曲面造型的基本思路

高凯UG

1. 前言
利用CAD/CAM软件进行三维造型是现代产品设计的重要实现手段，而曲面造型则是三维造型中的难点。尽管CAD/CAM软件提供了强大的曲面造型功能，然而初学者面对众多的造型功能依然感到无所适从，往往是软件功能已学会，但面对实际产品时仍感到无从下手。即使是有经验的造型工程师，也常常在造型思路或功能使用上存在误区，从而致使产品造型的正确性和可靠性不尽如人意。
针对上述问题，笔者与大家一起探讨曲面造型的一般学习方法和基本思路。
; @3 e. I6 d* |& ?2. 曲面造型的学习方法
, ]/ H/ C. \& b6 F" {面对CAD/CAM软件所提供的众多曲面造型功能，要想在较短的时间内达到学会实用造型的目标，掌握正确的学习方法是十分必要的。
学习过程中应注意下面几点：
& }6 G+ C. L% ~$ D" F, }   （1）学习必要的基础知识，包括自由曲线（曲面）的构造原理，这对正确理解软件功能和造型思路是十分重要的。所谓“磨刀不误砍柴功”，不能正确理解也就不能正确使用曲面造型功能，必然给日后的造型工作留下隐患。曲面造型所需要的基础知识并不难以掌握，只要掌握了正确的学习方法，普通文化水平的初学者都能理解并掌握。
   （2）有针对性地学习软件功能。这包括两方面意思：一是学习功能切忌贪多，CAD/CAM软件功能复杂多样，初学者往往陷入其中不能自拔，其实实际工作中能用得上的只占其中很小一部分，无需求全；对于一些难得一用的功能，即使学了也容易忘记，徒然浪费时间。另一方面，对于必要的常用的功能应重点学习，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通。
" d/ n8 @) |( ]   （3）重点学习造型基本思路。造型技术的核心是造型思路，而不在于软件功能本身。CAD/CAM软件的基本功能大多大同小异，要在短时间内学会这些功能的操作并不难，然而面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多初学者遇到的问题。就好比学射击，其核心技术其实并不在于对某一型号枪械的操作一样，只要真正掌握造型的思路和技巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能游刃有余。
1 p. e( B# x* j$ N: g' p. C$ a   （4）培养严谨的工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走”。造型的每一步骤都应有充分依据，不能凭感觉和猜测进行，否则后患无穷。
3. 曲面造型的基本思路
曲面造型有三种应用类型：一是原创产品设计，由草图建立曲面模型；二是根据二维图纸进行曲面造型，即所谓图纸造型；三是逆向工程，即点测绘造型。这里介绍第二种类型实现步骤的两个阶段：
" G4 ]# g3 x- M: }  g第一阶段是造型分析，确定正确的造型思路和方法。
2 A9 M6 R. v, J- A& ]  （1）在正确识图的基础上将产品分解成单个曲面或面组；
" j" U2 j/ ]- r" q- T  （2）确定每个曲面的类型和生成方法，如直纹面、拔模面或扫略面等；
5 c2 m7 V4 N' a2 o/ d6 V  （3）确定各曲面之间的联接关系（如倒角、裁剪等）和联接次序。以图1的产品图为例（为清晰起见，图纸仅给出了部分标注），可将其分解为图中所示的9个面或面组。其中面1为平面（由图纸标注确定）；面2、面3分别是两个半径为100和150的倒圆角面；面4、5是两个面组，即由俯视图部分轮廓线（A→B→C和D→E→F）生成的两度拔模面；面6是直线段GH生成的零度拔模面；面7是一个变截面的扫略面；产品顶部的凸台由一个扫略面（顶面8）和一个拔模面组（面9）组成。各面和面组之间由倒圆角联接，其中面7与面1、2、3之间的倒圆半径为15，而面4、5与顶面1、2、3之间的倒圆半径为10，因此在其间拐角处（I到A，J到F）有变半径（从15到10）倒角过渡。
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图1.（AUTOCAD插图）
3 [( S. u8 Y5 U9 D
3 D5 c, t# ]2 I; x3 x第二阶段是造型的实现。
2 p* s+ [+ w/ Z/ e（1）根据图纸在CAD/CAM软件中画出必要的二维视图轮廓线，并将各视图变换到空间的实际位置；(如图2)
（2）针对各曲面的类型，利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型；（如图3）
2 x; v" x9 I' O$ S" v+ ~（3）根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等工作；（如图4）
" l5 n7 R. w3 n: O  f6 S# O$ {
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3 E% |' c$ r* B, l, @9 L
0 W, p' D. T, p0 Q% }. V    （4）完成产品中结构部分（实体）的造型。
     显然，第一阶段是整个造型工作的核心，它决定第二阶段的操作方法。可以说，在CAD/CAM软件上画第一条线之前，就应该在头脑中完成整个产品的造型，做到“胸有成竹”，而第二阶段的工作只不过是第一阶段工作在某一类CAD/CAM软件上的反映而已。
$ J' U" G5 V. N1 d- Y1 u# p     在一般情况下，曲面造型只要遵守以上步骤，再结合具体的应用技术，不需要特别的技巧即可解决大多数产品的造型问题。
4.  结语
本文介绍了曲面造型的一般学习方法和根据二维图纸进行曲面造型的基本思路。当然，在具体实现过程中还需要掌握一些基本技巧和方法，如单个曲面的制作、倒圆角等。另外还应了解一些常见问题（如曲面造型中的多义性问题）的处理，及懂得如何避免一些常见的错误（如拔模基准面的确定），虽然看起来简单，但要真正掌握好，还需在工作中不断实践和总结。
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guofenglei10

文章讲的不错！

1985585088

文章写得挺好！但是图纸根本看不清楚！

1985585088

ug零件图如何解压！

枫之林1124

我正在找这方面的资料，谢谢了

wlc1270

很不错的文章
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韩馨剑

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子成

谢谢分享.....

631722615

wlc1270 发表于 2012-7-13 14:23
+ U7 P7 D2 u) B& F3 `很不错的文章

说的不错,但图根本看不清