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SolidWorks2014曲面造型

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4.2曲面造型
    曲面是一种可以用来生成实体特征的几何体，一个零件中可以有多个曲面实体。在
SolidWorks中，【曲面】工具栏既可以用于生成曲面，也可以用于对曲面进行编辑。要打
开或关闭【曲面】工具栏，用鼠标右键在工具栏空白处单击，弹出一个快捷菜单，选中曲面
就可以打开或关闭【曲面】工具栏。SolidWorks提供了多种方式来生成曲面，主要有以下
几种。
  · 从一组闭环边线插入一个平面，该闭环边线位于草图或者基准面上。
  · 由草图拉伸、旋转、扫描或放样生成曲面。
  · 从现有的面或曲面等距生成曲面。
  · 从其他应用程序（如Pro／ENGINEER、UG、SolidEdge、Autodesk Inventor
    等）导入曲面文件。
  · 由多个曲面组合而成曲面。
    在SolidWorks中使用曲面的方式如下。
  · 选择曲面边线和顶点作为扫描的引导线和路径。
  · 通过加厚曲面生成实体或切除特征。
  · 使用【成形到一面】或【到离指定面指定的距离】作为终止条件，拉伸实体
    或切除实体。
  · 通过加厚已经缝合成实体的曲面生成实体特征。
  · 用曲面作为替换面。
    在SolidWorks中还可以对曲面进行修剪，可以用实体修剪．也可以用另一个复杂的曲
面进行修剪，此外还可以将两个曲面或一个曲面和一个实体进行弯曲操作。
4.2.1平面区域
    生成平面区域可以通过草图中生成有边界的平面区域，也可以在零件中生成有一组闭环
边线边界的平面区域。操作步骤如下。
    1．生成一个非相交、单一轮廓的闭环草图。
    2．单击【曲面】工具栏中的

【平面区域】按钮，或选择【插入】【曲面】
【平面区域】命令，会弹出如图4-52左图所示的属性面板。
3．在PropertyManager设计树中，选择

【边界实体】，并在图形区域中选择草
图或在特征管理器窗口选择。
4．如果要在零件中生成平面区域，则选择

【边界实体】，然后在图形区域中
选择零件上的一组闭环边线。注意：所选边线必须位于同一基准面上。
5．单击【确定】按钮即可生成平面区域，如图4-52右图所示。
图4-52属性面板和平面区域

4.2.2拉伸曲面
    拉伸曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，区别在于曲线拉伸操作的草图对象
可以封闭也可以不封闭，生成的是曲面而不是实体。
    要拉伸曲面，可以采用下面的操作。
    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】工具栏中的

【拉伸曲面】按钮，或选择【插入】【曲面】
    【拉伸曲面】命令。
    3．  弹出如图4-53所示的【曲面．拉伸】属性面板。
    4．  【从】选项区：不同的【开始条件】对应不同的属性面板，如图4-54所示。
    ·  草图基准面：选择草图基准面作为开始拉伸条件。
    ·  曲面／面／基准面：选择一个面（曲面／面／基准面）作为拉伸曲面的开始条件。
    ·  顶点：选择一个顶点作为拉伸曲面的开始条件。
    ·  等距：从与当前草图基准面等距的基准面上开始拉伸曲面，在数值框中可以
    输入等距值。
    5．  在【方向1】选项的终止条件下拉列表框选择拉伸终止条件，如图4-55所
    示。拉伸样式如图4-56所示。
    ·  给定深度：从草图基准面拉伸特征到指定距离形成拉伸曲面。
    ·  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，这个
    平面平行草图基准面且穿越指定的顶点。
    ·  成形到一面：从草图的基准面拉伸特征到指定的面或者基准面。
    ·  到离指定面指定的距离：从草图基准面拉伸特征到离指定面的指定距离处生
    成拉伸曲面。
    ·  成形到实体：从草图基准面拉伸特征到指定实体处。
    ·  两侧对称：以指定的距离拉伸曲面，并且拉伸的曲面关于草图基准面对称。
    ·

反向：可以改变曲面拉伸的方向。单击按钮后，其拉伸方向不断变换。
·

拉伸方向：选择方向以垂直于草图轮廓的方向拉伸草图。
·

深度：设置曲面拉伸的深度。
· 拔模开关

拔模开／关：设置拔模角度，主要用于制造工艺的考虑。

图4-53 【曲面一拉伸】属性面板图4-54 【从】选项区图4-55 【方向1】选项

6．如果有必要，可以勾选【方向2】复选框，将拉伸应用到第二个方向，方向2
    的设置方法同方向1。
7．单击【确定】按钮，完成拉伸操作。
提示：用户可将曲面直接输入进SolidWorks模型中，受支持的文件格式有Parasolid、IGES、ACIS、VRML 以及VDAFS。

4.2.3旋转曲面
    旋转曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，可以采用如下操作。
1．  单击草图绘制按钮，打开一个草图并绘制曲面轮廓及它将绕着旋转的中心
    线。
2．  单击【曲面】工具栏中

【放置曲面】按钮，或选择【插入】【曲面】
    【旋转曲面】命令。
3．  在属性管理器窗口弹出【曲面一旋转】属性面板，如图4-57所示。同时在图形
    区域中显示生成的旋转曲面，如图4-58所示。
图4-57 【曲面．旋转】属性面板图4-58 生成的旋转曲面

(1)选择一特征旋转所绕的轴

。根据所生成的旋转特征的类型，此旋转轴可能
为中心线、直线或一边线。
(2)在

【旋转类型】下拉列表中，各选项含义如下。
· 给定深度：从草图以单一方向生成旋转。会向正方向旋转指定的角度，如果
想要向相反的方向旋转，则单击反向按钮。
· 成形到一顶点：从草图基准面生成旋转到指定顶点。
· 成形到一面：从草图基准面生成旋转到指定曲面。
· 到离指定面指定的距离：从草图基准面生成旋转到指定曲面的指定等距。在
等距距离

中设定等距。
· 【两侧对称】：从草图基准面以顺时针和逆时针方向生成旋转。
(3)在

微调框中指定旋转角度。
4. 单击

【确定】按钮，生成旋转曲面。注意，选择的草图既可以是交叉，也可以是非交叉的，如图4-59所示。

图4-59生成旋转曲面

提示：生成旋转曲面时，绘制的样条曲线可以和中心线交叉，但是不能穿越。
4.2.4扫描曲面
    扫描曲面是通过轮廓和路径的方式生成曲面，其方法同扫描特征的生成方法十分类似，
也可以通过引导线扫描，在扫描曲面中最重要的一点，就是引导线的端点必须贯穿轮廓图
元。通常必须产生以下几种几何关系，强迫引导线贯穿轮廓曲线。扫描曲面的操作步骤如
下。
    1．  新建一个文件，在此可选择前视基准面绘制草图。如果需要沿引导线扫描曲
    面，还要绘制引导线。
    2．  单击【草图】选项卡中的【样条曲线】按钮，在图形区域绘制一段样条曲
    线，作为扫描曲面的轮廓，退出草图绘制状态。
    3．  选择右视基准面作为草图绘制基准面，再绘制一段样条曲线，作为扫描曲面
    的路径，退出草图绘制状态。沿引导线扫描曲面，引导线的端点必须贯穿其
    轮廓。通常需要引导线与轮廓之间建立重合或穿透几何关系，使引导线贯穿
    轮廓曲线。
    4．  单击【曲面】工具栏中的扫描曲线

【扫描曲面】按钮，弹出【曲面-扫描】属性面
    板，如图4-60所示。
    (1)  【轮廓和路径】选项区，各选项含义如下。
    ．

仑廓：设定用来生成扫描的草图轮廓，曲面扫描轮廓可为开环或闭环。
．

路径：设定轮廓扫描的路径。路径可以是开环或闭环，可以是草图中一组
    绘制的曲线或边线。路径的起点必须位于轮廓的基准面上。
    (2)  【选项】选项区各选项含义如下。
    a．【方向／扭转控制】选项如图4-60所示。
    · 随路径变化：选择该选项可以使截面与路径的角度始终保持不变。
    · 保持法向不变：选择该选项可以使截面总是与起始截面保持平行。
    · 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较
    长的一条引导线变化。
    · 随第一和第二引导线变化：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。
    b．【路径对齐类型】选项如图4-60所示。
    · 无：没有应用相切，保持垂直于轮廓又对齐轮廓，不进行纠正。
    · 最小扭转：阻止轮廓在随路径变化时自我相交，仅相对于三维路径。
    · 方向向量：以方向向量所选择的方向对齐轮廓。
    · 所有面：当路径包括相邻面时，使扫描轮廓在几何关系可能的情况下与相邻
    面相切。
    c．【合并切面】：复选框：如果扫描截面具有相切的线段，选择此选项可使所产生的扫
描中相应曲面保持相切。保持相切的面可以是基准面、圆柱面或锥面。其他相邻的面被合
并，截面被近似处理。草图圆弧可能转换为样条曲线。
d．【显示预览】复选框：勾选此复选框，显示扫描的预览。
(3) 引导线：在图形区域选择引导线，所选择的引导线出现在后面的选择框中。

【上移】或

【下移】按钮：单击这两个选项以改变使用引导线的顺序。

【显示截面】按钮：单击该按钮，然后单击箭头来根据截面数量查看并修正轮廓。
(4) 【起始处／结束处相切】选项区中各选项含义如下。
a．【起始处相切类型】选项如下。
· 无：没应用相切。
· 路径相切：扫描在起始处和终止处与路径相切。
b．【结束处相切类型】选项如下。
· 无：没应用相切。
· 路径相切：表示垂直于结束点路径生成扫描。

图4-60 【曲面-扫描】属性面板

5．设置好各个选项参数后，单击【确定】按钮即完成扫描操作，如图4-61所
示。

图4-61扫描曲面的生成

提示：在生成扫描曲面时，如果使用引导线，那么引导线与轮廓之间必须建立重合或者穿透的几何关系，否则无法生成曲面。
4.2.5放样曲面
    放样曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，是通过曲线之间进行过渡而生成曲面的方法。放样曲面主要由放样的轮廓曲线组成，如果有必要可以使用引导线。
    一、  【曲面-放样】属性设置
    (1)【轮廓】选项区如图4-62 (a)所示。
    · 吕轮廓：设置放样曲面的草图轮廓，可以在图形区域或在特征管理器设计树
    中选择草图轮廓。
    ·

上移：调整轮廓草图的顺序，使其上移。
·

下移：调整轮廓草图的顺序，使其下移。
    (2)【起始／结束约束】选项区如图4-62 (b)和图4-62(c)所示。
    · 无：不应用相切约束，即曲率为零。
    · 方向向量：根据方向向量所选实体而应用相切约束。
    · 垂直于轮廓：应用垂直于开始或者结束轮廓的相切约束。
    (3)

【引导线】选项区如图4-60 (d)所示。
    · 引导线：选择引导线以控制放样曲面。
    · 上移：调整引导线的顺序，选择引导线，使其上移。
    · 下移：调整引导线的顺序，选择引导线，使其下移。
    · 引导线相切类型：控制放样与引导线相遇处的相切。
    无：不应用相切约束。
    垂直于轮廓：垂直于引导线的基准面应用相切约束。
    方向向量：为方向向量所选实体应用相切约束。
    与面相切：在引导线路径上的相邻面之间添加边侧相切。
    (4)

【中心线参数】选项区如图4-62 (d)所示。
    · 中心线：使用中心线引导放样形状，可以和引导线是同一直线。
    · 截面数：在轮廓之间添加截面，其值可通过移动滑杆调整。
    · 显示截面：显示放样截面。
    (5)【草图工具】选项区如图4-62 (e)所示。
    主要用于3D草图的轮廓中定义放样截面和引导线。
    · 拖动草图：单击后激活草图拖动模式。
    ·

撤销：撤销先前操作回到先前状态。
    (6)【选项】选项区如图4-62 (e)所示。
    · 合并切面：若勾选此复选框，如果对应的线段相切，则生成的放样中的曲面
    保持相切。
    · 闭合放样：若勾选此复选框，沿放样方向生成闭合实体，自动连接最后一个
    和第一个草图。
    · 显示预览：若勾选此复选框，显示放样的上色预览，否则只显示路径和引导
    线。

图4-62 【曲面-放样】属性面板

二、生成放样曲面的操作步骤
1．建立基准面，并在上面绘制放样轮廓。注意基准面不一定平行，根据要求设
置是否平行。
2．如果有必要，可以生成引导线来控制放样曲面的形状，如图4-63 (a)所示。
3．单击放样曲线

【放样曲面】按钮，在属性管理器窗口弹出【曲面．放样】属性面板，
    单击【轮廓】按钮，按顺序选择轮廓草图。若预览生成曲面不正确，可能
    是由于选取草图的顺序有误，可以通过单击【上移】或【下移】按钮来
    调整。
4．如果采用引导线来控制放样曲面，可单击【引导线】，然后在图形区域选择
    引导线。
5. 单击【确定】按钮，放样曲面就完成了，如图4-63 (c)所示。

图4-63 曲面放样效果

提示：生成放样曲面时，基准面不一定必须平行，在操作过程中可通过引导线来控制放样曲面的形状。
4.2.6等距曲面
等距曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，对于已经存在的曲面都可以生成等距曲面。
生成等距曲面，可以采用下面的操作。
1．单击【曲面】工具栏中的【等距曲面】按钮，或选择【插入】【曲面】【等距曲面】命令。此时弹出如图4·64所示的【等距曲面】属性面板。
2．单击【要等距的曲面或面】图标右侧的显示框，然后在右侧的图形区域选择要等距的模型面或曲面。
3．在【等距参数】栏中的微调框中指定等距曲面之间的距离，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【确定】按钮，完成等距曲面的生成，如图4-65所示。
图4-64属性面板图4-65 生成等距曲面

4.2.7延展曲面
延展曲面是指通过选择面的一条或多条边线来延伸曲面，或者选择整个面用于在其所有边线上相等地延伸整个曲面。
延展曲面在拆模时最常用。当零件进行模塑，产生凸凹模之前，必须先生成模块与分模面，延展曲面就用来生成分模面。延展曲面有下面4种方法。
· 按照给定的距离值延伸曲面。
· 延伸曲面到给定的曲面或模型表面。
· 延伸曲面到给定模型的顶点。
· 通过延伸相切曲线延伸曲面。
延展曲面，采用下面的操作步骤。
  1．  单击【曲面】工具栏中【延展曲面】按钮或选择【插入】【曲面】
    【延展曲面】命令，此时会弹出如图4-66所示的【延展曲面】属性面板。如
    果【曲面】工具栏中没有该图标，可以单击【选项】按钮，弹出菜单，如
    图4-67所示，单击自定义，弹出设置框，单击【曲面】将【延展曲面】拖
    到【曲面】工具栏中即可。
  2．  【延展曲面】参数设置框选项如下。
· 延展方向参考：在图形区域选择模型面或者基准面作为延展方向曲面方向，
    其方向将平行于模型面。
· 反向：单击后沿相反方向延展曲面。
· 要延展的边线：在图形区域选择要延展的边线。
· 延展距离：通过微调框来设定延展曲面的宽度。
· 【沿切面延伸】：若勾选该复选框，曲面继续沿零件的切面延伸。
  3．设置完参数后，单击【确定】按钮，【延展曲面】操作完成，如图4-68所
可。

图4-66 【延展曲面】属性面板图4-67添加延展曲面图标

4.2.8实例——曲面造型

开始文件：无
结果文件：实例\Ch04\花盆．SLDPRT

    为了巩固前面学习的曲面造型方法，本小节将以花盆设计为例，来讲解综合运用曲面造
型工具设计零件的方法。
1．新建文件。选择【文件】【新建】命令，或者单击标准工具栏中的【新建】按钮，创建一个新的零件文件。
2.  在FeatureManager设计树中用鼠标选择【上视基准面】，然后单击【绘制草图】按钮，如图4-69所示，进入绘制草图状态。
3．绘制草图。绘制一条通过原点的竖直中心线，然后单击【草图】选项卡中的【直线】按钮，绘制两条直线，如图4-70所示。
4．旋转曲面。单击【曲面】工具栏中的【旋转曲面】按钮，此时弹出如图4-71所示的属性面板，单击【确定】按钮，花盆主体生成，如图4-72所示。
图4-69进入绘制草图状态图4-70绘制草图图4-71  属性面板
5．单击【曲面】工具栏中的【延展曲面】按钮，弹出如图4-73所示的属性面板。【延展方向】选择【上视基准面】，【要延展的边线】选择【曲线1】，此时可观察预览生成图样，如果生成的图形不正确，可以更改选择的对角及延展的方向。单击【确定】按钮生成延展曲面，如图4-74所示。
6．
图4-72生成的花盆主体图4-73属性面板图4-74通过延展曲面生成的曲面

6．缝合曲面。单击【曲面】工具栏中的【缝合曲面】按钮，此时弹出如图4-
75所示的【缝合曲面】属性面板，缝合后的效果如图4-76所示。
7．进行圆角处理。单击【曲面】选项卡中的【圆角】按钮，弹出【圆角】属
性面板，如图4-77所示，单击【确定】按钮完成圆角处理，生成的花盆如
图4-78所示。

图4-75属性面板图4-76缝合后的效果图4-77属性面板图4-78 生成的花盆