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1、参数化戒指此参数化戒指会通过改变戒指半径的大小而使戒指整体大小跟着变化。首先，打开CATIA创成式曲面设计，文件命名为ring。插入三个几何图形集并分别命名为花瓣曲面、指环曲面、宝石曲面，如图1所示。图 1 结构树 图 2 一指环曲面将指环曲面设置为工作对象，首先插入一个原点，再点击圆工具按钮，以“中心和半径”的方式画一个以xy面为支持面，原点为中心，25mm为半径，起始角度为15终止角度为345的圆弧。此圆弧为扫掠的中心线，下面再画指环扫掠的轮廓线。还是点击圆工具按钮，以“中心和半径”的方式画一个以zx面为支持面，原点为中心，25mm为半径，起始角度为25终止角度为-25的圆弧，如图2。点击
2、相交按钮，选刚画好的两个圆弧为元素创建一个相交点，再点击平面按钮，平面类型选择平行通过点，以yz平面为参考平面，相交点为参考点做一个平面。点击直线按钮，线性选择“点和方向”，参考点选择相交点，方向选择y方向，再选择镜像点击确定。我们希望直线的长度是中心线圆弧的长度减去1mm，这样我们就需要做一个参数的设计，我们先点击测量工具按钮，测出中心线圆弧的弧长并点击保持测量选项。双击所画的直线，在长度选项处单击右键选择编辑公式，输入“MeasureEdge.1Length / 2- 1mm”,点击确定。创建点2，点类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“H：0mm V：7mm”。创建点3，点类型选择“
3、在平面上”，支持面选择平面1，“V：6mm”，在H出单击右键选择编辑公式，输入“（MeasureEdge.1Length/ 2-1mm） / 3”，单击确定。对点3关于zx平面做对称。过点2、点3以及对称1做一圆弧。创建点4，点的类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“V：5mm”， 在H出单击右键选择编辑公式，输入“( MeasureEdge.1Length/ 2- 1mm ) / 3* 2”，点击确定。创建点5，点的类型选择“在平面上”，支持面选择平面1，“V：4mm”， 在H出单击右键选择编辑公式，输入“MeasureEdge.1Length/ 2-1mm”。创建直线2，类型选择“点到
4、点”，以刚创建的点4和点5为参考点。以xy平面为参考平面，对直线2做对称。单击圆锥按钮，选择平面1为支持平面，点4为开始点，直线2为开始切线，对称2的顶点为结束点，对称2为结束切线，中间约束的点1选择直线1的顶点，点击确定生成圆锥1。图 3点击连接曲线按钮，第一个点选择点4，曲线选择圆锥1，连续方式选择曲率，张度选择设为1；第二个点选择点3，曲线选择圆3，连续方式选择曲率，张度选择设为1.7。再将圆3以zx面切割。圆锥1以xy平面切割。点击接合命令，将分割1、分割2以及连接曲线1连接起来生成接合1。再将接合1以zx平面做对称生成对称3。将对称3与接合1做接合生成接合2。图 4点击扫掠按钮，以圆
5、2为轮廓，圆1为引导曲线作扫掠。点击展开按钮，要展开的线选择接合2，支持面选择扫掠1，生成展开1。以xy平面为对称平面对展开1做对称生成对称4。将展开1和对称4作接合生成接合3。点击投影按钮，将接合3投影到zx平面上生成投影1。点击相交按钮将投影1和圆2作相交生成两个相交点，并且这两个点都保留。点击连接曲线，选择刚生成的两个点为参考点，曲线选择投影1，连续方式都选择相切，张度都选择1.1生成连接曲线2。 再次点击连接曲线，依然选择两个相交点为参考点，曲线选择投影1，连续方式都选择相切，但是张度都选择0.5且生成与连接曲线2相对的连接曲线3。然后将连接曲线2与连接曲线3接合起来生成接合4，这样我
6、们就得到了戒指截面的轮廓线。 图 5 图 6点击扫掠，子类型选择“使用两条导引线”，轮廓选择接合4，导引线1选择展开1，导引线2选择对称4，脊线选择圆1生成扫掠2，这样就得到了戒指的曲面，把不需要的都隐藏起来。二、宝石曲面将宝石曲面定义为工作对象，在做曲面前我们先要做下线架。点击平面按钮，类型选择偏移平面，以yz平面为参考面沿-x方向偏移1.5mm生成平面2。再重复此步奏偏移2.5mm生成平面3。点击圆按钮，类型选择“中心和半径”，以点1为圆心，支持平面选择yz平面，半径选择5mm生成圆4。再次画一圆5，还是以点1为中心，4mm为半径，但是支持面选择平面2并在“支持面上的几何图形”前打勾生成圆
7、5。画圆6，还是以点1为中心，2mm为半径，但是支持面选择平面3并在“支持面上的几何图形”前打勾生成圆6。单击点按钮，以坐标的形式生成一点6（4.0.0）。点击极值点按钮,元素选择圆4，方向选择z轴方向，选择最大生成极值点1。接着生成圆5在z轴方向上的最大极值点2以及圆6在z轴方向上的最大极值点3。点击旋转按钮，模式选择“轴线-角度”，元素选择极值点2，轴线选择x轴，角度选择22.5生成旋转1。隐藏极值点2。点击圆阵列，选择“实例与角度间距，实例：9，角度间距：45，参考元素：x轴，对象：极值点1”生成圆形阵列1，隐藏极值点1。再重复此步奏，将极值点3以及旋转1也做圆形阵列分别生成圆形阵列3和
8、圆形阵列2。 图 7 图 8点击折线按钮，将刚才生成的圆形阵列1和圆形阵列3的八个点分别连接起来生成折线1和折线2。点击直线按钮，选择点到点模式，将点6与圆形阵列1中的一个点相连生成直线3。点击扫掠按钮，以直线3为轮廓，折线1为引导曲线做扫掠面3。双击直线按钮，从圆形阵列1上选择两个点同圆形阵列2上的一个点做一个三角形，同理从圆形阵列2上选择两个点同圆形阵列1上的一个点做一个三角形，从圆形阵列3上选择两个点同圆形阵列2上的一个点做一个三角形，从圆形阵列2上选择两个点同圆形阵列3上的一个点做一个三角形。点击填充按钮，分别选择刚才创建的四个三角形创建四个填充面。点击圆形阵列按钮，分别将刚才创建的四
9、个填充面作圆形阵列，参数选择实例与角度间距，实例为9个，角度间距为45，参考元素为x轴，创建四个圆形阵列分类别为圆形阵列4、圆形阵列5、圆形阵列6、圆形阵列7。点击填充按钮，将钻石的顶部填充完毕。再点击接合按钮将生成的宝石曲面全部接合起来，将多余的东西全部隐藏起来。图 9三、花瓣曲面将宝石曲面隐藏，定义花瓣曲面为工作对象。点击圆工具按钮，类型选择“中心和半径”，以点1为中心，4mm为半径，yz平面为支持平面做一开始角度为0，结束角度为180的半圆圆7。点击法则曲线编辑器按钮，创建两个实数a和b，在左侧输入“a=sin(b*1rad*10*PI+PI/2*1rad)+1”,点击确定。点击平行曲线
10、按钮，曲线选择圆7，点击常量右侧的法则曲线，法则曲线类型选择高级，法则曲线元素选择刚才生成的法则曲线1，点击确定生成平行曲线1。点击镜像按钮，将平行曲线1关于xy平面做对称生成对称5。将对称5与平行曲线1作接合生成接合6。图 10点击投影工具，投影类型选择沿某一方向，元素选择接合6，支持面选择戒指曲面即扫掠2，方向选择x轴方向，将最接近的情况取消，点击确定，再只提取一个子元素，选择保留上面的元素生成提取1。点击草图按钮，在zx平面做草图。单击投影按钮，将提取1与zx平面的交点做出来。再点击三点圆弧按钮，以刚得到的交点画两段圆弧，再用样条曲线把它们连接起来，退出草图。 图 11 图 12 在yz
11、平面以点1为中心，4mm为半径创建一圆8。点击扫掠，以草图1为轮廓，提取1为引导线，圆8为脊线，作一扫掠4，得到花瓣曲面。将不需要的线隐藏起来。四、指环实体化点击直线按钮，类型选择“点和方向”，点选择点1，方向选择x轴，为了使其以后永远穿过戒指曲面，在长度处点击右键选择编辑公式，输入“MeasureEdge.1Radius +20mm”生成直线13。点击相交工具，求出直线13和戒指曲面的交点，选择离点1较远的那个交点。点击测量按钮，测量点1与提取2之间的距离，将测量的值保持。点击平移按钮，选择“方向、距离”模式，元素选择宝石曲面接合5，方向选择x轴方向，手动平移宝石到合适的位置，发现平移距离是
12、-29mm。双击打开平移，在距离处点击右键选择编辑公式，输入“-MeasureBetween.2Length -1.6mm”，点击确定，再点击“隐藏或显示初始值”按钮将初始的隐藏掉。图 13插入三个实体，并分别命名为宝石实体、花瓣实体以及指环实体。进入零件设计工作台。定义宝石实体为工作对象，点击封闭曲面按钮，选择宝石曲面。同理作出花瓣实体以及指环实体。图 14点击公式按钮，创建一长度量并命名为指环半径，双击指环曲面中的圆1，在它的半径选项处单击右键选择编辑公式，将它与刚创建的长度量指环半径相关联。再双击指环曲面中的圆2也将它与指环半径相关联使它们三个彼此相等。其实现在戒指看起来有点怪异，指环太
13、大，宝石和花瓣太小，因此我们可以双击指环半径这个长度量直接将其改为18mm，看起来正常一点。但是有时指环半径确实是25mm，为了让它看起来正常点我们也让宝石和花瓣也与指环半径关联起来。再次添加三个长度量并分别命名为花瓣半径、宝石高度以及宝石半径。将宝石曲面中的圆4半径与宝石半径相关联让它们相等。将宝石曲面中的点6的x坐标与宝石高度相关联令其相等。将花瓣曲面中的圆7的半径与花瓣半径相关联并令其相等。因为我们想通过改变指环半径的大小就使宝石与花瓣同时变化，所以我们再让宝石半径、宝石高度以及花瓣半径都与指环半径相关联。双击宝石高度，在数值处单击右键选择编辑公式，输入“指环半径 / 18* 4”。双击
14、宝石半径，在数值处单击右键选择编辑公式，输入“指环半径 / 18* 5”。 双击花瓣半径，在数值处单击右键选择编辑公式，输入“指环半径 / 18* 4”。此时再改变指环半径就会发现宝石和花瓣都会跟着变化大小，但是当半径值大于23mm时就会出现错误，这是因为当半径太大时就会使花瓣半径也跟着变大，当半径大于23mm时会出现花瓣的投影不能完全投影在戒指曲面上的问题。所以我们应该编辑一个规则，使半径大于23mm时，花瓣的半径却不再变大而是保持半径为23mm时的花瓣半径。所以进入知识工程工作台，点击规则编辑器，输入：if 指环半径 = 23mm 花瓣半径 = 指环半径 / 18* 4 if 指环半径 = 23mm宝石高度 =指环半径 / 18* 4 if 指环半径 23mm 花瓣半径 =23mm/ 18* 4 if指环半径 23mm 宝石高度 =23mm/ 18*4 if指环半径 23mm 宝石半径 =23mm/ 18* 5然后将与规则编辑器相冲突的那几个删除。图 15五、渲染点击应用材料按钮，分别给指环实体、宝石实体以及花瓣实体赋予不同颜色的材料。点击渲染，选择合适的背景，再选择高质量点击渲染。图 16
