ProE5 0曲面绘制方法.docx

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ProE50曲面绘制方法

ProE5.0曲面绘制方法

第一节 曲面编辑与修改

   曲面完成后，根据新的设计要求，可能需要对曲面进行修改与调整。

在曲面模型的建立过程中，恰当使用曲面编辑与修改工具，可提高建模效率。

   本课重点练习偏移曲面、移动曲面、修剪曲面、镜像曲面、复制曲面、延伸曲面等编辑与修改工具。

一、曲面偏移

   曲面偏移有4种类型：

“标准”、“展开”、“具有斜度”和“替代”。

   在曲面偏移过程中，用户可以控制偏移的方式。

·垂直偏移：

垂直于原始面进行偏移。

·自动调整：

系统自动确定坐标系、比例，并沿其坐标轴控制偏移。

·控制调整：

按用户定义的坐标系及指定的坐标轴来控制偏移。

·平移偏移：

沿指定的方向移动曲面

【练习12-1】：

  打开附盘“\ch12\12-1.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面，如图12-1所示。

图12-1  练习12-1操作示意图

操作步骤提示

   1、选择图12-1中箭头指示的面，然后单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。

2、设置偏移类型为“标准”。

3、设定偏移值为“10”，在【选项】面板中选中“侧面”选项。

   【练习12-2】：

  打开附盘“\ch12\12-2.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为25），如图12-2所示。

图12-2  练习12-2操作示意图

   使用展开型曲面偏移，可在选择的面之间创建连续的包容体，也可对开放曲面或实体表面的局部进行偏移。

【练习12-3】：

  打开附盘“\ch12\12-3.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为15），如图12-3所示。

图12-3  练习12-3操作示意图

操作步骤提示

1、选择模型的上表面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。

2、设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。

3、在【控制】面板中选中“垂直偏移”选项，以垂直于上端面进行偏移。

4、在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与草绘正交”，如图12-4所示。

5、单击偏移特征操控板中的

按钮，选择上端面为草绘平面，绘制如图12-3所示的图形。

6、单击操控板右侧的

按钮，调整草绘截面的材料增减方向，完成模型的建立。

图12-4  【选项】面板参数的设置

【练习12-4】：

  打开附盘“\ch12\12-4.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为15），如图12-5所示。

图12-5  练习12-4操作示意图

操作步骤提示

1. 选择模型的弧面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。

 2.         设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。

在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与曲面正交”。

选择TOP基准面为草绘平面，绘制如图12-5所示的3个圆。

操作步骤提示 

1. 选择模型的弧面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。

 2.         设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。

在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与曲面正交”。

   选择TOP基准面为草绘平面，绘制如图12-5所示的3个圆。

   使用“具有斜度”偏移曲面可建立模型局部拔模特征，该方法有很强的实用性。

【练习12-5】：

  打开附盘“\ch12\12-5.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”偏移复制选定的面（偏移尺寸为35，拔模角度为20°），建立如图12-6所示的模型。

图12-6  练习12-5操作示意图

操作步骤提示

1. 选择模型的上端面，然后单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板，设置曲面偏移值为“35”。

2.在【选项】面板中，进行如图12-7所示的设定。

3.选择曲面偏移类型为“具有斜度”。

4.选择模型的上端面为草绘平面，绘制如图12-6左图所示的圆和椭圆。

5.设置拔模角度为“20°”，调整偏移方向，完成模型建立。

图12-7  【选项】面板

【练习12-6】：

  打开附盘“\ch12\12-6.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”，偏移复制选定的面（偏移尺寸为8，拔模角度为45°），建立如图12-8所示的模型。

图12-8  练习12-6操作示意图

   使用替换型曲面偏移可将实体表面用一个曲面来替换。

【练习12-7】：

  打开附盘“\ch12\12-7.prt”文件，使用【偏移】命令中的“替换”选项，建立如图12-9所示的模型。

图12-9  练习12-7操作示意图

操作步骤提示

    选择长方体的上表面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。

   选择偏移类型为“替换”，选择模型中的曲面片，该曲面片的形状将替代长方体的上表面。

二、平移或旋转曲面

   使用移动工具可对曲面进行平移或旋转，或者对曲面进行平移或旋转复制。

【练习12-8】：

  打开附盘“\ch12\12-8.prt”文件，使用【移动】命令，建立如图12-10所示的曲面模型。

图12-10  练习12-8操作示意图

三、曲面的剪切或分割

   使用修剪工具可以完成对曲面的剪切或分割。

既可在曲面与另一曲面或基准面的交界处修剪曲面，也可使用位于曲面上的基准曲线来修剪曲面。

【练习12-9】：

  打开附盘“\ch12\12-9.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如图12-11所示的曲面模型。

图12-11  练习12-9操作示意图

操作步骤提示 

1.把曲线投影到曲面，以便分割曲面用。

选中曲线，单击菜单【编辑】→【投影】命令，打开投影特征操控板。

系统提示：

“选取一组曲面，以将曲线投影到其上。

”，选择图12-11所示的曲面，选择基准面“DTM1”为投影方向参照。

曲线切剪曲面。

 单击修剪工具

按钮，打开修剪特征操控板。

 选择图12-11所示的曲面为被修剪对象，选择曲面上投影得到的曲线。

调整修剪方向可得到不同的修剪结果。

【练习12-10】：

    打开附盘“\ch12\12-10.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如图12-12所示的曲面模型。

图12-12  练习12-10操作示意图

操作步骤提示

1. 曲面修剪曲面。

（1）选择图12-12所示的半圆曲面为被修剪对象，选择波浪曲面为修剪曲面。

（2）调整修剪方向可得到不同的修剪结果（结果1、结果2）

四、平面的镜像

   使用镜像工具，用户可建立一个或多个曲面关于某个平面的镜像。

镜像工具在建立对称模型时经常使用，灵活使用镜像工具，可大大提高设计效率。

【练习12-11】：

    打开附盘“\ch12\12-11.prt”文件，使用【镜像】命令完成如图12-13所示的曲面模型。

图12-13  练习12-11操作示意图

使用编辑特征工具栏中的复制工具可复制曲面，有如下几种复制形式。

· 按原样复制所有曲面：

精确复制原始曲面。

· 排除曲面并填充孔：

有选择的复制曲面，并在曲面内填充孔。

·复制内部边界：

仅复制位于边界内的曲面，使用该选项可以对原始曲面中的一部分区域进行复制。

【练习12-12】：

  打开附盘“\ch12\12-12.prt”文件，使用【复制】、【移动】命令完成如图12-14所示的模型

图12-14  练习12-12操作示意图

操作步骤提示 

1.按下Ctrl键，在模型中依次选择要复制的曲面。

单击

按钮，打开复制特征操控板，接受系统默认设置，单击

按钮，完成所选曲面的复制。

使用【移动】命令将复制的曲面移出。

【练习12-13】：

  打开附盘“\ch12\12-12.prt”文件，使用【复制】、【移动】命令完成如图12-15所示的模型。

图12-15   练习12-13操作示意图

操作步骤提示

1.选择箭头1指示的模型表面。

2.单击

按钮，打开复制特征操控板。

3.在【选项】面板中选择“排除曲面并填充孔”选项。

4.勾选“填充孔/曲面”对应的文本框。

5.选择箭头2、箭头3指示的孔。

6.单击

按钮，完成曲面的复制

7.使用【移动】命令将复制的曲面移出。

【练习12-14】：

  打开附盘“\ch12\12-14.prt”文件，使用【投影】、【复制】、

【移动】等命令完成如图12-16所示的模型。

图12-16   练习12-14操作示意图

操作步骤提示 

1.建立封闭轮廓曲线。

2.将封闭轮廓曲线投影到模型表面。

3.单击

按钮，打开复制特征操控板。

4.在【选项】面板中选择“复制内部边界”选项，选择投影到模型表面的封闭轮廓曲线。

5.单击

按钮，完成曲面的复制。

6.使用【移动】命令将复制的曲面移出。

操作步骤提示 

1.建立封闭轮廓曲线。

2.将封闭轮廓曲线投影到模型表面。

3.单击

按钮，打开复制特征操控板。

4.在【选项】面板中选择“复制内部边界”选项，选择投影到模型表面的封闭轮廓曲线。

5.单击

按钮，完成曲面的复制。

6.使用【移动】命令将复制的曲面移出。

五、曲面延伸

【练习12-15】：

  打开附盘“\ch12\12-15.prt”文件，使用【延伸】命令完成如图12-17所示的模型，尺寸如图12-18所示。

图12-18   练习12-15操作示意图

图12-19   练习12-15参考尺寸

操作步骤提示 

1、“相同”方式曲面延伸。

（1）   选择图12-18中箭头1指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。

（2）   系统默认的延伸方式“相同”，接受系统默认的设置并更改延伸距离为“45”。

（3）   单击

按钮，完成曲面延伸。

2、“至平面”方式曲面延伸。

（1）   选择图12-18中箭头3指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。

（2）   在【延伸类型】栏中选择“至平面”选项，选择RIGHT基准面。

（3）   单击

按钮，完成曲面延伸

3、建立曲面变延伸特征。

（1）   选择图12-18中箭头4指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。

（2）   在【延伸类型】栏中选择“相同”选项，在【延伸】面板中，添加两个控制点，如图12-19所示设定控制点的位置和尺寸。

（3）   单击

按钮，完成曲面延伸。

图12-6  设定控制点的位置和尺寸

六、曲面合并

   使用合并工具，可将两个曲面以相交或结合的形式合并成一个曲面。

   合并曲面有如下两种形式。

· 相交合并：

当两个曲面相互交错时，则选择相交形式进行合并。

·相邻合并：

当一个曲面的边位于另一个曲面的表面时，使用该选项，将与边重合的曲面合并在一起。

【练习12-16】：

  打开附盘“\ch12\12-16.prt”文件，使用【合并】命令完成如图12-20所示的模型。

图12-20  练习12-16操作示意图

操作步骤提示

1.建立第1个合并曲面。

（1）   选中箭头1、箭头2指示的两个曲面特征，单击菜单【编辑】→【合并】命令，打开合并特征操控板。

（2）   选择“相交”合并，调整两曲面的合并方向。

镜像曲面。

   在模型树中选中刚生成的合并曲面特征，选择基准面DTM1为镜像平面镜像复制该曲面。

   建立第2个合并曲面。

   在模型树中选中第1个合并曲面和镜像曲面，选择“相交”合并，调整两曲面的合并方向，完成第2个合并曲面的建立。

   建立第3个合并曲面。

 在模型树中选中第2个合并曲面和箭头3指示的曲面，选择“相交”合并，调整两曲面合并方向，完成第3个合并曲面的建立。

【练习12-17】：

  使用【拉伸】工具和【偏移】曲面工具，完成如图12-21所示的模型。

图12-21   练习12-17完成的模型

操作步骤提示 模型的基本制作过程如图12-22所示。

图12-22   练习12-17模型的构建过程

【练习12-18】：

  打开附盘“\ch12\12-18.prt”文件，综合运用曲面建立与编辑工具完成如图12-23所示的曲面模型。

图12-23   练习12-18完成的模型

操作步骤提示 模型的基本制作过程如图12-24所示：

图12-24   练习12-18模型的构建过程

第二节  曲面与实体

   在Pro/E中完成的曲面模型可转化为实体模型，实体模型也可根据实际需要转化为曲面模型，此外，还可实现曲面替换实体表面、曲面切割实体等功能。

一、曲面转为实体

   曲面转为实体有两种情况：

一是整个曲面模型转为实体，二是曲面转为薄实体。

 在Pro/E中，将曲面转为实体一般有三种途径。

·在特征操控板中直接转换。

·使用【加厚】命令。

·使用【实体化】命令。

1、使用特征操控板将曲面转化为薄壳实体

【练习13-1】：

  打开附盘“\ch13\13-1.prt”文件，使用特征操控板将曲面转化为薄壳实体，如图13-1所示。

图13-1  练习13-1操作示意图

操作步骤提示

1.打开特征操控板。

 在模型树或模型中选中图13-1所示的曲面特征，在右键快捷菜单中单击【编辑定义】命令打开特征操控板。

2.曲面转实体 在打开的特征操控板中选中

按钮，因为是非闭合曲面，该按钮

同时被激活，设定薄板厚度值为“15”。

【练习13-2】：

  打开附盘“\ch13\13-2.prt”文件，使用特征操控板将曲面转化为实体，如图13-2所示。

图13-2  练习13-2操作示意图

2、使用【加厚】命令将曲面转化为实体

【练习13-3】：

  打开附盘“\ch13\13-3.prt”文件，使用【加厚】命令将曲面转化为实体，如图13-3所示。

图13-3  练习13-3操作示意图

操作步骤提示 

1. 曲面转为实体。

（1） 在模型树中选中曲面特征，单击菜单【编辑】→【加厚】命令，打开加厚特征操控板。

（2） 设定厚度值为“10”。

（3）在【控制】面板中选择生成厚度的方式为“曲面法向”，激活【排除】栏，间隔选择要排除的曲面，调整材料生成方向，完成如图13-4所示的模型。

图13-4  曲面转为实体的模型

2.切割曲面。

（1）在模型中选中图13-4箭头指示的一个曲面，单击菜单【编辑】→【加厚】命令。

在打开的特征操控板中选中

按钮，调整材料移除方向切除该曲面。

（2） 同样方法去除另两个三角曲面。

【练习13-4】：

  打开附盘“\ch13\13-4.prt”文件，使用【复制】、【移动】、【加厚】命令，在原有的实体模型中派生一个零件模型（该方法有很好的实用意义），如图13-5所示。

图13-5  练习13-4操作示意图

3、实体化

   在设计中利用实体化工具，可在原有的模型中添加实体材料、删除实体材料或替换实体材料。

【练习13-5】：

  打开附盘“\ch13\13-5.prt”文件，使用【实体化】、【镜像】命令，建立如图13-6所示的实体模型。

图13-6  练习13-5操作示意图

操作步骤提示 

1. 曲面剪切实体。

（1） 选择图13-6中箭头1指示的曲面，然后单击菜单【编辑】→【实体化】命令，打开实体化特征操控板。

（2）单击

按钮，调整材料移除方向切除该曲面及其与之相交的实体。

（3）同样方法，选择图13-6中箭头2指示的“嵌片”曲面，使用【实体化】命令修剪实体，结果如图13-7所示。

2. 镜像复制模型本身两次，完成如图13-6所示的模型。

图13-7  曲面剪切实体后的模型

二、实体转为曲面

   实体转为曲面有两种情况：

一是在特征操控板中直接选择

按钮，并在【选项】面板中选择“曲面端口是否封闭”即可。

在这种情况下，只能将单一的实体特征转化为曲面，其基本操作过程与曲面转为实体中的有关操作类似，这里不再做练习。

另一种情况是通过选择实体特征的若干表面，将选中的表面转为曲面。

【练习13-6】：

  打开附盘“\ch13\13-6.prt”文件，建立如图13-8所示的曲面模型。

图13-8  练习13-6操作示意图

【练习13-7】：

  打开附盘“\ch13\13-7.prt”文件，建立如图13-9所示的曲面模型。

图13-9  练习13-7操作示意图

操作步骤提示

1. 实体表面转为曲面。

 选择图13-9中箭头指示的实体表面进行复制、移动。

2. 镜像复制建立的曲面，并进行曲面合并。

三、曲面切割实体

在Pro/E中使用曲面切割实体的方法一般有两种。

· 使用【加厚】命令，可完成对实体的切割。

· 使用【实体化】命令，可完成曲面对实体的切割。

【练习13-8】：

  打开附盘“\ch13\13-8.prt”文件，通过使用曲面切割实体的方法完成如图13-10所示的模型。

图13-10  练习13-8操作示意图

操作步骤提示

使用【加厚】命令实现曲面对实体的切割。

四、展平面组

使用【展平面组】命令，可以将选择的曲面展平。

曲面展平时应选择一个明确的原点。

按照系统默认的方式，展平的曲面将放置在以原点为切点，且与原始曲面相切的平面上。

【练习13-9】：

  打开附盘“\ch13\13-9.prt”文件，使用【展平面组】命令将如图13-11所示的曲面展平。

图13-11  练习13-9操作示意图

操作步骤提示

1.单击菜单【插入】→【高级】→【展平面组】命令，打开【展平面组】对话框。

2.选择图形窗口中的曲面为“源面组”（即需要展平的曲面）。

3.建立一基准点为原点（展平的曲面将在该点与源曲面相切）。

4.在XY平面放置展平曲面。

所谓“展平曲线”是指源曲面上的曲线展平在源曲面的展平面上。

【练习13-10】：

    打开附盘“\ch13\13-10.prt”文件，使用【折弯实体】命令完成曲线的展平操作，如图13-12所示。

图13-12  练习13-10操作示意图

操作步骤提示 

1.单击菜单【插入】→【高级】→【折弯实体】命令，打开【实体折弯】对话框。

2.在【折弯选项】栏中选择“扁平曲线” 选项。

3.在图形窗口中选择已经建立的曲面展平特征，以【依次】方式选择源曲面中的曲线，完成曲线的展平操作。

在【实体折弯】对话框的【折弯选项】栏中选择“折弯实体”选项，可以将展平平面上的实体弯曲在源曲面上。

【练习13-11】：

    打开附盘“\ch13\13-11.prt”文件，使用【折弯实体】命令完成如图13-13所示的模型，相关尺寸参见图13-14所示。

图13-13  练习13-11操作示意图                 图13-14  练习13-11参考尺寸

操作步骤提示

1. 在展平平面上建立拉伸实体特征，如图13-13右图所示。

2. 弯曲实体。

（1）在【实体折弯】对话框选择“折弯实体” 选项。

（2）在模型树中或在模型中选择已经建立的曲面展平特征。

（3）   单击

按钮，完成实体折弯特征的操作。

【练习13-12】：

    打开附盘“\ch13\13-12.prt”文件，使用“拉伸”、“曲面切割实体”、“自由变形”等方法完成如图13-15所示的模型

第三节  高级曲面特征

   在复杂的三维建模中经常使用曲面特征。

特别是高级曲面特征的巧妙使用，可构建出非常复杂和美观的外形。

一、边界混合

   使用边界混合工具，可以通过定义边界的方式产生曲面。

【练习10-1】：

  打开附盘“\ch10\10-1.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-1所示的模型。

图10-1  练习10-1操作示意图

操作步骤提示 

1. 单击菜单【插入】→【边界混合】命令，打开边界混合特征操控板。

2. 按下Ctrl键，依次选中图形窗口中的三条曲线。

3. 在【曲线】面板选中“封闭的混合”选项。

提示：

曲线选择的顺序不同，生成的曲面可能有所不同。

【练习10-2】：

  打开附盘“\ch10\10-2.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-2所示的模型。

图10-2  练习10-2操作示意图

操作步骤提示 

1. 单击菜单【插入】→【边界混合】命令，打开边界混合特征操控板。

2.按下Ctrl键，依次选中图形窗口中的三条曲线作为第1方向曲线。

3.按下Ctrl键，依次选择另两条曲线，作为第二方向的曲线。

【练习10-3】：

  打开附盘“\ch10\10-3.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-3所示的模型。

图10-3  练习10-3操作示意图

操作步骤提示 

1. 初步建立边界混合曲面。

2. 使用【拟合曲线】功能，调整建立的曲面。

【练习10-4】：

  打开附盘“\ch10\10-4.prt”文件，使用【边界混合】、【镜像】命令完成如图10-4所示的模型。

图10-4  练习10-4操作示意图

二、圆锥曲面和N侧曲面片

    圆锥曲面和多边曲面（N侧曲面片）的建立也是基于边界的方式，其中构成圆锥曲面需要利用圆锥曲线形成曲面，即曲面的截面为圆锥线；若是构成多边曲面，则需由5条以上线段围成曲面，且所有的线段构成一个封闭环。

【练习10-5】：

  打开附盘“\ch10\10-5.prt”文件，使用【圆锥曲面和N侧曲面片】命令完成如图10-5所示的模型。

图10-5  练习10-5操作示意图

操作步骤提示

1.   肩曲线方式建立圆锥曲面。

（1）单击菜单【插入】→【高级】→【圆锥曲面和N侧曲面】命令。

（2） 在【边界选项】菜单中单击【圆锥曲面】命令，然后单击【肩曲线】、【完成】选项。

（3）选择箭头2、箭头3指示的曲线为边界曲线、箭头1指示的曲线为肩曲线。

2. 相切曲线方式建立圆锥曲面。

 操作同上，只是在【边界选项】选择【相切曲线】。

【练习10-6】：

  打开附盘“\ch10\10-6.prt”文件，使用【圆锥曲面和N侧曲面片】命令完成如图10-6所示的模型。

图10-6  练习10-6操作示意图

三、自由曲面

   建立自由曲面有两种方法，一种是对存在的曲面进行整体调整，另一种是在曲面的局部进行曲面调整。

【练习10-7】：

  打开附盘“\ch10\10-7.prt”文件，使用【曲面自由形状】命令完成如图10-7所示的模型。

图10-7  练习10-7操作示意图

操作步骤提示

选择基本曲面并设定网格数。

 选择模型的上表面，作为基本曲面。

第一方向的控制曲线数量为“9”、第二方向的控制曲线数量为“6”。

1. 如图10-7所示设置局部曲面。

2. 自由构建曲面。

四、系列点坐标生成曲面

   Pro/E 允许用户直接输入包含曲线关键点坐标的文件（文件格式为“*.ibl”），系统会自动生成曲面。

【练习10-8】：

  使用【从文件混合】