第8章曲线与曲面

第八章曲线与曲面8.1曲线的生成方式SolidWorks2008可以使用下列方法生成多种类型的三维曲线：1、投影曲线：从草图投影到模型面或曲面上，或从相交的基准面上绘制的线条。2、通过参考点的曲线：通过模型中定义的点或顶点的样条曲线。3、通过XYZ点的曲线：通过给出空间坐标的点的样条曲线。4、组合曲线：由曲线、草图几何体和模型边线组合而成的一条曲线。5、分割线：从草图投影到平面或曲面的曲线。6、螺旋线和涡状线：通过指定圆形草图、螺距、圈数、高度生成的曲线。8.2三维草图的绘制要绘制三维草图，可如下操作：1、在开始三维草图之前，单击［前导视图］工具栏中的［等轴测］图标。在该视图下X、Y、Z方向均可见，所以更方便生成三维草图。2、单击[草图]操控面板上的三维草图按钮，系统默认地打开一张三维草图。3、在[草图]操控面板上选择三维草图绘制工具。这些工具同二维草图中的大多数一致，只是用于在三维草图的绘制。其中，面部曲线工具是三维草图所独有的，该工具用来从面或曲面中抽取三维iso参数曲线。4、在绘制三维草图时，系统会以模型中默认的坐标系进行绘制。如果要改变三维草图的坐标系，单击所需的草图绘制工具，按住Ctrl键，然后单击一个基准面或一个用户自定义的坐标系。5、在使用三维草图绘制工具在基准面上绘图时，系统会提供一个图形化的助手（即空间控标）帮助保持方向。6、在空间绘制直线或样条曲线时，空间控标就会显示出来，如图8-1所示。使用空间控标也可以沿轴的方向进行绘制。如果要更改空间控标的坐标系，按Tab键。7、再次单击[草图]操控面板上的三维草图按钮，即可关闭三维草图。三维草图在特征管理器设计树中以图标来表示。8.3曲线的生成8.3.1投影曲线SolidWorks有两种方式可以生成投影曲线，一种是利用两个相交基准面上的曲线草图投影而成曲线；另一种是将草图曲线投影到模型面上得到曲线。8.3.2三维样条曲线的生成利用三维样条曲线可以生成任何形状的曲线。SolidWorks中三维样条曲线的生成方式十分丰富：用户既可以自定义样条曲线通过的点，也可以指定模型中的点作为样条曲线通过的点，还可以利用点坐标文件生成样条曲线。穿越自定义点的样条曲线经常应用在逆向工程的曲线产生。通常逆向工程是先有一个实体模型，由三维向量床CMM或以激光扫描仪取得点资料。每个点包含三个数值，分别代表它的空间坐标（X，Y，Z）。要自定义样条曲线通过的点，可如下操作：1、单击曲线工具栏上的通过XYZ点的曲线按钮，或选择［插入］|［曲线］|［通过XYZ点的曲线］命令。2、在弹出的［曲线文件］对话框，如图所示。中输入自由点的空间坐标，同时在图形区域中可以预览生成的样条曲线。3、当在最后一行的单元格中双击时，系统会自动增加一行。如果要在一行的上面再插入一个新的行，只要单击该行，然后单击［插入］按钮即可。4、如果要保存曲线文件，单击［保存］或［另存为］按钮，然后指定文件的名称（扩展名为.sldcrv）即可。5、单击［确定］按钮，即可生成三维样条曲线。要导入坐标文件以生成样条曲线，可如下操作：1、单击曲线工具栏上的通过XYZ点的曲线按钮，或选择［插入］|［曲线］|［通过XYZ点的曲线］命令。2、在弹出的［曲线文件］对话框中单击［浏览］按钮来查找坐标文件，然后单击［打开］按钮。3、坐标文件显示在［曲线文件］对话框中，同时在图形区域中可以预览曲线效果。4、可以根据需要编辑坐标直到满意为止。5、单击［确定］按钮，生成曲线。8.3.3组合曲线SolidWorks可以将多段相互连接的曲线或模型边线组合成为一条曲线。1、单击曲线工具栏上的组合曲线按钮，或选择［插入］|［曲线］|［组合曲线］命令。2、在图形区域中选择要组合的曲线、直线或模型边线（这些线段必须连续），则所选项目在［组合曲线］属性管理器中的［要连接的实体］栏中的显示框中显示出来，如图所示。3、单击按钮，生成组合曲线。8.3.4螺旋线和涡状线要生成一条螺旋线，可如下操作：1、单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制一个圆。此圆的直径控制螺旋线的直径。2、单击曲线工具栏上的螺旋线按钮，或选择［插入］|［曲线］|［螺旋线/涡状线］命令。3、在出现的［螺旋线/涡状线］属性管理器（图8-11）中的［定义方式］下拉列表框中选择一种螺旋线的定义方式。（1）［螺距和圈数］：指定螺距和圈数；（2）［高度和圈数］：指定螺旋线的总高度和圈数；（3）［高度和螺距］：指定螺旋线的总高度和螺距；4、根据步骤（3）中指定的螺旋线定义方式指定螺旋线的参数。5、如果要制作锥形螺旋线，则选择［锥形螺旋线］复选框并指定锥形角度以及锥度方向（向外扩张或向内扩张）。6、在［起始角度］微调框中指定第一圈的螺旋线的起始角度。7、如果选择［反向］复选框，则螺旋线将由原来的点向另一个方向延伸。8、单击［顺时针］或［逆时针］单选按钮，以决定螺旋线的旋转方向。9、单击按钮，生成螺旋线。要生成一条涡状线，可如下操作：1、单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制一个圆。此圆的直径作为起点处涡状线的直径。2、单击曲线工具栏上的螺旋线按钮，或选择［插入］|［曲线］|［螺旋线/涡状线］命令。3、在出现的［螺旋线/涡状线］属性管理器中的［定义方式］下拉列表框中选择［涡状线］，如图8-12所示。4、在对应的［螺距］微调框和［圈数］微调框中指定螺距和圈数。5、如果选择［反向］复选框，则生成一个内张的涡状线。6、在［起始角度］微调框中指定涡状线的起始位置。7、单击［顺时针］或［逆时针］单选按钮，以决定涡状线的旋转方向。8、单击按钮，生成涡状线。8.4曲面的生成方式SolidWorks2008可以使用下列方法生成多种类型的曲面：1、由草图拉伸、旋转、扫描或放样生成曲面。2、从现有的面或曲面等距生成曲面。3、从其他应用程序（如Pro/ENGINEER、MDT、Unigraphics、SolidEdge、AutodeskInventor等）导入曲面文件。4、由多个曲面组合而成曲面。曲面实体用来描述相连的零厚度的几何体，如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多个曲面实体。SolidWorks2008提供了专门的曲面工具栏，如图所示，来控制曲面的生成和修改。要打开或关闭曲面工具栏，只要选择［视图］|［工具栏］|［曲面］命令即可。8.4.1拉伸曲面要拉伸曲面，可如下操作：1、单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制曲面轮廓。2、单击曲面工具栏上的拉伸曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［拉伸曲面］命令。3、此时出现［面－拉伸］属性管理器。4、在［方向1］栏中的终止条件下拉列表框中选择拉伸的终止条件：（1）给定深度］：从草图的基准面拉伸特征到指定的距离平移处以生成特征（2）成形到一顶点］：从草图基准面拉伸特征到模型的一个顶点所在的平面以生成特征，这个平面平行于草图基准面且穿越指定的顶点。（3）成形到一面］：从草图的基准面拉伸特征到所选的曲面以生成特征。（4）到离指定面指定的距离］：从草图的基准面拉伸特征到距某面或曲面特定距离处以生成特征。（5）两侧对称］：从草图基准面向两个方向对称拉伸特征。5、在右面的图形区域中检查预览。单击反向按钮，可向另一个方向拉伸。6、在微调框中设置拉伸的深度。7、如有必要，选择［方向2］复选框，将拉伸应用到第二个方向。8、单击按钮，完成拉伸曲面的生成。8.4.2旋转曲面要旋转曲面，可如下操作：1、单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制曲面轮廓以及它将绕着旋转的中心线。2、单击曲面工具栏上的旋转曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［旋转曲面］命令。3、此时出现［曲面－旋转］属性管理器，同时在右面的图形区域中显示生成的旋转曲面，如图8-15所示。4、在［旋转类型］下拉列表框中选择。（1）［单一方向］：草图会向一个方向旋转指定的角度，如果想要向相反的方向旋转，请单击反向按钮。（2）［中面］：草图会以所在平面为中面分别向两个方向旋转相同的角度。（3）［两个方向］：草图会以所在平面为中面分别向两个方向5、旋转指定的角度，这两个角度可以分别指定。5、在微调框中指定旋转角度。6、单击按钮，生成旋转曲面。8.4.3扫描曲面要扫描生成曲面，可如下操作：1、根据需要建立基准面，并绘制扫描轮廓和扫描路径。如果需要沿引导线扫描曲面，还要绘制引导线。2、如果要沿引导线扫描曲面，需要在引导线与轮廓之间建立重合或穿透几何关系。3、单击曲面工具栏上的扫描曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［扫描］命令。4、在［曲面－扫描］属性管理器中，单击图标（最上面的）右侧的显示框，然后在图形区域中选择轮廓草图，则所选草图出现在该框中。5、单击图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择路径草图，则所选路径草图出现在该框中6、在［方向/扭转类型］下拉列表框中，选择以下选项：（1）［随路径变化］：草图轮廓随着路径的变化变换方向，其法线与路径相切。（2）［保持法向不变］：草图轮廓保持法线方向不变。（3）［随路径和第一条引导线变化］：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随第一条引导线变化。（4）［随第一条和第二条引导线变化］：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随第一条和第二条引导线同时变化。7、如果需要沿引导线扫描曲面，则激活［引导线］栏。然后在图形区域中选择引导线。8、单击按钮，生成扫描曲面。8.4.4放样曲面要放样曲面，可如下操作：1、在一个基准面上绘制放样的轮廓。2、建立另一个基准面，并在上面绘制另一个放样轮廓。这两个基准面不一定平行。3、如有必要还可以生成引导线来控制放样曲面的形状。4、单击曲面工具栏上的放样曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［放样曲面］命令。5、在［曲面－放样］属性管理器中，单击图标右侧的显示框，然后在图形区域中按顺序选择轮廓草图，则所选草图出现在该框中。在右面的图形区域中显示生成的放样曲面。6、单击上移按钮或下移按钮来改变轮廓的顺序。此项操作只针对两个轮廓以上的放样特征。7、如果要在放样的开始和结束处控制相切，则设置［起始处/结束处相切］选项。（1）［无］：不应用相切。（2）［垂直于轮廓］：放样在起始和终止处与轮廓的草图基准面垂直。（3）［方向向量］：放样与所选的边线或轴相切，或与所选基准面的法线相切。8、如果要使用引导线控制放样曲面，在［引导线］一栏中单击图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择引导线。9、单击按钮，完成放样。8.4.5等距曲面要生成等距曲面，可如下操作：1、单击曲面工具栏上的等距曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［等距曲面］命令。2、在［等距曲面］属性管理器中，单击图标右侧的显示框，然后在右面的图形区域选择要等距的模型面或生成的曲面。3、在［等距参数］栏中的微调框中指定等距面之间的距离。此时在右面的图形区域中显示等距曲面的效果。4、如果等距面的方向有误，单击反向按钮，反转等距方向。5、单击按钮，完成等距曲面的生成。8.4.6延展曲面要延展曲面，可如下操作：1、单击曲面工具栏上的延展曲面按钮，或选择［插入］|［曲面］|［延展曲面］命令。2、在［延展曲面］属性管理器中，单击图标右侧的显示框，然后在右面的图形区域中选择要延展的边线。3、单击［延展参数］栏中的第一个显示框，然后在图形区域中选择模型面作为与延展曲面方向，如图8-20所示。延展方向将平行于模型面。4、注意图形区域中的箭头方向（指示延展方向），如有错误，单击反向按钮。5、在图标右侧的微调框中指定曲面的宽度。6、如果希望曲面继续沿零件的切面延伸，请选择［沿切面延伸］复选框。7、单击按钮，完成曲面的延展。8.5曲面编辑8.5.1缝合曲面缝合曲面最为实用的场合就是在CAM系统中，建立三维曲面铣削刀具路径。由于缝合曲面可以将两个或多个曲面组合成一个，刀具路径容易最佳化，减少多余的提刀动作。要缝合的曲