1、第6章 曲面功能6.1 曲面绘制6.1.1 通过点生成曲面 由点生成的曲面是非参数化的，即生成的曲面与原始构造点不关联，当构造点编辑后，曲面不会发生更新变化，但绝大多数命令所构造的曲面都具有参数化的特征。通过点构建的曲面通过全部用来构建曲面的点。（1）补片的类型 样条曲线可以由单段或者多段曲线构成，片体也可以由单个补片或者多个补片构成。 1）单个：所建立的片体只包含单一的补片。单个补片的片体是由一个曲面参数方程来表达的。 2）多个：所建立的片体是一系列单补片的阵列。多个补片的片体是由两个以上的曲面参数方程来表达的。一般构建较精密片体采用多个补片的方法。（2）沿以下方向封闭 设置一个多个补片片体
2、是否封闭及它的封闭方式。4个选项如下： 1）两者皆否：片体以指定的点开始和结束，列方向与行方向都不封闭。 2）行：点的第一列变成最后一列。 3）列：点的第一行变成最后一行。 4）两者皆是：指的是在行方向和列方向上都封闭。如果选择在两个方向上都封闭，生成的将是实体。（3）行阶次/列阶次 1）行阶次：可以为多补片指定行阶次（1到24）。对于单补片而言，系统决定行阶次从点数最高的行开始。 2）列阶次：可以为多补片指定列阶次（最多为指定行的阶次减一）。对于单补片而言，系统将此设置为指定行的阶次减一。（4）文中的点 可以通过选择包含点的文件来定义这些点。 1）全部成链：全部成链用于链接窗口中以存在的定义
3、点，单击后会打开如图所示的对话框，它用来定义起点和终点，自动快速获取起点与终点之间链接的点。 2）在矩形内的对象成链：通过拖动鼠标形成矩形方框来选取所要定义的点，矩形方框内所包含的所有点将被链接。 3）在多边形内的对象成链：通过鼠标定义多边形框来选取定义点，多边形框内的所有点将被链接。 4）点构造器：通过点对话框来选取定义点的位置会打开如图所示的对话框，需要你一点一点的选取，所要选取的点都要点击到。每指定一列点后，系统都会打开对话框，提示是否确定当前所定义的点。 另外，还有“从点云”以及“四点曲面”的曲面绘制方法，与“通过点”的方法类似。6.1.2 直纹面 使用直纹命令可在两个截面之间创建体，
4、其中直纹形状是截面之间的线性过渡。直纹面可用于创建曲面，该曲面无需拉伸或撕裂便可展平在平面上。（1）截面线串1 选择第一组截面曲线。（2）截面线串2 选择第二组截面曲线。（3）对齐 1）参数：在构建曲面特征时，两条截面曲线上所对应的点是根据截面曲线的参数方程进行计算的。所以两组截面曲线对应的直线部分，是根据等距离来划分连接点的；两组截面曲线对应的曲线部分，是根据等角度来划分连接点的。 2）根据点：在两组截面线串上选取对应的点（同一点允许重复选取）作为强制的对应点，选取的顺序决定着片体的路径走向。一般在截面线串中含有角点时选择应用“根据点”方式。（4）体类型 用于为直纹特征指定片体实体。 另外，
5、还有“过渡”以及“修补开口”的曲面绘制方法，与“直纹面”的方法类似。6.1.3 通过曲线组 该选项让用户通过同一方向上的一组曲线轮廓线生成一个体。这些曲线轮廓称为截面线串。用户选择的截面线串定义体的行。截面线串可以由单个对象或多个对象组成。每个对象可以是曲线、实边或实面。（1）截面 1）选取曲线或点：选取截面线串时，一定要注意选取次序，而且每选取一条截面线，都要单击鼠标中键一次，直到所选取线串出现在“截面线串列表框”中为止，也可对该列表框中的所选截面线串进行删除、上移、下移等操作，以改变选取次序。 2）指定原始曲线：用于更改闭环中的原始曲线。 3）列表：向模型中添加截面集时，列出这些截面集。（
6、2）连续性 1）全部应用：将为一个截面选定的连续性约束施加于第一个和最后一个截面。 2）第一截面：用于选择约束面并指定所选截面的连续性。 3）最后截面：指定连续性。 4）流向：使用约束面曲面的模型。指定与约束曲面相关的流动方向。（3）对齐 通过定义NX沿截面隔开新曲面的等参数曲线的方式，可以控制特征的形状。 1）参数：沿截面以相等的参数间隔来隔开等参数曲线连接点。 2）根据点：对齐不同形状的截面线串之间的点。 3）弧长：沿截面以相等的弧长间隔来分隔等参数曲线连接点。 4）距离：在指定方向上沿每个截面以相等的距离隔开点。 5）角度：在指定的轴线周围沿每条曲线以相等的角度隔开点。 6）脊线：将点放
7、置在所选截面与垂直于所选脊线的平面的相交处。（4）输出曲面选项 1）补片类型：用于指定V方向的补片是单个还是多个。 2）V向封闭：沿V方向的各个封闭第一个与最后一个截面之间的特征。 3）垂直于终止截面：使输出曲面垂直于两个终止截面。 4）构造：用于指定创建曲面的构建方法。l法向：使用标准步骤创建曲线网格曲面。l样条点：使用输入曲线的点及这些点处的相切值来创建体。l简单：创建尽可能简单的曲线网格曲面。6.1.4 通过曲线网格 该选项让用户从沿着两个不同方向的一组现有的曲线轮廓（称为线串）上生成体。生成的曲线网格体是双三次多项式的。这意味着它在 U 向和 V 向的次数都是三次的（阶次为 3）。该选
8、项只在主线串对和交叉线串对不相交时才有意义。如果线串不相交，生成的体会通过主线串或交叉线串，或两者均分。（1）主曲线 用于选择包含曲线、边或点的主截面集。（2）交叉线串 选择包含曲线或边的横截面集。（3）连续性 用于在第一主截面和最后主截面，以及第一横截面与最后横截面处选择约束面，并指定连续性。 1）全部应用：将相同的连续性设置应用于第一个及最后一个截面。 2）第一个主线串：用于为第一个与最后一个主截面及横截面设置连续性约束，以控制与输入曲线有关的曲面的精度。 3）最后主线串：让用户约束该实体使得它和一个或多个选定的面或片体在最后一条主线串处相切或曲率连续。 4）第一交叉线串：让用户约束该实体
9、使得它和一个或多个选定的面或片体在第一交叉线串处相切或曲率连续。 5）最后交叉线串：让用户约束该实体使得它和一个或多个选定的面或片体在最后一条交叉线串处相切或曲率连续。（4）输出曲面选项 1）着重：让用户决定哪一组控制线串对曲线网格体的形状最有影响。l两个皆是：主线串和交叉线串（即横向线串）有同样效果。l主线串：主线串更有影响。l交叉线串：交叉线串更有影响。2）构造l法向：使用标准过程建立曲线网格曲面。l样条点：让用户通过为输入曲线使用点和这些点处的斜率值来生成体。对于此选项，选择的曲线必须是有相同数目定义点的单根 B 曲线。这些曲线通过它们的定义点临时地重新参数化（保留所有用户定义的斜率值）
10、。然后这些临时的曲线用于创建曲面。这可以创建含较少补片的简单曲面。l简单：建立尽可能简单的曲线网格曲面。（5）重新构建 该选项可以通过重新定义主曲线或交叉曲线的阶次和节点数来帮助用户构建光滑曲面。仅当“构造选项”为“法向”时，该选项可用。 1）无：不需要重构主曲线或交叉曲线。 2）阶次和公差：该选项通过手动选取主曲线或交叉曲线来替换原来曲线，并为生成的曲面其指定U/V向阶次。节点数会依据G0、G1、G2的公差值按需求插入。 3）自动拟合：该选项通过指定最小阶次和分段数来重构曲面，系统会自动尝试是利用最小阶次来重构曲面，如果还达不到要求，则会再利用分段数来重构曲面。（6）G0/G1/G2 该数值
11、用来限制生成的曲面与初始曲线间的公差。G0默认值为位置公差；G1默认值为相切公差；G2默认值为曲率公差。6.1.5 艺术曲面绘制牙膏盒（1）创建一个新文件（2）创建直线。（3）创建圆。（4）创建直线。（5）创建曲面。（6）镜像操作（7）创建圆锥（8）拉伸操作（9）创建圆台（10）隐藏曲面（11）抽壳操作（12）合并实体（13）创建孔（14）创建螺纹（15）隐藏实体模型中曲线 特殊选项说明（1）截面（主要）曲线 每选择一组曲线可以通过单击鼠标中键完成选择，如果方向相反可以单击该可面板中的“反向”按钮。（2）引导（交叉）曲线 在选择交叉线串的过程中，如果选择的交叉曲线方向与已经选择的交叉线串的曲线
12、方向相反，可以通过单击“反向”按钮将交叉曲线的方向反向。如果选择多组引导曲线，那么该面板的“列表”中能够将所有选择的曲线都通过列表方式表示出来。（3）连续性 1）GO（位置）方式，通过点连接方式和其他部分相连接。 2）G1（相切）方式，通过该曲线的艺术曲面与其相连接的曲面通过相切方式进行连接。 3）G2（曲率）方式，通过相应曲线的艺术曲面与其相连接的曲面通过曲率方式逆行连接，在公共边上具有相同的曲率半径，且通过相切连接，从而实现曲面的光滑过渡。（4）输出曲面选项 1）对齐l参数：截面曲线在生成艺术曲面时（尤其是在通过截面曲线生成艺术曲面时），系统将根据所设置的参数来完成各截面曲线之间的连结过渡
13、。l弧长：截面曲线将根据各曲线的圆弧长度来计算曲面的连接过渡方式。l根据点：可以在连接的几组截面曲线上指定若干点，两组截面曲线之间的曲面连接关系将会根据这些点来进行计算。 2）过渡控制l垂直于终止截面：连接的平移曲线在终止截面处，将垂直于此处截面。l垂直于所有截面线串：连接的平移曲线在每个截面处都将垂直于此处截面。l三次：系统构造的这些平移曲线是三次曲线，所构造的艺术曲面即通过截面曲线组合这些平移曲线来连接和过渡。l线形和倒角：系统将通过线形方式并对连接生成的曲面进行倒角。 另外，还有“剖切曲面”以及“N边曲面”的曲面绘制方法，与“艺术曲面”的方法类似。6.2 曲面编辑6.2.1 延伸曲面 让
14、用户从现有的基片体上生成切向延伸片体、曲面法向延伸片体、角度控制的延伸片体或圆弧控制的延伸片体。 特殊选项说明（1）边 选择要延伸的边后，选择延伸方法并输入延伸的长度或百分比延伸曲面，示意图如图所示。 1）选择要延伸的边：选择与要指定的边接近的面。 2）相切：该选项让用户生成相切于面、边或拐角的体。切向延伸通常是相邻于现有基面的边或拐角而生成，这是一种扩展基面的方法。这两个体在相应的点处拥有公共的切面，因而，它们之间的过渡是平滑的。 3）圆形：该选项让用户从光顺曲面的边上生成一个圆弧的延伸。要生成圆弧的边界延伸，选定的基曲线必须是面的未裁剪的边。（2）拐角 选择要延伸的曲面，在%U和%V长度输
15、入拐角长度。 1）选择要延伸的拐角：选择与要指定的拐角接近的面。 2）%U长度/%V长度：设置U和V方向上的拐角延伸曲面的长度。 另外，还有“规律延伸”的曲面绘制方法，与“延伸”的方法类似。6.2.2 轮廓线弯边 通过此命令，可创建具备光顺边细节、最优化美形状和斜率连续性的A类曲面。 特殊选项说明（1）类型 1）基本：创建第一条弯边和第一个圆角方向，而不需要现有的轮廓线弯边。 2）绝对差：相对现有弯边创建第一弯边，但采用恒定缝隙来分隔弯边元素。 3）视觉差：相对于现有弯边创建第一条弯边，但通过视觉差属性来分隔弯边元素。（2）选择基本曲线 选择曲面边、面上的曲线或修剪边界，以定义管道的附着点。（
16、3）选择基本面 选择要放置管道曲面的面。（4）参考方向 1）方向：定义弯边相对于基本面的方向。l面法向：生成垂直于所选面的管道曲面和弯边延伸段。l矢量：根据指定的矢量，生成管道曲面和弯边延伸段。l垂直拔模：沿基本面的法向在弯边和基本面之间创建管道，同时将指定的矢量用于弯边方向。l矢量拔模：根据指定的矢量确定管道的位置，并垂直于曲面构建管道。 2）反转弯边方向 ：将管道曲面和弯边延伸切换到定义曲线的对侧。 3）反转弯边侧 ：将弯边延伸段切换到管道的对侧，指定要保存基本曲线的那一侧。（5）弯边参数-半径、长度和角度 这三个选项类似，分别处理弯边的半径、长度和角度。（6）连续性 指定基本曲面和管道，
17、或弯边和管道之间的连续性约束。6.2.3 扫掠 用预先描述的方式沿一条空间路径移动的曲线轮廓线将扫掠体定义为扫掠外形轮廓。移动曲线轮廓线称为截面线串。该路径称为引导线串，因为它引导运动。 特殊选项说明（1）截面 1）选择曲线：用于选择截面线串，可以多达150条。 2）指定原始曲线：用过更改闭环中的原始曲线。（2）引导线 选择多达三条线串来引导扫掠操作。（3）脊线 可以控制截面线串的方位，并避免在导线上不均匀分布参数导致的变形。（4）截面选项 1）定位方法：在截面引导线移动时控制该截面的方位。l固定：在截面线串沿引导线移动时保持固定的方位，且结果是平行的或平移的简单扫掠。l面的法向：将局部坐标系
18、的第二根轴与在引导线串长度上指定的矢量对齐。l矢量方向：可以将局部坐标系的第二根轴与在引导线串长度上指定的矢量对齐。l另一条曲线：使用通过连结引导线上相应的点和其他曲线获取的局部坐标系的第二根轴，来定向截面。l一个点：与另一条曲线相似，不同之处在于获取第二根轴的方法是通过引导线串和点之间的三面直纹片体的等价物。l强制方向：用于在截面线串沿引导线串扫掠时通过矢量来固定剖切平面的方位。 2）缩放方法：在截面沿引导线进行扫掠时，可以增大或减少该截面的大小。l恒定：指定沿整条引导线保持恒定的比例因子。l倒圆功能：在指定的起始与终止比例因子之间允许或三次缩放。l面积规律：通过规律子函数来控制扫掠体的横截
19、面积。l周长规律：通过规律子函数来控制扫掠体的横截面周长。 另外，还有“变化扫掠”的曲面绘制方法，与“扫掠”的方法类似。6.2.4 偏置曲面 系统用沿选定面的法向偏置点的方法来生成正确的偏置曲面。指定的距离称为偏置距离，并且已有面称为基面。可以选择任何类型的面作为基面。如果选择多个面进行偏置，则产生多个偏置体。 特殊选项说明（1）要偏置的面 选择要偏置的面。（2）输出 确定输出特征的数量。 1）所有面对应一个特征：为所有选定并相连的面创建单个偏置曲面特征。 2）每个面对应一个特征：为每个选定的面创建偏置曲面的特征。（3）部分结果 1）启用部分偏置：无法从指定的几何体获取完整结果时，提供部分偏置
20、结果。 2）动态更新排除列表：在偏置操作期间检测到问题对象会自动添加到排除列表中。 3）要排除的最大对象数：在获取部分结果时控制要排除的问题对象的最大数量。 4）局部移除问题顶点：使用具有球形刀具半径中指定半径的刀具球头，从部件中减去问题顶点。 5）球形刀具半径：控制用于切除问题顶点的球头的大小。（4）相切边 1）在相切边添加支撑面：在以有限距离偏置的面和以零距离偏置的相切面之间的相切边处创建步进面。 2）不添加支撑面：将不在相切边处创建任何支撑面。 另外，还有“大致偏移”以及“可变偏移”的曲面编辑方法，与“偏移曲面”的方法类似。6.2.5 修剪片体 使用修剪片体命令可将片体修剪为相交面与基准
21、，以及投影曲线和边。 特殊选项说明（1）目标 选择要修剪的目标片体。（2）边界对象 1）选择对象：选择修剪的工具对象，该对象可以是面、边、曲线和基准平面。2）允许目标边作为工具对象：帮助将目标片体的边作为修剪对象过滤掉。（3）投影方向 可以定义要作标记的曲面/边的投影方向。 1）垂直于面：通过曲面法向投影选定的曲线或边。 2）垂直于曲线平面：将选定的曲线或边投影到曲面上，该曲面将修剪为垂直于这些曲线或边的平面。 3）沿矢量：用于定义沿矢量方向定义为投影方向。（4）区域 可以定义在修剪曲面时选定的区域是保留还是舍弃。 1）选择区域：用于选择在修剪曲面时将保留或舍弃的区域。 2）保留：在修剪曲面时
22、保留选定的区域。 3）舍弃：在修剪曲面时舍弃选定的区域。6.2.6 缝合 可将两个或多个片体连结成单个片体。如果选择的片体包围一定的体积，则成为一个实体。（1）类型 1）片体：选择曲面作为缝合对象。 2）实体：选择实体作为缝合对象。（2）目标 1）选择片体：当类型为片体时目标为选择片体，用来选择目标片体，但只能选择一个片体作为目标片体。 2）选择面：当类型为实体时目标为选择面，用来选择目标实体面。（3）刀具 1）选择片体：当类型为片体时刀具为选择片体，用来选择工具片体，但可以选择多个片体作为工具片体。 2）选择面：当类型为实体时刀具为选择面，用来选择工具实体面。（4）设置 1）输出多个片体：勾
23、选此复选框，缝合的片体为封闭时，缝合后生成的是片体；不勾选此复选框，缝合后生成的是实体。 2）公差：用来设置缝合公差。6.2.7 加厚 使用此命令可将一个或多个相连面或片体偏置实体。加厚是通过将选定面沿着其法向进行偏置然后创建侧壁而生成。特殊选项说明 1）面：选择要加厚的面或片体。 2）偏置1/偏置2：指定一个或两个偏置值。 3）Check-Mate：如果出现加厚片体错误，则此按钮可用。点击此按钮会识别导致加厚片体操作失败的可能的面。6.2.8 X 成形 使用X成形命令可通过动态操控极点位置来编辑曲面或样条曲线。 特殊选项说明（1）极点的选择 可以选择行（极点行）、极点或者任意（行和极点都包含
24、在任意中）。（2）参数化 改变U/V向的次数和补片数从而调节曲面。 1）U/V向次数：调节U向和V向片体的阶次。 2）U/V向补片数：指定各个方向的补片的数目。各个方向的阶次和补片数的结合控制着输入点和生成的片体之间的距离误差。（3）方法 根据需要应用移动、旋转、比例和平面化编辑曲面。（4）边界约束 调节U最小值（或U最大值）和V最小值（或V最大值）来约束曲面的边界。（5）恢复父面选项 可以恢复曲面到编辑之前的状态，以便在编辑错误后恢复原状。（6）微定位 指定使用微调选项时动作的速率。速率的级别有 0.01%、0.1%、1%、2%、5%、10%、25%、50%、100%。小数位置序号越大，拖动极点时所能达到的动作精细度越高（注意选中速率选项后此功能才可用）。拖动时按住 Ctrl键+左键，即可进行微调。6.3 综合实例咖啡壶 绘制咖啡壶造型，如图所示。（1）创建新文件（2）创建圆（3）创建圆角（4）修剪曲线（5）创建艺术样条（6）创建通过曲线网格曲面（7）创建N边曲面（8）修剪曲面（9）创建加厚曲面（10）隐藏实体（11）改变WCS（12）创建样条曲线（13）改变WCS（14）创建圆（15）创建壶把手实体模型（16）隐藏曲线（17）修剪体（18）创建球体（19）求和操作6.4 思考与练习 1绘制如图6-103所示的叶轮 2绘制如图6-104所示的灯罩。
