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第5章曲面曲面基础点构造曲面通过曲线构造曲面曲面操作曲面编辑自由曲面形状5.1曲面基础5.1.1基本术语首先我们来熟悉一下在曲面构造过程中经常遇到的一些术语。自由曲面：由自由曲面形状特征创建的曲面即是“自由曲面”，自由曲面可由“点”“线”和“面”创建或延伸得到。片体：是一种UG术语，用于和“实体”对应，“片体”和“实体”都是由一个或多个表面组成的几何体，厚度为“0”的是片体，不为“0”的是“实体”。曲面：也是一种UG术语，一种泛称，“片体”和“自由曲面”都可以称为曲面，就像“点”和“线”一样，构造曲面的最终目的也是形成实体。U方向和V方向：U方向指曲面的行所在的方向；V方向指曲面列所在的方向。阶次：指描述曲面参数方程的次方数。5.1.2曲面构造技巧在曲面的构造过程中有很多方法和技巧，熟悉这些有利于设计工作的顺利进行。对于一般的简单曲面，可以一次完成曲面的建立。而对于相对复杂的曲面，首先应该通过曲线构造生成主要的或面积大的片体，然后再使用曲面的相应操作进行处理以得到完整的造型。构造曲面的曲线应尽可能的简单，以便后续的工作。构造曲面的曲线应尽可能的光顺连续。在建模时，应首先根据产品的外形要求，建立用于构造曲面的边界曲线，或者根据实际的测量数据生成点，然后根据点生成产品所需的曲面。5.1.3曲面命令曲面命令在建模中应用非常广泛。曲面命令主要包括“曲面”、“编辑曲面”和“自由曲面形状”工具条，其中“曲面”工具条主要用于曲面的构造，“编辑曲面”工具条用于曲面的编辑，而“自由曲面形状”工具条主要用于曲面的变形和美化处理等。5.2点构造曲面5.2.1“通过点”构造曲面1单击“曲线”工具条中的“点”按钮，打开“点”对话框添加曲面的控制点：L1（0.0，0.0，0.0）、（5.0，0.0，4.0）、（10.0，0.0，7.0）、（15.0，0.0，4.0）；L2（0.0，10.0，5.0）、（5.0，10.0，4.0）、（10.0，10.0，7.0）、（15.0，10.0，4.0）；L3（0.0，20.0，9.0）、（5.0，20.0，4.0）、（10.0，20.0，7.0）、（15.0，20.0，4.0）；L4（0.0，30.0，5.0）、（5.0，30.0，2.5）、（10.0，30.0，5.0）、（15.0，30，2.5）22单击“曲面”工具条中的“通过点”按钮，打开“通过点”对话框，在该对话框中将“行阶次”和“列阶次”改为“3”，然后单击“确定”按钮在打开的“过点”对话框中单击“全部成链”按钮3在弹出“指定点”对话框后分别单击步骤1中设定的每个链的第一个和最后一个点45选取曲面的控制点后弹出第二个“过点”对话框，单击“所有指定的点”按钮，完成曲面的生成5.2.2“从极点”构造曲面使用“从极点”方式创建曲面与“通过点”相似，不同之处在于使用“从极点”方式选取的点将成为曲面的控制极点，而且选取点（或创建点）的过程有些不同，其主要操作将在“点”对话框中完成，不能通过“链”或“框”的形式进行选取。在“曲线”工具条中单击“从极点”按钮，会弹出“从极点”对话框，此对话框与“通过点”对话框相同，这里不再讲述，设置好后单击“确定”按钮，将弹出点对话框。通过“点”对话框，可以在操作区中绘制点，也可以选取已有的点，注意选取一列后，需要在“点”对话框中单击“确定”按钮，然后在弹出的“指定点”对话框中单击“是”按钮，这样指定了所有列后，将弹出“从极点”对话框，然后单击“所有指定的行”按钮即可。指定列上的点，在“点”对话框中单击“确定”按钮，一列列的指定由极点构成的曲面5.2.3“从点云”构造曲面“从点云”构建曲面的方式主要是处理三坐标测量仪等设备扫描所得到的点数据。使用“从点云”方式创建曲面与上面所介绍的“通过点”和“从极点”不同，它的曲面控制点不是以链方式存在的，而是无规律排列的，下面看一下操作。与“通过点”和“从极点”方式创建曲面类似，“从点云”方式同样需先创建点，其所需点数跟“U向阶次”和“V向阶次”数有关，如“从点云”对话框中的“U向阶次”和“V向阶次”都是“3”，那么就需要“16”个控制点，即控制点数＝（U向阶次＋1）×（V向阶次＋1）。在“曲面”工具条中单击“从点云”按钮打开“从点云”对话框，选好控制点后（注意调整当前视图，令当前界面中需要显示大部分控制点），单击“确定”按钮即可生成曲面。用框的形式选中所有点5.3通过曲线构造曲面5.3.1“直纹”构造曲面1打开本书光盘提供的素材文件5-3-1-zwqx-sc.prt2单击“曲面”工具条中的“直纹”按钮，打开“直纹面”对话框3选择一条曲线（在此曲线的左边单击），曲线被选取后会显示曲线方向标志单击“直纹面”对话框中的“截面线串2”按钮，再选择另一条曲线（同样在曲线的左边单击，这样选择可确保选择的曲线方向一致），在“调整”下拉列表中选择“圆弧长”项，取消“保留形状”复选框的勾选，单击“直纹面”对话框的“确定”按钮完成直纹面的创建4两条曲线被选择后所显示的曲线方向是否相同（曲线在选取后的箭头指向），将影响所生成的曲面形状。同时通过“直纹”我们还可以利用一条曲线以及曲线外的一点来生成曲面，在选择时要注意先选择点然后再选择曲线1打开本书光盘提供的素材文件5-3-2-qxz-sc.prt2单击“曲面”工具条中的“通过曲面组”按钮，打开“通过曲线组”对话框5.3.2“通过曲线组”构造曲面3选择底面的直线，然后单击“通过曲线组”对话框中的“添加新设置”按钮，再在工作区中选择中间的一条圆弧曲线，其曲线方向要和底面直线的曲线方向一致4单击“通过曲线组”对话框中的“添加新设置”按钮，然后单击第三条曲线，同时要保持曲线方向一致，单击“确定”按钮生成曲面1打开本书光盘提供的素材文件5-3-3-slqx-sc.prt，单击“曲面”工具条中的“扫掠”按钮，打开“扫掠”对话框2在绘图区单击大的圆弧曲线，再在“截面”标签栏中单击“添加新设置”按钮，单击较小的圆弧曲线，在“引导线”标签栏中单击“选择曲线”按钮，单击绘图区的引导线最后单击“确定”按钮完成扫掠5.3.3“扫掠”构造曲面5.4上机实践——创建皮带轮1打开本书光盘的实例文件5-3-pdl-sc.prt，然后单击“曲面”工具条中的“扫掠”按钮，打开“扫掠”对话框2连续单击选择“皮带轮”的“横截面”曲线，然后单击“引导线”标签栏中的“选择曲线”按钮，在操作区中单击已经绘制好的“圆”3在“扫掠”对话框的“截面选项”标签栏的“对齐方法”选项卡中将“调整”下拉列表改为“参数”4在“设置”标签栏中勾选“保留形状”复选框，最后在“扫掠”对话框中单击“确定”按钮即可完成“皮带轮”的创建5.5曲面操作5.5.1延伸1打开本书光盘提供的素材文件5-4-1-qmys-sc.prt2单击“曲面”工具条中的“延伸”按钮，打开“延伸”对话框，单击“圆的”按钮，弹出“圆形延伸”对话框，单击“固定长度”按钮，打开“固定的延伸”对话框34在弹出的“相切延伸”对话框中，在“长度”文本框中输入要延伸的长度，这里我们输入“15”，单击“确定”按钮完成曲面的延伸单击要进行延伸的曲面，接着在曲面要进行延伸的边处单击5.5.2规律延伸1打开本书光盘提供的素材文件5-4-2-glysqm-sc.prt，然后单击“曲面”工具条中的“规律延伸”按钮，打开“规律延伸”对话框2选择曲面的一边作为基本曲线串，在打开的“规律延伸”对话框中单击“参考面”按钮单击曲面，单击“定义规律”按钮生成延伸面，拖动生成曲面旁的绿色箭头可调整曲面长度，拖动球体可调整曲面角度，这里将长度设为“25”，角度为“60”和“1200”，单击“确定”按钮完成曲面的规律延伸35.5.3偏置曲面1打开本书光盘提供的素材文件5-4-3-dbxqx-sc.prt，然后在“曲面”工具条中单击“偏置曲面”按钮，打开“偏置曲面”对话框2单击选择模型的外表面，然后在打开的“偏置曲面”对话框的“偏置1”文本框中输入偏置的数值，这里输入15mm，表示所选曲面往外偏置15mm，单击“确定”按钮完成曲面的复制在进行偏置时，主要有以下两种方式：一是，单击选择多个曲面并输入相应的偏置值，即可生成多个曲面的偏置曲面，不过这种方法各曲面的偏置值相同；二是，选择完一个曲面并设置好其偏置值后，在“偏置曲面”对话框中单击“添加新设置”按钮，然后再单击其他曲面并设置其偏置值，这种方法可以生成不同偏置值的曲面。5.5.4修剪的片体1打开本书光盘提供的素材文件5-4-4-qm-sc.prt，然后单击“曲面”工具条中的“修剪的片体”按钮，打开“修剪的片体”对话框2单击要修剪的片体，然后单击打开的“修剪的片体”对话框中的“选择对象”按钮，单击选择绘图区中的文字，单击“投影方向”标签栏，在“投影方向”下拉列表中选择“沿矢量”项，将矢量方向设为“-Y”方向，单击“确定”按钮5.5.5桥接曲面1打开本书光盘提供的素材文件5-4-5-qjqm-sc.prt，然后单击“曲面”工具条中的“桥接”按钮，打开“桥接”对话框2单击一曲面进行桥接的一端，然后单击另一曲面进行桥接的一端，这两端的桥接方向要保持一致，然后在“桥接”对话框中连着单击2次“确定”按钮即可完成曲面的桥接下面对“桥接”对话框中的按钮进行一下介绍。主面：单击该按钮，可以选择两个需要连接的曲面，在选择曲面后，系统将显示表示向量方向的箭头。选择曲面位置不同，所显示的箭头方向也不同，这些箭头控制桥接曲面产生的方向（此方向无法更改，如果选择错误，只能重新选择）。侧面：单击该按钮，可以选择一个或两个引导侧面，系统可以依据导引侧面的限制而产生桥接曲面的外形（此按钮可以不使用）。曲率：单击该按钮，桥接曲面与原曲面具有相同的曲率。相切：选择该单选按钮，桥接曲面与原表面相切切线。第一侧面线串：单击该按钮，可以选择曲线或边缘，用作桥接曲面的导引线，以决定连接薄体的外形（此按钮可以不使用）。第二侧面线串：单击该按钮，可以选择另一个曲线或边缘，与上一个按钮配合，作为曲面产生的导引线，以决定桥接曲面的外形。5.5.6圆角曲面1打开本书光盘提供的素材文件5-4-6-yjqm-sc.prt，单击“曲面”工具条中的“圆角曲面”按钮，弹出“圆角”对话框后，选择第一个面2选择第一个面后，系统将生成一个法线方向，并弹出“圆角”对话框，如果选择“是”既是接受系统的法线方向；选择“否”既是选择系统法线方向的反方向为新的法线方向3选择另外一个面，并选择“法线方向”，系统将要求选择脊线，选择后将弹出“圆角”选择创建对象对话框4选择要建构的对象，单击“…-是”按钮，会将此项设置为“…-否”，在该对话框中，至少需要设置一个选项为“是”，否则系统将停留在此对话框，定义完成后，单击“确定”按钮5在决定创建对象后，系统将显示“圆角”断面类型对话框，断面类型包括“圆的”和“二次曲线”两种，这里单击“圆的”按钮6在弹出“圆角”类型选择对话框中选择“恒定”按钮，表示创建的圆角类型为在整个脊线上圆角大小不变7系统将弹出“点”对话框，要求定义起点，这里单击脊线的一个端点在弹出的“圆角”输入半径对话框中将半径设为6mm，单击“确定”按钮，弹出确认起点对话框，单击“是”按钮8系统将再次弹出“点”对话框要求选择终点，选择脊线的另一个端点在弹出的对话框中进行确认，然后系统将根据设置的倒角值进行倒角910S形圆角线性圆角在“圆角”类型选择对话框中，“恒定”是指所生成的圆角在整个脊线上圆角的大小不变；“线性”是指圆角大小以线性变化；S形是指以S形的曲率定义圆角外形，系统将以S形连接圆角的起点和终点；“一般”用于重复设置圆角半径，在起始点和终点之间多次定义圆角半径值5.6上机实践——制作酒瓶1打开本书光盘提供的素材文件5-5-jpqx-sc.prt2单击“曲面”工具条中的“通过曲线组”按钮，打开“通过曲线组”对话框，单击X-Y基准平面内的圆弧，再在“通过曲线组”对话框中单击“添加新设置”按钮，在同一侧单击第2条圆弧曲线，单击“确定”按钮生成曲面3单击“曲面”工具条中的“规律延伸”按钮，打开“规律延伸”对话框4单击第2条