第8章 曲線與曲面.ppt

1、第八章曲線與曲面,8.1 曲線的生成方式 SolidWorks 2008可以使用下列方法生成多種類型的三維曲線： 1、投影曲線：從草圖投影到模型面或曲面上，或從相交的基準(zhǔn)面上繪制的線條。 2、通過參考點的曲線：通過模型中定義的點或頂點的樣條曲線。 3、通過XYZ點的曲線：通過給出空間坐標(biāo)的點的樣條曲線。 4、組合曲線：由曲線、草圖幾何體和模型邊線組合而成的一條曲線。 5、分割線：從草圖投影到平面或曲面的曲線。 6、螺旋線和渦狀線：通過指定圓形草圖、螺距、圈數(shù)、高度生成的曲線 。,8.2 三維草圖的繪制,要繪制三維草圖，可如下操作： 1、在開始三維草圖之前，單擊前導(dǎo)視圖工具欄中的等軸測圖標(biāo) 。在

2、該視圖下X、Y、Z方向均可見，所以更方便生成三維草圖。 2、單擊草圖操控面板上的三維草圖按鈕 ，系統(tǒng)默認(rèn)地打開一張三維草圖。 3、在草圖操控面板上選擇三維草圖繪制工具。這些工具同二維草圖中的大多數(shù)一致，只是用于在三維草圖的繪制。其中，面部曲線工具是三維草圖所獨有的，該工具用來從面或曲面中抽取三維 iso參數(shù)曲線。 4、在繪制三維草圖時，系統(tǒng)會以模型中默認(rèn)的坐標(biāo)系進(jìn)行繪制。如果要改變?nèi)S草圖的坐標(biāo)系，單擊所需的草圖繪制工具，按住Ctrl鍵，然后單擊一個基準(zhǔn)面或一個用戶自定義的坐標(biāo)系。 5、在使用三維草圖繪制工具在基準(zhǔn)面上繪圖時，系統(tǒng)會提供一個圖形化的助手（即空間控標(biāo)）幫助保持方向。 6、在空間繪

3、制直線或樣條曲線時，空間控標(biāo)就會顯示出來，如圖8-1所示。使用空間控標(biāo)也可以沿軸的方向進(jìn)行繪制。如果要更改空間控標(biāo)的坐標(biāo)系，按Tab鍵。 7、再次單擊草圖操控面板上的三維草圖按鈕 ，即可關(guān)閉三維草圖。三維草圖在特征管理器設(shè)計樹中以 圖標(biāo)來表示。,8.3 曲線的生成,8.3.1 投影曲線 SolidWorks有兩種方式可以生成投影曲線，一種是利用兩個相交基準(zhǔn)面上的曲線草圖投影而成曲線；另一種是將草圖曲線投影到模型面上得到曲線。 8.3.2 三維樣條曲線的生成 利用三維樣條曲線可以生成任何形狀的曲線。SolidWorks中三維樣條曲線的生成方式十分豐富：用戶既可以自定義樣條曲線通過的點，也可以指定

4、模型中的點作為樣條曲線通過的點，還可以利用點坐標(biāo)文件生成樣條曲線。 穿越自定義點的樣條曲線經(jīng)常應(yīng)用在逆向工程的曲線產(chǎn)生。通常逆向工程是先有一個實體模型，由三維向量床CMM或以激光掃描儀取得點資料。每個點包含三個數(shù)值，分別代表它的空間坐標(biāo)（X，Y，Z）。,要自定義樣條曲線通過的點，可如下操作： 1、單擊曲線工具欄上的通過XYZ點的曲線按鈕，或選擇插入|曲線|通過XYZ點的曲線命令。 2、在彈出的曲線文件對話框，如圖所示。中輸入自由點的空間坐標(biāo)，同時在圖形區(qū)域中可以預(yù)覽生成的樣條曲線。 3、當(dāng)在最后一行的單元格中雙擊時，系統(tǒng)會自動增加一行。如果要在一行的上面再插入一個新的行，只要單擊該行，然后單擊

5、插入按鈕即可。 4、如果要保存曲線文件，單擊保存或另存為按鈕，然后指定文件的名稱（擴(kuò)展名為.sldcrv）即可。 5、單擊確定按鈕，即可生成三維樣條曲線。 要導(dǎo)入坐標(biāo)文件以生成樣條曲線，可如下操作： 1、單擊曲線工具欄上的通過XYZ點的曲線按鈕，或選擇插入|曲線|通過XYZ點的曲線命令。 2、在彈出的曲線文件對話框中單擊瀏覽按鈕來查找坐標(biāo)文件，然后單擊打開按鈕。 3、坐標(biāo)文件顯示在曲線文件對話框中，同時在圖形區(qū)域中可以預(yù)覽曲線效果。 4、可以根據(jù)需要編輯坐標(biāo)直到滿意為止。 5、單擊確定按鈕，生成曲線。,8.3.3 組合曲線,SolidWorks可以將多段相互連接的曲線或模型邊線組合成為一條曲線

6、。 1、單擊曲線工具欄上的組合曲線按鈕 ，或選擇插入|曲線|組合曲線命令。 2、在圖形區(qū)域中選擇要組合的曲線、直線或模型邊線（這些線段必須連續(xù)），則所選項目在組合曲線屬性管理器中的要連接的實體欄中的顯示框中顯示出來，如圖所示。 3、單擊 按鈕，生成組合曲線。,8.3.4 螺旋線和渦狀線,要生成一條螺旋線，可如下操作： 1、單擊草圖繪制 按鈕，打開一個草圖并繪制一個圓。此圓的直徑控制螺旋線的直徑。 2、單擊曲線工具欄上的螺旋線 按鈕，或選擇插入|曲線|螺旋線/渦狀線命令。 3、在出現(xiàn)的螺旋線/渦狀線屬性管理器（圖8-11）中的定義方式下拉列表框中選擇一種螺旋線的定義方式。 （1）螺距和圈數(shù)：指定

7、螺距和圈數(shù)； （2）高度和圈數(shù)：指定螺旋線的總高度和圈數(shù)； （3）高度和螺距：指定螺旋線的總高度和螺距； 4、根據(jù)步驟（3）中指定的螺旋線定義方式指定螺旋線的 參數(shù)。 5、如果要制作錐形螺旋線，則選擇錐形螺旋線復(fù)選框 并指定錐形角度以及錐度方向（向外擴(kuò)張或向內(nèi)擴(kuò)張）。 6、在起始角度微調(diào)框中指定第一圈的螺旋線的起始角度。 7、如果選擇反向復(fù)選框，則螺旋線將由原 來的點向另一個方向延伸。 8、單擊順時針或逆時針單選按鈕，以 決定螺旋線的旋轉(zhuǎn)方向。 9、單擊 按鈕，生成螺旋線。,要生成一條渦狀線，可如下操作： 1、單擊草圖繪制 按鈕，打開一個草圖并繪制一個圓。此圓的直徑作為起點處渦狀線的直徑。 2

8、、單擊曲線工具欄上的螺旋線 按鈕，或選擇插入|曲線|螺旋線/渦狀線命令。 3、在出現(xiàn)的螺旋線/渦狀線屬性管理器中的定義方式下拉列表框中選擇渦狀線，如圖8-12所示。 4、在對應(yīng)的螺距微調(diào)框和圈數(shù)微調(diào)框中指定螺距和圈數(shù)。 5、如果選擇反向復(fù)選框，則生成一個內(nèi)張的渦狀線。 6、在起始角度微調(diào)框中指定渦狀線的起始位置。 7、單擊順時針或逆時針單選按鈕，以決定渦狀線的旋轉(zhuǎn)方向。 8、單擊 按鈕，生成渦狀線。,8.4 曲面的生成方式,SolidWorks 2008可以使用下列方法生成多種類型的曲面： 1、由草圖拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描或放樣生成曲面。 2、從現(xiàn)有的面或曲面等距生成曲面。 3、從其他應(yīng)用程序（如P

9、ro/ENGINEER、MDT、Unigraphics、SolidEdge、Autodesk Inventor等）導(dǎo)入曲面文件。 4、由多個曲面組合而成曲面。 曲面實體用來描述相連的零厚度的幾何體，如單一曲面、圓角曲面等。一個零件中可以有多個曲面實體。SolidWorks 2008提供了專門的曲面工具欄，如圖所示，來控制曲面的生成和修改。要打開或關(guān)閉曲面工具欄，只要選擇視圖|工具欄|曲面命令即可。,8.4.1 拉伸曲面,要拉伸曲面，可如下操作： 1、單擊草圖繪制按鈕，打開一個草圖并繪制曲面輪廓。 2、單擊曲面工具欄上的拉伸曲面按鈕，或選擇插入|曲面|拉伸曲面命令。 3、此時出現(xiàn)面拉伸屬性管理器

10、。 4、在方向1欄中的終止條件下拉列表框中選擇拉伸的終止條件： （1）給定深度：從草圖的基準(zhǔn)面拉伸特征到指定的距離平移處以生成特征 （2）成形到一頂點：從草圖基準(zhǔn)面拉伸特征到模型的一個頂點所在的平面以生成特征，這個平面平行于草圖基準(zhǔn)面且穿越指定的頂點。 （3）成形到一面：從草圖的基準(zhǔn)面拉伸特征到所選的曲面以生成特征。 （4）到離指定面指定的距離：從草圖的基準(zhǔn)面拉伸特征到距某面或曲面特定距離處以生成特征。 （5）兩側(cè)對稱：從草圖基準(zhǔn)面向兩個方向?qū)ΨQ拉伸特征。 5、在右面的圖形區(qū)域中檢查預(yù)覽。單擊反向按鈕，可向另一個方向拉伸。 6、在微調(diào)框中設(shè)置拉伸的深度。 7、如有必要，選擇方向2復(fù)選框，將拉伸

11、應(yīng)用到第二個方向。 8、單擊按鈕，完成拉伸曲面的生成。,8.4.2 旋轉(zhuǎn)曲面,要旋轉(zhuǎn)曲面，可如下操作： 1、單擊草圖繪制 按鈕，打開一個草圖并繪制曲面輪廓以及它將繞著旋轉(zhuǎn)的中心線。 2、單擊曲面工具欄上的旋轉(zhuǎn)曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|旋轉(zhuǎn)曲面命令。 3、此時出現(xiàn)曲面旋轉(zhuǎn)屬性管理器，同時在右面的圖形區(qū)域中顯示生成的旋轉(zhuǎn)曲面，如圖8-15所示。 4、在旋轉(zhuǎn)類型下拉列表框中選擇。 （1）單一方向：草圖會向一個方向旋轉(zhuǎn)指定的角度，如果想要向相反的方向旋轉(zhuǎn)，請單擊反向 按鈕。 （2）中面：草圖會以所在平面為中面分別向兩個方向旋轉(zhuǎn)相同的角度。 （3）兩個方向 ：草圖會以所在平面為中面分別向兩個方向5、

12、旋轉(zhuǎn)指定的角度，這兩個角度可以分別指定。 5、在 微調(diào)框中指定旋轉(zhuǎn)角度。 6、單擊 按鈕，生成旋轉(zhuǎn)曲面。,8.4.3 掃描曲面,要掃描生成曲面，可如下操作： 1、根據(jù)需要建立基準(zhǔn)面，并繪制掃描輪廓和掃描路徑。如果需要沿引導(dǎo)線掃描曲面，還要繪制引導(dǎo)線。 2、如果要沿引導(dǎo)線掃描曲面，需要在引導(dǎo)線與輪廓之間建立重合或穿透幾何關(guān)系。 3、單擊曲面工具欄上的掃描曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|掃描命令。 4、在曲面掃描屬性管理器中，單擊 圖標(biāo)（最上面的）右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇輪廓草圖，則所選草圖出現(xiàn)在該框中。 5、單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇路徑草圖，則所選路徑草圖出現(xiàn)在該框中

13、6、在方向/扭轉(zhuǎn)類型下拉列表框中，選擇以下選項： （1）隨路徑變化：草圖輪廓隨著路徑的變化變換方向，其法線與路徑相切。 （2）保持法向不變：草圖輪廓保持法線方向不變。 （3）隨路徑和第一條引導(dǎo)線變化：如果引導(dǎo)線不只一條，選擇該項將使掃描隨第一條引導(dǎo)線變化。 （4）隨第一條和第二條引導(dǎo)線變化：如果引導(dǎo)線不只一條，選擇該項將使掃描隨第一條和第二條引導(dǎo)線同時變化。 7、如果需要沿引導(dǎo)線掃描曲面，則激活引導(dǎo)線欄。然后在圖形區(qū)域中選擇引導(dǎo)線。 8、單擊 按鈕，生成掃描曲面。,8.4.4 放樣曲面,要放樣曲面，可如下操作： 1、在一個基準(zhǔn)面上繪制放樣的輪廓。 2、建立另一個基準(zhǔn)面，并在上面繪制另一個放樣輪

14、廓。這兩個基準(zhǔn)面不一定平行。 3、如有必要還可以生成引導(dǎo)線來控制放樣曲面的形狀。 4、單擊曲面工具欄上的放樣曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|放樣曲面命令。 5、在曲面放樣屬性管理器中，單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中按順序選擇輪廓草圖，則所選草圖出現(xiàn)在該框中。在右面的圖形區(qū)域中顯示生成的放樣曲面。 6、單擊上移 按鈕或下移 按鈕來改變輪廓的順序。此項操作只針對兩個輪廓以上的放樣特征。 7、如果要在放樣的開始和結(jié)束處控制相切，則設(shè)置起始處/結(jié)束處相切選項。 （1）無：不應(yīng)用相切。 （2）垂直于輪廓：放樣在起始和終止處與輪廓的草圖基準(zhǔn)面垂直。 （3）方向向量：放樣與所選的邊線或軸相切，或與所

15、選基準(zhǔn)面的法線相切。 8、如果要使用引導(dǎo)線控制放樣曲面，在引導(dǎo)線一欄中單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇引導(dǎo)線。 9、單擊 按鈕，完成放樣。,8.4.5 等距曲面,要生成等距曲面，可如下操作： 1、單擊曲面工具欄上的等距曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|等距曲面命令。 2、在等距曲面屬性管理器中，單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域選擇要等距的模型面或生成的曲面。 3、在等距參數(shù)欄中的微調(diào)框中指定等距面之間的距離。此時在右面的圖形區(qū)域中顯示等距曲面的效果。 4、如果等距面的方向有誤，單擊反向 按鈕，反轉(zhuǎn)等距方向。 5、單擊 按鈕，完成等距曲面的生成。,8.4.6 延展曲面,要延展

16、曲面，可如下操作： 1、單擊曲面工具欄上的延展曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|延展曲面命令。 2、在延展曲面屬性管理器中，單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇要延展的邊線。 3、單擊延展參數(shù)欄中的第一個顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇模型面作為與延展曲面方向，如圖8-20所示。延展方向?qū)⑵叫杏谀Ｐ兔妗?4、注意圖形區(qū)域中的箭頭方向（指示延展方向），如有錯誤，單擊反向按鈕。 5、在圖標(biāo)右側(cè)的微調(diào)框中指定曲面的寬度。 6、如果希望曲面繼續(xù)沿零件的切面延伸，請選擇沿切面延伸復(fù)選框。 7、單擊 按鈕，完成曲面的延展。,8.5 曲面編輯,8.5.1 縫合曲面 縫合曲面最為實用的場合就是在CAM系

17、統(tǒng)中，建立三維曲面銑削刀具路徑。由于縫合曲面可以將兩個或多個曲面組合成一個，刀具路徑容易最佳化，減少多余的提刀動作。要縫合的曲面的邊線必須相鄰并且不重疊。 要將多個曲面縫合為一個曲面，可如下操作： 1、單擊曲面工具欄上的縫合曲面按鈕 ，或選擇插入|曲面|縫合曲面命令。 2、在縫合曲面屬性管理器中單擊選擇欄中 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇要縫合的面。所選項目列舉在該顯示框中，如圖所示。 3、單擊 按鈕，完成曲面的縫合工作。縫合后的曲面外觀沒有任何變化，但是多個曲面已經(jīng)作為一個實體來選擇和操作了。,8.5.2 延伸曲面,延伸曲面可以在現(xiàn)有曲面的邊緣，沿著切線方向，以直線或隨曲面的弧度產(chǎn)生

18、附加的曲面。 要延伸曲面，可如下操作： 1、單擊曲面工具欄上的延伸曲面 按鈕，或選擇插入|曲面|延伸曲面命令。 2、在延伸曲面屬性管理器中單擊拉伸的邊線/面欄中的第一個顯示框，然后在右面的圖形區(qū)域中選擇曲面邊線或曲面。此時被選項目出現(xiàn)在該顯示框中，如圖所示。 3、在終止條件一欄中的單選按鈕組中選擇一種延伸結(jié)束條件。 （1）距離：在 微調(diào)框中指定延伸曲面的距離。 （2）成形到某一面：延伸曲面到圖形區(qū)域中選擇的面。 （3）成形到某一點：延伸曲面到圖形區(qū)域中選擇的某一點。 4、在延伸類型一欄的單選按鈕組中，選擇延伸類型。 （1）同一曲面：沿曲面的幾何體延伸曲面。 （2）線性：沿邊線相切于原來曲面來延

19、伸曲面。 5、單擊 按鈕，完成曲面的延伸。如果在步驟（2）中選擇 的是曲面的邊線，則系統(tǒng)會延伸這些邊線形成的曲面；如 果選擇的是曲面，則曲面上所有的邊線相等地延伸整個曲面。,8.5.3 剪裁曲面,剪裁曲面主要有兩種方式，第一種是將兩個曲面互相剪裁，第二種是以線性圖元修剪曲面。 要剪裁曲面，可如下操作： 1、單擊曲面工具欄上的剪裁曲面按鈕，或選擇插入|曲面|剪裁命令。 2、在剪裁曲面屬性管理器中的剪裁類型單選按鈕組中選擇剪裁類型： （1）剪裁工具：使用曲面作為剪裁工具，在曲面相交處剪裁其他曲面。 （2）互相剪裁：將兩個曲面作為互相剪裁的工具。 3、如果在步驟（2）中選擇了裁剪工具，則在選擇欄中單

20、擊剪裁工具項目中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇一個曲面作為剪裁工具；單擊保留部分項目中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇曲面作為保留部分。所選項目會在對應(yīng)的顯示框中顯示。 4、如果在步驟（2）中選擇了互相剪裁，則在選擇欄中單擊剪裁曲面項目中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇作為剪裁曲面的至少兩個相交曲面；單擊保留部分項目中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇需要的區(qū)域作為保留部分（可以是多個部分），所選項目會在對應(yīng)的顯示框中顯示。 5、單擊按鈕，完成曲面的剪裁。,8.5.4 移動/復(fù)制/旋轉(zhuǎn)曲面,要移動/復(fù)制曲面，可如下操作： 1、選擇插入|曲面|移動/復(fù)制命令。 2、在移動

21、/復(fù)制曲面屬性管理器中單擊要移動/復(fù)制的曲面欄中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域或特征管理器設(shè)計樹中選擇要移動/復(fù)制的曲面。 3、如果要復(fù)制曲面，則選擇復(fù)制復(fù)選框，然后在 微調(diào)框中指定復(fù)制的數(shù)目。 4、單擊平移欄中 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域中選擇一條邊線來定義平移方向?；蛘咴趫D形區(qū)域中選擇兩個頂點來定義曲面移動或復(fù)制體之間的方向和距離。 5、也可以在、微調(diào)框中指定移動的 距離或復(fù)制體之間的距離。此時在右 面的圖形區(qū)域中可以預(yù)覽曲面移動或 復(fù)制的效果，如圖所示。 6、單擊 按鈕，完成曲面的移動/復(fù)制。,此外還可以旋轉(zhuǎn)/復(fù)制曲面，可如下操作： 1、選擇插入|曲面|移動/復(fù)制命令。 2、在移動/復(fù)制實體屬性管理器中單擊要移動/復(fù)制的曲面欄中圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，然后在圖形區(qū)域或特征管理器設(shè)計樹中選擇要旋轉(zhuǎn)/復(fù)制的曲面。 3、如果要復(fù)制曲面，則選擇復(fù)制復(fù)選框，然后在 微調(diào)框中指定復(fù)制的數(shù)目。 4、激活旋轉(zhuǎn)選項，單擊 圖標(biāo)右側(cè)的顯示框，在圖形區(qū)域中選擇一條邊線定義旋轉(zhuǎn)方向。 5、