特征,該功能將選中的已創(chuàng)建好的曲面或實體面準確地在原位置

5、復制出來組成新面組，復制面與被復制的“源”面形狀、位置、邊界大小相同并保持關聯(lián)，當“源”面定義改變時，復制面定義隨之變化。,1復制曲面特征,建立步驟：首先選中若干面單擊【復制】工具按鈕單擊【粘貼】工具按鈕，激活復制曲面特征功能系統(tǒng)彈出復制特征操作欄繼續(xù)選取需復制的曲面單擊【選項】文字按鈕，選擇所需的復制特性并進行相應操作單擊【屬性】按鈕輸入特征名稱單擊按鈕生成特征。,復制曲面特征選曲面時只能從一個零件實體或一個面組上進行，同一特征中用戶可建立若干個曲面的選擇組，各選擇組可使用不同的選面方式，共有五種： （1）【單個曲面】方式 （2）【環(huán)曲面】方式 （3）【種子和邊界曲面】方式 （4）【面組】方

6、式 （5）【實體曲面】方式,該特征由選中的面作偏距得到新面組，偏移面與被偏距的“源”面之間處處距離相等，相當于用一個直徑為偏距值的球在“源”面上滾動形成的包絡面，二者定義保持關聯(lián),如圖8-13所示 。,2偏移曲面特征,圖8-13 偏移曲面,建立步驟：首先選中一個實體面或屬于面組的面，或者整個面組，單擊 按鈕或從下拉菜單中選【編輯】【偏移】命令，系統(tǒng)彈出偏移特征操作欄，在偏移類型框中選擇 單擊 按鈕或在圖形區(qū)單擊偏距箭頭令特征反向輸入偏距值或拖動偏距控制柄單擊【控制】按鈕排除面組中不作偏距的面或選擇偏距特性單擊【屬性】按鈕輸入特征名稱單擊按鈕 生成特征。,該特征是在平面上草繪邊界圖形而成，僅含單

7、個平面，它可具有多個邊界環(huán)（面片）。 建立步驟：從下拉菜單中選【編輯】【填充】命令，系統(tǒng)彈出填充特征操作欄在特征操作欄中單擊【參照】【定義】選取草繪平面【草繪】進入草圖環(huán)境繪制封閉的草圖實體鏈結束草圖返回特征操作欄單擊【屬性】按鈕輸入特征名稱單擊 按鈕生成特征。,3填充特征,8.3 修改曲面特征,基于面組定義，用戶可通過增加/刪除組成面、改變組成面的邊界形狀等方式來修改面組，相應特征類型有曲面裁剪（Trim）、曲面延伸（Extend）、曲面合并（Merge）等。 。,8.3.1 裁剪曲面,在對面組進行裁剪時，可使用多種裁剪“刀具”，比如與被裁剪面相交的基準平面或面組，位于被裁剪面上的基準線，也

8、可以像切割實體一樣用拉伸/旋轉等形狀裁剪面組。,1拉伸面裁剪特征,建立步驟：與建立拉伸曲面特征的過程相仿，請參考教材。,1拉伸面裁剪特征,該特征使用由草圖實體拉伸出的“體積”或“面”裁剪面組，見圖8-18示例，草圖中允許繪制多個封閉實體鏈，開放實體鏈只能有一個，開放鏈和封閉鏈不能混用，開放實體鏈的兩端必須超出被裁剪面組的邊界。當繪制開放鏈時，該鏈的一側為切割范圍，當繪制封閉鏈時，所有封閉鏈圍成的區(qū)域或其以外區(qū)域為切割范圍，相應示例如圖7-19圖7-20所示。,圖7-18 拉伸面裁剪示例,圖7-19 草繪開放鏈裁剪示例 圖7-20 草繪封閉鏈裁剪示例,圖7-21 加厚草繪裁剪示例,2旋轉面裁剪特

9、征,其建立過程與拉伸面裁剪特征基本相同，草圖繪制略有區(qū)別，另需確定切割包角.,3修剪特征,該特征使用與被裁剪面相交的基準平面/面組或位于被裁剪面上的基準線來切割面組。 選用基準平面裁剪時，基準平面必須與被裁面相交以分割面組；選用面組裁剪時，面組須與被裁面相交且超出被裁面組的邊界以分割面組，若未超出邊界，則只能使用【選項】滑出面板中的【 】功能建立“薄殼”切割；選用基準線裁剪時，基準線需位于被裁面組上且不得超出被裁面組邊界，當基準線端點落在面組邊界上，面組正好被分割開，當基準線端點在面組邊界以內，系統(tǒng)由端點向面組邊界補出一段以完全分割面組，圖7-24圖7-26分別表示上述幾種情況。,圖7-24

10、面組修剪示例,圖7-25 面組薄修剪示例 圖7-26 基準線修剪示例,7.3.2 合并曲面,該特征將相交或相連的兩個面組進行合并操作，合并時一個面組的內容將被并入到另一個面組中。 面組合并是將次面組溶入主面組中，合并后主面組仍存在于模型中（名稱不變）并保留其原有全部或部分組成面，而次面組將不復存在，其全部或部分組成面定義被加入主面組中。 合并過程中系統(tǒng)將計算主次面組的相交情況，若一面組被另一面組分割為兩部分，系統(tǒng)要求用戶選擇該面組將被保留下的部分，若一面組的邊界落在另一面組上，則該面組內容被全部保留，所有被保留的面或面的局部都將出現(xiàn)在（合并特征建立后的）主面組中，圖7-30所示是面組合并示例。

11、,圖7-30 面組合并示例,7.3.3延伸面組,該特征將面組邊界的部分段或全部進行外延或內縮（裁剪）從而改變面組組成面的邊界定義或向面組中添加新組成面。,邊鏈(延伸邊界)的選法有下列四種。 （1）【依次】方式 （2）【相切】方式 （3）【邊界】方式 （4）面邊界方式：,面組延伸部分的形狀可有下列幾種類型，用圖7-32示例表示各類型間的差異。 （1）【相同】類型 （2）【切線】類型 （3）【至平面】類型,圖7-32 面組延伸示例,圖7-34 【延伸側邊】示例,圖7-35 【垂直于邊界】,7.4 利用曲面建立實體特征,建立面組的一個主要目的就是利用其建立實體特征，比如由封閉面組生成實體體積或由面組

12、生成實體薄殼，用面組生成的體積從現(xiàn)有實體上切除材料等。 由面組建立實體特征后，形成實體形狀的面組組成面將加入實體定義，而面組則被“耗盡”并從模型中消失。,7.4.1 加厚面組,該特征由面組作其偏距面，并在二者邊界之間用側面連接，從而圍成一薄殼形狀體積，再以其為基礎生長或切除材料。,圖7-37 加厚面組示例,7.4.2 實體化面組,該特征利用封閉面組或與實體相交形成封閉體積的面組進行生長或切除材料。,圖7-40 實體化面組示例,7.4.3 面組替換實體面,該特征使用一個面組替換一個零件實體面，原實體面消失，面組組成面轉化為新的實體面，系統(tǒng)延伸/裁剪原實體面的各相鄰側面，使之與面組相交，從而圍成封

13、閉體積，填充面組與原實體面之間的空隙或切除多余材料。,圖7-42 面組替換實體面示例1,圖7-43 面組替換實體面示例2,7.5 高級曲面特征,7.5.1 邊界混合曲面 邊界混合曲面是用邊界線圍成的曲面，它可以在一個或兩個方向上創(chuàng)建邊界混合曲面的特征，并且可以在每個方向上選定的第一個和最后一個圖元來定義曲面的邊界。添加更多的參照圖元（如控制點和邊界條件）能夠使用戶更完整地定義曲面形狀。,單擊【插入】【邊界混合】，出現(xiàn)如圖7-44所示邊界混合用戶界面。 單擊【曲線】文字按鈕，對應的是兩個方向的曲線收集器，如圖7-45所示。,圖7-44 邊界混合用戶界面,圖7-45 兩個方向的曲線收集器,選取參照圖元的規(guī)則如下,（1）曲線、零件邊、基準點、曲線或邊的端點可作為參照圖元使用。 （2）在每個方向上，都必須按連續(xù)的順序選擇參照圖元。 （3）對于在兩個方向上定義的混合曲面來說，其外部邊界必須形成一個封閉的環(huán)。 （4）如果要使用連續(xù)邊或一條以上的基準曲線作為邊界，可按住Shift鍵來選取曲線鏈。 （5）為混合而選的曲線不能包含相同的圖元數(shù)。 （6）當指定曲線或邊來定義混合曲面形狀時，系統(tǒng)會記住參照圖元選取的順序，并給每條鏈分配一個適當?shù)奶柎a。,圖7-49 設置邊界條件的混