机电技术应用专业机械CAD课程课件二

1、第三、四章第三、四章 曲线和曲面曲线和曲面3.13.1曲线的绘制曲线的绘制 3.2 3.2 曲线的编辑曲线的编辑 3.33.3几何变换方法几何变换方法4.14.1曲面生成和曲面编辑曲面生成和曲面编辑 4.24.2线框建模技术基础线框建模技术基础4.34.3五角星的框架绘制实例五角星的框架绘制实例 4.4 4.4 鼠标的曲面线架绘制实例鼠标的曲面线架绘制实例3.13.1曲线的绘制曲线的绘制 CAXACAXA制造工程师为曲线绘制提供了十六项功能：制造工程师为曲线绘制提供了十六项功能：直线、圆弧、圆、矩形、椭圆、样条、点、公直线、圆弧、圆、矩形、椭圆、样条、点、公式曲线、多边形、二次曲线、等距线、曲

2、线投式曲线、多边形、二次曲线、等距线、曲线投影、相关线、样条影、相关线、样条-圆弧和文字等。圆弧和文字等。直线直线一、两点线（1）单击直线 按钮，在立即菜单中选择两点线。（2）按状态栏提示，给出第一点和第二点，两点线生成。方式：连续 、单个 、非正交 、正交 、点方式 、长度方式二、平行线 三、角度线 四、切线/法线 五、角等分线 六、水平/铅垂线 绘制矩形单击 按钮，CAXA制造工程师提供了两点矩形和中心_长_宽等两种方式。（1）两点矩形就是给定对角线上两点绘制矩形。（2）中心_长_宽就是给定长度和宽度尺寸值来绘制矩形。圆、圆弧、圆、圆弧、一、圆一、圆圆是图形构成的基本要素，为了适应各种情况

3、下圆的绘制。 圆功能提供了圆心_半径、三点和两点_半径等三种方式。二、圆弧二、圆弧圆弧是图形构成的基本要素，为了适应各种情况下圆弧的绘制。圆弧功能提供了六种方式：三点圆弧、圆心_起点_圆心角、圆心_半径_起终角、两点_半径、起点_终点_圆心角和起点_半径_起终角。 椭圆椭圆用鼠标或键盘输入椭圆中心，然后按给定参数画一个任意方向的椭圆或椭圆弧。 （1）单击主菜单“造型”，指向下拉菜单“曲线生成”，单击“椭圆”，或者直接单击椭圆按钮 。 （2）输入长半轴、短半轴、旋转角、起始角和终止角等参数，输入中心，完成操作。点、公式曲线点、公式曲线一、点：一、点：在屏幕指定位置处画一个孤立点，或在曲线上画等分

4、点。单个点单个点 ：生成单个点。包括工具点、曲线投影交点、曲面上投影点和曲线曲面交点等。 批量点批量点 ：生成多个点。包括等分点、等距点和等角度点等。二、公式曲线：二、公式曲线：公式曲线即是数学表达式的曲线图形，也就是根据数学公式（或参数表达式）绘制出相应的数学曲线，公式的给出既可以是直角坐标形式的、也可以是极坐标形式的。公式曲线为用户提供一种更方便、更精确的作图手段，以适应某些精确型腔，轨迹线形的作图设计。用户只要交互输入数学公式，给定参数，计算机便会自动绘制出该公式描述的曲线。 多边形多边形 在给定点处绘制一个给定半径、给定边数的正多边形。其定位方式由菜单及操作提示给出。 （1）单击 “造

5、型”，指向 “曲线生成”，单击“多边形”按钮 。（2）在立即菜单中选择方式和参数，按状态栏提示操作即可。 边： 根据输入边数绘制正多边形中心： 以输入点为中心，绘制内切或外接多边形。样条曲线样条曲线生成过给定顶点（样条插值点）的样条曲线。点的输入可由鼠标输入或由键盘输入。（1）单击 “造型”，指向 “曲线生成”，单击“样条”，或者直接单击 按钮。（2）选择样条线生成方式，按状态栏提示操作，生成样条线。 逼近逼近 ：顺序输入一系列点，系统更具给定的精度生成拟合这些点的光滑样条曲线。插值：插值： 按顺序输入一系列点，系统将顺序通过这些点生成一条光滑的样条曲线。 二次曲线二次曲线根据给定的方式绘制二

6、次曲线。 （1）单击“造型”，指向“曲线生成”，单击“二次曲线”按钮。（2）按状态栏提示操作，生成二次曲线。 定点： 给定起点、终点和方向点，再给定肩点，生成二次曲线。比例 给定比例因子，起点、终点和方向点，生成二次曲线。 等距线等距线绘制给定曲线的等距线，用鼠标单击带方向的箭头可以确定等距线位置。等距：等距： 按照给定的距离作曲线的等距线。变等距变等距 ：按照给定的起始和终止距离，作沿给定方向变化距离的曲线的变等距线。 曲线投影、相关线曲线投影、相关线一、曲线投影一、曲线投影投影线定义 ：指定一条曲线沿某一方向向一个作实体的基准平面投影，得到曲线在该基准平面上的投影线。利用这个功能可以充分利

7、用已有的曲线来作草图平面里的草图线。投影的前提： 只有在草图状态下，才具有投影功能。投影的对象： 空间曲线、实体的边和曲面的边。二、相关线二、相关线绘制曲面或实体的交线、边界线、参数线、法线、投影线和实体边界。曲面交线 ：求两曲面的交线。 曲面边界线： 求曲面的外边界线或内边界线。曲面参数线： 求曲面的 U向或W向的参数线。曲面法线 ：求曲面指定点处的法线。曲面投影线： 求一条曲线在曲面上的投影线。 实体边界 ：求特征生成后实体的边界线。样条样条-圆弧圆弧用圆弧来表示样条，以便在加工的时更光滑，生成的G代码更简单。（1）单击“造型”，指向“曲线生成”，单击“样条圆弧”命令。（2）在立即菜单中选

8、择离散方式以及离散参数。（3）拾取需要离散为圆弧的样条曲线，状态栏显示出该样条离散的圆弧段数。步长离散 ：等步长将样条离散为点，然后将离散的点拟合为圆弧。弓高离散： 按照样条的弓高误差将样条离散为圆弧。 文字文字造型文字 ：在零件设计中输入文字。（1）单击“造型”菜单中的“文字”；或者直接单击“A”按钮 。（2）指定文字输入点，弹出文字输入对话框。(3)单击设置按钮，弹出字体设置对话框，修改设置，单击确定按钮，回到文字输入对话框中，输入文字，单击确定，文字生成。 3.2 3.2 曲线的编辑曲线的编辑 曲线编辑包括曲线裁剪、曲线编辑包括曲线裁剪、曲线过渡、曲线打断、曲线过渡、曲线打断、曲线组合和

9、曲线拉伸曲线组合和曲线拉伸五种功能五种功能。曲线裁剪曲线裁剪 单击单击按钮，在立即菜单中选择快速裁剪和正常裁剪按钮，在立即菜单中选择快速裁剪和正常裁剪,或投影裁剪。或投影裁剪。 拾取被裁剪线（选取被裁掉的段），快速裁剪完成。拾取被裁剪线（选取被裁掉的段），快速裁剪完成。 圆弧过渡圆弧过渡 用于在两根曲线之间进行给定半径的圆弧光滑用于在两根曲线之间进行给定半径的圆弧光滑过渡过渡圆弧过渡圆弧过渡用于在两根曲线之间进行给定半径的圆用于在两根曲线之间进行给定半径的圆弧光滑过渡弧光滑过渡3.3 3.3 几何变换几何变换几何变换是指对线、面进行变几何变换是指对线、面进行变换，对造型实体无效，而且几何换，对

10、造型实体无效，而且几何变换前后线、面的颜色、图层等变换前后线、面的颜色、图层等属性不发生变换。几何变换共有属性不发生变换。几何变换共有七种功能：平移、平面旋转、旋七种功能：平移、平面旋转、旋转、平面镜像、镜像、阵列和缩转、平面镜像、镜像、阵列和缩放。几何变换工具条如图放。几何变换工具条如图平移平移对拾取到的曲线或曲面进行平移或拷贝。平移有两种方式：两点或偏移量。平面旋转对拾取到的曲线或曲面进行同一平面上的旋转或旋转拷贝。平面旋转有拷贝和平移两种方式。拷贝方式除了可以指定旋转角度外，还可以指定拷贝份数。旋转 对拾取到的曲线或曲面进行空间的旋转或旋转拷贝。旋转有拷贝和平移两种方式。拷贝方式除了可以

11、指定旋转角度外，还可以指定拷贝份数。 平面镜像对拾取到的曲线或曲面以某一条直线为对称轴，进行同一平面上的对称镜像或对称拷贝。平面镜像有拷贝和平移两种方式。 镜像 对拾取到的曲线或曲面以某一条直线为对称轴，进行空间上的对称镜像或对称拷贝。镜像有拷贝和平移两种方式。阵列 对拾取到的曲线或曲面，按圆形或矩形方式进行阵列拷贝。阵列分为圆形或矩形两种方式。 缩放 对拾取到的曲线或曲面进行按比例放大或缩小。缩放有拷贝和移动两种方式。4.14.1曲面的生成及编辑曲面的生成及编辑一、曲面生成一、曲面生成直纹面直纹面直纹面是由一根直线两端点分别在两曲直纹面是由一根直线两端点分别在两曲线上匀速运动而形成的轨迹曲面

12、。线上匀速运动而形成的轨迹曲面。点点+曲线曲线 点点+曲线是指在一个点和一条曲线之间生成直纹面。曲线是指在一个点和一条曲线之间生成直纹面。曲线曲线+ +曲面曲面 曲线曲线+ +曲面是指在一条曲线和一个曲面是指在一条曲线和一个曲面之间生成直纹面。曲面之间生成直纹面。旋转面旋转面单击单击“应用应用”，指向，指向“曲面生成曲面生成”，单击，单击“旋转面旋转面”，或者单击，或者单击 按钮。按给定的起按钮。按给定的起始角度、终止角度将曲线绕一旋转轴旋转而始角度、终止角度将曲线绕一旋转轴旋转而生成的轨迹曲面生成的轨迹曲面 扫描面扫描面按照给定的起始位置和扫描距离将曲线按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指

13、定方向以一定的锥度扫描生成曲面。沿指定方向以一定的锥度扫描生成曲面。导动面导动面让特征截面线沿着让特征截面线沿着特征轨迹线的某一特征轨迹线的某一方向扫动生成曲面。方向扫动生成曲面。导动面生成有六种导动面生成有六种方式：平行导动、方式：平行导动、固接导动、导动线固接导动、导动线& &平面、导动线平面、导动线& &边界边界线、双导动线和管线、双导动线和管道曲面。道曲面。平行导动平行导动 选择选择“固接导动固接导动”方式。方式。选择单截面线或者双截面线。选择单截面线或者双截面线。拾取导动线，并选择导动方向。拾取导动线，并选择导动方向。拾取截面线。如果是双截面线导动，应拾取两条截面线。拾取截面线。如果

14、是双截面线导动，应拾取两条截面线。生成导动面生成导动面。双截面线等高导动。双截面线等高导动。等距面等距面 按给定距离与等距方向生成与已知平面（曲面）等距按给定距离与等距方向生成与已知平面（曲面）等距的平面（曲面）。这个命令类似曲线中的的平面（曲面）。这个命令类似曲线中的“等距线等距线”命令，不同的是命令，不同的是“线线”改成了改成了“面面”。（1）单击）单击“应用应用”，指向，指向“曲面生成曲面生成”，单击，单击“等距等距面面”，或者单击，或者单击 按钮。按钮。（2）填入等距距离。）填入等距距离。（3）拾取平面，选择等距方向。）拾取平面，选择等距方向。（4）生成等距面。）生成等距面。工具平面工

15、具平面XOY平面：绕平面：绕X或或Y轴旋转一定角度生成一个轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。指定长度和宽度的平面。YOZ平面：绕平面：绕Y或或Z轴旋转一定角度生成一个轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。指定长度和宽度的平面。ZOX平面：绕平面：绕Z或或X轴旋转一定角度生成一个轴旋转一定角度生成一个指定长度和宽度的平面。指定长度和宽度的平面。边界面边界面单击单击“应用应用”，指向，指向“曲面生成曲面生成”，单击，单击“边界面边界面”，或者单击或者单击 按钮按钮。 选择四边面或三边面。选择四边面或三边面。 拾取空间曲线，完成操作。拾取空间曲线，完成操作。放样面放样面网格面网格面以

16、网格曲线为骨架，蒙上自由曲面生成的曲面称之以网格曲线为骨架，蒙上自由曲面生成的曲面称之为网格曲面。为网格曲面。网格曲线是由特征线组成横竖相交线。网格曲线是由特征线组成横竖相交线。1 1）单击）单击 应用，指向曲面生成，单击网格面，或者单应用，指向曲面生成，单击网格面，或者单击击 按钮。按钮。（2 2）拾取空间曲线为）拾取空间曲线为U U向截面线，单击鼠标右键结束。向截面线，单击鼠标右键结束。（3 3）拾取空间曲线为）拾取空间曲线为V V向截面线，单击鼠标右键结束，向截面线，单击鼠标右键结束，完成操作。完成操作。(a)规则四边网格规则四边网格 (b)不规则四边网格不规则四边网格 (c)不规则网格

17、不规则网格实体表面实体表面线裁剪线裁剪曲面上的曲线沿曲面法矢方向投影到曲面曲面上的曲线沿曲面法矢方向投影到曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面。曲面过渡曲面过渡曲面过渡就是用截面是圆弧的曲面将两张曲面光滑连接起来，过曲面过渡就是用截面是圆弧的曲面将两张曲面光滑连接起来，过渡面不一定过原曲面的边界。渡面不一定过原曲面的边界。 (a) 过渡的两张曲面过渡的两张曲面 (b) 不进行裁剪的过渡不进行裁剪的过渡（c c）带裁剪的过渡）带裁剪的过渡变半径两面过渡变半径两面过渡 不进行裁剪的过渡不进行裁剪的过渡 带裁剪的过渡带裁剪的过渡变半径两面过渡变半径两面过渡曲面缝合曲面缝合曲面缝合是指

18、将两张曲面光滑连接为一张曲面。曲面缝合是指将两张曲面光滑连接为一张曲面。 (a) 待缝合两曲面待缝合两曲面 (b) 缝合结果缝合结果曲面拼接曲面拼接曲面拼接是曲面光滑连接的一种方式，它可以曲面拼接是曲面光滑连接的一种方式，它可以通过多个曲面的对应边界，生成一张曲面与这通过多个曲面的对应边界，生成一张曲面与这些曲面光滑相接。些曲面光滑相接。曲面拼接共有三种方式：两面拼接、三面拼接曲面拼接共有三种方式：两面拼接、三面拼接和四面拼接。和四面拼接。在许多物体的造型中，通过曲面生成、曲面过渡、在许多物体的造型中，通过曲面生成、曲面过渡、曲面裁剪等工具生成物体的型面后，总会在一些区域曲面裁剪等工具生成物体

19、的型面后，总会在一些区域留下一片空缺，我们称之为留下一片空缺，我们称之为“洞洞”。曲面拼接就可以对。曲面拼接就可以对这种情形进行这种情形进行“补洞补洞”处理。处理。a）造型后留下一个）造型后留下一个“洞洞” （b）通过曲面拼接进行）通过曲面拼接进行“补洞补洞”（a）需拼接的三张曲面）需拼接的三张曲面 （b）拼接结果）拼接结果（a） 需拼接的两张曲面和一条边界曲线需拼接的两张曲面和一条边界曲线 （b） 拼接结果拼接结果（a）需拼接的三张曲面）需拼接的三张曲面 （b）拼接结果）拼接结果曲面延伸曲面延伸。（a）待延伸曲面）待延伸曲面 (b) 延伸结果延伸结果4.2 4.2 线框建模技术基础4.2.1

20、 坐标系 坐标系是建模的基准，CAXA中可创建多个坐标系，正在使用的是“当前工作座标系”。以红色显示。为了方便用户作图，坐标系功能有创建坐标系、激活坐标系、删除坐标系、隐藏坐标系和显示所有坐标系。坐标系的显示快捷键： F3满屏显示； F5切换到XOY平面； F6切换到YOZ平面； F7切换到XOZ平面； F8显示轴测图； F9切换当前面； 一、一、 创建坐标系：创建坐标系： 创建坐标系有三种方式：单点、三点、两相交直线、圆或圆弧等。 方法：方法：单击“工具”，指向“坐标系”，在该菜单中的右侧弹出下一级菜单选择项。二、二、激活坐标系三、三、删除坐标系四、四、隐藏坐标系五、五、显示所有坐标系 4.

21、3.2 线框造型一、 线框造型简介线框造型是用空间点线圆、圆弧来表示三维零件的形状。由于形体没有表面和体积。表达不方便使用较少。二、 线框造型实例例1：利用草图绘制如图所示的平面图形。步骤：在草图下绘制例2：用线框造型方法绘制如图所示的三维图形。操作步骤：见教材注意：要在空间中绘制。4.44.4五角星的框架绘制实例五角星的框架绘制实例构造五角星的轮廓线构造五角星的轮廓线使用使用“删除删除”工具将多余的线段删除，单击按钮，工具将多余的线段删除，单击按钮，用鼠标直接点取多余的线段，拾取的线段会变成红用鼠标直接点取多余的线段，拾取的线段会变成红色，单击右键确认，色，单击右键确认， 。 曲线裁剪曲线裁

22、剪” 构造五角星的空间线架构造五角星的空间线架使用曲线生成工具栏上的使用曲线生成工具栏上的直线按钮，在特征树下方直线按钮，在特征树下方的立即菜单中选择的立即菜单中选择“两点两点线线”、“连续连续”、“非正非正交交”，用鼠标点取五角星，用鼠标点取五角星的一个角点，然后单击回的一个角点，然后单击回车，输入顶点坐标（车，输入顶点坐标（0，0，20），同理，作五角星各），同理，作五角星各个角点与顶点的连线，完个角点与顶点的连线，完成五角星的空间线架。成五角星的空间线架。 4.4.2 4.4.2 五角星曲面生成五角星曲面生成 通过直纹面生成曲面。选择五角星的一个角为例，通过直纹面生成曲面。选择五角星的一个角为例，用鼠标单击曲面工具栏中的直纹面用鼠标单击曲面工具栏中的直纹面 按钮，按钮，在特征树下方的立即菜单中选择在特征树下方的立即菜单中选择“曲线曲线曲线曲线”的方式生成直纹面，的方式生成直纹面，然后用鼠标左键拾取该角相邻的两条直线完成曲面，如图然后用鼠标左键拾取该角相邻的两条直线完成曲面，如图 单击几何变换工具栏中的单击几何变换工具栏中的 按钮，按钮，在特征树下方的立即菜单中选择在特征树下方的立即菜单中选择“圆形圆形”阵列方式，阵列方式，分布形式分布形式“均布均布”，份数，份数“5”，用鼠标左键拾取一个角上的两个曲，用鼠标左键拾取一个角上的两个曲面，面，单击鼠标