第6章++曲面建模

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1、第6章曲面建模UG曲面建模技术是体现CAD/CAM软件建模能力的重要标志，直接采用前面章节的方法就能够完成设计的产品是有限的，大多数实际产品的设计都离不开曲面建模。曲面建模用于构造用标准建模方法无法创建的复杂形状，它既能生成曲面（在UG中称为片体，即零厚度实体），也能生成实体。本章主要介绍曲面模型建立和编辑。6.1曲面建模概述曲面是指空间具有两个自由度的点构成的轨迹。同实体模型一样，都是模型主体的重要组成部分，但又不同于实体特征。区别在于曲面有大小但没有质量，在特征的生成过程中，不影响模型的特征参数。曲面建模广泛应用设计飞机、汽车、电机及其他工业造型设计过程，用户利用它可以方便的设计产品上的复

2、杂曲面形状。UGNX6曲面建模的建模方法繁多，功能强大，使用方便。全面掌握和正确合理使用是用好该模块的关键。曲面的基础是曲线，构造曲线要避免重叠、交叉和断点等缺陷。曲面建模的应用范围包括以下四个方面。构造用标准方法无法创建的形状和特征。修剪一个实体而获得一个特殊的特征形状。将封闭曲面缝合成一个实体。对线框模型蒙皮。6.1.1常用概念UG曲面建模，一般来讲，首先通过曲线构造方法生成主要或大面积曲面，然后进行曲面的过渡和连接，光顺处理，曲面的编辑等方法完成整体造型。在使用过程经常会遇到以下一些常用概念。行与列：行定义了曲面的U方向，列是大致垂直于曲面行方向的纵向曲线方向（V方向）。曲面的阶次：阶次

3、是一个数学概念，是定义曲面的三次多项式方程的最高次数。建议用户尽可能采用三次曲面，阶层过高会使系统计算量过大，产生意外结果，在数据交换时容易使数据丢失。公差：一些自由形状曲面建立时采用近似方法，需要使用距离公差和角度公差。分别反映近似曲面和理论曲面所允许距离误差和面法向角度允许误差。截面线：是指控制曲面U方向的方位和尺寸变化的曲线组。可以是多条或者是单条曲线。其不必光顺，而且每条截面线内的曲线数量可以不同，一般不超过150条。引导线：用于控制曲线的V方向的方位和尺寸。可以是样条曲线、实体边缘和面的边缘，可以是单条曲线，也可以是多条曲线。其最多可选择3条，并且需要G1连续。6.1.2曲面建模的基

4、本原则曲面建模不同于实体建模，其不是完全参数化的特征。在曲面建模时，需要注意以下几个基本原则。创建曲面的边界曲线尽可能简单。一般情况下，曲线阶次不大于3。当需要曲率连续时，可以考虑使用五阶曲线。用于创建曲面的边界曲线要保持光滑连续，避免产生尖角、交叉和重叠。另外在进行创建曲面时，需要对所利用的曲线进行曲率分析，曲率半径尽可能大，否则会造成加工困难和形状复杂。避免创建非参数化曲面特征。曲面要尽量简洁，面尽量做大。对不需要的部分要进行裁剪。曲面的张数要尽量少。根据不同部件的形状特点，合理使用各种曲面特征创建方法。尽量采用实体修剪，再采用挖空方法创建薄壳零件。曲面特征之间的圆角过渡尽可能在实体上进行

5、操作。曲面的曲率半径和内圆角半径不能太小，要略大于标准刀具的半径，否则容易造成加工困难。6.13曲面建模的一般过程一般来说，创建曲面都是从曲线开始的。可以通过点创建曲线来创建曲面，也可以通过抽取或使用视图区已有的特征边缘线创建曲面。其一般的创建过程如下所示。（1）首先创建曲线。可以用测量得到的云点创建曲线，也可以从光栅图像中勾勒出用户所需曲线。（2）根据创建的曲线，利用过曲线、直纹、过曲线网格、扫掠等选项，创建产品的主要或者大面积的曲面。（3）利用桥接面、二次截面、软倒圆、N-边曲面选项，对前面创建的曲面进行过渡接连、编辑或者光顺处理。最终得到完整的产品模型。6.2创建曲面在UGNX6中，可以

6、通过多种方法创建曲面。可以利用点创建曲面，也可以利用曲线创建曲面，还可以利用曲面创建曲面。由点创建曲面是指利用导入的点数据创建曲线、曲面的过程。可以通过“通过点”方式来创建曲面，也可以通过“从极点”、“从云点”等方式来完成曲面建模。由以上几种创建曲面方式创建的曲面与点数据之间不存在关联性，是非参数化的。即当创建点编辑后，曲面不会产生关联性变化。另外，由于其创建的曲面光顺行比较差，一般在曲面建模中，此类方法很少使用，限于篇幅，此处不再详细介绍。此处仅对由曲线和曲面创建曲面的各种方法进行介绍。6.2.1创建直纹面直纹面是指利用两条截面线串生成曲面或实体。截面线串可以由单个或多个对象组成，每个对象可

7、以是曲线、实体边界或实体表面等几何体。创建直纹面，单击“曲面”工具栏中的“直纹面”按钮，打开“直纹面”对话框，如图6.1所示。在“对齐”下拉列表框中，系统提供了2种对齐方式，下面分别进行介绍。参数：用于将截面线串要通过的点以相等的参数间隔隔开。目的是让每个曲线的整个长度完全被等分，此时创建的曲面在等分的间隔点处对齐。若整个截面线上包含直线，则用等弧长的方式间隔点。若包含曲线，则用等角度的方式间隔点