proe曲线曲面特征的创建12

第十二章曲线曲面特征的创建

目前，曲面造型已广泛应用于零件、产品中，大的如飞机、轮船、汽车，小的到家电、IT产品、日常生活用品等，在它们身上都或多或少可以看到曲面造型的影子。这些产品应用曲面进行造型，有的是为了造型上的美观，迎合消费者的审美需求；有的则是产品功能上的实际要求，必须使用曲面结构。不论什么原因，曲面造型在现代工业中的应用将会越来越广泛。

中国工程图学学会第四届理事长、北京航天航空大学教授唐锡荣曾经说过：“CAD的根本任务就是为产品的开发和生产建立一个全局信息模型，而曲线曲面的精确描述和灵活操作能力是评定CAD系统功能强弱的重要因素”。从唐教授的讲话中可以看出，对于一个软件系统，评判其造型功能是否强大，不是它的实体造型功能是否强大，往往是它的曲线曲面造型功能是否强大。在Pro/ENGINEER软件中，系统提供了强大的曲线曲面造型功能，由于教材篇幅所限，本章将主要介绍曲面造型，若有涉及到曲线内容，则附带介绍一下曲线的造型。

对于Pro/ENGINEER软件的曲面造型，主要有两类造型方法：参数化曲面模型造型方法和自由曲面模型造型方法。参数化曲面模型造型方法是使用尺寸、约束、关系式、方程等控制曲面的几何，这种方法与前几章所学的实体造型方法是一样的；而有些场合，有时更注重产品的外观造型而非精确尺寸或产品的很多尺寸还处于待定阶段，此时，就可以使用自由曲面模型造型方法，自由曲面模型造型方法往往应用于产品的概念设计、艺术品设计等。

对于前几章所学过的拉伸工具、旋转工具、扫描工具、混合工具、可变截面扫描工具、扫描混合工具、螺旋扫描工具等，它们既可以创建实体特征，也可以创建曲面特征，而且创建曲面特征的方法、步骤及注意事项与创建实体特征的方法、步骤及注意事项大部分是类似的（当然有的也有一些不同，如应用拉伸工具创建曲面特征时，其截面中的曲线可以自交，截面中的多个环也可以相交，如图12-1所示），在具备应用这些工具进行实体造型的能力的情况下，应用这些工具进行曲面的造型那只是触类旁通的事情了。因此，本章将不再介绍应用这些工具进行曲面造型的内容，而主要介绍混合边界特征的创建及曲面的操作。

图12-1拉伸曲面特征的创建

第一节

一、曲面的显示曲面特征概述

曲面以着色方式显示时，其显示效果与实体是相似的，但以无隐藏线、隐藏线和线框方式显示时，与实体的显示效果则大不相同：实体以无隐藏线、隐藏线和线框方式显示时，可见边线以白色显示，以隐藏线方式显示时，不可见边线以白色显示；曲面以无隐藏线、隐藏线和线框方式显示时，三种方式显示的效果相同，见表12-1。

表12-1

着色曲面与实体不同显示方式时的区别无隐藏线隐藏线线框

实体

曲面

由表12-1可知，曲面的边线并不一定以相同的颜色显示，为什么有显示颜色的区分呢？不同的颜色蕴含了什么含义呢？的确，对于曲面特征，当边线以不同的颜色显示时，它代表了不同的含义：若边线的两侧均有曲面特征，系统缺省以紫红色显示，称之为双侧边；若边线只有一侧有曲面特征，

另一侧没有曲面特征，系统缺省以粉红色显示，称之为单侧边。

图12-2a所示曲面是应用拉伸工具创建的，两端不封闭（

四条侧面边线（图中以），对于该曲面的十二条边线，符号标识）符号标识）以紫红色显示，上、下表面的八条边线（图中以

以粉红色显示。通过曲面边线显示的颜色可以看出，四条侧面边线为双侧边（因为每条边线的两侧均有曲面特征），而上、下表面的八条边线为单侧边（因为每条边线的一侧有曲面特征，另一个没有曲面特征）。当将拉伸曲面设置为封闭端（）时，则曲面的十二条边线全部为双侧边，系统缺省以紫红色显示，如图12-2b所示（该图文件为\CH12\ch12-01.prt）。

图12-3所示曲面是应用旋转工具创建的，因为曲面是非封闭的，所以曲面的全部外形轮廓边线均为单侧边，系统缺省以粉红色显示；当从不同视图方向（标准视图方向、FRONT视图方向、TOP视图方向）观察曲面时，其双侧边的位置则不同（图中以

02.prt）。符号标识）（该图文件为\CH12\ch12-

a

）图12-2曲面边线的显示图例1b

）

着色显示

a）标准视图方向FRONT视图方向b）TOP视图方向

图12-3曲面边线的显示图例2

对于实体边线与曲面边线重合的场合，以曲面边线的状况（是单侧边还是双侧边）确定边线显示的颜色（该图文件为\CH12\ch12-03.prt）。如图12-4a所示，应用拉伸工具创建曲面特征，曲面两

端不封闭（）

，

图中符号标识的三条边线为单侧边，系统缺省以粉红色显示；图12-4b），图中符号标识的三条边线为双侧边，系统缺省以所示为将拉伸曲面设置为封闭端（

紫红色显示。

a

）

图12-4曲面边线的显示图例3b）

二、曲面的创建方式

Pro/ENGINEER软件提供了强大的曲面造型功能，进行曲面造型主要有以下几个途径：

1．『插入』菜单

在主菜单中单击『插入』菜单，显示如图12-5所示菜单，下拉菜单虚线框中的命令均可以创建曲面，本章第三节将介绍边界混合特征的创建。

2．『编辑』菜单

在主菜单中单击『编辑』菜单，下拉菜单中的复制、镜像、填充、延伸、偏移等命令均可以创建曲面（本章第二节将介绍应用这些命令创建曲面特征）。

3．自由曲面（ISDX）

自由曲面模块又称为交互式曲面设计（InteractiveSurfaceDesigneXtension，简称ISDX），该模块具有很强的自由曲线曲面创建编辑功能，其创建的曲面特征与Pro/ENGINEER软件其它功能模块完全兼容，目前广泛应用于工业设计、逆向工程、产品概念设计等领域。本书不介绍这部分内容，有兴趣的读者可以参阅有关资料。

图12-5曲面特征创建途径1

第二节

本节将介绍应用创建曲面特征。

基本曲面特征的创建

一、复制命令创建曲面特征

选取实体表面、曲面或面组，通过复制直接在所选曲面上创建曲面特征，具体步骤如下：步骤1：选取实体表面、曲面或面组；

步骤2：在〖编辑〗工具栏中单击按钮、按Ctrl+C键或在主菜单中依次单击『编辑』→『复

制』；

步骤3：在〖编辑〗工具栏中单击按钮、按Ctrl+V键或在主菜单中依次单击『编辑』→『粘贴』，弹出曲面复制操控板，如图12-6所示；

图12-6曲面复制操控板

在操控板中单击选项卡，弹出上滑面板，上滑面板中三个选项，三个选项的含义见表12-2（该图文件为\CH12\copy_surface.prt）。

表12-2

复制方式说明

操作界面复制方式及图例

选取的操作对象曲面复制结果按原样复制

所有曲面

排除曲

面关填

充孔

复制内

部边界

步骤4：在操控板中单击步骤5：在操控板中单击按钮，预览曲面特征创建结果；按钮或按鼠标中键，完成曲面特征的创建。

二、填充命令创建曲面特征

通过草绘曲面边界创建平面，具体步骤如下：

步骤1：在主菜单中依次单击『编辑』→『填充』，弹出如图12-7所示曲面填充操控板；步骤2（草绘曲面边界）：在操控中单击

钮；

选取TOP基准面为草绘平面，方向朝下，选取RIGHT基准面为参考平面，方向朝右；草绘如图12-8a所示截面，在〖草绘器工具〗工具栏中单击按钮，完成截面绘制；按钮，在上滑面板中单击按

图12-7曲面填充操控板

步骤4：在操控板中单击步骤5：在操控板中单击

图文件为\CH12\fill_surface.prt）。按钮，预览曲面特征创建结果；按钮或按鼠标中键，完成曲面特征的创建，结果如图12-8b所示（该

a）

图12-8

填充方式创建曲面特征b）

三、镜像命令创建曲面特征

选取欲进行镜像操作的对象，指定镜像平面，对操作对象创建关于镜像平面的镜像副本，具体步骤如下：

步骤1：选取曲面或面组；

步骤2：在〖编辑特征〗工具栏中单击

出曲面复制操控板，如图12-9所示；

步骤3：选取一个镜像平面；

步骤4：在操控板中单击按钮或按鼠标中键，完成曲面特征的创建。按钮或在主菜单中依次单击『编辑』→『镜像』，弹

图12-9曲面镜像操控板

当设置为时，复制所得到的曲面与原曲面具有父子关系，当删除原曲面或对原曲面进行编辑，则复制所得的曲面也被删除或也发生变化。

打开\CH12\mirror_surface.prt文件，选取如图12-10a所示曲面，在〖编辑特征〗工具栏中单击按钮，设置为，选取FRONT基准面为镜像平面，镜像结果如图12-10b所示。

a）

图12-10b）镜像方式创建曲面特征实例1

打开\CH12\mirror_surface.prt文件，选取如图12-11a所示曲面，在〖编辑特征〗工具栏中单击按钮，此时镜像操控板如图12-11b所示，选取RIGHT基准面为镜像平面，镜像结果如图12-11c所示。

a）c）

b）

图12-11镜像方式创建曲面特征实例2

图12-11b所示操控板的上滑面板中，有一个设置选项，若设

为，则镜像操作后，原曲面将被隐藏。

四、偏移命令创建曲面特征

选取实体表面、曲面或面组，通过对所选取的曲面进行偏移来创建曲面，具体步骤如下：步骤1：选取实体表面、曲面或面组；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『偏移』，弹出曲面偏移操控板，如图12-12所示；

步骤3：选择偏移方式，有四种偏移类型：

（展开）和偏移方式图12-12曲面偏移操控板（标准偏移）、（具有拨模的偏移）、（替换曲面），见表12-3（该图文件为\CH12\offset_surface-1.prt）。

表12-3曲面偏移类型及图例

选取的操作对象曲面偏移结果偏移

类型操作界面（上滑面板及操控板）

标准

偏移

具有

拨模

的偏

移

展开

替换

曲面步骤4：在在操控板中单击选项卡中选择有关选项；选项卡，弹出上滑面板，上滑面板中三个选项，三个选项的含义见表12-4（该图文件为\CH12\offset_surface-2.prt）。

表12-4

偏移选项操作界面曲面偏移选项及图例

选取的操作对象曲面复制结果

垂直于曲面

自动拟合

控制拟合

创建侧曲面

步骤5：在操控板中单击步骤6：在操控板中单击按钮，预览曲面特征创建结果；按钮或按鼠标中键，完成曲面特征的创建。

五、延伸命令创建曲面特征

在现有曲面上选取要延伸的曲面的边或边链，指定曲面延伸的类型、长度、方向或参照，最终在选取的边或边链上通过延伸创建曲面特征，具体步骤如下：

步骤1：在现有曲面上选取要延伸的曲面的边或边链；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『延伸』，弹出曲面延伸操控板，如图12-13所示（系统缺省为【沿曲面】方式沿伸曲面）；

延伸距离及方向

图

12-13【沿曲面】方式的曲面延伸操控板

在操控板中单击按钮，显示【至平面】方式沿伸曲面操控板，如图12-14所示。

图12-14【至平面】方式的曲面延伸操控板

从两种曲面延伸方式的操控板就可以看出，【沿曲面】方式比【至平面】方式复杂得多。

步骤3：选择延伸类型在选项卡中完成有关选项的设定，一些选项的区别见表12-5（该图文件为\CH12\extend_surface-1.prt和extend_surface-2.prt）。

表12-5选项卡中一些选项及图例

延伸

方式选取的操作对象曲面延伸结果

个截面、多条轨迹线，创建扫描混合特征时，允许多个截面、一条轨迹线，但是我们经常会遇到多个截面、没有轨迹线或多个截面、多条轨迹线的问题，Pro/ENGINEER软件提供了这种类型问题的解决方案了吗？答案是肯定的，解决方案就是边界混合特征。通常做法是：应用边界混合特征创建曲面，然后将该曲面与其它曲面进行合并、修剪、圆角、拨模等曲面编辑操作，最后对曲面进行实体化或曲面加厚从而生成实体。

边界混合（boundaryblend）是以一个方向或两个方向的曲线来创建曲面的特征创建工具。步骤4：完成其它关选项的设置；步骤5：在操控板中单击步骤6：在操控板中单击按钮，预览曲面特征创建结果；按钮或按鼠标中键，完成曲面特征的创建。第三节边界混合特征第十一章，我们学习了可变截面扫描特征和扫描混合特征，创建可变截面扫描特征时，允许一

一、边界混合特征创建的一般步骤及特征界面

1．边界混合特征创建的一般步骤

步骤1：在〖基础特征〗工具栏中单击

步骤2：选取第一方向参照；

步骤3：若需要，选取第二方向参照；

步骤4：必要时进行其它选项的设置（约束、控制点、影响曲线、名称等）；

步骤5：预览边界混合特征创建结果；

按钮或在主菜单中依次单击『插入』→『边界混合』；

步骤6：完成边界混合特征的创建。

2．边界混合工具操控板

在〖基础特征〗工具栏中单击

界混合工具操控板，如图12-15所示。按钮或在主菜单中依次单击『插入』→『边界混合』，弹出边

图12-15边界混合工具操控板

二、边界混合特征概述

创建边界混合曲面时，既可以只选取一个方向的参照来创建曲面，也可以选取两个方向的参照

来创建曲面，如图12-16所示（该图文件为\CH12\boundary_blend-1.prt）。

a）

b

）

图12-16单方向和双方向创建混合边界曲面

创建边界混合曲面时有下述三个问题：一是当选取了相邻曲面的边界为参照时，通常需要考虑所创建的曲面与相邻已有曲面间的约束关系（如相切、垂直或曲率连续），此时可以通过上滑面板设置创建的边界混合曲面与相邻曲面间的约束关系；二是有时创建所得到的曲面并不太光顺，这往往是由于按系统缺省方式创建曲面时，同一方向各参照（如曲线、边线等）上相应点的位置不太协调（也可以理解为各参照的扫描起点不一致），从而造成曲面扭曲甚至无法生成，此时可以通过上滑面板调整参照中有关控制点的位置，以使曲面光顺平滑；三是所创建的边界混合曲面不仅受参照约束外，还受到有关曲线的影响，此时可以通过设置有关参数。

上滑面板，选取该曲线为影响曲线并

下面，介绍创建边界混合特征时参照的选取、

1．基准点、顶点或曲线端点的选取、和上滑面板的设置。

创建混合边界特征时，选取过滤器的缺省设置为【全部】，当欲选取顶点或曲线端点为参照时，不易选取到这些参照，此时，可将选取过滤器设置为【顶点】，如图12-17，第一方向参照中包含一个顶点，此时该参照不好选取，可将选取过滤器设置为【顶点】，选取了该顶点参照后再将将选取过滤器设置为【全部】（该图文件为\CH12\boundary_blend_ref_sel-1.prt）。

图12-17顶点参照的选取

其它类型参照（如相切链、完整环、部分环等）的选取参见第六章，练习图形文件\CH12\boundary_blend_ref_sel-2.prt、\CH12\boundary_blend_ref_sel-3.prt。

2．控制点的设置

打开\CH12\boundary_blend_ctrl_pnt-1.prt文件，选取图12-18a所示曲线和半球形曲面的边线为参照，创建结果如图12-18b所示，由图可知，所创建的曲面存在扭曲现象，究其原因，就是因为两条参照曲线（边线）上控制点的位置不协调，这里通过上滑面板对其进行设置。

（1）在边界混合特征前创建一个基准点特征，如图12-18c所示；

（2）在〖基础特征〗工具栏中单击

参照；

（3）在操控板中单击按钮，弹出上滑面板，如图12-18d所示；按钮，选取图12-18a所示曲线和半球形曲面的边线为

（4）在上滑面板单击控制点收集框使其处于激活状态，选取图12-18e所示控制点，完成了链1的控制点选取后，系统自动进入链2控制点的选取；

（5）链2有9个控制点，选取PNT0基准点为链2控制点（如图12-18f所示）；

（6）设置控制点后边界混合特征的创建结果如图12-18g所示。

a）b）

c）d）

e）

f）

图12-18控制点的设置实例1

g

）

设置控制点时，根据选取的参照类型不同，内部曲线的拟合方式有自然、弧长、点到点和段至段等方式，见表12-6（该图文件\CH12\boundary_blend_ctrl_pnt-3.prt和boundary_blend_ctrl_pnt-4.prt）。

表12-6

类型说明

使用一般混合例程进

行混合，并使用相同的

例程来重置输入曲线面逼近效果上述图均按【自然】方式进行拟合参数，以获得最佳的曲设置控制点时曲线的似合方式及图例

图例特征创建结果对原始曲线进行最小调整，使用一般混合例程来混合曲线，被分成相等的曲线段并逐段混合的曲线除外选取具有相等数量插值点的样条时，在样条的各插值点间进行按逐点混合选取的各参照具有相等数量的图元或段时在各参照间按逐段进

行混合

a）

b）

c）

图12-19

d）

控制点的设置实例2

e

）

3．边界条件的设置

在上例中，虽然通过设置控制点解决了曲面扭曲的问题，但很明显所创建的边界混合曲面与半球形曲面之间的过渡并不理想，如何解决这一问题呢？其原因就是未对边界混合曲面与半球形曲面之间没有设置过渡类型，这里通过

上滑面板对其进行设置，具体步骤如下：

（1）打开\CH12\boundary_blend_constraint.prt文件，如图12-20a所示；

（2）对模型树中的BoundaryBlend1特征进行编辑定义，弹出边界混合工具操控板；（3）在操控板中单击

按钮，弹出

上滑面板，当前未设置任何约束，因此方向1的第

一条链和最后一条链的边界条件均为“自由”；

（4）单击条件设置框，弹出下拉菜单，菜单中有四个选项—自由、相切、曲率和垂直，如图12-20b所示，选取欲设置的约束类型；

（5）完成约束的设置。四种约束类型的图例见表12-7。

a）

图12-20表12-7

类型

边界条件设置

约束的设置

b）

边界条件的设置及图例

特征创建结果

示；

4．影响曲线的应用

下面以一个实例说明影响曲线的应用。

（1）打开\CH12\boundary_blend_influence_curves.prt文件；

（2）按住Ctrl键，依次选取图12-21a所示曲线为第一方向参照，特征创建结果如图12-21b所

（3）在操控板中单击（4）在

选项卡，显示上滑面板，如图12-21c所示；

上滑面板中单击影响曲线收集框，影响曲线收集框被激活；

数值框中输入一个数值；

（5）在【平滑度】

（6）在【在方向上的曲面片】数值框中，输入第一个方向和第二个方向曲面片的个数；（7）完成

上滑面板的设置，在操控板中单击

按钮或按鼠标中键，结束特征的修改。

不同的平滑度因子设置其区别见表12-8（该图文件\CH12\boundary_blend_influence_curves.prt）。

a）

图12-21表12-8

影响曲线参照

参数的设置

b）影响曲线的应用影响因素参数的设置

特征创建结果

标准视图

c）

右视图

由上述介绍可知，控制点用以解决曲面内部不光顺或扭曲的问题，而约束则是处理所创建的边界混合曲面与相邻曲面之间的过渡问题。

三、边界混合特征创建实例

1．边界混合特征创建实例1——抽水马桶座圈曲面模型

步骤1（打开文件）：打开\CH12\boundary_blend_example-1.prt文件；步骤2（创建边界混合特征）：在〖基础特征〗工具栏中单击入』→『边界混合』，弹出边界混合工具操控板；

步骤3（选取第一方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-22a所示的两条曲线；步骤4（选取第二方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-22b所示的六条曲线；步骤5：在操控板中单击

按钮或按鼠标中键，结果如图12-22c所示。

按钮或在主菜单中依次单击『插

a）

图12-22

b

）

边界混合特征创建实例1

c）

2．边界混合特征创建实例2——水杯曲面模型

步骤1（打开文件）：打开\CH12\boundary_blend_example-2.prt文件；步骤2（创建边界混合特征）：在〖基础特征〗工具栏中单击入』→『边界混合』，弹出边界混合工具操控板；

步骤3（选取第一方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-23a所示的三条曲线；步骤4（选取第二方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-23b所示的六条曲线；步骤5：在操控板中单击

按钮或按鼠标中键，结果如图12-23c所示。

按钮或在主菜单中依次单击『插

a）

图12-23

b）

边界混合特征创建实例2

c

）

3．边界混合特征创建实例3

步骤1（打开文件）：打开\CH12\boundary_blend_example-3.prt文件；步骤2（创建边界混合特征）：在〖基础特征〗工具栏中单击入』→『边界混合』，弹出边界混合工具操控板；

步骤3（选取第一方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-24a所示的两条曲线；步骤4（选取第二方向参照）：按住Ctrl键，选取图12-24b所示的两条曲线；步骤5：在操控板中单击

按钮或按鼠标中键，结果如图12-24c所示。

按钮或在主菜单中依次单击『插

a）b

）

c）

图12-24

边界混合特征创建实例3

第四节曲线曲面的编辑

合并、修剪、相交、投影、加厚、实体化。一、曲面的合并

1．曲面合并功能

曲面合并是通过相交或连接的方式来合并两个面组，合并之后的面组是一个单独的面组，即使删除合并面组，原始的两个面组仍保留。

曲面合并有两种方式：

（1）相交方式（Intersect）：选取两个相交面组，确定各面组要保留的部分，然后创建一个由两个相交面组的修剪部分所组成的面组。

（2）连接方式（Join）：选取两个相邻面组，其中一个面组的部分边线在另一个面组上。相交模式和连接模式图例见表12-9（该图文件\CH12\surface_merge-1.prt）。

表12-9

曲面合并方式

选取的参照

曲面合并的两种方式确定曲面保留部分及工具操控板

曲面合并结果

相交方式

连接方式

2．曲面合并的一般步骤

步骤1：选取两个欲进行合并操作的面组；步骤2：在〖编辑特征〗工具栏中单击出曲面合并工具操控板；

步骤3：通过

选项卡选择合并方式；

按钮或在主菜单中依次单击『编辑』→『合并』，弹

步骤4：确定各面组要保留的部分；步骤5：在操控板中单击

按钮或按鼠标中键，完成曲面的合并。

3．曲面合并工具操控板

曲面合并工具操控板如图12-25所示。

图12-25

曲面合并工具操控板

二、修剪工具

1．修剪工具功能

修剪工具可用来剪切或分割面组或曲线，从而从面组或曲线中移除材料，以创建特定形状或分割材料。

常用的曲面修剪方式有两种：（1）用其它面组或基准平面对面组进行修剪；（2）使用面组上的基准曲线对面组进行修剪。

2．曲线、曲面修剪的一般步骤步骤1：选取要修剪的曲线或面组。步骤2：在〖编辑特征〗工具栏中单击出修剪工具操控板；

步骤3：选取作为修剪对象的任何曲线、平面或面组；步骤4：通过

选项卡选择修剪方式；

按钮或在主菜单中依次单击『编辑』→『修剪』，弹

步骤5：确定各面组要保留的部分，可以保留修剪曲面的某一侧，也可以两侧都保留；

步骤

6：在操控板中单击3．修剪工具操控板

按钮或按鼠标中键，完成曲线、曲面的修剪。

图12-26为曲面修剪操控板，图12-27为曲线修剪操控板。

图12-26

曲面修剪操控板

图12-27

曲线修剪操控板

4．曲线、曲面修剪图例

曲线修剪图例见表12-10（该图文件\CH12\curve_trim-1.prt）。

表12-10

修剪的曲线

曲线修剪图例修剪对象

修剪结果

点

曲线

曲面

基准

平面

曲面修剪图例见表12-11（该图文件\CH12\surface_trim-1.prt）。

表12-11

修剪的曲面曲面修剪图例

修剪对象修剪结果

基准

平面

曲面

薄修剪

曲线

排除

三、相交工具

1．相交工具功能

相交工具可对草绘曲线、曲面或基准平面求交，应用草绘曲线求交可以很方便地构建一些空间曲线。

2．曲线、曲面相交的一般步骤

步骤1：选取草绘曲线或曲面，需要时按住Ctrl键可选取多条草绘曲线或多个曲面；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『相交』，弹出相交工具操控板；

步骤3：选取要相交的其它草绘或曲面；

步骤4：在操控板中单击按钮或按鼠标中键，完成曲线、曲面的相交。

3．曲线、曲面相交操控板

曲面求交与曲线求交的操控板分别如图12-28和图12-29所示。

图12-28曲面求交操控板

图12-29曲线求交操控板

4．曲线、曲面相交图例

曲线、曲面相交图例见表12-11（该图文件\CH12\surface_intersect-1.prt、curve_intersect-1.prt和curve_intersect-2.prt）。

表12-11

相交类型相交参照

曲线、曲面相交图例

求交结果

曲面求交

曲面与曲面

曲面与基准平面

草绘曲线求交

四、投影工具

1．投影工具功能

投影工具就是将选取的草绘曲线或投影链（曲面边线、实体边线等）投影至指定的曲面或基准面上，从而创建投影基准曲线。

投影曲线有两种类型：

（1）投影草绘：创建草绘或选取已有草绘曲线进行投影。

（2）投影链：选取要投影的曲线或边链。

2．投影草绘的一般步骤

步骤1：在主菜单中依次单击『编辑』→『投影』，弹出投影工具操控板；

步骤2：在操控板中单击

步骤3：选择投影类型为选项卡，显示上滑面板；；

步骤4：单击【草绘】收集器，创建或选取草绘曲线；

步骤5：单击【曲面】收集器，选取曲线投影目标曲面；

步骤6：选择投影方向设定方法（沿方向、垂直于曲面），单击【方向】收集器，选取投影方向参照（如平面、轴、坐标轴或直图元等）；

步骤7：在操控板中单击

3．投影草绘的一般步骤

步骤1：选取要进行投影的曲线或边链；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『投影』，弹出投影工具操控板；

步骤3：在操控板中单击

步骤4：选择投影类型为选项卡，显示上滑面板；；按钮或按鼠标中键，完成曲线的投影。

步骤5：单击【曲面】收集器，选取曲线投影目标曲面；

步骤6：选择投影方向设定方法（沿方向、垂直于曲面），单击【方向】收集器，选取投影方向参照（如平面、轴、坐标轴或直图元等）；

步骤7：在操控板中单击

4．曲线投影操控板

曲面求交与曲线求交的操控板分别如图12-28和图12-29所示。按钮或按鼠标中键，完成曲线的投影。

图12-30投影工具操控板

5．曲线投影图例

曲线投影图例见表12-12（该图文件\CH12\surface_intersect-1.prt、curve_intersect-1.prt和curve_intersect-2.prt）。

表12-12

投影参照类

型投影参照及曲面曲线投影图例

投影方向参照投影结果

投影草绘

垂直于曲面

垂直于曲面

投影链

五、加厚和实体化

加厚和实体化是两个通过曲面来创建实体的命令。

1．加厚

加厚是对选取的曲面、面组以添加材料或切除材料的方式，创建薄壁实体特征或薄壁切口特征。加厚的一般步骤是：

步骤1：选取要加厚的曲面或曲组；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『加厚』，弹出加厚工具操控板，如图12-31所示，同时，在图形窗口中显示按当前缺省设置下所生成的结果；

步骤3：选择特征创建类型，缺省类型是以添加材料创建薄壁实体特征，如果要创建薄壁切口特征，在操控板中单击按钮；

按钮，将在曲面的一侧、另一侧步骤4：设置添加材料或去除材料方向，在操控板中单击

和两侧三个选项间切换；

步骤5：通过拖动厚度控制滑块、在操控板尺寸框或直接在图形窗口中输入厚度；步骤6：在操控板中单击按钮或按鼠标中键，完成特征的创建。

图12-31加厚工具操控板

2．实体化

实体化是使用创建好的曲面特征或面组将其转换成实体，曲面实体化时，有添加材料（伸出项）、去除材料（切口）和替换材料（曲面片）三种类型。实体化的一般步骤为：

步骤1：选取要进行实体化的曲面或曲组；

步骤2：在主菜单中依次单击『编辑』→『实体』，弹出实体化工具操控板，如图12-32所示，同时，在图形窗口中显示按当前缺省设置下所生成的结果；

步骤3：确定实体化操作类型—添加材料、去除材料或替换材料；

步骤4：定义材料方向，在操控板中单击

步骤5：在操控板中单击按钮，将切换材料的方向；按钮或按鼠标中键，完成特征的创建。

图12-32实体化工具操控板

进行实体化操作时，所选取的曲面、面组必须满足表12-13所示的条件之一时才能创建成功，否则特征创建失败。

表12-13

条件

条件1实体化特征的创建条件条件说明（1）开放面组；（2）所有边界均位于实体曲面上；（3）实体几何不与面组相交；（4）面组完全在

实体几何外部。

条件2（1）开放面组；（2）所有边界均位于实体曲面上；（3）面组完全在实体几何内部。

条件3（1）所有边界均位于实体曲面上；（2）实体几何与面组相交。

3．加厚、实体化图例

加厚、实体化图例见表12-14（该图文件\CH12\surface_thicken-1.prt）。

表12-14

类型参照加厚、实体化图例参数、选项设置特征创建结果

一、曲面特征应用实例1——应用曲面创建切口特征

1．零件造型分析

图12-33a所示零件，欲在基体材料中切除一个凹槽：对于基体部分非常容易创建；对于凹槽结构，回顾一下已学过的实体特征，似乎都不合适，这里介绍采用曲面特征进行创建。

2．实例训练重点

（1）曲面特征的创建：应用拉伸工具创建曲面特征；

（2）曲面的编辑：曲面的合并、实体化。

3．零件造型

步骤1（打开文件）：打开\CH12\CH12_train-1.prt文件；

步骤2（创建拉伸曲面特征1）：在〖基础特征〗工具栏中单击『插入』→『拉伸』，弹出拉伸工具操控板，在操控板中单击按钮或在主菜单中依次单击

选取草绘平面和参考平面：选取FRONT基准面为草绘平面，方向朝后，选取RIGHT基准面为参考平面，方向朝右；

选取截面标注参照：系统缺省以RIGHT基准面和TOP基准面为截面标注参照，增选图12-33b所示两条边线为截面标注参照；

绘制截面：绘制如图12-33c所示截面；

确定特征深度：截面拉伸至前、后表面，特征创建结果如图12-33d所示；

步骤3（创建拉伸曲面特征2）：在〖基础特征〗工具栏中单击『插入』→『拉伸』，弹出拉伸工具操控板，在操控板中单击按钮或在主菜单中依次单击

选取草绘平面和参考平面：选取上表面为草绘平面，方向朝下，选取RIGHT基准面为参考平面，方向朝右；

第五节曲面特征综合实例按钮；按钮；

绘制截面：绘制如图12-33e所示截面；

确定特征深度：截面拉伸至下表面，特征创建结果如图12-33f所示；

步骤4（合并曲面）：选取步骤2、3创建的曲面特征，在〖编辑特征〗工具栏中单击按钮或在主菜单中依次单击『编辑』→『合并』，弹出曲面合并工具操控板，按图12-33g所示设置曲面合并后保留方向，曲面合并后结果如图12-33h所示；

步骤5（实体化）：选取步骤4的曲面合并特征，在主菜单中依次单击『编辑』→『实体化』，弹出实体化工具操控板，在操控板中单击如图12-33i所示。按钮，指定曲面的内侧为材料去除的方向，最终结果

a）b）c）

d）e）f）

g）

图12-33h）曲面特征应用实例1i）

二、曲面特征应用实例2——应用曲面创建薄壁特征

1．零件造型分析

该零件为一个常见的水管接头零件（如图12-34a所示），在结构上有直管和弯管两部分，该零件用实体特征来创建具有一定的难度，这里介绍采用曲面特征进行创建：直管部分应用拉伸工具创建曲面特征，弯管部分应用扫描工具创建曲面特征。

2．实例训练重点

（1）曲面特征的创建：应用拉伸工具、扫描工具创建曲面特征；

（2）曲面的编辑：曲面的圆角、合并、加厚。

3．零件造型

步骤1（新建文件）：在〖文件〗工具栏中单击按钮、在主菜单依次单击『文件』→『新建』或按快捷键Ctrl+N，在【新建】对话框中【类型】为零件，【子类型】为实体；

步骤2（选取模板）：不使用缺省模板，文件名为CH12_train-2.prt，【新文件选项】对话框中选择mmns_part_solid.prt模板；

步骤3（创建拉伸曲面特征）：

（1）在〖基础特征〗工具栏中单击按钮；

（2）选取RIGHT基准面为草绘平面，方向朝左，选取TOP基准面为参考平面，方向朝右；

（3）绘制如图12-34b所示截面，在〖草绘器工具〗工具栏中单击（4）拉伸深度为105，在操控板中单击按钮，完成截面的绘制；按钮，完成拉伸曲面特征的创建；

（5）拉伸曲面特征创建结果如图12-34c所示。

步骤4（创建扫描曲面特征）：

（1）在主菜单依次单击『插入』→『扫描』→『曲面』，弹出扫描曲面对话框；

（2）在【扫描轨迹】菜单中选取【草绘轨迹】；

（3）选取FRONT基准面为草绘平面，方向朝后，选取TOP基准面为参考平面，方向朝顶；

（4）绘制如图12-34d所示截面（注意截面中约束的设置），在〖草绘器工具〗工具栏中单击按钮，完成扫描轨迹的绘制；

（5）在【属性】菜单中选取【开放终点】；

（6）选取拉伸曲面特征截面为标注参照，如图12-34e所示；

（7）绘制如图12-34f所示截面，截面为一个圆，圆与拉伸曲面特征截面中的圆等径，在〖草绘器工具〗工具栏中单击按钮，完成截面的绘制；；

按钮，完成扫描曲面特征的创建；（8）在特征对话框中单击（9）扫描曲面特征创建结果如图12-34g所示。

步骤5（合并曲面）：选取步骤3、4创建的曲面特征，在〖编辑特征〗工具栏中单击按钮

或在主菜单中依次单击『编辑』→『合并』，弹出曲面合并工具操控板，按图12-34h所示设置曲面合并后保留方向，曲面合并后结果如图12-34i所示；

步骤6（曲面圆角）：选取如图12-34j所示边线，在〖工程特征〗工具栏中单击菜单中依次单击『插入』→『倒圆角』，弹出圆角工具操控板，圆角半径为1；

步骤7（加厚）：选取合并面组，在主菜单中依次单击『编辑』→『加厚』，弹出加厚工具操控板，厚度方向为朝曲面内侧（如图12-34k所示），厚度值为2.5，最终创建结果如图12-34a所示。按钮或在主

a）b）c）

d）e）f）

g）h）i）

j）k）

图12-34曲面特征应用实例2

思考与练习

一、思考题

1．应用拉伸工具、旋转工具、扫描工具、混合工具创建实体特征和曲面特征时，二者的截面有何区别？

2．实体化操作中有三种选择：添加材料、去除材料和替换材料，请问去除材料和替换材料二者的区别。

二、练习题

1．曲线、曲面特征练习

（1）打开\CH10\CH10_train.prt文件，在第十章第八节中，只进行拨模特征和圆角特征的创建，其实在此之前已创建了许多特征，包括本章所学的曲线特征、曲面特征等，请按CH10_train.prt文件，逐一完成这些特征的创建。

（2）打开\CH12\boundary_blend_example-1.prt文件（抽水马桶座圈曲面模型），该文件只完成了产品曲面模型的创建，请在此基础上完成实体造型，包括加厚、圆角特征、局部结构的创建等（具体尺寸自行测定）。

（3）打开\CH12\boundary_blend_example-2.prt文件（水杯曲面模型），该文件只完成了产品曲面模型的创建，请在此基础上完成实体造型，包括杯底（填充）、合并、加厚、杯口结构、螺纹等（具体尺寸自行测定）。

（4）图12-35为常用的管接头零件，请完成其实体造型。

图12-35曲面特征练习图1

（5）请完成图12-36所示零件的实体造型。

a）

b）

曲面特征练习图2

2．混合扫描特征练习

完成图12-37所示零件的实体造型。说明：A、B分别为曲线2、曲线3与直线1的交点；曲线1为半圆圆弧，它在穿过边线1、边线2的平面上，直径为AB距离。

图12-37边界混合特征练习