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SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计

时间:2015-02-28 10:50:18   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:1529   评论:0
第5章 曲线曲面设计

    随着现代制造业对外观、功能、实用设计等角度的要求的提高,曲线曲面造型越来越被广大工业领域的产品设计所引用,这些行业主要包括电子产品外形设计行业、航空航天领域以及汽车零部件业等等。

    在本章中以介绍曲线、曲面的基本功能为主,其中曲线部分主要介绍常用的几种曲线的生成方法。在SolidWorks2006中,可以使用以下方法来生成3D曲线:投影曲线、组合曲线、螺旋线和涡状线、分割线、通过模型点的样条曲线、通过 XYZ 点的曲线等。

    曲面是一种可用来生成实体特征的几何体。本章主要介绍在曲面工具栏上常用到的曲面工具,以及对曲面的修改方法,如延伸曲面、剪裁、解除剪裁曲面、圆角曲面、填充曲面、移动/复制缝合曲面等。

在学习曲线造型之前,需要先掌握三维草图绘制的方法,它是生成曲线、曲面造型的基础。

5.1 三维草图概述

    SolidWorks2006中可以直接绘制三维草图,绘制的三维草图可以作为扫描路径、扫描引线、放样路径或放样的中心线等。

所有的2D绘图工具都可以用来生成2D草图,不同的是,有些工具如曲面上的样条曲线只有在3D中可用。

在绘制三维草图时,建立自定义坐标系是不可或缺的,下面先来介绍自定义坐标系的生成方法,然后介绍三位草图的生成步骤。

5.1.1 自定义坐标系

    除了系统默认的坐标系外,SolidWorks2006还允许用户自定义坐标系。此坐标系将同测量、质量特性等工具一起使用。

   要建立自定义的坐标系,可以采用下面的操作步骤:

(1)单击“参考几何体”工具栏上的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(坐标系)按钮,或选择菜单栏中的“插入”|“参考几何体”|“坐标系”命令,会出现如图5-1所示的“坐标系”PropertyManager设计树。

(2)在“坐标系”PropertyManager设计树中,单击图标右侧的“原点”显示框,然后在零件或装配体中选择一个点或系统默认的原点,实体的名称便会显示在“原点”显示框中。

(3)在X、Y、Z轴的显示框中单击SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计按钮,然后选定以下实体作为所选轴的方向,此时所选的项目将显示在对应的方框中。

在实际操作过程中,可以使用下面实体中的特征作为临时轴:

    “顶点”:临时轴与所选的点对齐。

    “直边线或草图直线”:临时轴与所选的边线或直线平行。

    “曲线边线或草图实体”:临时轴与选择的实体所选位置对齐。

SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计

图5-1 “坐标系”设计树

(4)如果要反转轴的方向,单击SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(反向)按钮即可。

(5)如果在步骤(3)中没有选择轴的方向,则系统会使用默认的方向作为坐标轴的方向。

(6)定义好坐标系后,单击SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(确定)按钮关闭“坐标系”PropertyManager设计树,此时新定义的坐标系将显示在模型上。

5.1.2 绘制步骤

    绘制三维草图可按下面的操作步骤进行:

(1)在开始绘制三维草图之前,单击“视图”工具栏上的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(标准视图)按钮,在其下拉列表中选择SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(等轴测)按钮,如图5-2所示。

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图5-2 “视图”工具栏

    提示:在等轴测视图下X、Y、Z方向均可见,可以方便的生成三维草图。

    或者单击绘图区域左下角的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计按钮,在其上拉列表中选择SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(等轴测)按钮,如图5-3所示,亦可将视图的X、Y、Z方向可见。

(2)单击“草图绘制”工具栏上的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(三维草图)按钮,系统默认地打开一张三维草图。

或者选择一个基准面,然后单击“草图”工具栏中的3D草图命令,或者选择菜单栏中的“插入”|“基准面上的3D草图”命令,在正视于视图中添加一个3D草图。

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图5-3 “视图”工具栏

    3D草图与2D草图的不同之处在于:

    在3D中绘制草图时,可以捕捉主要方向(X、Y或Z),并且绘制过程中通过右键选项可以分别应用约束沿X、沿Y和沿Z,这些是对整体坐标系的约束。

    在基准面上绘制草图时,可以捕捉到基准面的水平或垂直方向,并且约束将应用于水平和垂直。这些是对基准面、平面等的约束。

    在2D草图中,可绘制一条平行于模型边线的线,并添加几何关系。但是,平行和重合指的是投影边线,而不是实际边线,直线的端点与实际模型边线不重合,也不是其平行线。而在3D草图绘制中,没有这种投影。如果您添加平行关系到红色的3D草图中,则它在3D空间中平行,如图5-4所示。

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图5-4  2D与3D草绘图中的区别

(3)在绘制三维草图时,系统会以模型中默认的坐标系进行绘制。如果要改变三维草图的坐标系,单击所需的草图绘制工具,按住Ctrl键,然后单击一个基准面或一个用户自定义的坐标系即可。

(4)在使用三维草图绘制工具在基准面上绘图时,系统会提供一个图形化的助手(即空间控标)帮助保持方向。

(5)在空间绘制直线或样条曲线时,空间控标就会显示出来。使用空间控标也可以沿坐标轴的方向进行绘制,如果要更改空间控标的坐标系,按Tab键即可。

(6)再次单击“草图”绘制工具栏上的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(三维草图)按钮,即可关闭三维草图,三维草图在特征管理器设计树中以图标SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计的形式来表示,如图5-5所示。

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图5-5  3D草图在特征管理器中的显示

5.1.3 三维草图

    三维草图的生成比较抽象,为了清楚的描述其绘制方法步骤,简单介绍如下:

(1)选择菜单栏中的“插入”|“参考几何”|“基准轴”命令,或者单击“参考几何体”工具栏中的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(基准轴)按钮,此时会弹出“基准轴”FeatureManager设计树。

(2)在设计树中的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计选择右视基准面和前视基准面,通过这两个平面的交线建立基准轴,如图5-6所示,点击SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(确定)按钮,即可生成基准轴。

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图5-6  建立基准轴

(3)在“参考几何体”工具栏中选择SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(基准面)按钮,此时会出现“基准面”FeatureManager设计树,在SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计中选择基准轴及右视基准面,定义夹角为30度,如图5-7所示。

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图5-7  定义基准面

    提示:生成的参考平面可以根据自己的需要定义其名称,以便于以后区分。

(4)下面来建立3D草图,选择菜单栏中的“插入”|“3D草图”命令,或者单击“草图”工具栏中的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(3D草图)按钮。

(5)选择“基准面1”在其上绘制直线,然后单击“视图”工具栏中的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(正视于)按钮,使视图正视,便于绘制3D草图。

(6)沿SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计记号方向拖动直线,使其保持与基准轴平行,或者绘制完直线后,单击鼠标右键,在弹出如图5-8所示的快捷菜单中选择“几何关系”中的“延Y”选项,也可使绘制的直线与基准轴平行。

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图5-8  生成三维草图

(7)按住Ctrl键在FeatureManager设计树中选择基准面,切换草图平面,再按上述操作步骤绘制草图,即可得到如图5-9所示的三维草图特征。

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图5-9  生成三维草图

(8)单击“草图”工具栏中的SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(基准面)按钮,或者选择菜单栏中的“插入” |“基准面上的 3D 草图”命令,在弹出的“草图绘制平面”FeatureManager设计树中设置各参数如图5-10所示。

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图5-10  “基准面上的 3D 草图”设计树

(9)单击SolidWorks基础实用教程--曲线曲面设计(确定)按钮,即可生成一条通过顶部直线且与基准面1平行的基准面,如图5-11所示,重复上面的步骤可以在新生成的基准面上绘制草图,这里不再赘述。

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图5-11  生成草图平面


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