第12章曲面设计 cAXA实体设计提供了丰富的曲面造型手段,构造完决定曲面形状的关键线框后,就可以在线框基础 上,选用各种曲面的生成和编辑方法,在线框上构造所需定义的曲面来描述零件的外表面。 根据曲面特征线的不同组合方式,可以组织不同的曲面生成方式。曲面生成方式共有十种:直纹面、 旋转面、扫描面、边界面、放样面、网格面、导动面、等距面、平面和实体表面。下面依次详细介绍。 cAXA实体设计具有单独的曲面设计环境。通过CAA实体设计程序组启动曲面设计就可以进入曲面设 计环境,完成下面的曲面生成与编辑工作。这部分工作完成后可通过曲面输出功能和cAxA实体设计环境 下的曲面读入功能使曲面参与零件的设计。 曲面生成 直纹面 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。直纹面生成有三种方式 曲线+曲线、点+曲线和曲线+曲面。 曲线十曲线 (1)单击“应用”,指向“曲面生成”,单击“直纹面”,或者单击按钮 (2)在立即菜单中选择直纹面生成方式。 (3)按状态栏的提示操作,生成直纹面 曲线+曲线:是指在两条自由曲线之间生成直纹面 (1)选择“曲线+曲线”方式 (2)拾取第一条空间曲线。 (3)拾取第二条空间曲线,拾取完毕立即生成直纹面。 点+曲线是指在一个点和一条曲线之间生成直纹面
1 第 12 章 曲面设计 CAXA 实体设计提供了丰富的曲面造型手段，构造完决定曲面形状的关键线框后，就可以在线框基础 上，选用各种曲面的生成和编辑方法，在线框上构造所需定义的曲面来描述零件的外表面。 根据曲面特征线的不同组合方式，可以组织不同的曲面生成方式。曲面生成方式共有十种：直纹面、 旋转面、扫描面、边界面、放样面、网格面、导动面、等距面、平面和实体表面。下面依次详细介绍。 CAXA 实体设计具有单独的曲面设计环境。通过 CAXA 实体设计程序组启动曲面设计就可以进入曲面设 计环境，完成下面的曲面生成与编辑工作。这部分工作完成后可通过曲面输出功能和 CAXA 实体设计环境 下的曲面读入功能使曲面参与零件的设计。 曲面生成 直纹面 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。直纹面生成有三种方式： 曲线+曲线、点+曲线和曲线+曲面。 （1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“直纹面”，或者单击 按钮。 （2）在立即菜单中选择直纹面生成方式。 （3）按状态栏的提示操作，生成直纹面。 ⚫ 曲线+曲线:是指在两条自由曲线之间生成直纹面。 （1）选择“曲线＋曲线”方式。 （2）拾取第一条空间曲线。 （3）拾取第二条空间曲线，拾取完毕立即生成直纹面。 ⚫ 点+曲线:是指在一个点和一条曲线之间生成直纹面
(1)选择“点+曲线”方式。 (3)拾取空间点。 (4)拾取空间曲线,拾取完毕立即生成直纹面 曲线+曲面:是指在一条曲线和一个曲面之间生成直纹面 曲线+曲面方式生成直纹面时,曲线沿着一个方向向曲面投影,同时曲线与这个方向垂直的平面内上 以一定的锥度扩张或收缩,生成另外一条曲线,在这两条曲线之间生成直纹面。 (1)选择“曲线+曲面”方式 (2)填写角度和精度 (3)拾取曲面。 (4)拾取空间曲线。 (5)输入投影方向。单击空格键弹出矢量工具,选择投影方向 (6)选择锥度方向。单击箭头方向即可 (7)生成直纹面 角度:是指锥体母线与中心线的夹角 注意: (1)生成方式为“曲线+曲线”时,在拾取曲线时应注意拾取点的位置,应拾取曲线的同侧对应位 置:否则将使两曲线的方向相反,生成的直纹面发生扭曲。 (2)生成方式为“曲线+曲线”时,如系统提示“给拾取失败”,可能是由于拾取设置中没有这种类型 的曲线。解决方法是点取“设置”菜单中的“恰拾取过滤设置",在“拾取过滤设置对话框”的“图形元素 的类型”中选择“选中所有类型”。 (3)生成方式为“曲线+曲面”时,输入方向时可利用矢量工具菜单。在需要这些工具菜单时,按 空格键或鼠标中键即可弹出工具菜单 (4)生成方式为“曲线+曲面”时,当曲线沿指定方向,以一定的锥度向的面投影作直纹面时,如 曲线的投影不能全部落在曲面内时,直纹面将无法作出。 2
2 （1）选择“点＋曲线”方式。 （3）拾取空间点。 （4）拾取空间曲线，拾取完毕立即生成直纹面。 ⚫ 曲线+曲面:是指在一条曲线和一个曲面之间生成直纹面。 曲线+曲面方式生成直纹面时，曲线沿着一个方向向曲面投影，同时曲线与这个方向垂直的平面内上 以一定的锥度扩张或收缩，生成另外一条曲线，在这两条曲线之间生成直纹面。 （1）选择“曲线＋曲面”方式。 （2）填写角度和精度。 （3）拾取曲面。 （4）拾取空间曲线。 （5）输入投影方向。单击空格键弹出矢量工具，选择投影方向。 （6）选择锥度方向。单击箭头方向即可。 （7）生成直纹面。 角度：是指锥体母线与中心线的夹角； 注意： （1）生成方式为“曲线+曲线”时，在拾取曲线时应注意拾取点的位置，应拾取曲线的同侧对应位 置；否则将使两曲线的方向相反，生成的直纹面发生扭曲。 （2）生成方式为“曲线+曲线”时，如系统提示“拾取失败”，可能是由于拾取设置中没有这种类型 的曲线。解决方法是点取“设置”菜单中的“拾取过滤设置”，在“拾取过滤设置对话框”的“图形元素 的类型”中选择“选中所有类型”。 （3）生成方式为“曲线+曲面”时，输入方向时可利用矢量工具菜单。在需要这些工具菜单时，按 空格键或鼠标中键即可弹出工具菜单。 （4）生成方式为“曲线+曲面”时，当曲线沿指定方向，以一定的锥度向曲面投影作直纹面时，如 曲线的投影不能全部落在曲面内时，直纹面将无法作出
旋转面 旋转面是指按给定的起始角度、终止角度将曲线绕一旋转轴旋转而生成的轨迹曲面。 (1)单击“应用”,指向“曲面生成”,单击“旋转面”,或者单击小按钮 (2)输入起始角和终止角角度值。 (3)拾取空间直线为旋转轴,并选择方向。 (4)拾取空间曲线为母线,拾取完毕即可生成旋转面 起始角 终止角 起始角:是指生成曲面的起始位置与母线和旋转轴构成平面的夹角。 终止角:是指生成曲面的终止位置与母线和旋转轴构成平面的夹角。 下图起始角为60度,终止角为270度的情况。 注意:选择方向时的箭头方向与曲面旋转方向两者遵循右手螺旋法则 扫描面 扫描面是指按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指定方向以一定的锥度扫描生成曲面。 (1)单击“应用”,指向“曲面生成”,单击“扫描面”,或者单击按钮 (2)填入起始距离、扫描距离、扫描角度和精度等参数 (3)按空格键弹出矢量工具,选择扫描方向 (4)拾取空间曲线。 (5)若扫描角度不为零,选择扫描夹角方向,扫描面生成 起始距离:是指生成曲面的起始位置与曲线平面沿扫描方向上的间距 扫描距离:是指生成曲面的起始位置与终止位置沿扫描方向上的间距
3 旋转面 旋转面是指按给定的起始角度、终止角度将曲线绕一旋转轴旋转而生成的轨迹曲面。 （1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“旋转面”，或者单击 按钮。 （2）输入起始角和终止角角度值。 （3）拾取空间直线为旋转轴，并选择方向。 （4）拾取空间曲线为母线，拾取完毕即可生成旋转面。 起始角：是指生成曲面的起始位置与母线和旋转轴构成平面的夹角。 终止角：是指生成曲面的终止位置与母线和旋转轴构成平面的夹角。 下图起始角为 60 度，终止角为 270 度的情况。 注意：选择方向时的箭头方向与曲面旋转方向两者遵循右手螺旋法则。 扫描面 扫描面是指按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指定方向以一定的锥度扫描生成曲面。 （1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“扫描面”，或者单击 按钮。 （2）填入起始距离、扫描距离、扫描角度和精度等参数。 （3）按空格键弹出矢量工具，选择扫描方向。 （4）拾取空间曲线。 （5）若扫描角度不为零，选择扫描夹角方向，扫描面生成。 起始距离：是指生成曲面的起始位置与曲线平面沿扫描方向上的间距； 扫描距离：是指生成曲面的起始位置与终止位置沿扫描方向上的间距；
扫描角度:是指生成的曲面母线与扫描方向的夹角 下图为扫描初始距离不为零的情况 注意:扫描方向不同的选择可以产生不同的效果。 导动面 让特征截面线沿着特征轨迹线的某一方向扫动生成曲面。导动面生成有六种方式:平行导动、固接 导动、导动线&平面、导动线&边界线、双导动线和管道曲面。 生成导动曲面的基本思想:选取截面曲线或轮廓线沿着另外一条轨迹线扫动生成曲面 为了满足不同形状的要求,可以在扫动过程中,对截面线和轨迹线施加不同的几何约束,让截面线 和轨迹线之间保持不同的位置关系,就可以生成形状变化多样的导动曲面。如截面线沿轨迹线运动过程 中,我们可以让截面线绕自身旋转,也可以绕轨迹线扭转,还可以进行变形处理,这样就产生各种方式 的导动曲面 (1)单击“应用,指向“曲面生成”,单击“导动面”,或者直接单击按钮 (2)选择导动方式 (3)根据不同的导动方式下的提示,完成操作。 平行导动 平行导动是指截面线沿导动线趋势始终平行它自身地移动而扫成生成曲面,截面线在运动过程中没 有任何旋转。 (1)激活导动面功能,并选择“平行导动”方式 (2)拾取导动线,并选择方向。 (3)拾取截面曲线,即可生成导动面。 固接导动 固接导动是指在导动过程中,截面线和导动线保持固接关系,即让截面线平面与导动线的切矢方向 保持相对角度不变,而且截面线在自身相对坐标架中的位置关系保持不变,截面线沿导动线变化的趋势 导动生成曲面
4 扫描角度：是指生成的曲面母线与扫描方向的夹角； 下图为扫描初始距离不为零的情况。 注意：扫描方向不同的选择可以产生不同的效果。 导动面 让特征截面线沿着特征轨迹线的某一方向扫动生成曲面。导动面生成有六种方式：平行导动、固接 导动、导动线&平面、导动线&边界线、双导动线和管道曲面。 生成导动曲面的基本思想：选取截面曲线或轮廓线沿着另外一条轨迹线扫动生成曲面。 为了满足不同形状的要求，可以在扫动过程中，对截面线和轨迹线施加不同的几何约束，让截面线 和轨迹线之间保持不同的位置关系，就可以生成形状变化多样的导动曲面。如截面线沿轨迹线运动过程 中，我们可以让截面线绕自身旋转，也可以绕轨迹线扭转，还可以进行变形处理，这样就产生各种方式 的导动曲面。 （1）单击“应用”，指向“曲面生成”，单击“导动面”，或者直接单击 按钮。 （2）选择导动方式。 （3）根据不同的导动方式下的提示，完成操作。 ⚫ 平行导动 平行导动是指截面线沿导动线趋势始终平行它自身地移动而扫成生成曲面，截面线在运动过程中没 有任何旋转。 （1）激活导动面功能，并选择“平行导动”方式。 （2）拾取导动线，并选择方向。 （3）拾取截面曲线，即可生成导动面。 ⚫ 固接导动 固接导动是指在导动过程中，截面线和导动线保持固接关系，即让截面线平面与导动线的切矢方向 保持相对角度不变，而且截面线在自身相对坐标架中的位置关系保持不变，截面线沿导动线变化的趋势 导动生成曲面
固接导动有单截面线和双截面线两种,也就是说截面线可以是一条或两条,如下图所示。 单截面线 双截面线 (1)选择“固接导动”方式。 (2)选择单截面线或者双截面线 (3)拾取导动线,并选择导动方向。 (4)拾取截面线。如果是双截面线导动,应拾取两条截面线 (5)生成导动面 导动线&平面 截面线按以下规则沿一条平面或空间导动线(脊线)扫动生成曲面。规则:(1)、截面线平面的方向与 导动线上每一点的切矢方向之间相对夹角始终保持不变:(2)、截面线的平面方向与所定义的平面法矢的 方向始终保持不变 这种导动方式尤其适用于导动线是空间曲线的情形,截面线可以是一条或两条 单截面线 双截面线 (1)选择“导动线&平面”方式 (2)选择单截面线或者双截面线 (3)输入平面法矢方向。按空格键,弹出矢量工具,选择方向 (4)拾取导动线,并选择导动方向。 (5)拾取截面线。如果是双截面线导动,应拾取两条截面线 (6)生成导动面。 导动线&边界线 截面线按以下规则沿一条导动线扫动生成曲面,规则:(1)运动过程中截面线平面始终与导动线垂 直。(2)运动过程中截面线平面与两边界线需要有两个交点。(3)对截面线进行放缩,将截面线横跨于 两个交点上。截面线沿导动线如此运动时,就与两条边界线一起扫动生成曲面。 (1)在导动过程中,截面线始终在垂直于导动线的平面内摆放,并求得截面线平面与边界线的两个交点
5 固接导动有单截面线和双截面线两种，也就是说截面线可以是一条或两条，如下图所示。 单截面线 双截面线 （1）选择“固接导动”方式。 （2）选择单截面线或者双截面线。 （3）拾取导动线，并选择导动方向。 （4）拾取截面线。如果是双截面线导动，应拾取两条截面线。 （5）生成导动面。 ⚫ 导动线＆平面 截面线按以下规则沿一条平面或空间导动线(脊线)扫动生成曲面。规则：（1）、截面线平面的方向与 导动线上每一点的切矢方向之间相对夹角始终保持不变；（2）、截面线的平面方向与所定义的平面法矢的 方向始终保持不变。 这种导动方式尤其适用于导动线是空间曲线的情形，截面线可以是一条或两条。 单截面线 双截面线 （1）选择“导动线＆平面”方式。 （2）选择单截面线或者双截面线。 （3）输入平面法矢方向。按空格键，弹出矢量工具，选择方向。 （4）拾取导动线，并选择导动方向。 （5）拾取截面线。如果是双截面线导动，应拾取两条截面线。 （6）生成导动面。 ⚫ 导动线＆边界线 截面线按以下规则沿一条导动线扫动生成曲面，规则：（1）运动过程中截面线平面始终与导动线垂 直。（2）运动过程中截面线平面与两边界线需要有两个交点。（3）对截面线进行放缩，将截面线横跨于 两个交点上。截面线沿导动线如此运动时，就与两条边界线一起扫动生成曲面。 （1）在导动过程中，截面线始终在垂直于导动线的平面内摆放，并求得截面线平面与边界线的两个交点