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1、自由造型单元可以创建不规则的曲面， 构图方式自由，故称自由造型。自由造型 构图方式是透过移动控制点的方式来决定曲面或曲线的外形，与其他实体为主的单元的不同处，在于自由造型可以脱离实体的限制，由用户的主观意识来决定所 要的外形。自由曲面优化模块扩展了 CATIA自由曲面造型设计的外形和曲面造型功能， 主要 针对复杂的多曲面外形的变形设计。设计者可以象处理一个曲面片一样对曲面进 行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。 系统能够使一个设计和 其他的几何元素匹配。为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通 过计算出反射光线对曲面进行检查。2.1进入自由曲面造型单元打开CATIA软件
2、后，在菜单栏中的 开始 菜单中选择 形状 模块，并单击 FreeStyle单元，如图2.1所示，进入自由曲面造型单元。图2.1自由曲面造型功能总览：自由曲面造型单元共有八项主要的工具栏，可以在 插入 和 工具 菜单中找到, 全部的工具栏请参考图2.2。插入工具栏所提供的功能主要用于曲面与曲线的创 建和修改，工具菜单中所提供的功能主要为辅助用户的设计工作。FretStyle Vasbboard冈Vi ew luipuJLcti anOperati onsGeneri c Tool图2.2八项主要工具简介如下：.Curve Creation（曲 线创建）:可以 用各种条件创 建并修改曲 线。.Su
3、rface Creation（曲 面创建）:可以 用各种条件创 建并修改曲 面。.Shape Modificati on（外形修正）： 可以对曲面、 曲线的外形进 行修正。可Operati ons（ 修改操作）： 以对曲线、曲面等对象进行 修改。.ShapeAnalysis（外形分析)：可以 对曲面、曲线 进行间隙、曲 率、曲面品质、I凤遍呱崛铛c影珂縫距离误差等的 分析。.Gen eric Tools( 一般工 具)：可以显示 曲面的几何状 态，改变指南 针方向。Generi c Tools;1題醤础爲.ViewMan ipulati on(自定义观察 方式)：可以修 改屏幕的显示 比例，使
4、用指 南针来移动视View anipuJLati onI SO V Hl角，变换前后 视角。.FreeStyle Dashboard(自 由造型辅助面 板):建立与修 改曲面、曲线时的辅助工2.2曲线创建Heme I曲线创建(Curve Creation )工具栏可以用来绘制曲线，提供数种方式，如：空间曲线(3D Curve)、曲面上的曲线(Curve on Surface)、投影曲线(Project Curve)、并可以利用已知曲线绘制新的曲线，如：桥接曲线(FreeStyle BlendCurve)、圆角造型(Styling Corner)与匹配曲线(Match Curve)。曲线创建工具
5、栏如下所示。| g匕空间曲线 曲面上曲线投影曲线桥接曲线圆角造型匹配曲线2.2.1空间曲线空间曲线功能是在空间的一系列点上建立样条线，或者在指南针的XY平面上建立样条线。(1)按下F5键决定曲线所在的平面，此处以 XY平面为基准面，用户也可以在 绘制曲线时，更改曲线的平面，即可绘出空间的曲线。连续按 F5可以选择不同 的基准。 在Curve Creation 工具栏中单击“空间曲线”功能按钮二，弹出如图 2.3所示的3D Curve对话框。 BCreation typeThrough po-ii *3D curve9IPoints handling：ptions出Max Ordsr :1 Bl
6、h白Q Ki de previ susli sati on curveI I Di sable gt ometry detectionSmoothing options0 Chard length O Uu Stnootnirkg parameter 图2.3(2)在对话框中的Creation type下拉列表中选择建立曲线的方式。Through points通过点是选择一系列点，作为样条上的点，来决定曲线的外形。如图 2.4所示, 建立的样条曲线将通过所选择的点。生成最光滑的曲线，每段曲线的阶数为6。3D curveCreatiAThrough poirPoints Xaiid-LingEJ
7、 Ei sable geamtry delicti onOptions图2.4视频参考Con trol points控制点是选择一系列点作为样条线的控制点，如图2.5所示，所选择的点构成了 一个多边形，决定了样条线的形状。当控制点的个数不超过6时，生成单段的曲 线。当控制点的个数超过7或选择生成封闭曲线时，生成多段曲线。oints 工Slldli丄洛$ &幽 Di sail ftOpti otlsgeometry detectionMu Order :| gJ Miprevi su al is at ion图2.5视频参考Near points最近点是选择一系列点，在用户设定的误差范围内建立样
8、条线，如图2.6所示对于用Near poi nts方式建立样条线，可以在对话框中设定所选择点与生成的样条线之间的最大偏差值(Deviation)，以及所建立的样条线的最大段数 (Segmentation)。可以在几何显示区中右键单击 N值，在弹出的菜单中选择设定 样条线的阶数(Order)，如图2.7所示。只有在此方式下可以显示所选点与曲线 的距离。Creation typeNear pointsail on :卅矽Or der :I6I Hi d范 TfcFOxH ti*1 i f i AH3D curveJ Dissbl g-ewetry detectionPoints handling疋
9、I垄I图2.6图2.7Points handling功能可以在任意两点中，加入或删除一个点，或在点接近 曲面时，将控制点限制于曲面上或自由曲面上删除，共有三种方式：. 插入点(Insert a point). 删除点(Remove a point)自由或限制点 (Free or con strain a point)=按钮，在单击在对话框中单击人 按钮，可以插入一个点。首先单击需要插入的位置，如图2.8所示，最后选择一个点，如图2.9所示图2.8图2.9图 2.10图 2.11对于控制点方式和最近点方式使用插入点功能时，所选取的插入点必须在多边形的线段上选取，而不能在空间曲线上选取。如图2.1
10、0和2.11所示。前者选定多边形线段，出现提示语，后者选择空间曲线，不能进行插入操作。(4) 在对话框中单击 匸1按钮，可以将样条线中的某点删除。首先单击该按钮, 在选择需要删除的点，如图2.12所示，结果如图2.13所示。图 2.12jr If jf f/ 图 2.13所选择的删除点为创建曲线时的数据点，不能删除曲线上任意处的点(5) 在对话框中选择1按钮，可以对样条线上的点或者控制点进行约束或者 取消约束。单击该按钮，选择一个需要改变约束方式的点，如果该点是某几何元 素上的点，那么单击选择该点，在几何显示区出现“Free this poi nt ”字样，如图2.14所示；拖动该点的方向控制
11、器，可以将该点移动到其他位置，如图2.15 所示。如果该点没有被限制在某个几何元素上，将鼠标移动到该点上时，显示出“ Con strain this poi nt”字样，如图2.16所示；再选择一个几何点作为所选择点的新位置，如图2.17所示。图 2.14图 2.15图 2.16图 2.17如果选择一个几何元素，并且同时按住Ctrl键，可以选择该几何元素上距离样条线最近点，如图2.18所示。是没有按住Ctrl键的情况，如图2.19是按住Ctrl键的情况。(6) 可以选择一个开放部件中的所有几何点建立样条线。首先单击“建立空间曲线”按钮，接着在开放部件上单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Seleg
12、t allpoints in the geometrical set ”选项，如图2.20所示。系统将自动按照开 放部件中点的顺序建立样条线，图2.21所示是用通过点的方式建立样条线的情况，点的顺序为1、5、6、7、& 9。改变点的顺序，建立样条线也相应发生变 化。遴JL何囲璋|-j凸1丨H II启 1-.3D Curve乍-几冊固障集.2 . J 点 II 1 ,B, 1 牛J点* . K- _.居于图的中牡Efi 園圜打显示EJeff子钙图 2.20图 2.21(7) 在样条线的控制点上单击鼠标右键，弹出如图2.22所示的菜单。.选择Edit选项，弹出Turner对话框，在对话框中可以微调
13、该控制点的位置， 如图2.23所示。.选择Keep this point选项，可以将所选择的控制点生成一个几何点。.选择Impose Tangency选项，可以选择一个方向作为该点的切向，几何显示 区出现该点当前的切向，如图2.24所示。用鼠标拖动箭头，可以改变样条线在 该点的张力大小，双击箭头，可以改变切线的方向。拖动两个圆，可以改变切向 的方向。拖动切向到直线上，可以将直线作为样条线的切向。.选择Impose Curvature选项，可以设置样条线在所选择点的曲率，如图2.25所示。拖动箭头，可以改变曲率的大小，拖动圆弧，可以改变曲率的方向。XKeep thi poi:nt|piT5?156iimI世pot电 CtiT&treajl.ilmSStep?TunerO RelativesPdEltl0Impost Taiig&ncyRemove tin s p ointCofle trs.i n thi s p&i图 2.22图 2.23图 2.24图 2.25(8) 在控制点的方式下，如果样条线的控制点在其他几何元素上，可以设置样条线与该几何元素的连续关系，如图 2.26所示，图中的样条线与其他两条直线是 点连续的关系。在“Point ”字样上单击鼠标右键，在弹
