機械產品數字化設計校本教材 第四章 曲面繪制2

4.2.6掃掠曲面掃掠是輪廓曲線在脊線的各個法面上掃掠連接成的曲面，單擊（掃掠）按鈕，彈出圖4-28所示對話框，按【輪廓類型】域不同的控制按鈕，分為下面幾種掃掠類型。圖4-28掃掠曲面定義對話框1.指定輪廓掃掠 這種掃掠方式需要選擇輪廓曲線和導線，它們可以是任意形狀的空間曲線，包括三種子類型：使用參考曲面、使用兩條引導曲線、使用拔模方向。單擊（指定輪廓掃掠）按鈕，彈出4-29對話框所示。圖4-29指定輪廓掃掠各項的含義是：（1）輪廓：輸入掃描輪廓線，可以是任意形狀曲線。（2）引導曲線：輸入第一條導線。（3）可選元素：可選擇輸入區域，它包括兩頁，Reference和SecondGuide.①在【使用參考曲面】子類型中脊線：輸入脊線，如不指定,用第一輪廓線代替。曲面：輸入一個參考曲面，用來控制掃描時輪廓線的位置，此項是可選項，默認用脊線控制，如果選擇了參考曲面，則用它控制。注意導線必須落在此曲面上，除非參考面是平面。角度：輸入角度值，用來和參考面一起控制掃描輪廓位置。光順掃掠：單擊此按鈕，輸入一個角度值，用來光順掃描面，小于給定角度的切線不連續將被光順。②在【使用兩條引導線】子類型中。第二條引導線：輸入第二條導線（可選項）。定位點1：輸入第一導線在輪廓線上的位置（可選項）。定位點2：輸入第二導線在輪廓線上的位置（可選項）。定位輪廓：單擊此按鈕，手動設定輪廓和導線之間的相對位置關系。顯示參數：單擊此按鈕，出現新的選項，這些選項用來設定輪廓和導線之間的角度和偏移關系。2.直線類輪廓掃描（如圖3-30所示）圖4-30直線類輪廓掃描圓或圓弧類輪廓掃描（如圖3-31所示）圖4-31圓或圓弧類輪廓掃描二次曲線類輪廓掃描（如圖3-32所示）圖4-32二次曲線類輪廓掃描4.2.7填充填充的功能是以選擇的曲線作為邊界圍成一個曲面。單擊（填充）按鈕，彈出圖4-33所示對話框，在邊界域連續輸入曲線或已有曲面的邊界，即可生成填充曲面。圖4-33填充曲面定義對話框4.2.8多截面曲面多截面是將一組作為截面的曲線沿著一條選擇或自動指定的脊線掃描出的曲面，這一曲面通過這組截面線，如果指定一組導線，那么放樣還用受導線控制。單擊（多截面）按鈕，彈出圖4-34所示對話框，在對話框的【截面】域輸入一組截面線，在對話框的【引導線】域輸入一組導線，確定后生成多截面曲面。圖4-34多截面曲面定義對話框對話框的上部是截面曲線的輸入區域，截面曲線不能互相交叉，可以指定與截面曲線相切的支撐面，使多截面曲面和支撐面在此截面處相切，由此控制多截面曲面的切線方向。在截面曲線上還可指定閉合點，閉合點控制曲面的扭曲狀態。對話框下面有引導線、脊線、耦合、重新限定四頁。（1）引導線：導線輸入頁。（2）脊線：脊線輸入頁，默認值是自動計算的脊線。（3）耦合：控制截面線的偶合頁。有四種偶合方式：①比率----截面通過曲線坐標偶合。②相切----截面通過曲線的切線不連續點偶合，如果各個截面的切線不連續點不等，則截面不能偶合，必須通過手工修改不連續點使之相同，才能偶合。③相切然后曲率----截面通過曲線的曲率不連續點偶合，如果各個截面的曲率不連續點不等，則截面不能偶合，必須通過手工修改不連續點使之相同，才能偶合。④頂點----截面通過曲線的頂點耦合，如果各個截面的頂點不等，則截面不能耦合，必須通過手工修改頂點使之相同，才能耦合。（4）重新限定：控制多截面的起始界限。當此頁的按鈕按下或沒有指定脊線和導線時，多截面的起始界限按照起始截面線確定。如果按鈕沒有按下，放樣按照選擇的脊線確定起始界限，沒有選擇脊線則按照選擇的第一條導線確定起始界限。截面線上的箭頭表示截面線的方向，必須一致。各個截面線上的閉合點所在位置必須一致，否則多截面結果會產生扭曲。4.2.9橋接橋接曲面是指把兩個截面曲線連接起來，或者把兩個曲面在其邊界處連接起來，并且可以控制連接端兩曲面的連續性。單擊（橋接）按鈕，彈出圖4-35所示對話框。圖4-35橋接曲面定義對話框對話框各項的含義如下：（1）第一曲線：輸入第一曲線。（2）第一支持面：輸入第一條曲線的支撐面，它包含第一曲線。（3）第二曲線：輸入第二曲線。（4）第二支持面：輸入第二條曲線的支撐面，它包含第二曲線。（5）基本頁①第一連續：選擇第一曲線和支撐面的連續性，包括點連續、切線連續和曲率連續三種形式。②修剪第一支持面：單擊此按鈕，用橋接曲面剪切支撐面。③第一相切邊框：選擇橋接曲面和支撐面是否連續、在何處相切連續，可以選擇在第一曲線的兩個端點、不相、起點相切和終點相切。第二曲線選項的含義和第一曲線選項相同。張度、閉合點以及耦合控制頁請參考多截面曲面類似的選項。4.3幾何操作幾何操作功能是幾何造型功能的重要補充與拓廣，其功能強弱會直接影響曲面造型功能的使用效果。CATIAV5R20為用戶提供了大量的曲線曲面的修改、編輯功能，如圖4-36所示，極大地提高了曲面造型效率。圖4-36幾何操作4.3.1合并幾何體該功能用于合并曲線或曲面，單擊（接合）按鈕，出現圖4-37所示對話框。該命令提供了三種選擇幾何體的模式：標準模式（不按任何按鈕）：如果所選幾何體已存在于列表中，就將其從列表中刪除；如果所選幾何體還沒在列表中出現，就將其添加到列表中。添加模式（按下添加模式按鈕）：如果所選幾何體還沒在列表中出現，就將其添加到列表中；否則也不將其從列表中刪除。刪除模式（按下刪除模式按鈕）：如果所選幾何體已在列表中出現，就將其從列表中刪除，否則不起作用。圖4-37接合定義對話框按預覽按鈕，預覽合并結果，并顯示合并面的定位。左鍵單擊定位箭頭，會使定位方向反向。在參數選項中，可以完成以下操作：如果點選了選項檢查相切，會檢查要合并的幾何體是否首尾相連，如果不是，會出現錯誤信息。如果點選了選項簡化結果，系統會盡可能地減少合并面的數量。如果點選了選項忽略錯誤元素，在合并過程中系統會自動忽略不能合并的幾何體。對話框中的合并距離是指合并間距限定值，即系統認為間距小于該值的兩部分可以合并。如果選中角閾值選項，可以輸入角度合并限定值，即系統認為兩相鄰部分在邊界線上的角度小于該值的，可以合并。在要移除的子元素選項中顯示合并的子元素列表。所謂子元素是指構成要合并元素的元素，在此選項中，用戶可以選擇那些子元素不參與合并。在組合選項中，可以重新組織要合并的元素。4.3.2修補曲面該功能用于修補曲面，即填充兩面之間的間隙，單擊（修復）按鈕，出現如圖4-38所示的修復定義對話框。圖4-38修復定義對話框在參數選項中，完成以下工作：選擇連續類型：點連續、切矢連續。輸入合并距離用來指定要修補的最大距離，即只修補間距小于該距離的元素。輸入間距目標值，它用于指定修補后曲面間可允許的最大距離。如果連續條件為切矢連續，則切矢夾角和切矢夾角目標值可用，它們分別用來設定要修補的最大切矢夾角和修補后曲面的允許最大切矢夾角。在凍結選項中，可以設定那些元素不受該操作的影響。在銳度選項中，可以設定那些邊界不受該操作的影響。其中銳度角度用來界定尖角與平角。4.3.3光順曲線該功能用于曲線的光順處理，以生成高質量的幾何體，單擊（光順曲線）按鈕，出現圖4-39所示對話框。圖4-39光順曲線的對話框選擇要光順的曲線，在曲線上會顯示關于該曲線的不連續信息（不連續類型及其數值）。在參數選項中，輸入連續限定值，系統會光順小于限定值的不連續區域。如果點選拓撲簡化選項，系統會自動刪除曲率連續的頂點，或兩個相距很近的頂點中的一個，以減少曲線段的段數。如果該選項發揮了作用，會出現提示信息。進入可視化選項，設置信息的顯示方式。可以將信息的顯示設置成以下方式：顯示所有信息：點選全部選項。其中，改正后的不連續信息以綠色顯示，改善后的不連續信息以黃色顯示，沒有變化的不連續信息以紅色顯示。僅顯示沒有改變的不連續信息：點選尚未更正選項。不顯示任何信息：點選無選項。4.3.4恢復被剪切的曲面或曲線該功能用于恢復被剪切過的曲面或曲線。如果曲面或曲線被多次剪切，它將裁剪曲面或曲線恢復到其原始狀態。對于被多次剪切的曲線或曲面，要想將其恢復到上一次剪切的狀態，只能用Undo命令來實現，單擊（取消修剪）按鈕，出現圖4-40取消修剪定義對話框。圖4-40取消修剪定義對話框4.3.5拆解幾何元素該功能用于將多單元實體分解成多個單單元實體。單擊（拆解）按鈕，出現圖4-41所示拆解定義對話框。在該功能中提供了二種分解元素的模式：分解所有單元：將所選擇多單元實體中的所有單元分解出來。按區域來分解單元：即部分分解元素，將首尾相連的元素分解為一個實體。圖4-41拆解定義對話框4.3.6切割元素該功能用一個或幾個幾何元素去切割另一個幾何元素。單擊（分割）按鈕，出現4-42對話框。可以用此功能來完成以下操作：用一點、一線框元素或一面去切割一線框元素；用一線框元素或另一面去切割另一面。選擇被切割元素。所選位置將被默認為保留部分的位置。選擇切割元素。此時會顯示切割結果的預覽，可以通過單擊要保留部分或通過按另一側按鈕，來改變要保留的部分。可以選擇多個切割元素，但要注意其選擇次序。圖4-42分割定義對話框如果切割元素不足以完全切割被切割元素，系統會自動延伸切割元素以完成切割。如果選中了保留雙側選項，則將同時保留切割后的兩部分。如果選中了相交計算選項，則在完成切割的同時，還創建一個獨立的相交元素。如果用一個線框元素切割另一線框元素，可以選擇一支撐元素來指定切割后要保留的部分。它由支撐元素的法矢量與切割元素的切矢量的矢積決定。4.3.7修剪元素該功能用于實現兩個曲面或兩個線框元素之間的相互剪切，單擊（修剪）按鈕，出現如圖4-43所示的修剪定義對話框。圖4-43修剪定義對話框選擇要剪切的元素（兩面或兩個線框元素），此時會顯示剪切結果的預覽，可以通過單擊要保留部分或通過按另一側按鈕，來改變要保留的部分。如果兩元素不能相互完全切割，系統會自動延伸兩元素以完成切割。在剪切兩個線框元素時，可以指定一個支撐面，來確定剪切后的保留部分。它由支撐面的法矢與剪切元素的切矢的矢積來確定。如果選擇了結果簡化選項，則系統會盡量減少最后生成剪切面的數量。如果選擇了相交計算選項，會生成兩相剪切元素的相交元素。4.3.8提取邊界線圖4-44操作按鈕該功能用于提取曲面的邊界線，單擊（邊界）按鈕，出現邊界定義對話框，如圖4-45所示。圖4-45提取邊界線的對話框拓展類型：完整邊界：提取曲面的所有邊界。點連續：沿所選邊界點連續外衍提取邊界。切線連續：沿所選邊界切矢連續外衍提取邊界。無拓展：僅提取選定的邊界線。可以用兩個元素限制所提取邊界線的范圍（限制1、限制2）。注意：如果直接選擇曲面，則不能選擇邊界類型，系統自動提取曲面的整個邊界線。用此方法提取的曲線不能直接用于拷貝、粘貼，只能先將曲面拷貝、粘貼后再提取邊界。4.3.9提取幾何體該方法用于從幾何元素（點、曲線、實體等）中提取幾何體，單擊（提取）按鈕，出現提取定義對話框，如圖4-46所示。圖4-46提取定義對話框拓展類型包括點連續、切線連續、曲率連續、無拓展。如果系統無法確定拓展方向，系統會發出警告信息，并要求輸入支持面。可以用補充模式選項，反選對象，即只選擇原來沒有被選中的對象。如果選中聯合選項，則提取出的元素會被組成幾組元素。4.3.10多重提取該功能用于從多元素草圖中提取一部分元素，這樣就可以用這個提取出來的元素生成幾何體。單擊（多重提取）按鈕，出現圖4-47所示多重提取定義對話框。圖4-47多重提取定義對話框4.3.11兩曲面倒圓圖4-48兩曲面倒圓按鈕1.簡單圓角該功能用于在兩曲面間生成倒圓面，倒圓面是一球體在兩面間滾動而生成的曲面，單擊（簡單圓角）按鈕，出現圓角定義對話框，如圖4-49所示。圖3-49簡單圓角定義對話框分別選擇兩個曲面，輸入倒圓半徑，確定倒圓面位置。在選擇的兩個曲面上分別出現一個箭頭，指向待生成倒圓曲面的圓心位置，可以將箭頭反向來確定倒圓面的位置。選擇倒圓面端點約束條件。該命令提供了以下選項。直線：在倒圓面的端點不添加切矢約束。光順：在倒圓面的端點添加切矢約束。最大：倒圓面的端點位置受最大支撐面限制。最小：倒圓面的端點位置受最小支撐面限制。可以選擇修剪支持面選項，將支撐面的多余部分剪切掉，并與倒圓面合并成一個元素。2.棱線倒圓該功能用于沿一個曲面的內部棱線生成一個過渡曲面，單擊（倒圓角）按鈕，出現倒圓角定義對話框，如圖4-50所示。圖4-50倒圓角定義對話框選擇要倒圓的棱線。也可以直接選擇曲面，系統會自動尋找曲面上的棱線。選擇過渡面端點類型，包括光順、直線、最大值、最小值。選擇模式包括相切、最小和相交。在一些情況下，倒圓面有可能是重疊的，此時可選擇修剪帶選項，以修剪掉倒圓的重疊部分。如果選擇了修剪支持面選項，則將支撐面的多余部分修剪掉，并將倒圓面與支撐面合并成一體。3．變半徑倒圓該功能的操作基本上與棱線倒圓相同，不同之處是可以在所選倒圓棱線上添加點，并指定不同的倒圓半徑，單擊（可變圓角）按鈕，出現可變半徑圓角定義對話框，如圖4-51所示。圖4-51可變半徑圓角定義對話框4．面－面倒圓該功能用于在兩個不相交面間或在兩個有二條以上的棱線面間倒圓，其中倒圓半徑要大于兩面間的距離的二分之一，單擊（面與面的圓角）按鈕，出現圖4-52所示對話框。圖4-52定義面與面的圓角對話框選擇要倒圓的兩個面，選擇端部類型并輸入倒圓半徑，單擊確定，完成操作。5．三面相切倒圓該功能用于生成一個倒圓面的同時，將其中的一個支撐面去掉。系統自動計算倒圓半徑，以去掉其中的一個面。單擊（三切線內圓角）按鈕，出現圖4-53所示定義三切線內圓角對話框。圖4-53定義三切線內圓角對話框選擇要倒圓的二個面，選擇端部類型和選擇要去除的面，單擊確定，完成操作。4.3.12操作幾何體圖4-54操作幾何圖按鈕1.平移該功能用于將一個或幾個幾何體沿指定方向移動一定的距離生成一個平移特征，單擊（平移）按鈕，出現圖4-55所示平移定義對話框。圖4-55平移定義對話框選擇要移動的幾何元素，指定移動的方向。可以選中確定后重復對象選項，一次生成多個移動幾何體，也可以通過單擊隱藏/顯示初始元素來隱藏或顯示原對象，單擊確定，完成操作。旋轉幾何體該功能用于將選定的幾何體沿某軸旋轉一定的角度值而得到的新幾何體，單擊（旋轉）按鈕，出現圖4-56所示旋轉定義對話框。圖4-56旋轉定義對話框選擇要旋轉的幾何體，選擇一直線作為旋轉軸，指定旋轉角度，單擊確定，完成操作。3.對稱幾何體該功能通過對稱來移動幾何體，單擊（對稱）按鈕，出現圖4-57所示對稱定義對話框。圖4-57對稱定義對話框選擇要對稱的幾何體，選擇對稱中心（可以選擇一個點，一條直線或一個平面），單擊確定按鈕，完成操作。4.縮放幾何體該功能用于改變幾何體的大小，單擊（縮放）按鈕，出現圖4-58所示縮放定義對話框。圖4-58縮放定義對話框選擇要縮放的幾何體，選擇參考對象（可以選擇一個點，平面或平面型曲面），輸入縮放比例，單擊確定按鈕，完成操作。5.仿射對象該功能用于對選定的幾何體沿三軸方向不均勻縮放，即仿