sweep扫掠功能

NUAA南航XiangHuang2016/10/25扫掠曲面就是一种重要的曲面类型，在曲面造型中具有相当广泛的应用。扫掠曲面是以若干线条为截面线(可以看作是纬线)，以另外若干条线条为导引线(可以看作是经线)，截面线沿着导引线移动，形成了一张曲面。扫掠曲面CATIA的扫掠功能是非常丰富的，也是极具特色的一个指令。该指令包含了四大轮廓扫掠类型。其中四大轮廓类型里涵盖了21种扫掠子类型，它们都是基于轮廓沿引导曲线作扫掠运动。CATIAV5所提供的扫掠曲面(Sweep)功能，不但可以构建传统的扫掠曲面类型轮廓扫掠(具有截面线和导引线)，还可以只根据导引线构建直纹面(截面线为直线)、圆弧曲面(截面线为圆弧)、圆锥曲面(截面线为圆锥曲线)。NUAA南航XiangHuang2016/10/25“Profiletype(轮廓类型)”中，给出了四种轮廓类型：轮廓扫掠(Explicit)，以明确的轮廓形状沿着指定的轨迹进行扫掠；直纹面(LineSweep)，系统自动以直线作为轮廓形状，只需要指定导引线及相关的边界条件，也就是将直线沿着导引线为轨迹进行扫掠，形成直纹面；圆弧曲面(CircleSweep)，系统自动在指定的若干条导引线及边界条件上构建圆弧截面，而不需要额外指定轮廓线；圆锥曲面(ConicSweep)，这种曲面的构建与圆弧曲面有些类似，只是圆锥曲面所需要的边界条件比较多。NUAA南航XiangHuang2016/10/251．轮廓扫掠轮廓扫掠(ExplicitSweep)就是根据一条截面线(Profile)，沿着指定的一条或者两条导引线(GuidingCurve)进行扫掠，从而形成一张扫掠曲面。这种扫掠曲面的形状主要取决于截面线和导引线的形状、相对位置(特别是角度)。轮廓扫掠这种曲面构建类型需要指定三个边界条件，从而也延伸出三种构建方式，这三种方式在Subtype(子类型)下拉框中可以进行选择。Sweep_ExplicitProfile.CATPartSweep_Explicit.CATPartsweep_user_positioned_profile_B.CATPartSweep_linear02.CATPartsweep_linear_tangency-surf.CATPartSweep_linear01.CATPartsweep_reference-surf.CATPartSweep_Relimiter.CATPartsweep_smooth.CATPartsweep_spine.CATPartsweep_spine_A.CATPartsweep_spine_B.CATPartsweep_user_positioned_profile_A.CATPartNUAA南航XiangHuang2016/10/25(1)按照参考曲面(Withreferencesurface)进行扫描需要选择一条截面线(Profile)、一条导引线(GuidingCurve)，在Reference选项中，可以选择一个导引线所在的曲面填入“Surface(曲面)”输入栏中，这样可以设置截面线在扫掠过程中保持与支持面成一定的角度，该角度可以在Angle(角度)“输入栏中设置。如不指定参考曲面，那么将以导引线的中间平面作为参考平面，从而计算扫掠的角度。右图是以一条圆弧曲线作为截面线，以另一条曲线作为导引线，在没有指定参考曲面的情况下扫掠生成的曲面。左图是在右图所选择曲线的基础上，在指定导引线所在的曲面作为参考曲面，并且设置旋转的角度为30度的情况下扫掠生成的曲面。设定个角度之后，还可以选择所生成的曲面与参考曲面之间的相对位置，实际上有30、120、210、300度。四种情况所对应的4个象限角(AngleSector)。NUAA南航XiangHuang2016/10/25角度的控制是一个很有用的方法。在【LawDefinition(规则定义)】对话中设置一条规律曲线，如图所示，这是设置了一条线性关系曲线，起始角度为0度，终止角度为120。NUAA南航XiangHuang2016/10/25还可以进一步地应用角度控制的优势，建立形状更加复杂的曲面形状。首先应用公式功能定义一个角度控制的公式，例如这里可以增加两个变量X、Y，设定公式为“Y=l0*sin(10*PI*X*1rad)”。NUAA南航XiangHuang2016/10/25脊线(Spine)是曲面扫掠中控制曲面形状的一个工具。脊线类似与人体的脊椎，在扫掠过程中起到对齐的作用。默认情况下的脊线是第一条导引线。实际上，在扫掠过程中，系统是计算移动过程中每个截面的形状和位置的，指定脊线后，扫描曲面的每一个截面都是垂直于脊线的。NUAA南航XiangHuang2016/10/25(2)以两条导引线进行扫掠(WithtwoguideCurves)，可以通过选择一条截面线，并选择两条导引线。系统要求截面线与两条导引线都相交，并且需要对截面线进行定位(Anchoring)。定位的类型(Anchoringtype)有两种：”Twopoints”和“PointandDirection”。“Twopoint”需要分别选择第一条导引线上的一点填入“Anchorpoint1”(第一条导引线定位点)中，选择第二条导引线上的点填入“Anchorpoint2”(第二条导引线定位点)中。对于“Pointanddirection”类型，要求选择第一条导引线上的一点填入“Anchorpoint1”中，选择一个方向作为定位方向。定位实际上是确定了截面线扫掠过程中的对齐和确定位置。NUAA南航XiangHuang2016/10/25(3)指定运动方向(Withpullingdirection)只需要指定一条截面线和一条导引线，并且指定一个所谓的运动方向，“改运动方向”实际上就是确定了截面线在扫掠过程中始终与该方向保持初始的角度(或者说是相对位置)。如图所示，是以一条直线作为指定的运动方向所生成的扫掠曲面。TheWithpullingDirectionsubtypeisequivalenttotheWithreferencesurfacesubtypewithareferenceplanenormaltothepullingdirection.NUAA南航XiangHuang2016/10/25Sweep1.CATPartExplicit/Withreferencesurface/planarprofile(circle)/guidecurve(DemoGuide1).Explicit/Withtwoguidecurves/Profile(DemoProfile2)/Guidecurve(DemoGuide1)/Guidecurve(DemoGuide2).NUAA南航XiangHuang2016/10/25Explicit/Withpullingdirection/Profile(DemoProfile2)/Guidecurve(DemoGuide2)/Direction(zxplane)NUAA南航XiangHuang2016/10/252．直纹面直纹面就是以直线作为截面线(轮廓)沿着指定的导引线或者设定的边界条件进行扫掠生成扫掠曲面。所谓的直线并不是用户指定的，而是系统通过指定的导引线或者边界条件计算出来的。直纹面可以看作是直线的扩展。建立一条直线，可以由两点、由一点和方向、由曲线的切向等方式所确定。与此类似，直纹面提供了多种子类型：(1)两条导引线(Twolimits)：提供两条导引线，系统自动计算生成直纹面，这种类型类似于由两点确定一条直线，两条导引线相对于两条直线。实际上，如果从一个截面上来看，两条导引线的端点就是直纹面的截面线直线的两个端点。如图所示，NUAA南航XiangHuang2016/10/2512直线形Swept曲面:TwoLimits3选两条导引线缺省是导引线1.中选则:Twolimits类型长度1长度2导引线1导引线2NUAA南航XiangHuang2016/10/25(2)导引线和中间线(Limitandmiddle)：与两条导引线的类型相似，同样是选择两条线条，只不过其中的一条线条是直纹面的中间线，相当于线段的中点。(3)参考曲面(Withreferencesurface)：选择一条曲线作为导引线，以及选择曲线所在的曲面作为参考曲面，设置直纹面与参考曲面的角度，以及直纹面的拉伸长度，如图所示。这种类型相当于通过点，并与条参考曲线成一定的角度建立一条直线。NUAA南航XiangHuang2016/10/2512直线形Swept曲面:使用参考面3选导引线和参考面，输入角度和长度选:Withreferencesurface扫掠面和参考面之间的角度Length2Length1Guidecurve1参考面角度NUAA南航XiangHuang2016/10/25(4)参考曲线(Withreferencecurve)：需要选择一条曲线作为导引线，并选择一条曲线作为参考线，设置一个角度和长度生成直纹面。这种直纹面的生成类型是在一个截面(或者称为截平面，即垂直于脊线的一个平面，如果没有选择脊线，那么第一条导引线就是默认的脊线)上，导引线和参考曲线端点所连成的直线作为参考直线，在截面上，建立一条与参考直线成指定角度的直线，这就是直纹面的直线截面线。NUAA南航XiangHuang2016/10/25(5)相切曲面(WithtangencySurface)：选择一条直线作为导引线，选择一个曲面作为相切曲面。这种直纹面的生成原理是，在截面上，通过一点(导引线)作一条曲线(截面与相切曲面之间的交线)的切线，通常具有多个解，如图所示。NUAA南航XiangHuang2016/10/2512与面相切3选导引线和参考面选:Withtangencysurface参考面导引线1NUAA南航XiangHuang2016/10/25(6)拔模方向(Withdraftdirection)：选择一条曲线作为导引线，并选择一个方向(可以是直线或者平面)作为拔模方向，设置拔模角度生成一张直纹面。其生成原理是：导引线实际是也充当了脊线，在截面内，建立一条与拔模方向成指定角度的直线，这就是直线截面线，沿着导引线扫掠就形成了直纹面，如图所示。Sweep6.CATPartNUAA南航XiangHuang2016/10/2512选类型Draft3定义guidecurve和draft方向:4选draft计算模式:NUAA南航XiangHuang2016/10/255定义角度:角度恒定不同片段角度不同不同点角度不同NUAA南航XiangHuang2016/10/256边界定义:Implicit0:在guidecurve限制内长度:到平面或曲面:从guidecurve的极值开始计算长度:ExtremumontheguidecurveinthedraftdirectionNUAA南航XiangHuang2016/10/25Fromcurve:thesweptsurfacestartsfromthecurveStandard:thelengthiscomputedinsweepingplanes(defining0issimilaraschoosingFromcurve)From/Upto:thelengthiscomputedbyintersectingaplaneorasurface;apointcanbeselected:aplaneparalleltothedraftplanewouldbecomputedFromextremum:thelengthsaredefinedalongthedraftdirectionfromanextremumplane;L1correspondstothemaximumplaneinthedraftdirection,L2correspondstotheminimumplaneinthedraftdirectionAlongs