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UG曲线创建与编辑

第3章曲线创建与编辑

⏹基本曲线创建

⏹二次曲线创建

⏹常用曲线创建

⏹常用曲线编辑

⏹曲线操作与编辑综合实例

3.1 基本曲线创建

3.1.1直线

单击曲线工具栏中的

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【基本曲线】选项时,系统会弹出“基本曲线”及“跟踪栏”对话框,如图3.1-1所示,这个对话框包含了绘制直线、圆弧、圆形和倒圆角以及裁剪曲线、编辑曲线参数的功能。

选择不同的功能,对话框会显示相应的功能界面。

图3.1-2 点方式下拉列表

图3.1-1 基本曲线及跟踪栏对话框

在如图3.1-1所示的对话框单击

图标,系统会弹出直线功能对话框,以下对直线对话框中各选项的作用进行简要说明。

1.无界

如果选中该复选框,则创建的直线将沿着起点与终点的方向直至绘图区的边界。

2.增量

如果选中该复选框,则系统会以增量的方式来创建直线。

即在选定一点后,分别在绘图区下方跟踪栏里的XC、YC和ZC文本框中输入坐标值作为后一点相对于前一点的增量。

3.点方式

 可以通过选取点的方式选择直线的端点,如图3.1-2所示。

4.线串模式

如果选中该复选框,将创建连续的折线。

5.打断线串

单击该按钮后,软件将分别创建线段,彼此之间不连接。

6.锁定模式

单击该按钮后,新创建的直线平行或垂直于选定的直线,或者与选定的直线有一定的夹角。

7.解开模式

单击锁定模式按钮后,该选项就变为了解开模式按钮。

在该模式下,系统将锁定模式变换为解开模式,移动鼠标,可在平行于选定直线、垂直于选定直线或与选定直线成一定

角度等方向中,选择一个方向来创建直线。

8.平行于X、Y、Z轴

单击该选项组中的相应按钮,则创建的直线将与相应的坐标轴平行。

9.原先的

选中该单选按钮后,新创建的平行线的距离由原先选择线算起。

10.新的

选中该单选按钮后,新创建的平行线的距离由新选择线算起。

11.角度增量

如果用户设置了角度增量值,则系统会以角度增量值方式创建直线。

3.1.2 圆弧的建立

在如图3.1-1所示的对话框中单击

图标,“基本曲线”对话框变成如图3.1-3所示的对话框,利用该对话框可以建立圆弧。

图3.1-3 圆弧对话框

系统跟踪栏工具条如图3.1-3所示。

该工具条包括两部分,一部分为XC、YC、ZC对应的文本框,另一部分为半径、直径、起始圆弧角和终止圆弧角对应的文本框。

前者用于定义点,后者用于设置圆弧的参数。

圆弧的建立方法有两种,如下所述。

1、根据起点、终点和圆弧上的点建立圆弧:

其建立的方法有如下3种。

●在跟踪栏工具条的XC、YC、ZC文本框中依次设置圆弧起点、终点和圆弧上点的坐标并按回车键建立圆弧。

●在图形界面中直接用鼠标定义圆弧起点、终点和圆弧上点,也可以建立圆弧。

● 定义圆弧起点后,选择对象,然后定义圆弧上点,建立的圆弧与所选的对象相切,如图3.1-4所示。

图3.1-4 创建圆弧

2、根据中心、起点和终点建立圆弧:

其建立的方法有如下两种。

●在跟踪栏工具条的XC、YC、ZC文本框中设置圆弧中心的坐标,在半径、直径、起始圆弧角和终止圆弧角中输入对应的值,最后按回车键建立圆弧。

●在图形窗口中直接用鼠标定义圆弧中心和圆弧的起点、终点也可以建立圆弧。

3.1.3 圆的建立

在如图3.1-1所示的对话框中单击

图标,“基本曲线”对话框变成如图3.1-5所示的对话框。

系统下方的跟踪栏工具条如图3.1-5所示。

该工具条包括两部分,一部分为ZC、YC、ZC对应的文本框,另一部分为半径、直径所对应的文本框。

圆的建立方法如下所述。

1.在如图所示的跟踪栏工具条的文本框中设置圆心坐标、半径和直径以建立圆。

2.在图形界面中直接用鼠标选取圆心和圆上的点建立圆。

3.首先定义圆心,然后选择对象,建立与所选对象相切的圆。

图3.1-5 创建圆对话框

3.1.4 倒圆角

在“基本曲线”对话框中单击倒圆角

图标,打开如图3.1-6所示的倒圆角对话框。

图3.1-6 倒圆角对话框

在对话框的Method选项组中,系统提供了3种倒圆角的方式:

1.简单倒角

 该方式仅用于在两共面但不平行的直线间倒圆角,在半径文本框中输入圆角半径或选择继承选项,再选择一个已存在的圆角,以其半径作为当前圆角半径后,将光标移至欲倒圆角的两条直线交点处单击即可。

在确定光标的位置时,用户需要特别注意,因为如果光标位置不同,那么系统进行倒

圆角的方式也不同。

2.两曲线倒圆角

  在半径文本框中输入圆角半径,先选择第一条曲线,然后选择第二条曲线,再给定一个大致的圆心位置即可,图3.1-7所示是以这种方式创建倒圆角的例子。

图3.1-7 两曲线倒圆角

但用户需要注意的是,利用这种方式生成倒圆角时,选择曲线的顺序不同,倒圆角的方式也不同。

通常生成的倒圆角方向是逆时针方向的。

3.三曲线倒圆角

依次选择3条曲线,再确定一个倒角圆心的大概位置,系统则会自动的进行倒圆角的生成操作。

用户选择了相应的圆角与圆弧相切方式后,再根据系统的提示选取曲线,最后设定一个大致的倒角圆心位置,系统即可完成倒角操作,选择顺序如图3.1-8所示。

最后结果如图3.1-9所示,选择的先后顺序也是遵照逆时针方向的。

    选择第一条曲线

 

选择第二条曲线    选择第三条曲线     

     图3.1-8 选择顺序         图3.1-9 创建倒圆角

4.继承

该选项的功能用于继承已有的圆角半径值。

选择该选项后,系统会提示用户选取存在的圆角,用户可以选择已经存在的圆角应用到现在要创建的圆角上,使两者大小相同。

3.2 二次曲线创建

3.2.1 椭圆

单击曲线工具栏中的

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【椭圆】选项,系统弹出点构造器对话框,确认后弹出如图3.2-1所示对话框。

建立椭圆的具体操作步骤如下。

(1)单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【椭圆】选项。

(2)系统弹出“点构造器”对话框,利用该对话框定义椭圆的中心。

(3)系统弹出如图3.2-1所示的“椭圆”对话框,在该对话框中设定所建椭圆的“长

半轴”、“短半轴”、“起始角”、“终点角度”和“旋转角度”,建立完整的椭圆或椭圆弧。

椭圆创建对话框中各参数含义如图3.2-2所示。

     图3.2-1 椭圆对话框        图3.2-2 椭圆各参数含义示意图

3.2.2 抛物线

建立抛物线的具体操作步骤如下。

(1)单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【抛物线】选项。

(2)系统弹出“点构造器”对话框,利用该对话框确定抛物线的顶点。

(3)系统弹出如图3.2-3所示的“抛物线”对话框,在该对话框中设定所建抛物线的

焦距长度、最大DY值、最小DY值和旋转角度,建立抛物线。

抛物线创建对话框中各参数含义如图3.2-4所示。

  

图3.2-3 抛物线对话框         图3.2-4 抛物线各参数含义示意图

3.2.3 双曲线

建立双曲线的具体操作步骤如下。

(1)单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【双曲线】选项。

 

(2)系统弹出“点构造器”对话框,利用该对话框确定双曲线的中心。

  (3)系统弹出如图3.2-5所示的“双曲线”对话框,在该对话框中设定所建抛物线的实半轴(A)、虚半轴(B)、最大DY值(C)、最小DY值(D)和旋转角度(Z),建立抛物线。

双曲线创建对话框中各参数含义如图3.2-6所示。

    图3.2-5 双曲线对话框         图3.2-6 双曲线各参数含义示意图

   

3.3 常用曲线创建

3.3.1倒斜角

在曲线工具栏中单击倒斜角

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【倒角】选项,系统会弹出如图3.3-1所示的对话框。

系统一共提供了两种倒斜角方式:

简易倒角和用户自定义倒角。

1.简单倒角

此选项主要用于建立简单倒角,其产生的两边偏置值必须相同,且角度值为45°度,而且该选项只能用于两共面的直线间倒斜角。

单击该按钮后,在系统弹出对话框的偏置文本框中输入倒角尺寸后,再选择两直线的交点,系统便会在两直线间产生等倒角尺寸的斜角如图3.3-2所示。

    

图3.3-1 倒角对话框         图3.3-2 创建简单倒角

2.用户自定义倒角

此选项主要帮助用户进行自定义倒斜角,用户可以定义不同的偏置值和角度值。

该选项可用于两共面的直线或曲线间倒斜角。

单击该按钮后,系统会弹出如图3.3-3所示的倒角对话框。

在这个对话框中,系统提供了3种曲线裁剪方式:

自动裁剪、

人工裁剪和不裁剪。

   图3.3-3 倒角对话框

●自动修剪

用此方式建立倒角时,系统会自动根据倒角来裁剪两条连接曲线。

●手工修剪

用此方式建立倒角后,需要用户干预来完成裁剪倒角的两条连接曲线。

单击该按钮

后,系统会提示是否裁剪倒角的第一条连接曲线,若裁剪,则选定第一条连接曲线的裁剪端;接着确定是否裁剪倒角的第二条连接曲线,若裁剪,则再选定第二条连接曲线的裁剪端。

在利用自定义方式倒斜角时,系统提供了2种倒角尺寸定义的方法。

▲ 偏置与角度

选择此种方式时,系统弹出设置对话框,分别在Offset及Angle文本框中输入偏距和角度后,再先后选择曲线1及曲线2,最后设定一个倒角交点的大致位置即可。

▲ 偏置值

单击OffsetValues按钮后,系统弹出设置对话框,分别在Offsetl及Offset2文本框中输入两偏距,再先后选择曲线1和曲线2,最后设定一个倒角交点的大致位置即可。

●不修剪

用此方式建立倒角时,则不裁剪倒角的两条连接曲线。

3.3.2 多边形

在曲线工具栏中单击正多边形

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【多边形】

选项时,系统会弹出创建多边形的对话框,如图3.3-4所示。

图3.3-4 多边形创建对话框图3.3-5 多边形创建方法对话框

“侧面数”该选项用来指定多边形的边数。

在文本框中输入一个数值后确认,接着系统会弹出创建多边形时半径定义方式的对话框。

在这里一共向用户提供了3种半径定义的方式:

内接半径、多边形边数和外切圆半径,如图3.3-5所示。

●内接半径

此方法使用内切圆创建多边形。

单击该按钮时,系统弹出其设置对话框,如图3.3-6所示。

分别在内接半径和方向角度文本框中输入数置后,再利用弹出的点创建对话框设置正多边形的中心即可,结果如图3.3-7所示。

                          

图3.3-6 内接创建多边形对话框      图3.3-7 内接方式创建多边形

●多边形边数

单击该按钮,系统会弹出如图3.3-8所示的设置对话框。

分别在侧和方向角度文本框中输入数值后,再利用弹出的点创建对话框确定正多边形的中心即可。

图3.3-8 多边形边数创建对话框图3.3-9外切圆创建多边形对话框

 

●外切圆半径

此方法使用外切圆创建多边形。

单击该按钮后,系统弹出其设置对话框,如图3.3-9所示。

分别在圆半径和方向角度文本框中输入数值后,再利用弹出的点创建对话框确定正多边形的中心即可。

3.3.3样条曲线

在曲线工具栏中单击样条曲线

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【样条】选项,系统弹出如图3.3-10所示的样条曲线创建方式设置对话框。

提供了4种生成样条曲线的方式:

根据极点、通过点、适合窗口、垂直于平面4种创建方法。

图3.3-10样条曲线对话框图3.3-11由极点生成样条曲线对话框

1、根据极点

该选项是通过设定样条曲线的极点来生成一条样条曲线。

单击该按钮后,系统弹出如图3.3-11所示的对话框。

该对话框中包含了曲线类型、曲线次数、封闭曲线和文件中的点4个功能选项。

(1)曲线类型

该选项用于设定样条曲线的类型,包括了多段和单段两种曲线类型。

●多段

当选中该单选按钮,产生样条曲线时,必须与对话框中曲线次数的设置相关。

如果曲线阶数为N时,则必须设定N+1个控制点,才可建立一个多段样条曲线。

如果是多段,则生成NURBS曲线。

●单段

当选中该单选按钮时,对话框中的曲线次数及封闭曲线两个选项不被激活。

此方式只能产生一个单段的样条曲线。

如果是单段则生成Beizer曲线。

(2)曲线次数

该文本框在选中多段单选按钮时才被激活,用于设置曲线的阶数。

用户设置的控制点数必须至少为曲线阶数加1,否则无法创建样条曲线。

(3)闭合曲线

该复选框在选中多段单选按钮时才被激活,用于设定随后生成的样条曲线是否封闭。

选择该复选框,所创建的样条曲线起点和终点会在同一位置,生成一条封闭的样条曲线,否则生成一条开放的样条曲线。

(4)文件中的点

单击该按钮后,可以从已有文件中读取控制点的数据。

点的数据可以放在.dat文件中。

2、通过点

这是用户最常用的一种方法。

该选项是通过设置样条曲线的各定义点,生成一条通过各定义点的样条曲线。

单击该按钮后,系统弹出创建对话框,如图3.3-12所示。

图3.3-12通过点创建样条曲线对话框图3.3-13样条创建方式对话框

其中两个按钮赋斜率和赋曲率,且这两个按钮都没有被激活。

单击确定按钮后,系统会弹出如图3.3-13所示的样条创建方式对话框。

系统向用户提供了4种样条曲线的创建方式。

下面分别介绍这4种方式。

(1)全部成链

该选项用于通过选择起点与终点间的点集作为定义点来生成样条曲线。

单击该按钮后,系统提示用户依次选择样条曲线的起点与终点,接着系统将自动辨别选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。

(2)在矩形内的对象成链

该选项用于利用矩形框选择样条曲线的点集作为定义点来生成样条曲线。

单击该按钮后,系统提示用户定义矩形框的第一角点和第二角点,然后,在矩形框选中的点集中选择样条曲线的起点与终点,则系统将自动辨别选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。

(3)在多边形内的对象成链

该选项用于利用多边形选择样条曲线的点集作为定义点来生成样条曲线。

单击该按钮后,系统会提示用户定义多边形的各顶点,接着在多边形选中的点集中选择样条曲线的起点与终点,则系统将自动辨别选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。

(4)点构造器

该选项用于利用点创建对话框定义样条曲线的各定义点来生成样条曲线。

当用户完成样条曲线点集的设置后,赋斜率和赋曲率按钮处于激活状态,用户可以对它们进行设置。

单击赋斜率按钮后,系统会弹出如图3.3-14所示的赋斜率对话框,让用户设置各定义点的斜率。

在工作区窗口直接选择欲确定斜率的定义点后,再选择相应的斜率定义方式。

选择不同的斜率定义方式,随后的系统提示也会有所差异。

用户根据系统提示,设定所选定义点的斜率。

图3.3-14赋斜率对话框图3.3-15赋曲率对话框

在赋斜率对话框中,提供了6种斜率定义方式:

自动斜率、矢量分量、指向一点的方向、指向一个点的矢量、曲线的斜率和角度。

下面分别介绍这6种方式。

●自动斜率

选择该单选按钮时,系统将自动计算斜率作为所选定义点的斜率。

通常情况下都是沿着先前曲线的斜率自然过渡。

●矢量分量

选择该单选按钮时,在其下方的DXC、DYC、DZC文本框中分别输入样条曲线在所选定义点的矢量在XC、YC、ZC方向的分量值,则系统以设定的切矢量来定义所选定义点的斜率。

●指向一点的方向

选择该单选按钮时,用户需要指定一个方向点,则系统以所选定义点指向该方向点的矢量来定义所选定义点的斜率。

●指向一个点的矢量

选择该单选按钮时,用户需要设定一点,则系统以所选定义点指向该点的矢量来定义所选定义点的斜率。

●曲线的斜率

选择该单选按钮时,再选择一条存在的曲线,则系统以所选曲线端点的斜率来定义所选定义点的斜率。

●角度

选择该单选按钮时,在角度文本框中输入角度值,则系统以该角度来定义所选定义点的斜率。

在赋斜率对话框中还有其他一些选项,他们的作用如下:

▲移除斜率

该选项用于移去自定义的斜率。

在曲线上选定了一定义点后,该选项被激活。

选择该选项便可移去所选定义点的用户自定义斜率。

▲移除所有斜率

选择该选项,则可移去样条曲线中所有定义点的自定义斜率。

▲重新显示数据

选择该选项,在刷新画面后,可在工作图区中重新显示定义点、斜率、曲率及当前所选定义点等信息。

▲撤消

该选项在编辑样条曲线时,并处于修改定义点的斜率操作中被激活。

选择该选项,则撤销当前修改斜率操作中的前一次改变斜率的操作。

单击赋曲率按钮后,系统会弹出如图3.3-15所示的赋曲率对话框。

该对话框主要是用于设置样条曲线上点的曲率。

用户选择需要施加曲率的点,再选择相应的曲率定义方式,并设置所选定义点的曲率值。

如图3.3-15所示的对话框中,系统提供了两种曲率定义的方式:

曲线的曲率和输入半径。

下面分别加以介绍。

●曲线的曲率

该选项主要用于以存在曲线的端点曲率来定义所选定义点的曲率。

选择该单选按钮,再选择一条已存在曲线的端点,则系统自动以选定曲线的端点的曲率来定义所选定义点的曲率。

●输入半径

该选项主要通过设定所选定义点的曲率半径来定义其曲率。

选择该单选按钮,在其下的半径文本框中输入曲率半径值,即可定义所选定义点的曲率。

3.拟合

该选项是用最小二乘法拟合方式生成样条曲线。

单击适合窗口按钮后,将弹出如图3.3-16所示的对话框。

利用该对话框提供的5种方法,可以定义样条曲线的点集。

定义点集后,系统弹出如图3.3-17所示的对话框。

用户可以选择拟合方法,并完成相应的设置,这样系统就会生成相应的样条曲线。

现将图3.3-17所示的对话框中主要选项的作用介绍如下。

(1)、拟合方法

该选项组用于选择样条曲线的拟合方式。

其中提供了如下3种拟合方式:

 

图3.3-16样条创建方式对话框图3.3-17拟合方式创建曲线对话框

●根据公差:

该方式用于根据样条曲线与数据点的最大许可公差生成样条曲线。

选择该单选按钮后,在对话框中间的曲线次数、公差文本框中分别输入曲线次数及样条曲线与数据点的最大许可公差来设置样条曲线。

●根据分段:

该单选按钮用于根据样条曲线的节段数生成样条曲线。

选择该单选按钮后,在对话框中间的曲线次数、分段文本框中分别输入曲线次数及样条曲线的分段数来设置样条曲线。

●根据模板:

该单选按钮根据模板样条曲线,生成曲线阶数及结点顺序均与模板曲线相同的样条曲线。

选择该单选按钮后,系统提示用户选择模板样条曲线。

(2)、赋予端点斜率

该选项用于指定样条曲线的起点与终点的斜率。

(3)、改变权值

该选项用于设定所选数据点对样条曲线形状影响的加权因子。

加权因子越大,则样条曲线越接近所选数据点;反之,则远离。

若加权因子为零,则在拟合过程中系统会忽略所选数据点。

选择该选项后,在图形窗口选择数据点,然后在弹出的对话框中的重量文本框中,输入该数据点的加权因子即可。

4.垂直于平面

该选项是以正交于平面的曲线生成样条曲线。

单击垂直于平面按钮后,首先选择或通过面创建功能定义起始平面,然后选择起始点,接着选择或通过面创建功能定义下一个平面且定义建立样条曲线的方向,然后继续选择所需的平面,完成之后确认,系统便可生成一条样条曲线。

3.3.4 规律曲线

规律曲线就是X、Y、Z坐标值按设定规则变化的样条曲线。

利用规律曲线可以控制建模过程中某些参数的变化规律,特别是对一些用户已经有了数学方程,想让曲线快速简单地显示的时候。

在曲线工具栏中单击规律曲线

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【规律曲线】选项,系统会弹出如图3.3-18所示的规则曲线创建方式对话框。

系统会提示用户必须按照X、Y、Z方向依次定义每个坐标值的变化情况。

1.恒定的

该选项控制坐标或参数在创建曲线过程中保持常量。

单击该按钮后,弹出如图3.3-19所示的对话框,在规律值文本框中输入一个常数即可。

图3.3-18规律曲线对话框图3.3-19规律控制对话框

2.线性

该选项控制坐标或参数在整个创建曲线过程中在某数值范围中呈线性变化。

单击该按钮后,弹出如图3.3-20所示的对话框,在起始值、终止值文本框中输入变化规律的数值范围即可。

图3.3-20控制方式对话框

3.三次

该选项控制坐标或参数在整个创建曲线过程中,在某数值范围内呈三次变化。

单击该按钮后,在弹出对话框中的起始值、终止值文本框中输入变化规律的数值范围。

4.沿着脊线的值—线性

该选项控制坐标或参数在沿脊线设定两点或多个点所对应的规律值间呈线性变化。

单击该按钮后,首先选择一脊线,然后利用点创建功能设置脊线上的点,最后输入规律值即可。

5.沿着脊线的值—三次

该选项控制坐标或参数在沿脊线设定两点或多个点所对应的规律值间呈三次变化。

单击该按钮后,首先选择一脊线,然后利用点创建功能设置脊线上的点,最后输入规律值即可。

6.根据公式

该选项是相对复杂的一种方法。

主要是利用已经有的数学表达式来绘制图形。

7.根据规律曲线

该选项利用存在的规则曲线来控制坐标或参数的变化。

单击该按钮后,逐步响应系统提示,先选择一存在的规则曲线,再选择一条基线来辅助选定曲线的方向,也可以维持原曲线的方向不变。

3.3.5螺旋线

在曲线工具栏中单击螺旋线

图标或单击下拉菜单【插入】→【曲线】→【螺旋】选项,系统会弹出如图3.3-21所示的螺旋线创建方式对话框。

在此对话框中进行了参数设置后,系统即可产生一条如图3.3-22所示的螺旋线。

图3.3-21螺旋线创建方式对话框图3.3-22螺旋线

下面详细介绍该对话框中各选项的功能。

1.转数

此文本框用于设置螺旋线旋转的转数。

2.螺距

此文本框用于设置螺旋线每圈之间的导程。

3.半径方式

此选项用于设置螺旋线旋转半径的方式,系统提供了两种半径方式:

使用准则线和输入半径。

(1)、使用准则线

该方式用于设置螺旋线半径按一定的规律法则进行变化。

选择该单选按钮后,用户可

以利用7种变化规律方式来控制螺旋半径沿轴线方向的变化规律。

●恒定的

此选项用于生成固定半径的螺旋线。

单击该按钮后,在系统弹出的对话框中输入规律值的参数值即可,该数值将会决定螺旋线的半径。

●线性

此选项用于设置螺旋线的旋转半径为线性变化。

单击该按钮后,系统将会弹出线性设置对话框,在对话框中的起始值及终止值文本框中输入参数值即可。

●三次

此选项用于设置螺旋线的旋转半径为三次方变化。

单击该按钮后,系统将会弹出三次方设置对话框。

在对话框中的起始值及终止值文本框中输入参数值即可。

●沿着脊线的值—线性

此选项用于生成沿脊线变化的螺旋线,其变化形式为线性的。

单击该按钮后,按照系统的提示,先选取一条脊线,再利用点创建功能指定脊线上的点,并确定螺旋线在该点处的半径值即可。

如图3.3-23所示。

 

脊线脊线

 

图3.3-23沿着脊线的值—线性创建方式图3.3-24沿着脊线的值—三次创建方式

●沿着脊线的值—三次

此选项是以脊线和变化规律值来创建螺旋线。

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