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solidworks曲面教程


———曲面建模 gaoch

内容提要:

● SolidWorks 曲线

● SolidWorks 曲面特征

● SolidWorks 曲面分析

● SolidWorks 常用面的建摸方法

● SolidWorks 综合运用

SolidWorks 曲线:
分割线:将实体(草图、实体、曲面、面、基准面、或曲面样条曲线)投影到
曲面或平面。并将所选的面分割为多个分离的面,从而允许您选取每一个面。 命令:插入——曲线——分割线

几个选项的介绍: 投影:将草图投影到曲面上,并将所选的面分割。

轮廓:在一个圆柱形零件上生成一条分割线。并将所选的面分割。 (曲面外形的
分模常用的方法)

交叉:以交叉实体、曲面、面、基准面、或曲面样条曲线分割面。 (简单的说是
所选面与其他曲面或者平面的交线来分割所选面)

其他选项含义:
分割所有:分割穿越曲面上的所有可能区域。 自然:分割遵循曲面的形状。 线性:分割遵循线性方向。

投影曲线:从草图投影到模型面或曲面上,或从相交的基准面上绘制的线条。

几个选项的介绍:

草图到面: 在基准面中绘制的草
图曲线投影到试题的某一个面上, 从而生成一条 3D 曲线。

草图到草图:在相交的两个基准面上
分别绘制草图,两个草图各自沿垂直方 向投影在空间中相交生成一条 3D 曲 线。 (比如做拉伸弹簧的常有这一步骤 来做扫描路径)

组合曲线:通过将曲线、草图几何和模型边线组合为一条单一曲线来生成组合
曲线。使用该曲线作为生成放样或扫描的引导曲线。

注意:生成组合曲线的个段线(曲线、草图几何、模型边线)必须互相连接

通过 XYZ 点的曲线:通过 X、Y 和 Z 座标列中的单元格里点座标生成的样
条曲线。 (操作不做详细介绍)

通过参考点的样条曲线: 利用定义的点或已存在的端点作为曲线型值点而生
成的样条曲线。

螺旋线\涡状线:通过草图上的一个圆来绘制。

样条曲线:主要讲解套和样条曲线和样条曲线的控制。 套和样条曲线: 将多个草图实体转化成单一样条曲线。 (扫描的路径和引导线,
放样的引导线都需要单一的曲线) ,下面是两个直线段和一个圆弧段套和成单一 的样条曲线, 当然套和后的样条曲线并非和之前的两个直线段和一个圆弧段一模 一样,有个偏差,由公差控制,用户可以自行调整。

样条曲线的控制:调整的时候最好显示曲率梳,曲率梳的理想状态是没有折
点,所以我们要做到尽量的光滑。

绘制:样条曲线由型值点控制,通过绘制型值点绘制,完全定义需要对各型值
点坐标的定义(当然还有各型值点的切线方向可以调整)

曲率梳:可以了解曲线连接的情况,评定曲线的质量。 (操作方法:选中样条
曲线,右击,选择显示曲率检查)

调整:可以通过型值点的调整和控制多边形来调整(一般采用这个方法) ,下图
是用多边形来控制。

交叉曲线:简单的说就是面与面或者面与实体的交线。操作步骤:工具——草
图绘制工具——交叉曲线。 (先选基准面,再点击交叉曲线生成的是 2D 草图; 先点击交叉曲线,再选基准面生成的是 3D 草图。这点相同于异性向导孔)

面部曲线:可以从面或者曲面中提取 ISO 参数(UV)曲线。应用这一功能,
可以为输入的曲面提取曲线,然后使用面部曲线进行局部清理。操作步骤:工具 ——草图绘制工具——面部曲线。 (曲线条数又用户自行控制,通过界面上的修 改)

SolidWorks 曲面特征
拉伸、旋转、扫描、放样曲面和实体特征的理解一样,对于前面两种不做特别介 绍。

拉伸曲面

旋转曲

扫描曲面:通过沿着一条路径移动轮廓(截面)来生成曲面。 遵循的规则:
1. 2. 3. 4. 5. 轮廓可以是闭环的也可以是开环的。 路径可以为开环或闭环。 路径可以是一张草图、一条曲线或一组模型边线中包含的一组草图曲线。 路径的起点必须位于轮廓的基准面上。 不论是截面、路径或所形成的实体,都不能出现自相交叉的情况。

进一步的理解:
路径控制扫描的方向,引导线控制扫描过程中各截面的形状和尺寸。 (也就 是说曲面的截面在扫描过程中形状随引导线的变化而变化) 扫描过程中各截面的形状和尺寸参考轮廓(启始截面) ,也就是说扫描过程 中各截面和轮廓(启始截面)相同或者相似。比如轮廓(启始截面)是个圆,在 扫描过程中各截面都是圆,不会变成椭圆或者其他形状(可能 06 版本有特殊情 况出现) 。

穿透与重合
用数学的“子集”概念来表示:如右图 穿透一定重合,重合不一定穿透。 重合:一个基准面的垂直投影方向上的完全重叠。 穿透:三个基准面的垂直投影方向上的完全重叠。

放样曲面:通过在轮廓之间进行过渡从而生成曲面。 注意点:
1. 每个轮廓截面建立的基准面不一定要平行。 2. 可在单一 3D 草图内生成所有剖面和引导线草图。 3. 放样时候接头的控制(放样曲面界面里面,选择轮廓,出现预览后,右击 绘图区域,选择显示所有接头,可以看到接头) ,接头对放样曲面的外形影 响非常大,是放样中特别要注意的地方。

无引导线

有引导线

接头对放样曲面的外形影响:

平面区域: 由一个 2D 草图或者由零件上的一个封闭环(必须在同一个平面上)
生成一个有限边界组成的平面表面。

等距曲面:又可以称为复制曲面,等距一个曲面从而生成新的曲面。可以零距
离等距。

延伸曲面:可以通过选择一条边线、多条边线,或一个面来延伸曲面。

延伸类型:
同一曲面:沿曲面的几何体延伸曲面。 线性:沿边线相切于原有曲面来延伸曲面。

裁剪曲面:

删除面:

替换面:

填充曲面:需要注意边界条件,和辅助面的边界与相邻面的过度情况。

填充界面还有个约束的选项,可以选择约束线或者约束点来作为约束,可以 控制填充面内部的形状或者走势。

边界曲面:个人理解是它的走势和放样一样,可以理解为两个方向上的放样。

任意多边形:也就是一般常说的自由曲面,现在只能处理四个边界的曲面,灵
活方便的改变曲面的形状和边界的约束条件。

SolidWorks :曲面分析
曲面分析也不多说,简单介绍下 G0、G1、G2,和斑马分析。这个分析在技 术论坛上也有很多的介绍,要详细了解,建议可以去看看。 简单的说:G0 是曲面接触,G1 是曲面相切,G2 是曲率连续。 G0 G1 G2

很多人比较关注 G2 的问题,那我就来讲讲 SW 怎么样能做到 G2,一般有 以下几种情况来做到 G2 连接:单面,G1+镜像,曲率放样,曲率填充,曲率边 界曲面,曲率圆角,任意多边形。下面分别来看看: 单面:这个就不多说了,SW 单个面内部是 G2 连接的。 G1+镜像:也是论坛上常说的 G1+G1=G2。以线条为例,2 是由 1 镜像过来,可 以看到,两线条的连接点的曲率是连续的,只要保证线条 1 与镜像中心线的垂直 方向的这个想切就可以了。曲面也亦然。

曲率放样: 就是放样曲面的时候起始和终止约束为曲率, 过度的长短可以通过权 值来控制。

查看斑马情况

曲率填充:填充曲面,边界条件约束为曲率。

曲率边界曲面:边界曲面,边界条件约束为曲率。

曲率圆角:倒圆角,选择面圆角并选择曲率。

任意多边形:也就是一般常说的自由曲面,边界约束为曲率。

SolidWorks 常用面介绍
等距面:
1. 等距曲面:往内等距距离 为 1 的曲面。

2. 裁减曲面:在基准面 1 上 绘制一裁减草 图,对原曲面 进行裁减。

3. 裁减曲面:同样在基准面 1 上对之前的裁减 草图进行向内偏 移 1,然后裁减 等距曲面

4. 放样:选取两个裁减面的边 界作为轮廓并放样来 完成。

消失面:

1. 等距曲面:往内等距距离为 2 的曲面。

2. 裁减:绘制草图并裁减,如图。

3. 投影曲线

4. 放样:把裁减曲面的一边线和投影曲线作为轮廓进行放样,一边约束成相切 (或者曲率)进行放样。并把等距的面隐藏。

5. 对放样面稍微进行调整。并缝合。

6.填充:对内部进行填充,一边设置相切,一边设置接触。最后缝合就 OK 了。 (再成为实体后倒个小圆角样子就更好了)

放样过度面

过度面

1. 这种情况,都先画两个单独的曲面, 如右图

2. 裁减:绘制草图进行裁减。

3. 放样:两曲面的一边界做为轮廓放样。

4. 裁减:合并曲面并根据自己目的需要进行裁减。

利用图片造形:
它的命令在工具——草图绘制工具——草图图片 步骤:选取一基准面,然后进入草图,点 击草图图片命令,浏览到图片路径, 确定,在草图中插入了图片,然后 就是“描”的工作了。

收敛面的解决: 用的方法就是裁剪, :
然后填充,也可以用分割线然 后用删除面(相切填充) 。

SolidWorks 综合运用
曲面是一种厚度为零的几何体。若想 生成曲面,您使用与生成实体(如拉伸、 旋转、及扫描)相同的许多工具。曲面还 使用其它功能或特征,如剪裁、解除剪裁、 延伸、以及缝合。 曲面比实体要具有优势。它们比实体 更灵活,因为您可等到设计的最终步骤然 后再定义曲面之间的边界。 曲面的最终目的还是实体,所以最后 都需要形成实体,常用的方法有加厚,缝 合(尝试形成实体) 。 下面用一喷嘴实例来说明。这里运用 到了:放样、扫描、缝合、填充、平面、 旋转、剪裁、延伸、抽壳、阵列。

1. 放样:绘制草图,放样,两端约束条件为垂直于轮廓,权值设成 0.5

2. 扫描:绘制一截面 6,一路径 4 和一引导线 5。

3. 扫描:绘制一截面 9,一路径 8 和一引导线 7。

4. 分割:绘制分割草图并分割曲面。

5. 放样:选择曲面边界作为轮廓,并放样,边界条件选择相切。

6. 放样:选择曲面边界作为轮廓,并放样,边界条件选择相切,权值分别设置 成 3 和 7。

7. 放样:选择曲面边界作为轮廓,并放样,边界条件选择相切。

8. 填充:先缝合,然后选择曲面的封闭边界并填充。还有一边也是一样的操作。

9. 平面区域:选择曲面的封闭边界,然后选择平面区域。 (两处)

10. 旋转:绘制草图并旋转曲面。

11. 裁减:选择两曲面,然后裁减。 (选择互相裁减)

12. 平面区域:选择曲面的封闭边界,然后选择平面区域。

13.缝合:选种所有的曲面并缝合。 (选择尝试形成实体)

14. 抽壳:对底面进行抽壳,厚度为 1。

16.切除并阵列,形成最后实体

下面是一些我用 SolidWorks 做的产品,通过这个来看 Solidworks 到底能做 些什么,或者说 SolidWorks 到底能做到什么程度。


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