CATIA实用教程-第7章曲面设计(三)课件.ppt

1、 对话框各项的含义如下：（1）First Curve：输入第一曲线。（2）First Support：输入第一条曲线的支撑面，它包含第一曲线。（3）Second Curve：输入第二曲线。（4）Second Support：输入第二条曲线的支撑面，它包含第二曲线。（5）Basic页First Continuity：选择第一曲线和支撑面的连续性，包括Point（点连续）、Tangent（切线连续）和Curvature（曲率连续）三种形式。Trim First Support：单击此按钮，用混合曲面剪切支撑面。First Tangent Borders：选择混合曲面和支撑面是否连续、在何处相切连续

2、，可以选择Both Extremities（在第一曲线的两个端点）、None（不相切、Start Extremity Only（起点相切和End Extremity Only（终点相切）。第二曲线选项的含义和第一曲线选项相同。张度Tension、闭合点Closing Points以及耦合Coupling控制页请参考放样曲面类似的选项。在对话框的First Curve、First Support、Second Curve、Second Support域分别输入两条截面线和两个支撑曲面，确定后生成混合曲面，如图7-66所示。7.4 曲面编辑和修改 有关曲面编辑和修改的图标，见图7-67所示【Ope

3、rations】工具栏及其下级工具栏。图7-67【Operations】工具栏及其下级工具栏 7.4.1 合并 该功能是将两个以上曲面或曲线合并成一个曲面或曲线。单击该图标，弹出图7-70所示对话框，分别在“Elements To Join”输入框中输入需要合并的曲线或曲面，确定后可合并成一个曲线或曲面。对话框中各项含义如下：（1）Elements To Join：输入要合并的元素。（2）Check connexity：检查输入元素的连接性，如果合并元素不是连接的，检查后产生错误警告。（3）Merging distance：输入距离阈值，在Check connexity检查中使用，小于阈值的间

4、隙忽略，认为连续。图7-70 曲面合并对话框 7.4.2 修复 该功能是填充曲面间的间隙，在曲面连接检查后或曲面合并后存在微小缝隙的情况下使用。单击该图标，弹出图7-71所示对话框。对话框中各项意义如下：（1）Elements To Heal：输入要修复的元素。（2）Parameters页中：（3）Continuity：选择连续性的类型，可以选择Point（点连续）或Tangent（相切连续）。（4）Merging distance：输入距离阈值，小于阈值的间隙被修复。（5）Distance objective：输入距离目标值，修复结果一般小于此值。（6）Tangency angle：输入角度

5、阈值，小于阈值的切线不连续被修复。（7）Tangency objective：输入角度目标值，修复结果一般小于此值。此项和上面选项只在相切连续时才起作用。7.4.3 平滑曲线 图标 的功能是光顺曲线，去掉曲线上的间隙，减小曲线的切线和曲率不连续性，从而提高曲线的质量。单击该图标，弹出图7-72所示对话框。对话框中各项意义如下：（1）Curve to smooth：选择要平滑的曲线。（2）Parameters选项卡：设置参数。Tangency threshol：输入切线角度变化的阀值，小于阀值进行光顺，大于阀值改善光顺性。Curvature threshold：输入曲率变化阀值，小于此值进行光顺

6、，大于阀值改善光顺性。Maximum deviation：输入光顺前后曲线偏离最大允许值。（3）Visualization选项卡设置显示状态。Shown solution(s)：选择显示的内容，可以单击All按钮，显示所有光顺结果。Not corrected按钮，只显示没有光顺成功的位置。None按钮，不显示结果。Display information interactively：若此切换开关为打开状态，交互式显示结果,显示光标处的光顺结果。Display information sequentially：若此切换开关为打开状态，用前后键顺序只显示一个结果。图7-72曲线光顺对话框 （4）Su

7、pport Surface：输入指定的支撑曲面，光顺后的曲线保证在此曲面上。图7-73是一条曲线光顺结果的显示信息，左上第一点相切连续性改善，第二点光顺成点连续，第三四点曲率连续性没有得到光顺。图7-73曲线光顺实例 7.4.4 分解 该功能是分解线框或曲面。此功能是合并的逆操作，把合并的结果拆成合并前的元素,拆成的结果有All Cells（拆成最小单位）和Domains Only（部分拆开）两个方式。7.4.5 分割 该功能是分割（Split）曲线或曲面。可分为曲线被点、曲线或曲面分割。曲面被曲线或曲面分割。分割对话框见图7-74，输入的选项有：（1）Element to cut：输入被分割

8、对象。（2）Cutting elements：选择分割的元素，可以是多个元素。（3）Remove/replace：去掉或替换分割元素。（4）Other Side：单击此按钮，切换保留部分。（5）Support：选择基础面，基础面用来影响被切割曲线的保留结果，见图7-76。（6）Keep both sides：单击此按钮，可以把分割的两部分均保留。（7）Intersections computation：单击此按钮，可以计算出分割和被分割元素的公共部分。图7-74用线去切曲面对话框和实例 当Cutting elements切割元素没有贯穿整个被切曲面时，那末工具曲线将在两端沿切线外延伸，进行切割

9、,如图7-75所示。图7-75 用线去切曲面实例-曲线延伸至曲面边界 没有选择Support 面 选择了被切元素所在平面为Support图7-76 分割实例-选择Support 面的区别 7.4.6 剪切 图标 的功能是在两个元素之间进行切割（Trim），如图7-77所示。对话框中选项说明如下：（1）Element 1：此域用来输入剪切的第一个元素。（2）Element 2：此域用来输入剪切的第二个元素。（3）Other side of e.ement 1：切换第一元素保留的部分。（4）Other side of e.ement 2：切换第二元素保留的部分。图7-77两曲面剪切对话框和实例 7

10、.4.7恢复 图标 的功能是分割和剪切的逆操作，即恢复到分割和剪切操作前的状态。7.4.8 提取曲面边界 图标 的功能是提取曲面的边界。单击该图标，弹出图7-78所示对话框，其中选项意义为：图 7-78 提取边界曲线对话框 （1）Propagation type：控制边界延伸的类型，可以选择Complete Boundary（完整边界）、Point Continuity（点连续）、Tangent Continuity（相切连续）和No Propagation（无延伸）四种。见图7-79所示。Point Continuity点连续 Complete Boundary完整边界Tangent Con

11、tinuity 相切连续 No Propagation无延伸图 7-79 提取边界曲线连续性四种情况（2）Surface edge：选择曲面的边界线。（3）Limit 1：选择边界上一点作为提取结果的界限，可不选。（4）Limit 2：选择边界上另一点作为结果边界的界限，可不选。7.4.9 提取元素 该功能是从多个元素中提取出一个或几个元素。可以提取点、线、面等类型元素。例如从形体抽出表面、从多个曲面中抽出单个曲面、从曲线上提取端点等。单击该图标，弹出图7-80所示对话框。Propagation type域用于选择延续的方式。可以选择Point Continuity（点连续，只要边界相连，则向

12、下延续）、Tangent Continuity（相切连续，只有相切，才向下延续）、No Propagation（无延续性）三种。图7-80是从形体中提取曲线棱边并选择点连续的实例。图7-80从形体提取棱边 7.4.10 倒两曲面的圆角 该功能是倒两曲面的圆角。单击该图标，弹出图7-81所示对话框。对话框各项的含义如下：图7-81曲面倒圆角对话框 （1）Support 1：第一个曲面或平面。（2）Trim support 1：控制是否剪切第一曲面。（3）Support 2：选择第二个曲面或平面。（4）Trim support 2：控制是否剪切第二曲面。（5）Radius：输入连接圆弧面的半径。（

13、6）Extremities：选择圆弧面的过度方式。可以选择Smooth（平滑过度）、Straight（直线过度）、Maximum（最大状态过度）和Minimum（最小状态过度），见图7-82。Smooth平滑过度Straight直线过度 Maximum最大状态过度Minimum最小状态过度图7-82圆角过度的类型 7.4.11 倒棱边的圆角该功能是倒棱边的圆角。单击该图标，选择曲面或曲面上的棱边，弹出图7-83所示对话框，对话框各项的含义如下：（1）Support：自动输入了预选棱边的曲面。（2）Extremities：与上节所述相同。（3）Radius：连接圆弧半径。（4）Object(s)

14、to fillet：选择倒成圆弧面棱边。（5）Propagation：选择棱边的延续特性。可以选择Tanqency（相切连续）、Minimal（只倒选中的棱边）。（6）Trim support：控制是否剪切基础曲面。图图7-83将棱边倒圆角的对话框将棱边倒圆角的对话框 7.4.12 变半径倒圆角 该功能是变半径倒圆角。单击该图标，选择曲面的棱边，弹出图7-84所示对话框。该对话框比图7-83所示将棱边倒圆角的对话框多出以下两项：（1）Points：控制倒角半径的位置，先单击Points输入框，再在棱边上某处按左键，棱边上产生点和半径值，双击半径值可以修改它的数值。（2）Variation：控制

15、半径变化的规律，可以选择Cubic（呈立方曲线变化）和Linear（呈线性变化）。图图7-84 7.4.13 平移、旋转、对称、缩放、变形和阵列 平移 、旋转 、对称 、缩放 、变形 和阵列 的操作与三维形体的操作基本相同，详见第四章。缩放 和变形 的不同之处是：前者XYZ方向的比例系数相同，后者XYZ方向的比例系数可以不同。7.4.14 反向 该功能是反向（Invert Orientation）操作。有些命令允许通过反向操作改变生成的结果，例如调用等距命令生成等距面时，改变等距方向可以在原曲面的另一侧生成等距面。选择菜单【Insert】【Operations】【Invert Orientat

16、ion】调用进行反向操作。7.5 曲线、曲面分析功能简介 有关曲线、曲面分析功能的工具栏见图7-85。图7-85【Analysis】工具栏7.5.1连接分析 该功能是对两个相邻的曲面进行连接特性的分析。有以下分析种类：（1）距离分析distance(mm)。（2）切线连续分析tangency(以角度差表示deg)。（3）曲率连续分析Curvature(以比率表示%)。分析的结果用颜色图谱形式显示出来，例如可以用不同的颜色表示不同的距离，也可以用梳状线显示。还提供了快速分析的功能，通过给定距离、角度或曲率的阀值，分析结果只显示大于阀值的位置。若切线分析结果和曲率分析结果均大于阀值，则只显示切线结

17、果。图7-86所示为两曲面连接性分析，梳状线显示分析结果。图7-86两曲面连接性分析-连接距离梳状线显示 7.5.2 拔模角度分析 该功能是拔模角度分析。拔模角度分析用于模具设计中，确定曲面的拔模特性。在NC加工中，找出是否有负拔模角，可以确定是否用5轴加工。在铸造毛坯设计中也经常用到拔模分析。用罗盘指定拔模方向，选择分析曲面，单击该图标，即可进入拔模分析。其中的On the fly 功能可以使用鼠标放在曲面上，显示出拔模方向、法线方向及其角度值，如图7-87所示。注意，显示模式要选择 ，才能显示出效果。图7-87 曲面拔模角度分 7.5.3曲线曲率分析 该功能是曲线曲率分析。此功能可以分析曲

18、线或者曲面边界的曲率和曲率半径分布。分析结果可以用梳状线显示出来，见图7-88。图7-88曲线曲率分析 7.5.4 曲面曲率分析 该功能是曲面曲率分析，主要用于高质量的曲面设计，利用此功能可以找到曲率突变点，见图7-89。图7-89曲面曲率分析（颜色代表曲率大小）7.6 曲线曲面设计工具和混合设计7.6.1 选择开放形体 在特征树上，除了基本的X、Y、Z三个平面外，其余的数据存放在形体（Body）和开放形体（OpenBody）中。非用来构造形体的平面、曲面、曲线等都属于开放形体。如果一个作业中包含多个开放形体，可以通过工具栏实现它们之间的切换。如图7-90所示，工具图标的选择框中有所有的Ope

19、nBody项，可以从中选择目标。图7-90通过【Tools】工具栏选择Openbody 7.6.2 填加材质 材料特征也可以应用于曲面。单击应用材料图标 ，出现材质对话框，选择要加材料的特征，再单击确定或应用按钮，表面将附着材 质。注 意 显 示 模 式 要 选 择 A p p l i e d Customized View 方式，才能显示出材质效果。7.6.3 曲面和形体的混合设计 通常，一个模型中同时包含形体和曲面两部分内容，这时涉及到曲面和形体的混合设计。它包括两个方面：（1）从曲面到形体设计 在形体设计模块中 Split 、Thick Surface 、Sew、Close surfac

20、e 四个功能提供了由曲面生成形体的操作，详细内容可以参考第四章零件的三维建模。（2）从形体到曲面 从形体到曲面的操作必须在曲面设计模块完成，而不能在形体设计模块完成。一般地，形体边界被曲面模块认为是普通曲线，形体表面被曲面模块认为是普通曲面。因此可以利用形体边界和表面作为生成曲线曲面的输入元素。例如，下面的功能完全可以选择形体表面和棱边作为输入元素。Offset ：选形体表面生成等距面。Fill ：选形体边界填充曲面。Join ：选形体边界合并成一条曲线,或形体表面合并成一个曲面。Blend ：选形体表面作为混合的基础面。Extract ：选形体表面或棱边提取。通常，可以利用Extract 命

21、令，把形体的表面和棱边提取出来，变成曲线和曲面元素，在对其进行修改编辑操作，可以当作一般的曲线曲面特征来使用。7.7曲面设计实例例7-1设计图7-91所示电话筒。图7-91电话筒表面 1入曲面设计模块。选择菜单【File】【New】,选择【Part】类型，生成新形体文件。选择菜单【Start】【Shape】【Generative Shape Design】，进入曲面设计模块。2绘制草图1。单击草图图标 ，再选择YZ平面，进入草图设计模块，绘制一段圆弧，半径为500，包角30度，中点在原点，如图7-92所示。图7-92在YZ平面绘制草图1 3生成拉伸面1。单击拉伸图标 ，拉伸草图1，双向拉伸,l

22、im1=lim2=45mm,单击OK按钮，得到拉伸面1，见图7-93。图7-93 生成拉伸曲面1 4单击草图图标 ，选择ZX平面，进入草图设计模块，绘制草图2，见图7-94。图7-94 在ZX平面上绘制草图2 5单击投影图标 ，选择草图2和拉伸曲面，将草图2投影到拉伸曲面1上，见图7-95。单击OK按钮，得到投影线1。图7-95将草图2投影到拉伸曲面1上 6单击剪切图标 ，选择拉伸曲面1和投影线1，用投影线1裁掉拉伸曲面的外部，如图7-96所示。单击OK按钮，投影线1剪掉了拉伸曲面1的外部。图7-96用投影线1剪掉拉伸曲面1的外部 7单击拉伸图标 ，拉伸上面的投影线Project.1，方向为Y

23、轴，拉伸长度为lim1=8mm,单击OK按钮，得到拉伸面2，见图7-97。图7-97 得到拉伸曲面2 8单击合并图标 ，选择拉伸面1和拉伸面2,将二者合并起来，见图7-98。图7-98 合并剪裁曲面和拉伸曲面 9单击倒棱边圆角图标，选择顶部的两个尖角，输入圆角半径20mm,见图7-99。图7-99 倒两棱边的圆角 10单击倒棱边圆角图标 ，选择顶面的棱边，输入圆角半径3mm,见图9-100。图7-100 倒顶面棱边的圆角 11单击提取边界图标 ，选择曲面的任意边界，提取曲面的整个边界，见图7-101。图7-101 提取曲面边界 12单击填充曲面图标 ，选择提取的边界，填充成图7-102所示曲面

24、。图7-102 在提取边界内填充曲面 13单击生成点图标 ，选择填充曲面边界，系数域输入0.2,在边界上生产一点；在另一边界上生成0.2系数的点，如图7-103所示。图7-103 在填充曲面边界上生成两点 14单击提取边界图标 ，选择填充曲面的上表面，选择上述两点作为边界的界限，提取部分上表面的边界，见图7-104。图7-104 提取填充曲面上边界 15单击扫描图标 ，在Profile type域选择图标 ，Subtype域选择With reference surface，Guide Curve 1域选择第14步生成的边界，Reference surface域选择第12步填充的曲面，Angle

25、域输入75deg,Length 2域输入16mm，生成扫描曲面1，图7-105。图7-105 生成扫描曲面1 16单击画直线图标 ，选择第13步生成的两个点，选择填充面为基础面，生成直线，见图7-106。图7-106 生成直线 17单击剪切图标 ，依次选择填充曲面和第16步的直线，剪掉上部。图7-107 剪切部分表面 18单击画直线图标 ，选择扫描曲面的两个尖点，连线如图7-108所示。图7-108 两尖点连线 19单击填充曲面图标 ，依次选择下图所示的边界，填充成图7-109所示的曲面。图7-109 填充曲面 20单击填充曲面图标 ，依次选择下图所示的边界，填充图7-110所示的曲面。图7-

26、110 填充曲面 21单击等距曲面图标 ，在特征树上选择第20步生成的填充曲面，向下生成偏移2mm的等距曲面，然后隐藏第20步生成的填充曲面，见图7-111。图7-111 生成等距曲面 22单击生成点图标 ，选择等距曲面，Distance输入0，生成曲面的中心点，见图7-112。图7-112 生成等距曲面的中心点 23单击生成圆图标 ，圆心为第22步生成的点，半径为12mm,基础面选择等距曲面，击活Geometry on support项，见图7-113。图7-113 在等距曲面上生成半径为12mm的圆 24单击剪切图标 ，依次选择等距曲面和上面的圆，剪掉圆的外部，见图7-114。图7-114

27、 剪切圆的外部 25类似第15步，单击扫描图标 ，在Profile type域选择图标 ，Subtype域选择With reference surface,Guide Curve 1域选择圆，Reference surface域选择第24步剪切的曲面，Angle域输入45deg,Length 1域输入10mm,见图7-115。图7-115 扫描生成锥面 26单击隐藏图标 ，选择第21步隐藏的填充曲面，重新显示该曲面。单击剪切图标 ，选择填充曲面和第25步生成的扫描曲面，用Other Side切换去掉和保留的部分。生成如图7-116所示的曲面。图7-116 剪切曲面 27单击生成平面图标 ，选择

28、Tangent to surface类型，选择第24步生成的剪切面，第22步生成的中心点为参考点，生成一个平面，见图7-117。图7-117 生成切平面 28选择第27步生成的平面，单击图标 ，进入草图模块，画出7个半径为1mm的圆，其中6个在等边六边形（边长为8mm）的角点上，另外一个在中心点，见图27-118，退出草图模块。图7-118 绘制草图3 29单击投影图标 ，顺序选择草图3和凹槽底的平面，将草图3投影到剪切曲面上，见图7-119。图7-119 将草图3投影到底面上 30单击剪切图标 ，依次选择底面和第29步的投影，剪切底面，见图7-120。图7-120 剪切听筒的小孔 31单击提

29、取边界图标 ，选择填充曲面的下边界半圆弧，如图7-121所示；图7-121 提取圆弧 32单击生成点图标 ，在剪切底面上取一点，如图7-122所示。图7-122 曲面上提取一点 33选择生成圆弧图标 ，选择提取边界端点和上述生成的点，生成三点圆弧，见图7-123。图7-123 生成三点圆弧 34单击合并图标 ，选择第33步的圆弧和第31步的边界,将二者合并，见图7-124。图7-124 合并曲线 35单击生成点图标 ，生成坐标原点：X=Y=Z=0，见图7-125。图7-125 生成坐标原点 36单击画直线图标 ，生成从原点开始，沿X方向，长度20mm线段，见图7-126。图7-126 生成线段

30、 37单击生成平面图标 ，生成以第36步生成的直线为轴，和XZ平面夹角为-15度的平面，见图7-127。图7-127 生成平面 38单击生成平面图标 ，生成和第37步平面距离为10mm的等距平面，见图7-128。图7-128 生成等距平面 39.选择第38步的平面，进入草图模块，绘制图7-129所示的草图4。图7-129 生成草图4 40单击放样图标 ，选择草图4和第34步的合并曲线，结果见图7-120。图7-130 放样台阶面 41.单击剪切图标 ，依次选择第17步生成的剪切面和第34步生成的合并曲线，使用Other side切换去掉和保留的部分，剪掉曲线内部，见图7-131。图7-131

31、剪切台阶面内部 42单击填充图标 ，选择放样上部边界曲线，填充图7-132所示的曲面。图7-132 填充台面上表面 43选择第42步的平面，进入草图模块，绘制图7-133所示草图5：三个平行长槽：宽度为2mm,长度为8mm,间距4mm，75度倾斜角度。图7-133 草图5 44单击剪切图标 ，依次选择第42步生成的填充面和第43步生成草图5，用Other side切换去掉和保留的部分，剪切三个长槽，见图7-134。图7-134剪切拾音槽 45单击合并图标 ，选择上述生成的所有外表面,将它们合并在一起，见图7-135。图7-135 合并所有的外表曲面 46单击倒棱边圆角图标 ，选择图7-136所

32、示棱线，输入圆角半径R=10mm。图7-136 倒棱边圆角 47单击变半径倒棱边圆角标 ，选择图7-137所示棱边，在圆弧两端点分别点击鼠标，输入圆角半径R=0mm；在圆弧中点单击鼠标，输入圆角半径R=10mm。图7-137变半径倒圆角 48单击倒棱边圆角图标 ，选择图7-138所示棱边，输入圆角半径R=2mm。图7-138 倒上表面棱边的圆角 49单击施加材料图标 ，选择上述生成的曲面，在图7-139（a）材料属性对话框中选择Bright Plastic。选择菜单【View】【Render style】【Customized view】,按图7-139（b）对话框所示设置，粘贴表面材质纹理，

33、即可得到图7-91所示的电话筒。图7-139 施加材料特性对话框和显示材质纹理 习 题7.1用直线、二次曲线、填充面作图7-140所示达索（DASSAULT）公司徽标。图7-140达索公司徽标 7.2 用拉伸（EXTRUDE）和剪切（TRIM）命令作图7-141所示管接头。图7-141管接头 7.3 用螺旋线和扫描面作图7-142所示螺旋管。图7-142螺旋管 7.4 用拉伸、旋转、剪切和倒圆角命令作图7-143所示灯罩。图7-143灯罩 7.5 用阵列命令作图7-144所示叶片，每个叶片是直纹扫描面（SWEEPLINE），导线是螺旋线，其螺距为136，高度为36，基圆半径为100；扫描素线长100。图7-144叶片 7.6 放样图7-145所示马鞍面。图7-145马鞍面 7.7 放样图7-146所示通风管道。图7-146通风管道 祝您成功！