宁波蓝天电脑培训学校 201500320
3.4 利用pro/e进行曲面造型
曲面是一种没有厚度、质量、界限的薄膜。一般对较规则的3D零件来说，实体特征提供了迅速且方便的造型建立方式。但对复杂较高的造型设计而言，单单使用实体特征来建立3D模型就显得很困难了，这是因为实体特征的造型建立方式较为固定化（如仅能使用拉伸、旋转、扫描、混合等方式来建立实体特征的造型），因此曲面特征应运而生，提供了非常弹性化的方式来建立单一曲面，然后将许多单一曲面集成为完整且没有间隙的曲面模型，通过封闭曲面转化为实体或者加厚曲面成为实体,来达到设计的目的。它有别与实体造型,但是也和它息息相关。曲面造型是一种用曲面表达实体形状的造型方法。
曲面特征的建立方式除了与实体特征相同的拉伸、旋转、扫描、混合等方式外，也可由点建立为曲线，再由曲线建立为曲面。此外，曲面间也有很高的操作性，例如曲面的合并（merge），修剪（trim），延伸（extend）等（实体特征缺乏该类特征）。由于曲面特征的使用较弹性化，因此其操作技巧性也较高
3.4.1 基本曲面造型简介
在造型的方法中,基本曲面由一下几种:填充、拉伸、旋转、扫描、混成。
第一种:填充曲面():
以填充材料的方式构成曲面:先草绘封闭曲线,之后将在曲线边界内填充材料生成曲面,填充曲面一般为平面。注意在pro/e中平面是有大小的,不像几何中的平面无限大,没有边界。
第二种:拉伸曲面(Extrude):
拉伸曲面是指在绘图平面上的一条直线或曲线向垂直与绘图平面的一个或相对的两个方向拉伸说生成的曲面,平面是拉伸曲面最特殊的情况,结果类似与填充曲面。
第三种:旋转曲面(Revole):
旋转曲面是指一条直线或曲线围绕一条中心轴线,按一定的角度旋所成的曲面(如图3-194所示
图3-194
第四种:扫描曲面(Sweep):
扫描曲面是指一条直线或曲线(截面线)或直线或曲线(扫描路径)运动所生成的曲面,如图3-195所示。
图3-195
第五种:混成曲面:
混成曲面是由一系列直线或曲线的对应点串联所形成的曲面,混成曲面可根据对应点只见不同的数学过渡表达方式,可以是直线过渡,也可以是曲线过渡。
图3-196 (直线混成曲面) 图3-197(光滑过渡曲面)
3.4.2 高级曲面造型简介
在常规的曲面设计中,可以地控制产品地尺寸、外形,但是控制曲面地手段有限,不能有效控制复杂地曲面,利用边界混成曲面和可变截面扫描曲面将有效地扩展曲面设计地灵活性。
1 边界混成曲面
(1) 指令详解
边界曲面是利用边线铺面,边界混成曲面则是在边界曲面基础上,利用一个方向或两个方向,定义边界生成。
边界混合曲面指令选项,如图3-198所示:
图3-198
单向混合:
指定一个方向地曲线创建边界混合曲面。用该方法创建曲面可以是开放地曲线,也可以是封闭的曲线。(如图3-196、3-197所示)
由单一方向开放曲线创建的曲面
图3-196
由单一方向曲线创建的封闭混合曲面
图3-197
双向混合:
分别指定第一、第二方向的曲线创建边界混合曲面。第一方向的每条曲线必须与第二方向曲线都相交。(如图3-198)
第一方向与第二方向的选定没有特别的规定,但当一个方向的曲线书名超过两条时,要注意选择的顺序。(如图3-199)
图3-198 图3-199
使用影响曲线的边界混合曲面:
在单向混合或两个方向混合的基础上,使用影响合曲线对曲面的形状进行控制。平滑度设置范围为0～1,当设置为0时曲面最接近逼近曲线,当设置为1时曲面最平滑。曲面片的两个方向一般称作U、V,曲面片数的设置范围为1～29,曲面片树越多车曲面与逼近影响曲线。（如图3-200）
图3-200
(2) 控制点
控制点是用来调整对应边界曲线上各点或各段的对应情况。使用控制点可以避免产生较小的曲面片,调整曲面扭曲的形状,以生成满足设计要求的高质量曲面。
控制点主要由三个类型:
自然:默认的控制点选项。
弧长:将混合对应曲线按其弧长比例对应连接起来混合,是对原是曲线进行最小调整的控制点选项.
段之段:此选项只用于具有相同段数量的曲线,每条混合曲线段与段相互对应。
(3) 边界条件
边界条件用来设定混合曲面与其相临边的连接方式,连接方式共有四种:自由、相切、曲率、垂直。曲面的连续性:G0:曲面与曲面之间由共同的边界连接在一起;G1曲面与曲面在公共边界相切;曲面与曲面在公共边界曲率连续G2。自由:系统默认边界条件,沿边界不设定边界条件,混合曲面的形状金取决于创建曲面的边线或边链,生成的曲面于相邻曲面G0级连续。相切:混合曲面于相邻曲面相切, 生成的曲面于相邻曲面G1级连续。曲率:混合曲面于相邻曲面曲率连续, 生成的曲面于相邻曲面G2级连续。相切:混合曲面于相邻曲面或基准平面垂直。
2 可变剖面扫描
可变剖面扫描是对扫描功能的扩展,它是将一个与多个扫描轨迹结合起来,并可以是扫描剖面沿轨迹的变化而变化。（如图3-201）
图3-201
可变剖面扫描的特点是：通过控制剖面与轨迹线的相对位置的变化创建灵活、复杂的特征。可变剖面扫描由三种控制剖面的方法：垂直于轨迹、垂直于投影、恒定的法向。
垂直于轨迹： 截面将垂直于轨迹线并进行扫描。至少需要一条轨迹线和一条轮廓线。轨迹线只能有一条，而轮廓线可有多条，只能在末端相交。当轨迹线和轮廓线投影长度不同时，扫描的操作只进行到最短投影长度的那条线段。
垂直于投影：剖面在扫描过程中垂直于原点轨迹在指定投影面上的投影曲线。
恒定的法向：剖面的法线法向在扫描过程中保持为指定方向。
此外，可变剖面可以使用关系式创建更加复杂、灵活的曲面，Trajpar是一个参数：介于0到1的实数，可用来控制变截面扫描特征的外形。在Sweep的起点，此参数的值Trajpar=0，终点，此参数的值Trajpar=1。利用函数图（Graph）也可以来来控制尺寸的关系。为了将Graph应用在变截面扫描中，必须先建立Graph特征。Graph在Relation中的语法如下：
sd#=evalgraph(“graph_name”,trajpar*x_value)
sd# ： 尺寸代号
evalgraph ： 根据Graph及X值而传回Y值
x_value ： Graph中沿着X轴的值
graph_name ： Graph特征的名字。
3 交互式曲面、、
造型功能可以很方便创建自由曲线和平面曲线，能快速铺面，成为超级特征，它可以很好的和基本面如扫描、边界面关联。基本上是无缝连接。
(1) 造型指令构架（如图3-202）
下拉菜单“造型” 工具栏
图3-202
（2）命令详解
点击 ，可出现如下对话框
图3-203
点击 ，可出现如图3-204对话框
图3-204
点击 ，可出现如图3-205对话框，从而做下落曲线。
图3-205
点击 ，可出现如图3-206对话框，从而铺面。
造型提供肋四边铺面个三边铺面的功能，在创建四边面时，对于边界的选取没有特定的顺序，对于三边面，第一个选取的曲线会自动生产自然边。四边铺面还可以添加一个或两个方向的内部曲线，以灵活的控制曲面。
图3-206
点击 ，可出现如图3-207对话框，从而设置与周边面的关系。曲面的连接关系共为三种：匹配（G0）指曲面共用一个边界，但是在边界处没有相同的切线或曲率、相切（G1）指曲面由公共边界，并且在沿边界的每一点都相切、曲率（G2）指曲面过边界曲率连续。
图3-207
点击 ，可出现如图3-208对话框，从而对面进行修剪，一般来讲，只有COS线或下落曲线才可以修剪。
图3-208
在自由曲面的创建过程中，要想得到高质量的曲面，关键在于创建一条高质量的曲线，因为所有的曲面都是通过曲线定义的。所以编辑曲线就显得特别的重要，必须熟练操作软件，完全把握软件的功能，结合自己的思想，才能设计出来优秀的产品。
如今人们追求时尚漂亮已经成为一种时尚，人们的消费品的精神需求也越来越高，对消费品的需求不仅仅满足于基本功能，更注重外观的美感，因此消费品的外观造型要求也越来越高，所以造型设计师就必须用复杂多变的曲线来勾勒轮廓。
ISDX（自由交互式曲面）功能强大，造作方便，是设计师一把的利器。利用交互式曲面能设计光顺的曲面，能设计各种复杂多变的曲面。
水壶造型设计
新建一个文件，输入文件名“shuihu”，取消“使用缺省模板”的勾选，选择mmns_part_soild模板。
1. （旋转） → （曲面） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-209所示的草绘 → （确认）。
图3-209
2. （基准平面） → 选取TOP面 → 输入350（向上偏距350） → 创建基准平面DTM1。
3. （草绘曲线） → 选取DTM1为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-210所示的草绘 → （确认）。。
图3-210
4. （草绘曲线） → 选取旋转曲面的上表面为草绘平面 → 选取RIGHT为“右” 方向参照→ 草绘 → 进行如图3-211所示的草绘 → （确认）。。
5. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 选取步骤三、步骤四曲线的左端点为参照 → 进行如图3-212所示的草绘 → （确认）。
图3-211
图3-212
6. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右” 方向参照 → 草绘 → 选取步骤三、步骤四曲线的左端点为参照 → 进行如图3-213所示的草绘 → （确认）。
图3-213
7. （基准平面） → 选取TOP面 → 输入293（向上偏距293） → 创建基准平面DTM2。
8. (基准点工具) → 选取曲线F9—－按住Ctrl键，选取DTM2 → 选取曲线
F10 → 按住Ctrl键，选取DTM2 → 创建基准点PNT1、 PNT2 → 确定。得到如图3-214的所示的图形
图3-214
9. （草绘曲线） → 选取DTM2为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 选取PNT1、 PNT2为参照 → 进行如图3-215所示的草绘 → （确认）。
图3-215
10. （边界曲面） → 选取如图3-216所示两条曲线为为第一方向链 → 选取如图3-217所示两条曲线为第二方向链。 → “约束”选项卡 → 方向二第一条链与最后一条链设置“垂直” → （确认）。
图3-216 图3-217
11. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 选取步骤三、步骤四曲线的左端点为参照 → 进行如图3-218所示的草绘 → （确认）。
图3-218
12. （拉伸） → （曲面） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-219所示的草绘 → （确认）→ 输入拉伸高度值30 → （确认）。
图3-219
13. （造型）-- (活动平面) → 选取如图3-220所示草绘平面一为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-220所示的曲线一 → → 选取图3-220所示的点1 → “相切”选项卡 → 第一约束“法向” → 输入长度值10，回车 → 选取图3-220所示的点2 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值10.5，回车 → （确认）。
图3-220
(活动平面) → 选取如图3-220所示草绘平面二为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-220所示的曲线二 → → 选取图3-220所示的点3 → “相切”选项卡 → 第一约束“法向” → 输入长度值10，回车。 → 选取图3-220所示的点4 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值10，回车 → （确认）。
14. （边界曲面） → 选取如图3-221所示两条曲线一、二为为第一方向链 → 选取如图3-221所示两条曲线三、四为第二方向链。“约束”选项卡 → 方向一第一条链设置“相切”，方向一最后一条链设置“垂直”→ （确认）。
图3-221
15. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-222所示的草绘 → （确认）。
图3-222
16. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-223所示的草绘 → （确认）
图3-223
17. （拉伸） → （曲面） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-224所示的草绘 → （确认）→ 输入拉伸高度值30 → （确认）。
3-224
18. (基准点工具) → 选取曲线F19—－按住Ctrl键选取曲面F21→ 选取曲线F20 → 按住Ctrl键选取曲面F21 → 创建基准点PNT2、 PNT3 、PNT4、 PNT5 → 确定。得到如图3-225的所示的图形
图3-225
19. （草绘曲线） → 选取如图3-226所示平面为草绘平面 → 选取FRONT为“底” 方向参照 → 草绘 → 选择PNT2、 PNT3为参照 → 画圆弧，进行如图3-227所示的草绘 → （确认）
图3-226 图3-227
20. （草绘曲线） → 选取如图3-228所示平面为草绘平面 → 选取FRONT为“右”方向参照 → 草绘 → 选择PNT4、 PNT5为参照 → 画圆弧，进行如图3-229所示的草绘 → （确认）
图3-228 图3-229
21. （边界曲面） → 选取如图3-230所示两条曲线为为第一方向链 → 选取如图3-231所示两条曲线为第二方向链。 → “约束”选项卡 → 方向二第一条链与最后一条链设置“垂直” → （确认）。
图3-230 图3-231
22. 下拉菜单“编辑” → (投影) → 参照选项卡 → 投影草绘 → 定义 → 选取RIGHT为草绘平面 → 选取TOP为 “顶” 方向参照 → 草绘 → 进行如图3-232所示的草绘 → （确认） → 选取曲面F14为投影面 → 点单击方向参照收集器 → 选取RIGHT为投影方向参照 → （确认）
23. （拉伸） → （曲面） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-233所示的草绘 → （确认）→ 输入拉伸高度值100 → （去除材料）→ 选取曲面F25→ （确认
图3-232 图3-233
24. （造型）-- (活动平面) → FRONT平面一为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-234所示的曲线一 → → 选取图3-234所示的点1 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值12.5，回车。 → 选取图44所示的点2 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值8→ 选取图3-234所示的点3→ “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值30，回车。 → 选取图3-234所示的点4→ “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值13，回车 → （确认）→ 选取如图所示四条曲线为基本曲线 → （确认） → （确认）
图3-234
25. （拉伸） → （曲面） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 进行如图3-235所示的草绘 → （确认）→ 输入拉伸高度值80 → （确认）。
图3-235
26. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 选取如图3-236所示端点、边F18、F27为参照 → 进行如图3-236所示的草绘 → 画样条线设置相切 → （确认）。
图3-236
27.选取曲面F14、F18 → （曲面合并）→ （确认
28. （造型）-- (活动平面) → FRONT平面一为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-237所示的曲线一 → → 选取图3-237所示的点1 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值10，回车 → 选取图3-237所示的点2 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值12.5 → （确认）→
(活动平面) →选取曲面F29为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-237所示的曲线二→ →选取图3-237所示的点6→ “相切”选项卡 → 第一约束“法向” → 输入长度值16，回车 → 选取图3-237所示的点7→ “相切”选项卡 → 第一约束“法向” → 输入长度值20，回车 → （确认）→
→ 勾选“自由”，创建如图3-237所示的曲线三 → → 选取图3-237所示的点3 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值10，→第二约束“自由” → 长度输入10，角度输入145 → 选取图3-237所示的点5 →“点”选项卡 → 输入长度比例0.4 →选取图3-237所示的点4→“点”选项卡 → 输入长度比例0.5 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → （确认）→ （确认）
图3-237
29. （边界曲面） → 选取如图3-238所示三条曲线为为第一方向链
图3-238
→ 选取如图3-239所示三条曲线为第二方向链。
图3-239
→ “约束”选项卡→ 方向一第一条链与最后一条链设置“切线” → 方向二第一条链与最后一条链设置“垂直” → （确认）
30. （草绘曲线） → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为“右”方向参照 → 草绘 → 选取如图3-240所示顶点、边F14、DTM2为参照 → 进行如图3-240所示的草绘 → 画圆弧设置相切 → （确认）。
图3-240
31. 下拉菜单“编辑” → (投影) → 参照选项卡 → 投影草绘 → 定义 → 选取FRONT为草绘平面 → 选取RIGHT为 “右” 方向参照 → 草绘 → 选取如图3-241点一、二所示为参照 → 进行如图3-241所示的草绘 → （确认） → 选取曲面F14为投影面 → 点单击方向参照收集器 → 选取FRONT为投影方向参照 → （确认）
图3-241
32. （造型）-- (活动平面) → DTM2平面一为草绘平面 → → 勾选“平面”，创建如图3-242所示的曲线 → → 选取图3-242所示的点1 → “相切”选项卡 → 第一约束“法向” → 输入长度值8 → 选取图3-242所示的点2 → “相切”选项卡 → 第一约束“曲面相切” → 输入长度值15，回车。
图3-242
33. （边界曲面） → 选取如图3-243所示两条曲线为为第一方向链 → 选取如图3-244所示两条曲线为第二方向链。 → “约束”选项卡 → 方向一第二条链设置“切线”→方向二第一条链设置“切线”与最后一条链设置“垂直” → （确认）。得到如图3-245所示的图形
34. 按住Ctrl，选如图3-245曲面一、二 → （曲面合并）→ （确认）。
35. 按住Ctrl，选如图3-245曲面二、三 → （曲面合并）→ （确认）。
36. 按住Ctrl，选如图3-245曲面三、四 → （曲面合并）→ （确认）。
37. 按住Ctrl，选如图3-245曲面四、五 → （曲面合并）→ （确认）。得到如图3-246所示的图形
图3-243 图3-244
图3-245 图3-246
38. 选择如图3-246曲面 → （镜像）→ （确认）。
39.按住Ctrl，选取曲面F14、F42 → （曲面合并）→ （确认）。
40.选取曲面→ 下拉查单“编辑”→ （加厚） → 输入厚度2.5 → （确认）→最后生成的图形如图3-247所示→完成。
图3-247
联系方式
电话：15906845558
联系人： 尹老师
QQ:41780253
理论教学地址
宁波江东百丈东路1130号海运港
大厦417室
（紧邻江东欧尚超市旁）
实习教学地址
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