扫掠曲面在catia曲面造型中的应用
11页1、扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用 1 / 11 扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用 谢龙汉 在曲面造型中,通常是首先进行线框造型得到一系列的线条,再进行曲面造型构建基本 曲面,最后还需要对这些基本曲面进行裁剪、圆角过渡等处理。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。 CATIA V5 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)。 在创成式曲面设计模块中,选择菜单【Insert(插入)】 【Surface(曲面)】 【 (扫掠曲面)】,出现如图 1 所示的【Swept Surface Definition(扫掠曲面定义)】对话 框中。 图 1 在对话框的上部“Profile ty
2、pe(轮廓类型)”中,给出了四种轮廓类型,分别是: 轮廓扫掠(Explicit Sweep),以明确的轮廓形状沿着指定的轨迹进行扫掠; 扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用 2 / 11 直纹面(Line Sweep),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(Circle Sweep),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(Conic Sweep),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。 1. 轮廓扫掠轮廓扫掠 轮廓扫掠(Explicit Sweep)就是根据一条截面线(Profile),沿着指定的一条或者两条 导引线(Guiding Curve)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
3、中可以进行选择。 具有参考曲面(With reference surface):需要选择一条截面线(Profile)、一条导引线 (Guiding Curve),在 Reference 选项页中,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。也可以不指定参考曲面,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。如图 2 所示,是以一条 圆弧曲线作为截面线, 以另一条曲线作为导引线, 没有指定参考曲面, 扫掠生成的曲面。 如图 3 所示,是在图 2 所选择曲线的基础上,再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,扫掠生成的曲面。设定一个角度之后,还可以选择所生 成的曲面与参考曲面之间的相对位置,实际上就是有 30 度、120 度、210 度、300 度四 种情况所对应的 4 个象限角(Angle Sector)。 图 2 图 3 角度的控制是一个很有用的方法。在对话框中单击(规则定义)按钮,在【Law Definition
4、(规则定义)】对话中设置一条规律曲线,如图 4 所示,是设置了一条线性关 扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用 3 / 11 系曲线,起始角度为 0 度,终止角度为 120 度。根据这个角度规则所生成的扫掠曲面如 图 5 所示。 图 4 扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用扫掠曲面在 CATIA 曲面造型中的应用 4 / 11 图 5 还可以进一步的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 两个实数 (Real) 变量,设定公式为“Y=10*sin(10*PI*X*1rad)”,如图 6 所示。根据这个公式所建立的扫 掠曲面如图 7 所示。 图 6 图 7 脊线(Spine)是曲面扫掠中控制曲面形状的一个有效工具。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 个截面都是垂直与脊线的,如图 8 所示。 扫掠曲面在 CATIA
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