ProE逆向造型實(shí)例教程

1、ProE逆向造型實(shí)例教程by 無(wú)維網(wǎng)IceFai（黃光輝）本例仍沿用前面處理好的模型來(lái)接著做外形，處理好的模型如圖15-102所示。圖這個(gè)模型的建模方法有很多，這里使用純逆向的方法。首先根據(jù)形狀添加適當(dāng)?shù)膹?fù)制基準(zhǔn)面，然后進(jìn)入重新造型模式創(chuàng)建架構(gòu)線：基準(zhǔn)平面的截面線、邊界線和在模型上的線，最后創(chuàng)建的結(jié)果如圖15-103所示，基本把主要的外形劃分成了四邊面網(wǎng)格。圖然后用“自動(dòng)曲面”工具來(lái)創(chuàng)建紅框部分曲面，注意只使用特征線而不生成曲面布局，如圖15-104所示。圖接著同樣用“自動(dòng)曲面”功能來(lái)創(chuàng)建兩個(gè)耳朵部分，注意特征線的劃分，每個(gè)耳朵正好劃分成三個(gè)四邊面，如圖15-105所示。圖現(xiàn)在就創(chuàng)建了大部分的

2、面，但是留下了兩個(gè)耳朵中間的過(guò)渡部分，如圖15-106所示。這是因?yàn)檫@部分的點(diǎn)質(zhì)量不好，不利于重新造型模式做面，所以最好是先處理好耳朵面之后再來(lái)做這部分的過(guò)渡面，免得增加編輯的負(fù)擔(dān)。圖現(xiàn)在的面粗看是沒(méi)什么問(wèn)題的，如圖15-107所示。圖但實(shí)際上這些面都有點(diǎn)小問(wèn)題，主要是局部的凹陷，皺褶。這時(shí)就要借助分析工具來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如圖15-108所示，然后用編輯功能來(lái)處理掉這些問(wèn)題。圖對(duì)于單個(gè)面的處理流程如下。釋放添加分析(曲率、網(wǎng)格)曲面方向編輯(完善網(wǎng)格)垂直曲面方向編輯(完善曲率)當(dāng)單個(gè)面處理完畢后，就要先為兩個(gè)曲面設(shè)置對(duì)齊和約束條件。最后就是模型在邊界部分適當(dāng)延長(zhǎng)一段距離，如圖15-109所示，這

3、樣后續(xù)就可以用平面來(lái)剪切來(lái)得到真正的平面。限于篇幅，本章就不做完整的模型了，讀者可以自行嘗試。圖對(duì)大多CAD軟件來(lái)說(shuō)，逆向造型和正向造型并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，唯一不同的是數(shù)據(jù)來(lái)源不同。所以對(duì)于一些特定類型的造型，可以考慮用正向造型的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖15-110所示的點(diǎn)云(已轉(zhuǎn)成stl)，是一款手機(jī)的上殼，相對(duì)來(lái)說(shuō)形狀是比較規(guī)則的，并且主要的幾個(gè)面構(gòu)成也是比較直觀的，所以適合用正向造型的方法來(lái)進(jìn)行。圖 在開始造型之前，應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的分析，想象出各個(gè)面的主要構(gòu)成方法以及過(guò)渡的可能方式，這樣我們才能做到有的放矢。如圖15-111所示分析，首先整體形狀是由一個(gè)圍側(cè)面(1)和頂面7以及一個(gè)類圓角面2構(gòu)成，對(duì)

4、于側(cè)面1，在造型之前可以猜測(cè)它是掃出的或是混合的；對(duì)于頂面7，一般傾向于掃出面；對(duì)于類圓角面2，一般用圓角搞定沒(méi)問(wèn)題(注意必要的時(shí)候切換成conic類型的圓角以更擬合實(shí)際情況)。圖然后看局部和過(guò)渡，3面初步猜測(cè)應(yīng)該是頂面偏移一定的距離生成，至于是否正確有待后面的驗(yàn)證。5面仔細(xì)觀查會(huì)發(fā)現(xiàn)和頂面并非一個(gè)面，所以需要另一個(gè)掃出面來(lái)擬合。6面比較難點(diǎn)，是個(gè)典型的過(guò)渡，從頂部的級(jí)差過(guò)渡到側(cè)面的消失，在目前來(lái)看可能的做法是做消失面，或者倒圓角(這里的判斷需要建立在想象和經(jīng)驗(yàn)上)，后面會(huì)看到這個(gè)看似復(fù)雜的過(guò)渡居然真的就可以用倒圓角搞定。4面沒(méi)什么難度，兩個(gè)軌跡的可變掃描就可完成。下面就開始進(jìn)行制作，具體操作

5、如下。(1) 不管形狀如何，分型輪廓線應(yīng)該是工作的第一步。所以先做分型面，對(duì)于這個(gè)實(shí)體來(lái)說(shuō)，分型面比較簡(jiǎn)單，就是一個(gè)圓弧拉伸面，如圖15-112所示。圖(2) 用投影到分型面的方法來(lái)創(chuàng)建分型輪廓線，注意在草繪的時(shí)候利用已有的點(diǎn)云作參考，目測(cè)即可，如圖15-113所示。(3) 創(chuàng)建脊線。注意這時(shí)候應(yīng)該刻意把類圓角面部分去掉，也就是草繪成尖角，這樣可以最后再作類圓角面以簡(jiǎn)化構(gòu)建工作。并且草繪最好由盡量少的簡(jiǎn)單元素構(gòu)成，比如，圓弧和樣條線通常是比較好的選擇。注意兩個(gè)側(cè)面最好是類似的構(gòu)成，在這里都是用一個(gè)圓弧構(gòu)成，如圖15-114所示。圖圖(4) 對(duì)于另一個(gè)方向的脊線，因?yàn)闆](méi)有明顯的對(duì)稱性，創(chuàng)建的位置

6、就有點(diǎn)考究了，通常建議在一些特殊的位置創(chuàng)建，比如最高點(diǎn)(這點(diǎn)的向量必然符合正交性的)。如圖15-115所示，我們作一個(gè)通過(guò)脊線最高點(diǎn)的基準(zhǔn)面，然后用這個(gè)基準(zhǔn)面到重新造型模式下和點(diǎn)云相交出一條線作參考。圖借助于上一步的參考線，可以方便地創(chuàng)建出另一條脊線，同樣的這條脊線也盡量用少而簡(jiǎn)單的元素構(gòu)成并且去掉類圓角部分，側(cè)面也用一條圓弧構(gòu)成，如圖15-116所示。目的自然也是為了圍側(cè)面創(chuàng)建的規(guī)則性。圖這樣，就已經(jīng)創(chuàng)建出了3條主干輪廓了，如圖15-117所示。圖創(chuàng)建的原則是簡(jiǎn)單先行，在這些面中，顯然頂面是最簡(jiǎn)單的，用可變掃描進(jìn)行創(chuàng)建。這個(gè)掃描面就是用主脊線作軌跡，R260的圓弧作截面進(jìn)行掃描，這樣就可以和

7、上步創(chuàng)建的頂截面相吻合，如圖15-118所示。圖(5) 創(chuàng)建圍側(cè)面，為了觀察方便，先把頂面隱藏，后面的步驟也是這樣，就不作特別說(shuō)明了。因?yàn)閭?cè)面的變化比較大，所以要適當(dāng)?shù)卦谥虚g部分添加一些控制截面。如圖15-119所示的兩個(gè)截面就是新添加的，詳細(xì)的添加方法與零件模式下的相同，同樣用重新造型模式下的交線作參考，側(cè)面用單一圓弧構(gòu)成?？梢钥吹絺?cè)面圓弧的變化比較大并且沒(méi)有簡(jiǎn)單的規(guī)律，不能用可變掃描的方法而改用混合，作出如圖15-120所示的連線。圖圖(6) 下面進(jìn)行面的制作，如圖15-121所示。圖對(duì)于底部的側(cè)面，就可以用重新造型下的命令，用一條軌跡和一個(gè)截面來(lái)掃描，如圖15-122所示。圖(7) 進(jìn)行

8、延伸、合并，大體外形就出來(lái)了，如圖15-123所示。圖(8) 通過(guò)偏移做級(jí)差面，如圖15-124所示。圖(9) 下面做的圓角是普通的圓角，需要注意的地方是控制大小，如圖15-125所示。圖倒圓角的效果如圖15-126所示。圖完成這一步，實(shí)際上模型的主要難題都解決了，結(jié)果如圖15-127所示。剩下的工作就類似于體力勞動(dòng)了，這里不再累述，讀者可以研究范例零件(仔細(xì)研究別人的零件也是一種不錯(cuò)的學(xué)習(xí)方法)。圖基本外形完成后，應(yīng)該進(jìn)行偏差分析，這一步可以借助第三方軟件或在Pro/ENGINEER中用截面線來(lái)進(jìn)行。對(duì)于偏差太大的地方通過(guò)調(diào)整構(gòu)造線來(lái)進(jìn)行，必要時(shí)候添加額外的輔助線。但是切記，簡(jiǎn)單就是好的，一

9、般的產(chǎn)品曲面都是比較規(guī)則和簡(jiǎn)單的。例子請(qǐng)參考training_filesrppart目錄下文件。本節(jié)講解在Wildfire 4.0中根據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行逆向卡通造型的例子，對(duì)于幫助用戶理解點(diǎn)云數(shù)據(jù)在Wildfire 4.0中的應(yīng)用和處理方法都很有幫助，同時(shí)也可以讓用戶理解在Pro/ENGINEER逆向造型中小平面特征和重新造型所扮演的角色；對(duì)于讀者理解卡通造型的一些處理策略也很有幫助，范例的點(diǎn)云與模型如圖15-128、圖15-129所示。圖圖在進(jìn)行點(diǎn)云造型之前，需要對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行一定的整理和修復(fù)工作，這其中包括點(diǎn)云的去雜、光滑、取樣和補(bǔ)孔等，如圖15-130所示。這些工作都可以在小平面特征中完成，對(duì)于絕大

10、部分的情況下，Pro/ENGINEER已經(jīng)足以勝任這個(gè)工作不必借助別的逆向軟件。然后需要為我們的點(diǎn)云確定一個(gè)合適的坐標(biāo)系統(tǒng)，或者說(shuō)是三個(gè)正交平面，這個(gè)動(dòng)作的根本目的是確定出模方向。造型的目的最終是為了制造，所以要在造型的時(shí)候就確定好出模方向并做好分模面，尤其是對(duì)于卡通造型，這點(diǎn)尤為重要，因?yàn)槌瞿７较蚴沁M(jìn)行形狀調(diào)整的一個(gè)最主要依據(jù)。圖而對(duì)于抄數(shù)的點(diǎn)云，由于各種原因，點(diǎn)云在默認(rèn)坐標(biāo)下未必就是符合出模要求的，所以需要我們進(jìn)行必要的調(diào)整來(lái)得到合適的正交平面。這個(gè)工作往往需要考慮到出模的方便、實(shí)際的形狀和產(chǎn)品的裝配要求。對(duì)于我們這個(gè)例子，因?yàn)橛醒b配要求，就限定了裝配平面，同時(shí)我們也可以利用這個(gè)裝配平面來(lái)

11、確定其他兩個(gè)正交平面，如圖15-131、圖15-132所示。圖圖 確定好合適的正交平面后，后續(xù)工作都應(yīng)該以新的基準(zhǔn)平面作為參考來(lái)進(jìn)行；首先需要分析當(dāng)前點(diǎn)云的拔模情況，根據(jù)拔模情況來(lái)創(chuàng)建我們的分模面，要記住，造型之前應(yīng)當(dāng)先確定分模面！在Pro/ENGINEER中，可以直接對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行拔模分析并可以保存結(jié)果，這給創(chuàng)建合適的分模面提供了很大的方便基于簡(jiǎn)單的原則，可以用一個(gè)拉伸面來(lái)逼近分形面，考慮到兩側(cè)的點(diǎn)云不能公用一個(gè)拉伸面，可以采用兩個(gè)拉伸面中間加過(guò)渡的方式來(lái)進(jìn)行。另一側(cè)的拉伸面然后邊界面作兩個(gè)分型面的過(guò)渡，這樣完整的分型面就創(chuàng)建完成了。 使用在分型面上投影曲線的方法創(chuàng)建點(diǎn)云的分型線，同時(shí)也為后續(xù)的

12、截面創(chuàng)建提供了一個(gè)重要的依據(jù)。使用拉伸面結(jié)合造型的方法創(chuàng)建兩條頂部和底部的最大線，如圖15-133圖15-140所示。圖圖圖圖圖圖圖圖根據(jù)腳底的特殊形狀，我們?cè)赑ro/ENGINEER中使用可變掃描的方法來(lái)創(chuàng)建底部的曲面，當(dāng)然使用分型線作軌跡并注意到截面的出模要求。然后剪切一個(gè)合適的形狀為下一步的工作做好準(zhǔn)備，如圖15-141、圖15-142所示。圖圖 為了更好地逼近點(diǎn)云和得到更準(zhǔn)確的外型，需要添加一些中間截面，這個(gè)時(shí)候在Pro/ENGINEER中需要重新造型的幫助。在重新造型模式中使用平面點(diǎn)云相交的方法可以創(chuàng)建出一系列的參考曲線。然后根據(jù)這些參考曲線以及分型線和平面的交點(diǎn)，可以很容易地創(chuàng)建出

13、符合出模要求的截面線。對(duì)于這個(gè)形狀，縱向的骨架線對(duì)于形狀的影響要遠(yuǎn)大于橫向的截面，所以根據(jù)需要我們添加了兩條額外的輔助控制縱向線。然后在Pro/ENGINEER中使用邊界面來(lái)創(chuàng)建我們的曲面?；蛟S會(huì)有人對(duì)這樣方式產(chǎn)生的曲面的質(zhì)量有所懷疑，但是，對(duì)于這種卡通小零件的造型，這樣的質(zhì)量足夠了，造型需要根據(jù)不同的場(chǎng)合來(lái)決定所采用的方法，如圖15-143圖15-146所示。圖圖圖圖這樣就完成了主要的造型部分，剩下的就是一些結(jié)構(gòu)的細(xì)化，這里就不講了，結(jié)果可以進(jìn)行出模分析，就可以發(fā)現(xiàn)模型出模沒(méi)有任何問(wèn)題，創(chuàng)建的分型面可以直接用于以后的模具設(shè)計(jì)中，如圖15-147和15-148所示。圖圖例子請(qǐng)參考trainin

14、g_filesrppartsquirrel目錄下的文件。本節(jié)詳細(xì)講解了在Pro/ENGINEER Wildfire4.0中具體創(chuàng)建一個(gè)卡通松鼠尾巴的過(guò)程，通過(guò)實(shí)例的分析和構(gòu)建讓使用者進(jìn)一步領(lǐng)略可變掃描(vss)的造型魅力；同時(shí)也讓使用者對(duì)在Pro/ENGINEER中創(chuàng)建一些特殊的過(guò)渡曲線或邊界約束條件時(shí)的一些細(xì)節(jié)處理有更深的體會(huì)。造型要求：根據(jù)提供的igs線框和參考圖片構(gòu)建最終的3D模型，如圖15-149所示。圖造型前，形狀的分析是必需的，對(duì)于本例而言，形狀的構(gòu)成并不復(fù)雜，兩個(gè)主體部分加一個(gè)過(guò)渡，相信絕大多數(shù)人都不難拆出。對(duì)于本例，難點(diǎn)在于形狀的細(xì)節(jié)處理，在下面的步驟中，讀者應(yīng)該把更多注意力花

15、在一些細(xì)節(jié)的處理上，如圖15-150圖15-152所示。首先分析頭部的構(gòu)成，相信大多數(shù)人都能看出可能是一個(gè)斜放的類橢球面，對(duì)于這類型的曲面，在Pro/ENGINEER中使用圓軌跡輔助掃出是常用手段，而在進(jìn)行這個(gè)步驟之前，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)合適的輪廓截面，為此需要一個(gè)草繪來(lái)輔助確定，然后采用新的合適的參考方向來(lái)創(chuàng)建輪廓截面，如圖15-153圖15-154所示。圖圖圖圖圖對(duì)于類橢球的輪廓截面，我們可以考慮直接使用一個(gè)橢圓來(lái)逼近，對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，可以達(dá)到90%的匹配度，但考慮到本例為卡通造型，太規(guī)則的形狀或許反而不夠生動(dòng)，再加上出于忠于樣品的考慮，此處用了一個(gè)封閉的樣條線來(lái)進(jìn)行擬合。然后創(chuàng)建用來(lái)進(jìn)行可變掃描

16、的原始圓軌跡，需要注意的是為了避免掃出來(lái)的橢球面多產(chǎn)生兩小塊曲面，可以控制圓的兩個(gè)分點(diǎn)在圓心和輪廓樣條線的斷點(diǎn)連線上，如圖15-155圖15-156所示。切除多余部分空出過(guò)渡終止線(圖15-157)，然后創(chuàng)建尾巴根部的輪廓軌跡和中間最高點(diǎn)投影軌跡(圖15-158)。圖圖圖圖利用造型(Style)的cos曲線，可以創(chuàng)建出根部的最高點(diǎn)軌跡(圖15-159)，該有的控制輪廓都創(chuàng)建好了，還剩下最關(guān)鍵的一個(gè)就是可變掃描的原始軌跡，對(duì)于本例，四分一的圓弧是不錯(cuò)的選擇，如圖15-160所示。圖圖 萬(wàn)事俱備，那就可變掃描，顯然conic線是可變掃描截面的不二選擇，而離心率的大小可以根據(jù)提供的輸入截面線來(lái)參考確定，剩下的就是一個(gè)四邊的過(guò)渡面了(圖15-161圖15-162)，但是不是就可以直接創(chuàng)建呢？答案是否定的。這是因?yàn)閮蓷l輪廓截面，其中一條的變化曲率比較大，換句話說(shuō)，是對(duì)過(guò)渡形狀和質(zhì)量影響比較大的部分，對(duì)于造型來(lái)說(shuō)，顯然它的影響范圍是盡可能的小，因此需要把過(guò)渡的兩部分開做，先做曲率小的一半(較順滑)，再作曲率大的部分。這樣就可以避免曲率大的部分影響另一部分的質(zhì)量。出于這樣的考慮，需要在中間線上創(chuàng)建一個(gè)帶特征來(lái)作為兩部分的公共參考(圖15-163)。圖圖帶特征創(chuàng)建好之后，我們剩下的就是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的四邊邊界混合面了，注意設(shè)置邊界條件(圖15-164)。圖圖最終的結(jié)果