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1、永州职业技术学院机械工程系邓子林 模块模块三三 曲面造型曲面造型 能力目标： 1、 掌握在 Pro/ENGINEER中创建曲面的方法与技巧； 2、 掌握在 Pro/ENGINEER中使用曲面编辑进行设计的方法与技巧； 3、 掌握在 Pro/ENGINEER中使用实体与曲面进行混合造型的方法与技巧。 知识目标： 1、 理解并掌握 Pro/ENGINEER曲面的特性及创建方法； 2、 理解并掌握 Pro/ENGINEER曲面编辑的概念与方法； 3、理解并掌握 Pro/ENGINEER曲面与实体间的关系。 任务一任务一弯管零件的绘制弯管零件的绘制 一、任务导入一、任务导入 如图 3-1 所示的弯管零
2、件，可以通过扫描特征完成该零件的造型。扫描特征的截面比较简单，是一个直 径为 10 的圆。相对而言，扫描的轨迹线较为复杂，是一条空间的曲线，该曲线可以通过一个拉伸曲面与一 个旋转曲面相交产生。 二、相关知识二、相关知识 1、 拉伸曲面 在垂直于草绘平面的方向上，通过将草绘截面拉伸到指定深度来创建面组。 选择【插入】【拉伸】菜单命令或单击工具按钮，系统打开“拉伸”特征操控板，并单击按钮 可以创建拉伸曲面，如图 32 所示。 2、旋转曲面 通过绕截面中草绘的第一条中心线，将草绘截面旋转至某特定角度来创建面组。也可指定旋转角度。 选择【插入】【旋转】菜单命令或单击工具按钮，系统打开“旋转”特征操控板
3、，并单击按钮 可以创建旋转曲面，如图 33 所示。 图 3-1 弯管零件图 图 32 拉伸曲面操控板 图 33旋转曲面操控板 永州职业技术学院机械工程系邓子林 3、曲面相交 可使用“相交”工具创建曲线，在该曲线处，曲面与其它曲面或基准平面相交。也可在两个草绘或草绘 后的基准曲线（被拉伸后成为曲面）相交的位置处创建曲线。 三、任务实施三、任务实施 1、打开 Pro/ENGINEER 软件，设置工作目录为 D:ex3，新建一个名为 surf-1 的零件文件。 2、单击工具栏上的按钮进入拉伸特征创建界面，在操控板中选择“曲面”选项。选择 FRONT 基准 平面为草绘平面，以 RIGHT 基准平面为参
4、照面，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘模块。 3、绘制如图 3-4 所示截面 ，完成后单击按钮，选择深度定义方式为，拉伸深度为 200，创建拉 伸曲面如图 3-5 所示。 4、单击工具按钮，在操控板中选择“曲面”选项，并选择【位置】【定义】命令，系统弹出“草 绘”对话框，选择 TOP 平面为草绘平面，以 RIGHT 平面为参照，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进 入草绘界面，绘制如图 36 所示截面，完成后单击按钮，给定旋转角度为 360 度，结果如图 3-7 所示。 5、按住 ctrl 键，在绘图区或模型树中同时选择前面所创建的拉伸及旋转曲面，单击【编辑】【相交】 命令，在两个曲
5、面相交之处生成曲线。 6、建立一个名为“Surfs”的图层，将拉伸及旋转曲面放置于该图层上，并对其进行隐藏操作，结果如 图 3-8 所示。 图 3-4 拉伸曲面截面 图 3-5 拉伸曲面 图 3-7 拉伸曲面与旋转曲面 图 3-6 旋转曲面截面 旋转轴 永州职业技术学院机械工程系邓子林 7、选择【插入】【扫描】【伸出项】命令，以图 3-8 所示曲线为扫描轨迹线，以直径为 10 的圆为 截面，创建弯管零件如图 3-9 所示。 四、知识拓展四、知识拓展 可通过下列方式使用“相交”特征： 创建可用于其它特征（如扫描轨迹）的三维曲线。 显示两个曲面是否相交，以避免可能的间隙。 诊断不成功的剖面和切口。
6、 曲面只能与其它曲面或基准平面相交，同样的规则也适用于两个草绘。指定或改变相交对象或参照的选 项仅在重定义期间可用。但是，可在激活“相交”工具前选取第一个相交参照。 执行完这些步骤后，不必打开“相交”操控板，即可自动完成“相交”特征。由于预先选取的参照完整 定义了“相交”过程，所以可自动完成，并且可以不需要工具改进或可选的设置。 任务二任务二水壶零件的绘制水壶零件的绘制 图 3-9 弯管零件 图 3-8 相交曲线 图 3-10 水壶零件图 永州职业技术学院机械工程系邓子林 一、任务导入一、任务导入 如图 3-10 水壶零件，可以通过旋转曲面及扫描混合曲面合并产生水壶零件的外形，并通过实体化操作
7、生 成水壶实体，水壶手柄则可以采用扫描方式生成。 二、相关知识二、相关知识 1、扫描混合曲面 与可变剖面扫描特征一样，当选择【插入】【扫描混合】菜单命令时，系统也会弹出“扫描混合”特 征操控板。在默认状态下，系统自动选择创建曲面特征，如图 311 所示。 2、填充曲面 填充曲面是通过草绘边界创建平面组。可以先绘制边界图形，然后选择【编辑】【填充】菜单命令生 成填充曲面；也可以先选择【编辑】【填充】菜单命令，然后再通过草绘边界图形创建填充曲面。 3、曲面合并 使用“合并”工具可通过让两个面组相交或连接来合并两个面组，或是通过连接两个以上面组来合并两 个以上面组。生成的面组会成为主面组，并继承主面
8、组的 ID。如果删除合并的特征，原始面组仍保留。 4、曲面延伸 通过延伸现有面组或曲面创建面组或曲面。指定要延伸的现有曲面的边界边的链。也可指定所延伸的曲 面或面组的延伸类型、长度和方向。 要激活曲面“延伸”工具，必须先选取要延伸曲面的边界，然后单击【编辑】【延伸】菜单命令，系 统弹出如图 312 所示操控板，可将面组延伸到指定距离或延伸至一个平面。 三、任务实施三、任务实施 1、打开 Pro/ENGINEER 软件，设置工作目录为 D:ex3，新建一个名为 surf-2 的零件文件。 2、选择【插入】【旋转】菜单命令或单击工具按钮，系统打开“旋转”特征操控板，并单击按 钮以创建曲面。 3、选
9、择【位置】【定义】，系统弹出“草绘”对话框，选择 FRONT 平面为草绘平面，以 RIGHT 平 面为参照，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘界面，绘制如图 3-13 所示截面，完成后单击 按钮，给定旋转角度为 360 度，结果如图 3-14 所示。 图 3-11 扫描混合特征操控板 沿曲面到平面 图 312 曲面延伸操控板 图 3-13 旋转曲面截面 图 3-14 旋转曲面特征 图 3-15 倒圆角后的曲面 永州职业技术学院机械工程系邓子林 4、对旋转曲面进行倒圆角操作。选择【插入】【倒圆角】命令或单击工具按钮，系统弹出“倒圆 角”操控板，选择上一步所创建旋转曲面底面的边，输入圆角半
10、径为 20，结果如图 3-15 所示。 5、创建扫描混合曲面的轨迹曲线。单击工具按钮，以 FRONT 基准平面为草绘平面，以 RIGHT 基准 平面为参照平面，参照方向为“右”，绘制如图 3-16 所示直线作为扫描混合曲面的轨迹线。 6、创建基准平面。单击工具按钮，系统弹出如图 3-17 所示“基准平面”对话框，选择 TOP 平面作 为新基准平面的参照，以“偏移”方式创建新基准平面，输入偏移距离为 100，单击“确定”完成基准平面 DTM1 的创建。 7、创建扫描混合曲面的截面曲线。单击工具按钮，以 DTM1 基准平面为草绘平面，以 RIGHT 基准 平面为参照平面，参照方向为“右”，绘制如图
11、 3-18 所示直线作为扫描混合曲面的截面曲线。 8、使用“复制”及“选择性粘贴”命令复制扫描混合曲面的另一截面曲线。选择第 7 步所创建的曲线， 单击工具按钮，选定的曲线被复制到剪贴板上；接着单击工具按钮，系统弹出“选择性粘贴”对话 框，勾选“对副本应用移动/旋转变换”选项，如图 3-19 所示，完成后单击“确定”按钮。此时系统弹出如 图 3-20 所示选择性粘贴操控板，选择“移动”方式，以 DTM1 平面作为方向参照，向下移动距离为 42，完 图 3-16 草绘扫描混合曲面轨迹线 图 3-17 基准平面对话框 图 3-18 扫描混合曲面截面曲线 图 3-19 选择性粘贴对话框 永州职业技术
12、学院机械工程系邓子林 成移动 1 的定义；单击“变换”下滑式菜单，在该菜单中单击“新移动”创建移动 2，选择“移动”方式， 以 RIGHT 平面为方向参照，向右移动距离为 13，如图 3-21 所示，单击完成粘贴操作。 9、选择【插入】【扫描混合】菜单命令，系统弹出“扫描混合”操控板，接受默认的曲面选项，选 择第 5 步所创建曲线作为扫描混合曲面的轨迹线。单击“截面”按钮打开截面上滑面板，按如图 3-22 所示 选择“所选截面”，然后在绘图区单击第 7 步所建曲线，此时剖面下滑面板“截面”栏中出现“截面 1”， 单击右侧的“插入”按钮，选择第 8 步所复制的曲线，单击完成扫描混合曲面创建，如图
13、 3-23 所示。 10、合并旋转曲面与扫描混合曲面。按住 ctrl 键选取两个面组，然后选择【编辑】【合并】菜单命令 或者单击工具按钮，系统弹出曲面合并操控板，如图 3-24 所示，通过方向按钮调节两个曲面需要保留的 侧，合并后的曲面如图 3-25 所示。 图 3-20 选择性粘贴操控板 图 3-21 变换下滑式菜单 图 3-22 截面下滑菜单 图 3-23 扫描混合曲面 图 3-24 曲面合并操控板 方向按钮 永州职业技术学院机械工程系邓子林 11、对曲面合并处进行倒圆角操作。选择【插入】【倒圆角】命令或单击工具按钮，系统弹出“倒 圆角”操控板，选择曲面合并处轮廓线，输入圆角半径为 10，
14、完成曲面倒圆角操作，如图 3-26 所示。 12、对曲面边界进行延伸操作。将过滤器选定为“几何”，按住 shift 键选择如图 3-27 所示曲面边界轮 廓，然后单击【编辑】【延伸】菜单命令，使用“沿原始曲面延伸”方式，输入延伸长度为 2。 13、创建填充曲面。选择【编辑】【填充】菜单命令，系统弹出“填充”操控板，如图 3-28 所示， 单击“参照”下滑菜单按钮，选择“定义”，系统弹出“草绘”对话框，选择 DTM1 平面为草绘平面，以 RIGHT 基准平面为参照平面，参照方向为“右”，绘制如图 3-29 所示填充曲面轮廓曲线，完成填充曲面的 创建。（注：该轮廓曲线大小、形状不限，只需大于已有曲
15、面轮廓即可。） 14、再次进行曲面合并操作。按住 ctrl 键选取两个面组，然后选择【编辑】【合并】菜单命令或者单 击工具按钮，系统弹出曲面合并操控板，如图 3-24 所示，通过方向按钮调节两个曲面需要保留的侧，合 并后的曲面如图 3-30 所示。 15、对曲面进行实体化操作。选取合并后的曲面，然后选择【编辑】【实体化】菜单命令，将曲面转 换成实体特征。 16、对实体特征进行抽壳操作。选择实体的上表面为移除面，壳的厚度为 1，如图 3-31 所示。 3-25 合并后的曲面 图 3-26 倒圆角后的曲面 图 3-27 选择曲面边界轮廓 图 3-28 参照下滑菜单 图 3-29 填充曲面轮廓 图
16、3-30 合并后的曲面图 3-31 抽壳后的实体 永州职业技术学院机械工程系邓子林 17、创建手柄扫描特征的轨迹曲线。单击工具按钮，以 FRONT 基准平面为草绘平面，以 RIGHT 基 准平面为参照平面，参照方向为“右”，绘制如图 3-32 所示直线作为扫描特征的轨迹线。 18、创建基准点。单击工具按钮，系统弹出“基准点”对话框，按住 ctrl 键同时选择上一步所创建的 曲线及实体特征的外表面上半部分曲面，如图 3-33 所示，创建第一个基准点 PNT0。 19、重复上一步骤，选择曲线及实体特征外表面下半部分曲面，创建第二个基准点 PNT1，基准点创建 的结果如图 3-34 所示。 20、修剪曲线。选择如图 3-34 所示曲线，单击工具按钮或选择【编辑】【修剪】菜单命令，系统 弹出“修剪”操控板，选择 PNT0 基准点作为修剪对象参照，调整方向按钮保留实体外面部分曲线。 21、重复上一步骤，以 PNT1 基准点作为修剪对象参照，再次对曲线进行修剪操作，调整方向按钮保留 实体外面部分曲线，修剪后的曲线如图 3-36 所
