《曲面特征设计》PPT课件.ppt

第7章曲面特征设计,本章讲述Pro/ENGINEERWildfire曲面建模的基本概念和一般方法，包括怎样通过草绘或参照已有几何建立新曲面、修改已有曲面或面组定义以及如何利用曲面进行实体建模，通过对本章的学习，读者能够基本掌握Pro/ENGINEERWildfire中强大而灵活的曲面建模功能。,7.1面组,Pro/ENGINEER中与面组有关的基本概念包括曲面（Surface）、实体（Solid）、面组（Quilt）、曲面特征（Surfacefeature），前三个概念属于几何元素范畴，后一概念属于特征范畴。,7.1.1面组相关概念,一个曲面（Surface）几何体由同一数学方程描述其形状，由位于该面上的边（Edge）来限制其范围，曲面是构成零件实体或面组的基本单元，Pro/ENGINEER零件模型中的曲面必定属于零件实体或某个面组，不能单独存在。实体（Solid）几何体是由若干曲面几何体相连接围成的封闭体积并定义为其中“灌满”材料，一个零件模型中只有一个实体几何体，仅仅由若干个曲面相连接形成的封闭体积并不一定就是实体，也可能是封闭的面组，必须由用户指定建立实体特征方能建立实体几何体。,面组（Quilt）几何体顾名思义是将若干曲面几何体（只有一个曲面亦可）组合在一起形成的集合，组成面组的各个曲面之间可以相连接（连接时两个曲面共用一条边），亦可间断，但不能相交叉。面组定义包括面组含有哪些曲面、这些曲面的形状和边界定义、曲面间如何连接等，面组各组成曲面具有统一的正反面定义并可令其反向。,7.1.2面组、曲面的显示,在线框、隐藏线、无隐藏线显示模式下，位于面组各组成面之间的连接（共享）边（InnerEdge）和面组的轮廓“边”（SilhouetteEdge）将以紫色（老版本为洋红色）显示，面组边界（QuiltOuterEdge/QuiltBoundary），即各组成面上不属于连接边的其他所有边链将以洋红色（老版本为淡黄色）显示，零件实体边则以白色显示，所谓轮廓“边”是指在某个角度下观察时的模型外形轮廓，并非真地存在一条边，如图7-1所示。,图8-1零件实体、面组、曲面、边的示例,8.2创建曲面特征,如同建立实体特征一样，用户可以直接建立拉伸、旋转、扫描、混合、可变剖面扫描、扫描混合、螺旋扫描等形式的曲面特征及相应形状的面组，创建步骤和方法与实体基本一样，创建曲面时，剖面可以是开放面，而实体一般是闭合面。相关创建方法参照相应的章节。直接创建曲面特征命令可以从主菜单【插入】下拉菜单选取相应的命令，也可单击相应的特征工具按钮。,8.2.1直接创建曲面特征,可以通过复制、镜像、偏移、填充等命令参照已有的几何创建曲面特征，镜像操作方法参考第6章。,8.2.2参照已有的几何创建曲面特征,该功能将选中的已创建好的曲面或实体面准确地在原位置复制出来组成新面组，复制面与被复制的“源”面形状、位置、边界大小相同并保持关联，当“源”面定义改变时，复制面定义随之变化。,1复制曲面特征,建立步骤：首先选中若干面单击【复制】工具按钮单击【粘贴】工具按钮，激活复制曲面特征功能系统弹出复制特征操作栏继续选取需复制的曲面单击【选项】文字按钮，选择所需的复制特性并进行相应操作单击【属性】按钮输入特征名称单击按钮生成特征。,复制曲面特征选曲面时只能从一个零件实体或一个面组上进行，同一特征中用户可建立若干个曲面的选择组，各选择组可使用不同的选面方式，共有五种：（1）【单个曲面】方式（2）【环曲面】方式（3）【种子和边界曲面】方式（4）【面组】方式（5）【实体曲面】方式,该特征由选中的面作偏距得到新面组，偏移面与被偏距的“源”面之间处处距离相等，相当于用一个直径为偏距值的球在“源”面上滚动形成的包络面，二者定义保持关联,如图8-13所示。,2偏移曲面特征,图8-13偏移曲面,建立步骤：首先选中一个实体面或属于面组的面，或者整个面组，单击按钮或从下拉菜单中选【编辑】【偏移】命令，系统弹出偏移特征操作栏，在偏移类型框中选择单击按钮或在图形区单击偏距箭头令特征反向输入偏距值或拖动偏距控制柄单击【控制】按钮排除面组中不作偏距的面或选择偏距特性单击【属性】按钮输入特征名称单击按钮生成特征。,该特征是在平面上草绘边界图形而成，仅含单个平面，它可具有多个边界环（面片）。建立步骤：从下拉菜单中选【编辑】【填充】命令，系统弹出填充特征操作栏在特征操作栏中单击【参照】【定义】选取草绘平面【草绘】进入草图环境绘制封闭的草图实体链结束草图返回特征操作栏单击【属性】按钮输入特征名称单击按钮生成特征。,3填充特征,8.3修改曲面特征,基于面组定义，用户可通过增加/删除组成面、改变组成面的边界形状等方式来修改面组，相应特征类型有曲面裁剪（Trim）、曲面延伸（Extend）、曲面合并（Merge）等。,8.3.1裁剪曲面,在对面组进行裁剪时，可使用多种裁剪“刀具”，比如与被裁剪面相交的基准平面或面组，位于被裁剪面上的基准线，也可以像切割实体一样用拉伸/旋转等形状裁剪面组。,1拉伸面裁剪特征,建立步骤：与建立拉伸曲面特征的过程相仿，请参考教材。,1拉伸面裁剪特征,该特征使用由草图实体拉伸出的“体积”或“面”裁剪面组，见图8-18示例，草图中允许绘制多个封闭实体链，开放实体链只能有一个，开放链和封闭链不能混用，开放实体链的两端必须超出被裁剪面组的边界。当绘制开放链时，该链的一侧为切割范围，当绘制封闭链时，所有封闭链围成的区域或其以外区域为切割范围，相应示例如图7-19图7-20所示。,图7-18拉伸面裁剪示例,图7-19草绘开放链裁剪示例图7-20草绘封闭链裁剪示例,图7-21加厚草绘裁剪示例,2旋转面裁剪特征,其建立过程与拉伸面裁剪特征基本相同，草图绘制略有区别，另需确定切割包角.,3修剪特征,该特征使用与被裁剪面相交的基准平面/面组或位于被裁剪面上的基准线来切割面组。选用基准平面裁剪时，基准平面必须与被裁面相交以分割面组；选用面组裁剪时，面组须与被裁面相交且超出被裁面组的边界以分割面组，若未超出边界，则只能使用【选项】滑出面板中的【】功能建立“薄壳”切割；选用基准线裁剪时，基准线需位于被裁面组上且不得超出被裁面组边界，当基准线端点落在面组边界上，面组正好被分割开，当基准线端点在面组边界以内，系统由端点向面组边界补出一段以完全分割面组，图7-24图7-26分别表示上述几种情况。,图7-24面组修剪示例,图7-25面组薄修剪示例图7-26基准线修剪示例,7.3.2合并曲面,该特征将相交或相连的两个面组进行合并操作，合并时一个面组的内容将被并入到另一个面组中。面组合并是将次面组溶入主面组中，合并后主面组仍存在于模型中（名称不变）并保留其原有全部或部分组成面，而次面组将不复存在，其全部或部分组成面定义被加入主面组中。合并过程中系统将计算主次面组的相交情况，若一面组被另一面组分割为两部分，系统要求用户选择该面组将被保留下的部分，若一面组的边界落在另一面组上，则该面组内容被全部保留，所有被保留的面或面的局部都将出现在（合并特征建立后的）主面组中，图7-30所示是面组合并示例。,图7-30面组合并示例,7.3.3延伸面组,该特征将面组边界的部分段或全部进行外延或内缩（裁剪）从而改变面组组成面的边界定义或向面组中添加新组成面。,边链(延伸边界)的选法有下列四种。（1）【依次】方式（2）【相切】方式（3）【边界】方式（4）面边界方式：,面组延伸部分的形状可有下列几种类型，用图7-32示例表示各类型间的差异。（1）【相同】类型（2）【切线】类型（3）【至平面】类型,图7-32面组延伸示例,图7-34【延伸侧边】示例,图7-35【垂直于边界】,7.4利用曲面建立实体特征,建立面组的一个主要目的就是利用其建立实体特征，比如由封闭面组生成实体体积或由面组生成实体薄壳，用面组生成的体积从现有实体上切除材料等。由面组建立实体特征后，形成实体形状的面组组成面将加入实体定义，而面组则被“耗尽”并从模型中消失。,7.4.1加厚面组,该特征由面组作其偏距面，并在二者边界之间用侧面连接，从而围成一薄壳形状体积，再以其为基础生长或切除材料。,图7-37加厚面组示例,7.4.2实体化面组,该特征利用封闭面组或与实体相交形成封闭体积的面组进行生长或切除材料。,图7-40实体化面组示例,7.4.3面组替换实体面,该特征使用一个面组替换一个零件实体面，原实体面消失，面组组成面转化为新的实体面，系统延伸/裁剪原实体面的各相邻侧面，使之与面组相交，从而围成封闭体积，填充面组与原实体面之间的空隙或切除多余材料。,图7-42面组替换实体面示例1,图7-43面组替换实体面示例2,7.5高级曲面特征,7.5.1边界混合曲面边界混合曲面是用边界线围成的曲面，它可以在一个或两个方向上创建边界混合曲面的特征，并且可以在每个方向上选定的第一个和最后一个图元来定义曲面的边界。添加更多的参照图元（如控制点和边界条件）能够使用户更完整地定义曲面形状。,单击【插入】【边界混合】，出现如图7-44所示边界混合用户界面。单击【曲线】文字按钮，对应的是两个方向的曲线收集器，如图7-45所示。,图7-44边界混合用户界面,图7-45两个方向的曲线收集器,选取参照图元的规则如下,（1）曲线、零件边、基准点、曲线或边的端点可作为参照图元使用。（2）在每个方向上，都必须按连续的顺序选择参照图元。（3）对于在两个方向上定义的混合曲面来说，其外部边界必须形成一个封闭的环。（4）如果要使用连续边或一条以上的基准曲线作为边界，可按住Shift键来选取曲线链。（5）为混合而选的曲线不能包含相同的图元数。（6）当指定曲线或边来定义混合曲面形状时，系统会记住参照图元选取的顺序，并给每条链分配一个适当的号码。,图7-49设置边界条件的混合示例,图7-50设置控制点的混合示例,图7-51添加影响曲线的混合示例,以边界混合创建曲面范例,范例1范例2范例3,7.5.2边界混合曲面实例操作,这里通过三个典型的实例操作来熟悉边界混合操作的流程，以及设置边界条件、设置控制点等约束条件。,7.6课后练习,1打开模型7_ex1，完成如图7-77（b）所示的曲面模型结果。,图7-77,2打开模型7_ex2，完成如图7-77（b）所示的曲面模型结果。,图7-78,