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solidworks教程资料:
第2部分  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。lidWorks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、Unigraphics、SolidEdge、Autobesklnventor等)导入曲面文件。
    ●  由多个曲面组合而成曲面。
 关键词
    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。
 
课程讲解
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。
 
课时区间2:拉伸曲面
    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‘组闭环边线边界的平面区域。操作步骤如下:
Step 01生成一个非相交、单一轮廓的闭环草图。
Step 02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所示的属性而板。
Step 03在【平面区域】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。
Step 04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。
Step 05单击【确定】按钮即可生成平而区域,如图4-51所示。
 
4-52
 
课时区间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:
Step 01单击草图绘制按钮,打开一个草图并绘制曲面轮廓。
Step 02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。
Step 03弹出如图4-52所示的【曲面.拉伸】属性面板。
Step 04【从】选项区:不同的【开始条件】对应不同的属性面板,如图4-53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:选择一个面拉伸曲线【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‘町以输入等距值。
Step 05在【方向l】选项的终止条件下拉列表框选择拉伸终止条件,如图4-53所示。拉伸样式如图4-54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 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。
    ●  拉伸曲线拉伸方向: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绘制曲面
 
Step 06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l。
Step 07单击【确定】按钮,完成拉伸操作
 
培训师提醒
    用户可将曲面直接输入进SolidWorks模型中,受支持的文件格式为Parasolid、IGES、ACIS、VRML以及VDAFS。
 
课时区间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:
Step 01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。
Step 02单击【曲面】工具栏中的放置曲面【放置曲面】按钮,或选择【插入】【曲面】【旋转曲面】命令。
Step 03在属性管理器窗口弹出【曲面一旋转】属性面板,如图4-55所示。同时在图形区域中显示生成的旋转曲面,如图4-56所示。
 
图4-55  【曲面.旋转】属性而板    图4-56生成的旋转曲面
 
    ①选择一特征旋转所绕的轴轴。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【旋转类型】属性面板中,其选项含义如下。
    ●  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,请单击反向按钮。
    ●  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。在等距距离要等距中设定等距。
    ●  【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。
Step 04单击确定【确定】按钮,生成旋转曲面。注意另外选择的草图既可以是交义,也可以是非交叉的,如图4-57所示。
 
培训师提醒
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。
 
课时区间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:
Step 01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。
Step 02单击【草图】选项卡中的样条曲线【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。
Step 03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。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。
Step 04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4-57所示。
    ①【轮廓和路径】选项区,各选项含义如下。
    ●轮廓轮廓:设定用来牛成扫描的草图轮廓,曲面扫描轮廓可为开环或闭环。
    ●路径路径: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4-58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4-57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【上移】或下移【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【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:没有应用相切。
    ●  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:表示没应用相切。
    ●  路径相切:表示垂直于结束点路径生成扫描。
 
图4-58  【曲面一扫描】属性面板
Step 05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4-59所示。
 
图4-59  【扫描曲面】的生成
 
培训师提醒
    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。
 
课时区间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。
 1.  【曲面·放样】属性设置:
(1)轮廓【轮廓】选项区如图4-60 (a)所示。
●  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。
●  上移上移:调整轮廓草图的顺序,使其上移。
●  下移下移: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4-60 (b)和图4-60 (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。
●  引导线引导线:选择引导线以控制放样曲面。
● 上移上移:调整引导线的顺序,选择引导线,使其上移。
下移 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。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4-60 (d)所示。
●  中心线中心线: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,其值可通过侈动滑杆调整。
●  显示截面显示截面:显示放样截面。
(5)【草图工具】选项区如图4-60 (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4-60 (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
●  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4-60  【曲面.放样】属性面板
    2.生成放样曲面的操作步骤
Step 01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,这个根据要求
设置是否平行。
Step 02如果有必要,可以生成引导线来控制放样曲面的形状,如图4-61 (a)所示。
Step 03单击放样曲面【放样曲面】按钮,在属性管理器窗口弹出【曲面一放样】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【上移】或上移【下移】按钮来调整。
Step 04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。
Step 05单击确定【确定】按钮,放样曲面就完成了,如图4-61 (c)所示。
 
培训师提醒
  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。
 
 
    图4-61  曲面放样效果
 
培训师注意
 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。
  
课时区间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:
Step 01单击【曲面】工具栏中的,要等距【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4-62所示的【等距曲面】属性面板。
Step 02单击要等距【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犁面或曲面。
Step 03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。
Step 04如果等距面的方向有误,单击型反向【反向】按钮,反转等距方向。
Step 05单击确定【确定】按钮。完成等距曲面的生成,如图4-63所示。
 
图4-62  属性面板    图4-63  生成等距曲面
 
课时区间7:延展曲面
    延伸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相等的延伸整个曲面。
    延伸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。延伸曲面有下面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:
Step 01单击【曲面】工具栏中的延展曲面【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4-64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【选项】按钮,弹出菜单,如图4-65所示,单击自定义,弹出设置框,单击【曲面】将延展曲面【延展曲面】拖到【曲面】工具栏中即可。
Step 02【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。
●  反向反向:单击后沿相反方向延展曲面。
● 要延展的边线 要延展的边线:在图形区域选择要延展的边线。
●  延展曲面延展距离: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。
Step 03设置完参数后,单击确定【确定】按钮,【延展曲面】操作完成,如图4-66所示。
 
图4-64  【延展曲面】属性面板    图4-65添加延展曲面图标  图4-66  曲面的延展
课程任务—一曲面造型
目标
    完成课堂任务后,读者将会掌握各种曲面造型的方法和技巧,会根据不同的外观形状进
行造型。
 
假定背景
    为了巩固前面学习的曲面造型方法,本次课堂任务将以花盆设计和典型案例,来讲解综合运用曲面造型工具设计零件。
任务:花盆的设计
Step 01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【新建】按钮,创建一个新的零件文件。
Step 02在左【FeatureManager设计树】中用鼠标选择【上视基准面】,如图4-67所示,然后单击绘制草图【绘制草图】按钮,进入绘制草图状态。
Step 03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【直线】按钮,绘制两条直线,如图4-68所示。
Step 04旋转曲面。单击【曲面】工具栏中旋转曲面【旋转曲面】按钮,此时弹出如图4-69所示的属性面板,单击【确定】按钮即花盆主体的生成,如图4-70所示。
 
图4-67进入绘制草图状态    图4-68绘制草图    图4-69属性面板
Step 05单击【曲面】工具栏中【延展曲面】按钮,弹出如图4-71所示的属性设置对话框。【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4-72所示。
 
70 71 72
 
Step 06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4-73所示的【缝合曲面】属性面板,缝合后的效果如图4-74所示。
Step 07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4-75所示,单击【确定】按钮完成圆角处理,生成的花盆如图4-76所示。
 
图4-73  属性面板    图4-74缝合后的效果  图4-75  属性面板    图4-76生成的花盆
 
任务总结
成功完成本次任务后,读者将:
●  学会利用曲面【旋转】命令来绘制曲面。
●  学会利用【曲面】选项卡中的【延展曲面】来生成曲面。
●  掌握如何创建圆角特征。


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