曲面造型基本思路

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1、曲面造型的基本思路TerryZhong1前言利用CAD/CAM軟件進(jìn)行三維造型是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要實(shí)現(xiàn)手段，而曲面造型則是三維造型中的難點(diǎn)。我們在從事CAD/CAM培訓(xùn)的過程中發(fā)現(xiàn)，盡管現(xiàn)有的CAD/CAM軟件提供了十分強(qiáng)大的曲面造型功能，但初學(xué)者面對眾多的造型功能普遍感到無所適從，往往是軟件功能似乎已經(jīng)學(xué)會了，但面對實(shí)際產(chǎn)品時(shí)又感到無從下手。即使是一些有經(jīng)驗(yàn)的造型人員，由于其學(xué)習(xí)過程中的問題，也常常在造型思路或功能使用上存在一些誤區(qū)，使產(chǎn)品造型的正確性和可靠性打了折扣。針對上述情況，本文從整體上討論了曲面造型的一般

2、學(xué)習(xí)方法，并舉例介紹了曲面造型的一般步驟。2曲面造型的學(xué)習(xí)方法面對CAD/CAM軟件所提供的眾多曲面造型功能，要想在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到學(xué)會實(shí)用造型的目標(biāo)，掌握正確的學(xué)習(xí)方法是十分必要的。要想在最短的時(shí)間內(nèi)掌握實(shí)用造型技術(shù)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）應(yīng)學(xué)習(xí)必要的基礎(chǔ)知識，包括自由曲線（曲面）的構(gòu)造原理。這對正確地理解軟件功能和造型思路是十分重要的，所謂“磨刀不誤砍柴功”。不能正確理解也就不能正確使用曲面造型功能，必然給日后的造型工作留下隱患，使學(xué)習(xí)過程出現(xiàn)反復(fù)。其實(shí)，曲面造型所需要的基礎(chǔ)知識并沒有人們所想象的那么難，只要掌握

3、了正確的講授方法，具有高中文化水平的學(xué)員就能理解。（2）要針對性地學(xué)習(xí)軟件功能。這包括兩方面意思：一是學(xué)習(xí)功能切忌貪多，一個(gè)CAD/CAM軟件中的各種功能復(fù)雜多樣，初學(xué)者往往陷入其中不能自拔。其實(shí)在實(shí)際工作中能用得上的只占其中很小一部分，完全沒有必要求全。對于一些難得一用的功能，即使學(xué)了也容易忘記，徒然浪費(fèi)時(shí)間；另一方面，對于必要的、常用的功能應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)，真正領(lǐng)會其基本原理和應(yīng)用方法，做到融會貫通。（3）重點(diǎn)學(xué)習(xí)造型基本思路。造型技術(shù)的核心是造型的思路，而不在于軟件功能本身。大多數(shù)CAD/CAM軟件的基本功能大同小異

4、，要在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會這些功能的操作并不難，但面對實(shí)際產(chǎn)品時(shí)卻又感到無從下手，這是許多自學(xué)者常常遇到的問題。這就好比學(xué)射擊，其核心技術(shù)其實(shí)并不在于對某一型號的槍械的操作一樣。只要真正掌握了造型的思路和技巧，無論使用何種CAD/CAM軟件都能成為造型高手。（4）應(yīng)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，切忌在造型學(xué)習(xí)和工作中“跟著感覺走”，在造型的每一步驟都應(yīng)有充分的依據(jù)，不能憑感覺和猜測進(jìn)行，否則貽害無窮。3曲面造型的基本步驟曲面造型有三種應(yīng)用類型：一是原創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，由草圖建立曲面模型；二是根據(jù)二維圖紙進(jìn)行曲面造型，即所謂圖紙?jiān)煨停蝗悄嫦?/p>

5、工程，即點(diǎn)測繪造型。這里介紹第二種類型的一般實(shí)現(xiàn)步驟。圖紙?jiān)煨瓦^程可分為兩個(gè)階段：第一階段是造型分析，確定正確的造型思路和方法。包括：（1）在正確識圖的基礎(chǔ)上將產(chǎn)品分解成單個(gè)曲面或面組。（2）確定每個(gè)曲面的類型和生成方法，如直紋面、拔模面或掃略面等；（3）確定各曲面之間的聯(lián)接關(guān)系（如倒角、裁剪等）和聯(lián)接次序；圖1以圖1所示的產(chǎn)品圖（為清晰起見，圖紙僅給出了部分標(biāo)注）為例，可將其分解為圖中所示的9個(gè)面或面組。其中面1為平面（由圖紙標(biāo)注確定），面2、面3分別是兩個(gè)半徑為100和150的倒圓角面。4、5是兩個(gè)面組，即由俯視

6、圖部分輪廓線（A→B→C和D→E→F）生成的兩度拔模面。面6是直線段GH生成的零度拔模面。面7是一個(gè)變截面的掃略面。產(chǎn)品頂部的凸臺由一個(gè)掃略面（頂面8）和一個(gè)拔模面組（面9）組成。各面和面組之間由倒圓角聯(lián)接，其中面7與面1、2、3之間的倒圓半徑為15，而面4、5與頂面1、2、3之間的倒圓半徑為10，因此在其間拐角處（I到A，J到F）有變半徑（從15到10）倒角過渡。第二階段是造型的實(shí)現(xiàn)，包括：（1）根據(jù)圖紙?jiān)贑AD/CAM軟件中畫出必要的二維視圖輪廓線，并將各視圖變換到空間的實(shí)際位置，如圖2所示。圖2（2）針對各曲面

7、的類型，利用各視圖中的輪廓線完成各曲面的造型，如圖3所示。圖3（3）根據(jù)曲面之間的聯(lián)接關(guān)系完成倒角、裁剪等工作，如圖4所示。圖4（4）完成產(chǎn)品中結(jié)構(gòu)部分（實(shí)體）的造型；顯然，第一階段是整個(gè)造型工作的核心，它決定了第二個(gè)階段的操作方法?？梢哉f，在CAD/CAM軟件上畫第一條線之前，已經(jīng)在其頭腦中完成了整個(gè)產(chǎn)品的造型，做到“胸有成竹”。第二階段的工作只不過是第一階段工作的在某一類CAD/CAM軟件上的反映而已。在一般情況下，曲面造型只要遵守以上步驟，再結(jié)合一些具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和方法，不需要特別的技巧即可解決大多數(shù)產(chǎn)品的造型

8、問題5結(jié)語本文介紹了曲面造型學(xué)習(xí)的方法和根據(jù)二維圖紙進(jìn)行曲面造型的一般步驟。當(dāng)然，在具體實(shí)現(xiàn)過程中還需要掌握一些基本技術(shù)和方法，如單個(gè)曲面的制作、倒圓角等。另外還應(yīng)了解一些常見問題（如曲面造型中的多義性問題）的處理和如何避免一些常見的錯(cuò)誤（如拔?；鶞?zhǔn)面的確定）。這些內(nèi)容我們將在以后的文章中逐步介紹。本文所介紹的曲面造型步驟雖然看起來簡單，但要真