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基于CATIA的产品渐消曲面造型思路与设计方法研究(二)

2017/9/19    来源:互联网    作者:卜俊  沙强  唐刚      
关键字:产品造型设计  渐消面  CATIA  
通过分析渐消面的特点和造型特征,根据渐消面上线、面变化的特征将其分为曲线渐消、曲面渐消、倒角渐消3种类型;提出了可适用于各种类型渐消面的造型思路,并结合CATIA中创成式曲面模块和自由曲面模块对每种类型渐消曲面进行了建模验证;阐述了其构建思路的实践、曲面处理技巧及曲面质量评价的方法,为CAT1A环境下的工业产品曲面造型设计提供参考。

    3 CATIA中产品渐消面建模方法

    3.1 曲线渐消造型的构建方法

    曲线渐消特征通常由基面、渐消特征面和过渡面三部分组成,通过面与面之间的衔接形成流畅的“线形”特征,最终消失于一点。为避免过渡面影响其他曲面质量,首先应该确定渐消面的消失点,然后再做曲面过渡保证曲面质量,具体步骤如下。

    (1)创建渐消特征线。在曲面模块中建立曲线渐消面的渐消特征线及辅助曲线。可用曲率梳对曲线进行检测以保证曲线的光顺度,如图7所示。

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    图7 渐消特征线及辅助线的建立

    (2)创建过渡曲面。在渐消特征线上选取消失点P,在FreeStyle模块下横向拉伸渐消特征线形成辅助面B,然后将辅助面B与辅助轮廓线进行桥接,生成过渡面。桥接时应使过渡面与辅助面B实现G1切线连续,保证对称后的两个过渡面的光顺性,如图8所示。

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    图8 过渡面的建立

    (3)建立曲线渐消特征曲面。以渐消特征线中点和辅助轮廓线1的中点为端点曲线并拉伸形成辅助曲面C。如图9所示,选取网状曲面命令以过渡面边缘线(设置G2曲率连续)和辅助曲面C边缘(设置G1切线连续)为曲面的轮廓,然后添加渐消特征线和辅助轮廓线1为引导线生成渐消特征面,生成的渐消面经对称后完成曲线渐消造型,如图10所示。

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    图9 渐消特征面的建立

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    图l0 最终完成曲面

    3.2 曲面渐消造型的构建方法

    曲面渐消由两个具有高度差且曲面的法向方向不同的曲面和一个渐消特征面组成,渐消特征面从两曲面的一端开始至另一端消失,将两个面巧妙地融合在一起,丰富特征的同时也起剑过渡作用。以下以汽车侧身曲面渐消造型为例进行说明。

    (1)构建汽车侧身主体基面。用3D空间曲线构建车身边界轮廓,调整曲线控制点至合适位置以修整车身轮廓,接着在创成式模块中用填充命令依次选择各个边界线,生成侧身主体曲面A,如图11所示。

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    图11 侧身主体曲面建立

    (2)曲面修剪和延拓形成曲面之间高度差。点击草图命令绘制曲面渐消轮廓,绘制完成后对车身曲面进行分割得到曲面A和曲面B。然后将曲面B沿着某一方向偏移一定距离形成曲面渐消的高度差。再次修剪曲面B,完成后用FreeStyle模块中桥接命令将修剪曲面B和曲面A边缘进行桥接,边缘处形成曲率(G2)连续,如图12所示。

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    图12 曲面修剪和延拓

    (3)生成渐消曲面。如图l3所示,将新生成的曲面和和曲面B结合形成新的曲面c,用草图命令画出草图轮廓2后对新生成的曲面C进行修剪。最后利用桥接命令衔接曲面A和曲面c形成渐消曲面。由于所做的造型有转折,因而可用两个或三个光滑的曲面拼接生成,以此保证曲面的连续性,最终生成曲面效果,如图14所示。

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    图13 再次修剪曲面

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    图14 形成曲面渐消造型

责任编辑:张纯子
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