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1、第4章 三维线框造型和曲面造型,4.1 三维造型概述 4.2 构图面、视角及构图深度设置 4.3 三维线架模型的构建 4.4 曲面的构建 4.5 实例,4.1 三维造型概述,Mastercam 中的三维造型可以分为线架造型、曲面造型以及实体造型3 种，这3 种造型生产的模型从不同角度来描述一个物体。 线架模型用来描述三维对象的轮廓及端面特征，它主要由点、直线、曲面等组成，不具有面和体的特征，不能进行消影、渲染等操作。 曲面模型用来描述曲面的形状，一般是将线架模型经过进一步处理得到的。曲面模型不仅可以显示出曲面的轮廓，而且可以显示出曲面的真实形状。各种曲面是由许多的曲面片组成的，而这些曲面片又通
2、过多边形网格来定义。,下一页,返回,4.1 三维造型概述,实体造型使设计者们能在三维空间中建立计算机模型。实体模型中除包含二维图形数据外，还包括相当多的工程数据，如体积、边界面和边等。实体模型具有体的特征，可以进行布尔运算等各种体的操作。,上一页,返回,4.2 构图面、视角及构图深度设置,4.2.1 设置构图面 在Mastercam 中通过构图平面的设置可以将复杂的三维绘图简化为简单的二维绘图。构 图面是指用户进行绘图的平面。 设置方法如下： （1）单击如图41 所示的“平面”工具栏中的相应按钮来设置俯视图（Set plances to TOP）、前视图（Set plances to FRON
3、T）、右视图（Set plances to RIGHT）、实体面（Set plances to a solide face）、图形定面（Set plances by geometry）等构图面。,下一页,返回,4.2 构图面、视角及构图深度设置,（2）选择子菜单中的“平面（Planes）”命令，在如图42 所示的菜单中进行设置。构图平面设置菜单选项的说明见表41。 4.2.2 设置视角 在Mastercam 中可以通过图形的视角设置来观察三维图形在某一视角的投影视图。 图形视角表示的是当前屏幕上图形的观察角度，单击该视角后，构图面自动将转化至与 之相一致的构图面。 设置方法如下：,上一页,下一
4、页,返回,4.2 构图面、视角及构图深度设置,（1）单击图43 所示的“屏幕视角”工具栏中的按钮来分别设置俯视图（Top View）、前视图（Front View）、右视图（Right Side View）、等角视图（Isometric View）等视图视角。 （2）单击子菜单中的“屏幕视角”按钮，然后在图44所示的“屏幕视角”菜单中选择相关命令来设置视角。 屏幕视角菜单选项的设置说明如表42 所示。 4.2.3 设置构图深度 工作深度是指用户绘制出图形所处的三维深度，是用户设 置的工作坐标系中的Z 轴坐标。,上一页,下一页,返回,4.2 构图面、视角及构图深度设置,在如图45 所示的区域中的
5、Z 后面的文本框中输入不同的值可用来改变当前的构图深度。 （1）通过抓点的方式来创建深度，新构图面为平行于原构图面且通过选取点的平面。 （2）直接输入构图深度，输入的距离为新构图面与原点之间的法线方向上的距离。 设置好构图深度后，所绘制的图形在等角视图下如图46所示。,上一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,三维线架模型是以物体的边界来定义物体的，其体现的是物体的轮廓特征或物体的横断面特征。它是物体的抽象表示，它的构建是Mastercam 进行曲面和实体造型的基础，没有一个事先构建好的三维线架模型就不能很好地进行三维曲面和三维实体的构建。 在三维线架模型的构建中要灵活地运用构图面、构图深度和
6、屏幕视角的设置，而且还要在三维空间中比较好地应用图形的转换。 4.3.1 直纹曲面三维线架模型的构建,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,例41 绘制如图47 所示的线架模型。 操作步骤： （1）选择“文件（File）”-“新建（New）”命令，新建一个文档。 （2）单击“屏幕视角”工具栏中的“前视图（Front View）”按钮 ，将视图模式设置为前视图模式，此时构图面也自动设定为前视图。 （3）单击“草图模式”工具栏中的“极坐标画弧”按钮 ，选取原点为圆心，指定半径为25，起始角度为0，终止角度为180，如图48 所示。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（4）单击子
7、菜单中的“2D/3D”按钮，设置为2D，在“构图深度Z”输入框中，输入“40”，如图49所示。 （5）选择“草图模式”工具栏中的“矩形形状设置（Create Rectangular Shapes）”按钮 ，设定宽度为60，高度为30，并使矩形的下边中点与圆弧的圆心点重合，如图410 所示。 （6）删除矩形的下边，单击“草图模式”工具栏中的“倒圆角（Fillet Entities）”按钮 ，将圆角半径设定为10，依次选择矩形的3 条边，如图411 所示。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（7）选择“修建/打断”工具栏中的“打成多段（Break Many Pieces）”按钮 ，
8、在“段数”框中输入3，单击“圆弧”按钮，如图412 所示，选择圆弧。 （8）在构图深度Z 输入框中，输入“100”。 （9）单击“草图模式”工具栏中的“两点画线（Create Line Endpoint）”按钮 ，依次选择圆弧的4 个端点，绘制3 条线段。 （10）单击草图模式工具栏中的“倒圆角（Fillet Entities）”按钮 ，将圆角半径设定为10，依次选择3 条直线，在等角视图中如图47 所示。 （11）单击“保存”按钮 ，保存文件名为直纹曲面线架。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,4.3.2 网格曲面三维线架模型的构建 例42 绘制如图413 所示的线架模型。
9、操作步骤： （1）选择“文件（File）”-“新建（New）”命令，新建一个文档。 （2）单击“屏幕视角”工具栏中的“等角视图”按钮 ，将视图模式设置为等角视图模式，此时构图面自动设定为俯视图。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（3）单击“草图模式”工具栏中的“矩形（CteateRectangle）”按钮 ，设定宽度为75，高度为50，并使矩形的中点与坐标原点重合，如图414 所示。 （4）单击“转换”工具栏中的“平移（Xform Translate）”按钮 ，选择矩形的4 条边，单击“确定”按钮。在弹出的“平移选项”对话框中选中“连接”单选按钮，输入平移的距离为20，单击“
10、确定”按钮，生成如图415 所示的图形。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（5）单击“平面”工具栏中的“前视图（Set Plances to FRONT）”按钮 ，将构图面设置为前视图构图面。单击“构图深度Z”按钮，光标捕捉到如图415 所示的P1 点，将构图深度设置在该点位置。 （6）单击“草图模式”工具栏中的“两点画弧（Create Arc EndPoints）”按钮 ，选取P1、P4 两点，指定半径为50，选择由上往下第3 个圆弧，生成如图416 所示的圆弧C1。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（7）单击“构图深度Z”按钮，光标捕捉到如图415 所示
11、的P2 点，将构图深度设置在该点位置。 （8）单击“草图模式”工具栏中的“两点画弧（Create Arc EndPoints）”按钮 ，选取P2、P3 两点，指定半径为30，选择由上往下第2 个圆弧，生成如图417 所示的圆弧C2。 （9）单击“平面”工具栏中的“右视图（Set Plances to RIGHT）”按钮 ，将构图面设置为右视图构图面。单击“构图深度Z”按钮，光标捕捉到P1 点，将构图深度设置在该点位置。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（10）单击“草图模式”工具栏中的“两点画弧（Create Arc EndPoints）”按钮 ，选取P1 和P1、P2 连线
12、的中点，指定半径为25，选择由上往下第2 个圆弧，生成如图418 所示的圆弧C3。 （11）单击“草图模式”工具栏中的“两点画弧（Create Arc EndPoints）”按钮 ，选取P2 和P1、P2 连线的中点，指定半径为30，选择由上往下第2 个圆弧，生成如图419 所示的圆弧C4。 （12）单击“草图模式”工具栏中的“倒圆角（Fillet ntities）”按钮 ，将圆角半径设定为15，依次选择C3 和C4 两个圆弧，生成如图420 所示圆弧C5。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（13）单击“构图深度Z”按钮，光标捕捉到P4 点，将构图深度设置在该点位置。 （14
13、）单击“草图模式”工具栏中的“平行线（Cteate Line Perpendicular）”按钮 ，输入平移距离20，选择直线L1 往右平移，L2 往左平移，输入平移距离10，选择L2 往下平移，结果如图421 所示。 （15）单击“修剪/打断”工具栏中的“在交点处（Break at Intersection）”按钮 ，选择L2 和新生成的3 条直线，单击“确定”按钮，将直线打断生成如图422 所示的5 段直线。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（16）单击“草图模式”工具栏中的“倒圆角（Fillet Entities）”按钮 ，将圆角半径设定为3.75，依次选择L1 和L2
14、，L2 和L3，L3 和L4，L4 和L5，单击“确定”按钮，生成如图421 所示的圆弧。 （17）删除多余的直线，结果如图422 所示。 （18）单击“保存”按钮 ，保存文件，名为“网格曲面线架”。 4.3.3 三维线架模型的空间转换,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,在二维图形的绘制过程中，用户可以方便地使用转换功能来对图形进行镜像、平移、旋转等操作。其实在三维线架的构建以及后面介绍的曲面构建、实体造型中，一样可以通过转换命令来进行类似的操作，提高造型的效率。 三维空间转换与二维平面转换的操作方法基本相同，只是要注意三维空间中的构图平面对操作结果的影响。下面通过实例来进行说
15、明。 1. 平移操作 （1）打开绘制好的网格曲面线架文件，设置当前视角为等角视图，构图面为俯视图构图面。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（2）单击“转换”工具栏中的“平移（Xform Translate）”按钮 ，选择所有的线框，单击“确定”按钮，输入X 距离为50，结果如图423 所示。 （3）设置当前视角为等角视图，构图面为右视图构图面。 （4）单击“转换”工具栏中的“平移（Xform Translate）”按钮 ，选择所有的线框，单击“确定”按钮，输入X 距离为50，结果如图424 所示。 2. 旋转操作 （1）打开绘制好的网格曲面线架文件，设置当前视角为等角视图，构
16、图面为俯视图构图面。,上一页,下一页,返回,4.3 三维线架模型的构建,（2）单击“转换”工具栏中的“旋转（Xform Rotate）”按钮 ，选择所有的线框，单击“确定”按钮，选择P1 作为旋转基准点，旋转角度为90，结果如图425 所示。 （3）设置当前视角为等角视图，构图面为前视图构图面。 （4）单击“转换”工具栏中的“旋转（Xform Rotate）”按钮 ，选择所有的线框，单击“确定”按钮，选择P1 作为旋转基准点，旋转角度为90，结果如图426 所示。 （5）设置当前视角为等角视图，构图面为右视图构图面。 （6）单击“转换”工具栏中的“旋转（Xform Rotate）”按钮 ，选择所有的线框，单击“确定”按钮，选择P1 作为旋转基准点，旋转角度为90，结果如图427 所示。,上一页,下一页,
