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1、第5章 曲面造型,5.1 基于曲线的曲面造型,本节将讲解利用曲线进行曲面造型的相关内容，以便读者更好、更快地去创建和处理三维实体模型。曲面的命令可以通过图5-1所示的曲面工具栏来实现。,图5-1 曲面工具栏,UG 6.0中曲面工具栏可以通过“自定义”对话框，如图5-2所示。选取“曲面”，单击“确定”按钮即可。,图5-2 “自定义”对话框,5.1.1 通过曲线组,复杂曲面很多是以截面线作为输入，每一个截面上的点先构成样条曲线，再构造曲面，这样保证构造的曲面通过每一条曲线。 单击“曲面”工具栏中通过曲线组图标 ，弹出“通过曲线组”对话框，如图5-3所示。,图5-3 “通过曲线组”对话框,【例5-1
2、】以如图5-4所示的曲面为例，讲述通过曲线组创建曲面的过程。,图5-4 曲面,操作过程,图5-5 曲线,图5-6 选择第一组截面线串,图5-7 选择第二组截面线串,图5-8 选择第三组截面线串,图5-9 连续性设置对话框,图5-10第一组截面线串 的相邻面,图5-11最后一组截面 线串的相邻面,5.1.2 通过曲线网格,过曲线网格输入2个方向的曲线生成的曲面。1个方向的曲线称为主线串，另1个方向曲线称为交叉线串，这些曲线不相交，但大致是垂直的。过曲线网格生成的曲面是双3次，即U、V方向都是3次，不需要用户指定。由于是2个方向的曲线，构造的曲面不能保证完全过2个方向的曲线，因此用户可以强调以那个
3、方向为主。如果以一个方向为主，则保证曲线过这个方向的曲线，另一个方向的曲线不一定落在曲面上，可能存在一定的误差；如果强调2个方向，则曲面可能都不通过曲线。,单击“曲面”工具栏中的通过曲线网格图标 ，系统弹出“通过曲线网格”对话框，如图5-12所示。依次选取主线串，每次选取后都应该按中键确定出现箭头，如图5-13所示。如果不再需要主线串，单击交叉曲线中选择曲线按钮，依次选取交叉线串，方法同选取主线串，然而此时不出现箭头。然后选择强调方法等，单击“确定”即可生成所需曲面。,图5-12 “通过曲线网格”对话框,图5-13 通过曲线网格构建曲面,5.1.3 扫掠,扫掠特征是将剖面线沿引导线串运动扫掠生
4、成物体，它具有较大的灵活性，可以控制比例、方位的变化。 单击“曲面”工具栏中的扫掠图标 ，系统弹出“扫掠”对话框，如图5-14所示。,图5-14 “扫掠”对话框,【例5-2】 以图5-15所示的曲面为例，讲述扫掠曲面的创建过程。,图5-15扫掠曲面,操作过程,图5-16 曲线,图5-17 截面线串的选取,图5-18 引导线串的选取,图5-19 “扫掠”构建的曲面,图5-20 截面线串和引导线串的选取,5.1.4 N边曲面,图5-21 “N边曲面”对话框 利用曲线或边构成一个简单的封闭环，该环构成一张新曲面，指定一个约束曲面，将新曲面补到边界曲面上，形成一个光滑的曲面。 单击“曲面”工具栏中的N
5、边曲面图标 ，系统弹出“N边曲面”对话框，如图5-21所示。,图5-21 “N边曲面”对话框,5.1.5 延伸,在曲面设计中经常需要将曲面向某个方向延伸。主要用于扩大曲面片体，延伸通常采用近似的方法建立。 单击工具栏中的图标 ，系统弹出“延伸”对话框，如图5-22所示。,图5-22 “延伸”对话框,图5-23 “相切延伸”对话框,【例5-3】 以图5-24所示的曲面为例，讲述曲面延伸的创建过程。,图5-24 延伸结果模型,操作过程,图5-29 “相切延伸”长度输入对话框,图5-28 延伸曲线选取,图5-27 “固定延伸延伸” 基线选择对话框,图5-26 “固定的延伸” 对话框,图5-25 延伸
6、初始模型,5.1.6 规律延伸,规律延伸是利用规律曲线控制延伸曲面的长度和角度。 单击“曲面”工具栏中的规律延伸图标 ，系统弹出“规律延伸”对话框，如图5-30所示。 UG NX6.0可以动态拖动方式建立规律延伸曲面，系统显示用于控制长度和角度变化规律的拖动手柄，可以直接拖动生成规律延伸曲面。在所需要建立的曲面没有精确参数控制要求的条件下，使用动态拖动方式非常方便直观，特别适合于造型设计或初步设计。,图5-30 “规律延伸” 对话框,【例5-4】 以图5-31所示的曲面为例，讲述规律延伸的创建。 操作过程 打开文件 规律延伸曲面,图5-31 延伸曲面,5.1.7 曲面偏置,规律延伸用于在曲面上
7、建立等矩面，或变矩偏置面，系统通过法向投影的方式建立偏置面，输入的距离称为偏置距离，偏置所选择的曲面称为基面。 单击“曲面”工具栏中的曲面偏置图标 ，系统弹出“偏置曲面”对话框，如图5-32所示。该对话框用于将一些已存在的曲面沿法线方向偏移生成新的曲面，并且原曲面位置不变，即实现了曲面的偏移和复制。,图5-32 “偏置曲面”对话框,【例5-5】 以图5-33所示的曲面为例，讲述曲面偏置的创建过程。 操作过程 打开文件 偏置曲面,图5-33 偏置曲面,图5-34 “偏置曲面”模型,5.1.8 修剪的片体,修剪的片体是通过投影边界轮廓线对片体进行修剪。 单击“曲面”工具栏中的修剪的片体图标 ，系统
8、弹出“修剪的片体”对话框，如图5-35所示。,图5-35 “修剪的片体”对话框,【例5-6】以图5-36所示的图形为例，讲述修剪片体的创建过程。,图5-36 “修剪的片体”结果模型,操作过程 打开文件 修剪曲面,图5-37 “修剪的片体”模型,图5-38 “修剪的片体”选择曲线,5.1.9 桥接,桥接是在两个主曲面之间构造一个新曲面，过渡曲面与两个曲面的连续条件可以采用切矢连续或曲率连续两种方法，同时，为了进一步精确控制桥接片体的形状，可选择另外两组曲面或两组曲线作为曲面的侧面边界。桥接曲面使用方便，曲面连接过渡光滑，边界条件自由灵活，形状便于控制，是曲面过渡的常用方法，图5-39显示了桥接的
9、生成方式。,图5-39 桥接的生成方式,图5-40 “桥接”对话框,【例5-7】以图5-41所示的图形为例，讲述桥接曲面的创建过程。,图5-41 “桥接”结果模型,操作过程 打开文件 桥接曲面,图5-42 桥接模型,图5-43曲面选取,5.2 编辑曲面,利用自由曲面可以设计复杂的造型，在工业铲平设计中应用十分灵活，自由曲面是可以修改的。UG还提供编辑曲面的功能，常用的编辑曲面的命令如图5-44所示。,图5-44 “编辑曲面”工具栏,5.2.1 移动极点,能够编辑以极点为数据构造的曲面，通过移动或重新定义极点来代替原来的极点，从而达到改变曲面形状的目的，新的极点可以从绘图区中直接给出，也可以来自
10、于数据文件。 单击“编辑曲面”工具栏中的移动极点图标 ，系统弹出“移动极点”对话框，如图5-45所示。,图5-45 “移动极点”对话框,在视图中选择要编辑的曲面，弹出“移动极点”选择对话框，如图5-46所示。 设置完参数后单击“确定”按钮，弹出“移动极点”位置对话框，如图5-47所示。,图5-46 “移动极点”选择对话框,图5-47 “移动极点”位置对话框,【例5-8】以图5-48所示的图形为例，讲述编辑曲面的创建过程。,图5-48 “移动极点”结果模型,操作过程 打开文件 编辑曲面,图5-49 “移动极点”初始模型,图5-50 “移动极点”曲线选择,5.2.2 扩大,“扩大”命令是用于在选取
11、的被修剪的或原始的表面基础上生成一个扩大或缩小的曲面。 单击“编辑曲面”工具栏中的 图标，弹出如图5-51所示的“扩大”对话框。,图5-51“扩大”对话框,通过“扩大”编辑曲面实例示意图如图5-52所示。,图5-52 通过“扩大”编辑曲面,5.2.3 等参数裁剪/分割,等参数裁剪/分割命令是用于在选取的被修剪的或原始的表面基础上等参数裁剪原始曲面或把一个曲面等参数分割成两个曲面。 单击“编辑曲面”工具栏中的 图标，弹出如图5-53所示的“修剪/分割”选择对话框。,图5-53 “修剪/分割”选择对话框,在如图5-53所示对话框中单击其中的一个选项，弹出如图5-54所示的“修剪/分割”选项设置对话
12、框。该对话框中各参数的含义和前面一样，不在介绍。,图5-54 “修剪/分割”选项设置对话框,在视图区选择要进行操作的被修剪的或原始曲面后，弹出如图5-55所示的“确认”对话框，提示用户该操作将会移除特征参数，是否继续执行，单击“确定”按钮。,图5-55 “确认”对话框,若在如图5-53所示对话框中选择“等参数修剪”时，弹出如图5-56所示的“等参数修剪”对话框，该对话框用于沿U向和V向的等参数点进行修剪原始曲面，当U和V的百分比数在0100之间，为修剪曲面，否则延伸曲面；在选择“等参数分割”时，弹出如图5-57所示的“等参数分割”对话框，该对话框用于沿U向或V向的等参数点分割原始曲面，分割后的
13、两曲面各存在一个UV坐标系。,图5-56 “等参数修剪”对话框,图5-57 “等参数分割”对话框,“等参数修剪/分割”编辑曲面实例示意图如图5-58所示。,图5-58 “等参数修剪/分割”编辑曲面,5.3 实例操作汽车,本例绘制汽车曲面，如图5-59所示。,图5-59 汽车,思路分析 首先打开绘制好的源文件，利用通过曲线组、桥接、剖切曲面创建曲面，最后做颜色的修改，完成小汽车曲面的操作，绘制的流程图如图5-60所示。,图5-60 小汽车曲面流程图,绘制步骤,图5-61 曲线图,图5-62 “通过曲线组” 对话框,图5-63 曲线选取图,图5-64 创建前保险杠曲面,图5-65 创建车身侧面,图
14、5-66 创建车前端曲面,图5-67 创建后保险杠曲面,图5-68 创建车后端曲面,图5-69 “桥接”对话框,图5-70 创建前保险杠 和侧面间桥接曲面,图5-71 创建后保险杠 和侧面桥接曲面,图5-72 “剖切曲面”对话框,图5-73 创建发动机罩曲面,图5-74 创建后车厢曲面,图5-75 创建车身上侧曲面,图5-76 创建车身侧面过渡曲面,图5-77 “通过曲线网络” 对话框,图5-78 创建车后灯曲面,图5-79 创建前车窗曲面,图5-80 创建后车窗曲面,图5-81 创建车顶曲面,图5-82 “剖切曲面” 对话框,图5-83 创建车窗曲面,图5-84创建整个车身,图5-86 车窗改变颜色,图5-85 “编辑对象显示”对话框,图5-87 “类选择”对话框,
