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1、Geomagic-DesignXGeomagic-DesignX教程教程Geomagic Geomagic Design XDesign X软件介绍软件介绍 背景： 原韩国Rapidform XOR软件，2013年被3D Systems收购，拥有强大的点云处理能力和正向建模能力，可以与其他三维软件无缝衔接，适合工业零部件的逆向建模工作。 特点： 四大逆向工程软件之一； 专业的参数化逆向建模软件； 可以打开文件较大的扫描数据； 逆向软件，速度快，效率高； 易学易用常用于参与比赛。 3.3 3.3 软件界面及基本操作软件界面及基本操作左键：选择 Ctrl+左键：取消选择 右键：旋转 鼠标滚轮：缩放
2、 Ctrl+右键：移动3.4 3.4 洗车水枪案例讲解洗车水枪案例讲解 案例将指导大家快速熟悉Geomagic Design X建模模块中如何使用强大的曲面建模工具完成自由曲面设计及更多的混合设计相关功能，逐步引导您完成洗车水枪产品的逆向建模设计。3.4.1 3.4.1 工件特征分析：工件特征分析： (1)洗车水枪手柄； (2)洗车水枪喷头； (3)洗车水枪弹簧盖。 3.4.2 构建建模思路构建建模思路(1)STL模型导入，洗车水枪坐标系建立；(2)手柄：此部分做为主体，合理地将曲面划分，利用面片创建自由曲面，将所有曲面创建完成后合并为实体，将所建立特征镜像；(3)喷头：这处特征为回转体，构建
3、回转轮廓创建回转体，与主体部分合并；(4)弹簧盖：简单的几何特征，绘制草图创建拉伸体；(5)将手柄、喷头、弹簧盖所有特征合成一个实体，倒角；(6)建模精度分析；(7)数据导出。3.4.3 建模过程详细介绍建模过程详细介绍步骤一：坐标系建立。(1)导入处理完成的shuiqiang.STL数据 点击插入 导入，导入.stl文件。(2)特征分割（领域组） 点击工具栏的 (领域组)，进入领域组模式，采用自动分割与手动分割相结合的方式用不同颜色区分领域。（3）建立参照平面用于创建坐标系 点击 （参照平面）按钮，方法选择“提取”，更改选择模式为“矩形选择模式”在洗车水枪喷头的低端平面区域选择领域创建参照平
4、面1； 使用同样的创建参照平面的画法，分别在弹簧盖顶端平面和手柄低端平面处创建参照平面2和参照平面3，如下图3-8所示：图3-8(4)建立对称平面用于创建坐标系 此工件特征为对称工件，所以需要创建对称平面用于坐标系的建立，利用参照平面1、2、3，截取各处圆形特征的参照线绘制出草图圆即可得到圆心，利用不在一条直线上的这三个点创建平面，即为工件的对称平面。 方法：点击 （面片草图）按钮，选择参照平面2，进入面片草图模式，点击短粗箭头鼠标手动拉动前后位置，截取此处外轮廓圆，如图3-9所示。 图3-9 点击对话框左上角 确定，然后参照截面线绘制此圆，点击工具栏中 （创建圆）按钮，框选参照线得到此圆即得
5、到圆心，如图3-10所示。图3-10 同样的方法，绘制出平面1和平面3处的圆得到圆心，如下图3-11所示。 然后点击 （参照平面），依次选择上述创建的三个圆的圆心，即可得到参照平面4，如下图3-12所示。图3-11图3-12(5)建立坐标系 点击 （手动对齐）按钮，选择点云模型,点击下一阶段，移动方法选择“X-Y-Z”,位置选项选择喷头处圆的圆心，Y轴选择“平面1与平面4”，Z轴选择“平面4”。如下图3-13所示，为参数设置选项，点击左上角 按钮。点击右下方 按钮，退出手动对齐模式。坐标系创建完成。（注：用于辅助建立坐标系的参照平面1及草图1在建立坐标系之后可隐藏或删除。）图3-13步骤二：手
6、柄主体构建 (1)点击 （面片草图）按钮，点击“前”平面为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-14所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。图3-14 点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述面片草图1，如下图3-15参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置为20mm，拉伸曲面。图3-15 (2)点击 （面片拟合）按钮，选择手柄上段区域的领域，参数设置如下图3-16所示，分辨率选择“控制点数”，平滑拉至最大，勾选延长选择，手动调整大小，点击左上角 按钮。图3-16 (3)点击 （面片草图）按钮，点击“前”平面为基准平面，进
7、入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式，如图3-18所示。图3-18 点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述面片草图2，如下图参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置为20mm，点击 退出拉伸曲面模式，如下图3-19所示。图3-19 (4)点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸2_1”，对象选择“面片拟合1”，残留体选择上段区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式，如图3-20所示。图3-20 点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸2_2”，对象选择“面片拟合2”，残留体选择下段区域
8、，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式，如图3-21所示。（剪切完毕后即可将曲面拉伸2_1、曲面拉伸2_2隐藏）图3-21 点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸1”，对象选择“面片拟合1与面片拟合2”，残留体选择如图3-22所示区域，点击 左上角按钮，退出剪切曲面模式。图3-22 点击 （放样）按钮，如下图3-23所示，轮廓选择两曲面的边线，约束条件下起始约束与终止约束选择“与面相切”，点击左上角 按钮，退出放样曲面模式。图3-23 点击 （延长曲面）按钮，如下图3-24所示，选择放样曲面1的左右边线，终止条件选择距离，参数为“2mm”，延长方法选择“曲率”。点击左上角 按钮，退出延长
9、曲面模式。图3-24 点击 （剪切曲面）按钮，如下图3-25所示，工具要素选择“曲面拉伸1”，对象选择“面片放样1”，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-25 (5) 点击 （缝合）按钮，如下图3-26所示，曲面体选择如下图所示三个曲面，点击下一阶段，点击左上角 按钮，退出缝合曲面模式。图3-26 点击 （剪切曲面）按钮，如下图3-27所示，工具要素选择“曲面拉伸1和上述缝合曲面”，对象处将对勾去掉不做选择，这样的剪切方法可以将工具要素里选择的所有曲面互相修剪，并将所有曲面自动缝合为一个曲面，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-2
10、7 (6)点击 （圆角）按钮，如下图3-28所示，要素选择如下图所示边线，点击 （魔法棒）自动探索圆角半径，同时将右侧分析工具栏中“偏差”选项打开，结合自动探索的半径值与偏差颜色分析，手动将半径值调整，直到误差分析颜色接近绿色为止。点击左上角 按钮，退出倒圆角模式。图3-28 同样的倒圆角方法将如下图所示的边界都进行倒圆角，如图3-29所示。图3-29 (7)点击 （参照平面）按钮，方法选择“提取”， 更改选择模式为“矩形选择模式”在洗车水枪手柄的低端平面区域选择领域创建参照平面，点击右下角 按钮，确认操作即可成功创建一个参照平面1，如图3-30所示。图3-30 点击 （参照平面）按钮，方法选
11、择“偏移”，要素选择上述创建的参照平面1，偏移选项下方数量设置为“2”，距离为“6mm”，点击右下角 按钮，确认操作即可成功创建一个参照平面2和参照平面3，如图3-31所示。图3-31 点击 （面片草图）按钮，点击“平面2”为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式，如图3-32所示。（随后把参照平面2隐藏，方便之后操作）图3-32点击 （实体放样）按钮，如下图3-34所示，轮廓选择上述创建的两个草图圆，约束条件下起始约束与终止约束选择无，点击左上角 按钮，退出放样模式。图3-34点击 （移动面）按
12、钮，参数如下图3-35所示，面选择面1，方向选择面1，距离调整到超出参照平面1之外，后面方可用平面1剪切。点击左上角 按钮，退出移动面模式。图3-35同样的方法使用移动面功能将对应面移动拉伸一定的距离，距离设置大于20mm，方便后续的修剪，如下图3-36所示。图3-36点击 （草图）按钮，点击“前基准平面”，进入草图模式，使用工具栏草图“3点圆弧”工具绘制如下图所示的草图。点击右下方 按钮，退出草图模式，如图3-37所示。图3-37 点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述绘制草图5，如下图参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置为20mm，拉伸曲面3，方向如图3-38所示。3-38点
13、击 （剪切实体）按钮，如下图3-39所示，工具要素选择“前基准面、参照平面1与上述拉伸曲面3”，对象选择放样实体1，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切实体模式。图3-39(8)点击 （删除面）按钮，依次选择如下图所示的面1、面2和面3，点击左上角 按钮，退出删除面模式。确认操作即可将面1、面2和面3删除，如图3-40所示。图3-40点击 （放样）按钮，如下图3-41所示，轮廓选择两曲面的边线，约束条件下起始约束与终止约束选择“无”，点击左上角 按钮，退出放样曲面模式。图3-41(9)点击 （面片草图）按钮，点击“前基准面”为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上
14、角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-42所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。图3-42点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述绘制面片草图6，如下图参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置为20mm，得到拉伸曲面4，方向如图3-43所示。图3-43 点击 （面片拟合）按钮，选择手柄上如下图3-44所示领域，参数设置如下图所示，分辨率选择“许可偏差”，平滑拖至中间位置，勾选延长选择，手动调整大小，点击左上角 按钮。图3-44 将之前创建的曲面显示出来，用于曲面修剪，使用拉伸曲面2_1和拉伸曲面2_2将刚才创建的两个拟合曲面修剪，修剪结果如下图3-46所示。图3-46点击
15、 （剪切曲面）按钮，如下图3-47所示，工具要素选择“剪切7和曲面拉伸4”，对象处将对勾去掉不做选择，这样的剪切方法可以将工具要素里选择的所有曲面互相修剪，并将所有曲面自动缝合为一个曲面，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-47 点击 （草图）按钮，点击“前基准平面”，进入草图模式，使用工具栏工具绘制如下图3-48所示的草图。点击右下方 按钮，退出草图模式。图3-48 点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述绘制面片草图7，如下图3-49参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置为20mm，得到拉伸曲面5。方向如图所示。图3-49 点击 （圆角）按钮，如下
16、图3-50所示，要素选择如下图所示边线， 点击 （魔法棒）自动探索圆角半径，同时将右侧分析工具栏中“偏差”选项打开，结合自动探索的半径值与偏差颜色分析，手动将半径值调整，直到误差分析颜色接近绿色为止。点击左上角 按钮，退出倒圆角模式。图3-50 点击 （剪切曲面）按钮，如下图所示，工具要素选择“曲面拉伸5_1和曲面拉伸5_2”，对象选择圆角12和剪切8，残留体选择如下图3-51所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-51 点击 （放样）按钮，如下图3-52所示，轮廓选择两曲面的边线，约束条件下起始约束与终止约束选择“与面相切”，点击左上角 按钮，退出放样曲面模式。图3-52点击 （
17、延长曲面）按钮，如下图3-53所示，选择放样曲面1的左右边线，终止条件选择距离， 参数为“1.5mm”， 延长方法选择“曲率”。 点击左上角 按钮，退出延长曲面模式。图3-53点击 （剪切曲面）按钮，如下图3-54所示，工具要素选择“曲面拉伸5_1和曲面拉伸5_2”，对象选择“曲面放样3”，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-54点击 （剪切曲面）按钮，如下图所示，工具要素选择“曲面放样2”，对象选择“剪切10_2”，残留体选择如下图3-55所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-55点击 （草图）按钮，点击“前基准平面”，进入草图模式，使用工具栏工
18、具绘制如下图3-56所示的草图。点击右下方 按钮，退出草图模式。图3-56点击 （剪切曲面）按钮，如下图3-58所示，工具要素选择“拉伸曲面6_1与拉伸曲面6_2”，对象选择“圆角11”，残留体选择如下图所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。（随后把拉伸曲面6_1与拉伸曲面6_2隐藏）图3-58点击 （缝合）按钮，曲面体选择如下图3-59所示三个曲面，点击下一阶段，点击左上角 按钮，退出缝合曲面模式。图3-59 点击 （放样）按钮，如图3-60所示，轮廓选择两曲面的边线，约束条件下起始约束与终止约束选择“无”，点击左上角 按钮，退出放样曲面模式。 图3-60 同样使用放样曲面的方法依次
19、将如下图3-61所示的三个曲面创建。图3-61 点击 （面填补）按钮，如下图3-62所示，依次选择要填补区域周边的边线，勾选“设置连续性约束条件”然后选择“边线1与边线2”，高级连续性选项将连续性与精度拖至最大，勾选详细设置中的“创建一个补丁”点击左上角 按钮，退出面填补模式。图3-62 同样的方法将面填补2创建。如下图3-63所示。图3-63点击 （剪切曲面）按钮，工具要素与对象选择如下图3-64所示，点击下一阶段，选择保留区域如下图所示，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。图3-64点击 （删除面）按钮，依次选择如下图3-65所示的面，点击左上角 按钮，退出删除面模式。图3-65点击 （缝
20、合）按钮，如下图3-66所示，曲面体选择如下图所示的全部曲面，点击下一阶段，点击左上角 按钮，退出缝合曲面模式。图3-66点击 （镜像）按钮，体选择要镜像的曲面，对称平面选择“前基准面”，点击左上角 按钮，完成镜像，如下图3-68所示。图3-68点击 （缝合）按钮，如下图3-69所示，曲面体选择如下图所示的全部曲面，点击下一阶段，点击左上角 按钮，退出缝合曲面模式。图3-69点击 （面填补）按钮，如下图3-70所示，依次选择要填补区域周边的边线勾选详细设置中的“创建一个补丁”点击左上角 按钮，退出面填补模式。图3-70最后使用缝合的方法，把所有曲面缝合，当所有的曲面构成一个封闭的空间曲面时，软
21、件会自动将这个封闭的曲面合并为一个实体，如下图3-71所示。图3-71点击 （圆角）按钮，如下图3-72所示，要素选择如下图所示对称中心线上的棱线边，手动将半径值调整为5mm。点击左上角 按钮，退出倒圆角模式。图3-72手柄构建完成。手柄构建完成。步骤三：水枪喷头进行建模（1）点击 （面片草图）按钮，点击“前基准面”为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-73所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。 图3-73点击 （回转体）按钮，轮廓选择上述绘制的草图，轴线选择草图中的中心线，结果运算选择“合并”。点击右下方 按钮，退出回转体模
22、式，如图3-74所示。图3-74（2）点击 （面片草图）按钮，点击“弹簧盖顶端领域”为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-75所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。图3-75点击 （拉伸实体）按钮，轮廓选择上述草图，拉伸距离为“12mm”，拉伸方向如下图3-76所示，结果运算选择“合并”。点击右下方 按钮，完成创建。图3-76点击 （拉伸实体）按钮，轮廓选择上述草图，拉伸距离为“20mm”，反方向拉伸距离同为“20mm”，如下图3-78所示，结果运算选择“剪切”。点击右下方 按钮，完成创建。图3-78点击 （面片草图）按钮，点
23、击“前基准面”为基准平面，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-79所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。图3-79点击 （拉伸实体）按钮，轮廓选择上述草图，拉伸距离为“7mm”，反方向拉伸距离同为“7mm”，如下图3-80所示，结果运算选择“合并”。点击右下方 按钮，完成创建。图3-80点击 （面片草图）按钮，点击如下图所示的平面领域，进入面片草图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图3-81所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。图3-81点击 （拉伸实体）按钮，轮廓选择上述草图，拉伸距离为“15mm”，方向如下图3-82所示，结果运算选择“合并”。点击右下方 按钮，完成创建。图3-82 （4）点击 （圆角）按钮，参照实物及点云数据对实体进行“圆角”操作。最终倒角后的效果如下图3-83所示。图3-83 精度检测最终效果图，点击软件右边区域的类型下方的偏差按钮，软件自动比对所建立的模型与扫描出来完成的STL模型直之间的误差分析。鼠标光标放在模型的任何一个地方都有误差数据显示。如图3-84所示。图3-84结束结束
