中文版Creo3.0基础教程第6章曲面设计

1、第6章曲面设计曲面设计是进行产品设计不可缺少的一项设计内容，Creo Parametric提供了高级曲面设计功能和各种曲面编辑功能，可以方便地设计高质量的曲面。另外，系统还具有更自由的造型曲面设计功能，可以使用功能强大的自由曲线和自由曲面设计，直观地将曲面调整到最佳状态。本章主要介绍曲面特征的基本概念，基础曲面和高级曲面的创建方法，合并、修剪和实体化等编辑曲面的方法，以及造型曲面创建和编辑方法等。通过本章的学习，读者需要掌握的内容如下：曲面造型的基本方法各种曲面的创建方法曲面的各种编辑方法本章概述曲面造型的功能主要用于创建异型零件。对于简单、规则的零件，直接通过实体建模的方式就可以创建。但对于

2、一些表面不规则的异型零件，通过实体建模方法创建就比较困难。此时便可以构建零件的轮廓曲线，由曲线创建曲面，并将曲面转化为实体。曲面特征设计曲面面组控制6.1 曲面概述曲面特征可以用于创建实体模型、编辑现有的实体几何，并可以在模具设计中创建分型曲面等。因此与实体特征、基础特征和工程特征一样，曲面特征是模型创建过程的重要组成部分。在通过曲面创建形状复杂的实体模型时，一般需要以下过程。创建数个定义实体模型表面形状的单独曲面。对单独的曲面进行裁剪和合并等操作，从而创建模型的面组形体。利用加厚或实体化工具将面组转化为实体。6.1.1 曲面特征设计曲面造型的步骤组合或合并后的多个曲面称为曲面面组，其中包含各

3、个曲面的几何信息和缝合（连接或交截）方法信息。一个零件包含多种面组，通过曲面特征可以创建或者处理面组。1. 隐藏面组隐藏面组就是关闭面组的显示。通常情况下，可以将创建的曲面面组分别置于不同的层中，以便进行管理。6.1.2 曲面面组控制 切换模型树为层显示状态 隐藏所选层2. 为面组分配颜色指定一种现有的自定义颜色，并将该颜色分配到面组或曲面的指定边，从而提高曲面面组的显示效果。6.1.2 曲面面组控制赋予面组指定颜色 3. 为面组和曲面设置网格显示在创建复杂的模型时，曲面和面组的数量比较多，容易造成视图显示混乱，影响做图的准确性。将曲面设置为网格显示，就可以加大曲面的显示差异，提高图形的显示效

4、果。6.1.2 曲面面组控制为面组设置网格显示基本曲面的的创建与基础特征的创建过程相似，即同样使用拉伸、旋转、扫描和填充等工具创建曲面。不同处在于，创建创建实心实体特征时草绘截面必须是闭合的，而创建曲面特征时草绘截面既可以是封闭的，也可以是开放的。拉伸曲面旋转曲面填充曲面扫描曲面6.2 基本曲面设计拉伸曲面是一种垂直于草绘平面的曲面。其中，曲面的外形由绘制的截面曲线决定，曲面的宽度由指定的拉伸深度确定。利用“拉伸”工具可以在垂直于草绘平面的方向上将已绘制的截面拉伸指定深度，创建拉伸曲面。6.2.1 拉伸曲面创建拉伸曲面创建拉伸修剪曲面旋转曲面是将草图截面沿中心线旋转而创建的曲面特征。其中，绘制

5、的旋转截面可以开放也可以封闭。6.2.2 旋转曲面 创建旋转曲面 创建旋转修剪曲面创建旋转封闭曲面利用填充曲面工具可以通过选择封闭的平面轮廓线或在草绘平面上绘制封闭草图创建平面曲面。6.2.3 填充曲面 创建填充曲面“填充曲面”操控板 扫描曲面是通过扫描截面沿路径曲线移动而创建的曲面特征，包括恒定剖面扫描和可变剖面扫描两种类型。创建该特征需要绘制截面和设置曲面属性。其中，草绘截面是创建扫描特征的基础，而曲面属性则有开放和闭合之分。6.2.4 扫描曲面创建扫描曲面6.2.4 扫描曲面创建封闭扫描曲面创建截面变化的扫描曲面Creo Parametric提供了边界混合、曲面自由形状等高级曲面设计方法

6、，应用这些特征工具，可以创建以曲线为基础，异形的、没有规律或曲度大的复杂曲面，从而进行具有复杂外形产品的设计。边界混合曲面螺旋扫描曲面顶点倒圆角自由式曲面将切面混合到曲面展平面组6.3 高级曲面设计边界混合曲面是通过一到两个方向上的序列曲线来创建曲面。可以根据设计要求设置相关边界的约束条件，定义具体的控制点来获得较佳的曲面模型。首先要创建所有参照边界曲线，包括外部和内部边界。可利用“草绘”或“基准曲线”工具绘制各个边界线。然后按照顺序选择两个方向上的曲线。6.3.1 边界混合曲面创建参照边界曲线 “边界混合”操控板螺旋扫描特征是将草绘剖面沿着螺旋线进行扫描所创建的特征。1. 固定螺距的扫描曲面

7、该方式是截面绕螺旋中心线创建的单一螺距扫描曲面。6.3.2 螺旋扫描曲面 绘制螺旋扫描轮廓 创建螺旋扫描曲面 2. 可变螺距的扫描曲面该方式是指截面绕螺旋中心线创建的多个不同螺距扫描曲面。该特征是通过在轨迹起点、中间节点和终点设定不同的螺距，从而创建螺距变化的曲面特征。6.3.2 螺旋扫描曲面 绘制轨迹线的中间节点 创建可变螺距的扫描曲面 顶点倒圆角操作是在曲面的端点处进行倒圆角。6.3.3 顶点倒圆角 “顶点倒圆角”操控板创建顶点倒圆角自由式曲面是通过操控多边形控制网格的面、边或顶点，改变基元的形状，从而创建的新曲面特征。控制网格上的面、边或顶点称为网格元素，选择的基础形状元素称为基元。该工

8、具常用于各类复杂曲面的近似创建。平移或旋转网格元素缩放网格元素对自由式曲面进行拓扑更改创建对称的自由式曲面将软皱褶或硬皱褶应用于选定网格元素以调整自由式曲面的形状6.3.4 自由式曲面“自由式”建模环境6.3.4 自由式曲面 基元库 选取基元 使用拖动器 按比例缩放控制网格6.3.4 自由式曲面 更改控制网格的拓扑结构 删除面效果 应用硬皱褶6.3.4 自由式曲面 镜像自由式曲面对齐网格元素利用该工具可以从边或曲线创建与曲面相切的拔模曲面即混合曲面。创建该特征必须首先指定参照曲线（拔模曲线）和参照曲面。6.3.5 将切面混合到曲面 “曲面：相切曲面”对话框1由曲线驱动的混合相切曲面该方法是通过

9、参照曲线创建与参照曲面相切的曲面。通过该方法创建相切曲面的前提是必须首先绘制参照曲线。6.3.5 将切面混合到曲面 指定拖动方向 创建相切曲面2. 由边线创建外部相切曲面该方法被称为拔模曲面外部的恒定角度相切拔模，通过沿参照曲线的轨迹与拖动方向成恒定角度创建的相切曲面。通常为那些无法通过常规拔模特征进行拔模的几何实体曲面，添加相切拔模。6.3.5 将切面混合到曲面 指定拖动方向 创建拔模曲面3由边线创建内部混合相切曲面该方法是指通过边线向曲面内部创建一个具有恒定角度的相切曲面。该曲面在参照曲线的一侧，相对于参照零件曲面按指定角度进行创建，在相切曲面和参照零件的相邻曲面之间创建过渡圆角。6.3.

10、5 将切面混合到曲面 指定拖动方向 创建内部拔模曲面利用该工具可以将所选择的曲面、面组或实体曲面展平。曲面展平时应选择一个原点，系统相对于所选定的原点展开面组。系统默认在与原始面组相切于原点的平面上创建展平面组，也可指定其他的放置平面，按需要定向该面组。6.3.6 展平面组“展平面组”操控板自动放置创建展平面组 定义放置创建展平面组在曲面建模过程中，创建曲面后往往要进行修剪、延伸等编辑操作才能符合要求，并且优质的曲面都要经过编辑操作才能得到。修剪延伸合并曲面实体化曲面加厚偏移投影曲面相交6.4 曲面编辑1. 通过去除材料修剪曲面该方法指通过去除材料特征对曲面进行材料的剪切。大部分的基础特征均具

11、有曲面裁剪的功能，如拉伸、旋转和扫描等。6.4.1 修剪创建曲面拉伸修剪特征2. 利用“修剪”工具修剪曲面通过基准平面修剪曲面通过曲面修剪曲面通过曲线修剪曲面薄修剪6.4.1 修剪通过基准平面修剪曲面 6.4.1 修剪 薄修剪通过曲面修剪曲面 通过曲线修剪曲面“延伸”工具可以将曲面所有或特定的边延伸指定的距离，或者延伸到所选参照。6.4.2 延伸 沿原始曲面延伸曲面 延伸曲面至指定平面“延伸”操控板合并曲面就是将已有的两个曲面组合成一个曲面，主要包括求交和连接两种合并方式。6.4.3 合并 求交合并曲面 连接合并曲面“合并”操控板利用“实体化”工具可以将封闭曲面转换为实体特征。6.4.4 曲面

12、实体化“实体化”操控板 将封闭曲面转化为实体 移除材料实体化面组替换曲面实体化曲面加厚是将曲面增加一定的厚度，生成薄壁实体的过程。系统不仅可以利用曲面加厚生成薄壁实体，还可以通过命令剪切实体。6.4.5 曲面加厚“加厚”操控板 创建曲面加厚实体 创建加厚剪切实体使用偏移工具，可以将实体上的曲面或曲线偏移恒定的距离或可变的距离创建新特征。6.4.6 偏移“偏移”操控板 标准偏移 拔模偏移6.4.6 偏移 展开曲面 替换曲面偏移使用投影功能可将曲线在实体上、曲面、面组或基准平面上进行投影创建投影基准曲线，所创建的投影曲线，可用于修剪曲面、作为扫描轨迹等。6.4.7 投影“投影”操控板投影曲线曲面相

13、交功能可以创建曲面的相交曲线。创建可用于其他特征（如扫描轨迹）的三维曲线。显示两个曲面是否相交，以避免可能的间隙。诊断不成功的剖面和切口。6.4.8 曲面相交创建曲面相交曲线在Creo Parametric的零件设计模式中提供了造型曲面设计工具，可以用于创建具有高度弹性化的造型曲线和曲面。设计界面介绍设置活动平面和内部平面创建造型曲线编辑造型曲线创建造型曲面6.5 造型曲面Creo Parametric造型曲面环境下包括平面、曲面等选项板。“曲线”选项板“曲面”选项板“分析”选项板“平面”选项板6.5.1 设计界面介绍造型曲面设计界面活动平面是造型环境中一个非常重要的参考平面。通常，造型曲线的

14、创建和编辑必须考虑到当前所设置的活动平面。在造型环境中，以网格形式表示的平面便是活动平面。系统默认TOP面为活动平面，可以根据设计意图，重新设置活动平面。6.5.2 设置活动平面和内部平面活动平面内部平面1认识造型曲线造型曲线是通过两个以上的定义点光滑连接而成的。一组内部插值点和端点定义了曲线的几何，曲线上每一点都有自己的位置、切线和曲率。6.5.2 创建造型曲线 曲线上的插值点 曲线上的控制点2创建自由曲线自由曲线是造型曲线中最常用的曲线。可以通过定义插值点或控制点的方式来建立自由曲线。6.5.2 创建造型曲线 “造型：曲线”操控板 “参考”下滑面板 创建自由曲线3创建圆6.5.2 创建造型

15、曲线 创建圆“造型：圆”操控板 4创建圆弧创建圆弧与创建圆的过程基本相同，但需要指定圆弧的起点与终点。6.5.2 创建造型曲线 创建圆弧“造型：弧”操控板5创建下落曲线下落曲线是将指定的曲线投影到选定的曲面上所得到的曲线。6.5.2 创建造型曲线 “造型：下降曲线”操控创建投影曲线6创建COS曲线COS曲线是曲面上的曲线，通常可以通过曲面相交创建。如果曲面的形状发生了变化，曲线也随曲面的外形变化而变化。6.5.2 创建造型曲线 创建COS曲线 “造型：通过相交产生COS”操控7创建偏移曲线通过选定曲线，并指定偏移参照方向创建偏移曲线。6.5.2 创建造型曲线 “造型：偏移曲线”操控板 创建偏移

16、曲线8创建来自基准的曲线创建来自基准的曲线可以复制外部曲线，所谓外部曲线主要包括以下种类。6.5.2 创建造型曲线 “造型：来自基准的曲线”操控板创建来自基准的曲线9创建来自曲面的曲线利用该功能可以在现有曲面的任意点沿着曲面的等参数线创建自由曲线或COS曲线。6.5.2 创建造型曲线 “造型：来自曲面的曲线”操控板创建来自曲面的曲线造型曲线的编辑主要包括对造型曲线上点的编辑及曲线的延伸、分割、组合、复制和移动或删除等操作。在进行这些编辑操作时，要使用曲线的曲率随时查看曲线变化，以获得最佳曲线形状。1编辑曲线点或控制点6.5.2 编辑造型曲线“造型：曲线编辑”操控板曲线点显示2复制与移动曲线6.5.2 编辑造型曲线“造型：复制”