曲面造型的基本思路

由天下分享时间：2024/9/14 4:50:53 加入收藏我要投稿点赞

曲面造型的基本思路

单岩谢龙汉

1 前言

利用CAD/CAM软件进行三维造型是现代产品设计的重要实现手段，而曲面造型则是三维造型中的难点。我们在从事CAD/CAM培训的过程中发现，尽管现有的CAD/CAM软件提供了十分强大的曲面造型功能，但初学者面对众多的造型功能普遍感到无所适从，往往是软件功能似乎已经学会了，但面对实际产品时又感到无从下手。即使是一些有经验的造型人员，由于其学习过程中的问题，也常常在造型思路或功能使用上存在一些误区，使产品造型的正确性和可靠性打了折扣。

针对上述情况，本文从整体上讨论了曲面造型的一般学习方法，并举例介绍了曲面造型的一般步骤。

2 曲面造型的学习方法

面对CAD/CAM软件所提供的众多曲面造型功能，要想在较短的时间内达到学会实用造型的目标，掌握正确的学习方法是十分必要的。

要想在最短的时间内掌握实用造型技术，应注意以下几点：

（1）应学习必要的基础知识，包括自由曲线（曲面）的构造原理。这对

正确地理解软件功能和造型思路是十分重要的，所谓“磨刀不误砍柴功”。不能正确理解也就不能正确使用曲面造型功能，必然给日后的造型工作留下隐患，使学习过程出现反复。其实，曲面造型所需要的基础知识并没有人们所想象的那么难，只要掌握了正确的讲授方法，具有高中文化水平的学员就能理解。

（2）要针对性地学习软件功能。这包括两方面意思：一是学习功能切忌

贪多，一个CAD/CAM软件中的各种功能复杂多样，初学者往往陷入其中不能自拔。其实在实际工作中能用得上的只占其中很小一部分，完全没有必要求全。对于一些难得一用的功能，即使学了也容易忘记，徒然浪费时间；另一方面，对于必要的、常用的功能应重点学习，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通。

（3）重点学习造型基本思路。造型技术的核心是造型的思路，而不在于

软件功能本身。大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短时间内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者常常遇到的问题。这就好比学射击，其核心技术其实并不在于对某一型号的枪械的操作一样。只要真正掌握了造型的思路和技巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。

（4）应培养严谨的工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走”，

在造型的每一步骤都应有充分的依据，不能凭感觉和猜测进行，否则贻害无穷。

3 曲面造型的基本步骤

曲面造型有三种应用类型：一是原创产品设计，由草图建立曲面模型；二是根据二维图纸进行曲面造型，即所谓图纸造型；三是逆向工程，即点测绘造型。这里介绍第二种类型的一般实现步骤。

图纸造型过程可分为两个阶段：

第一阶段是造型分析，确定正确的造型思路和方法。包括：（1）在正确识图的基础上将产品分解成单个曲面或面组。

（2）确定每个曲面的类型和生成方法，如直纹面、拔模面或扫略面等；

（3）确定各曲面之间的联接关系（如倒角、裁剪等）和联接次序；

图1

以图1所示的产品图（为清晰起见，图纸仅给出了部分标注）为例，可将其分解为图中所示的9个面或面组。其中面1为平面（由图纸标注确定），面2、面3分别是两个半径为100和150的倒圆角面。4、5是两个面组，即由俯视图部分轮廓线（A→B→C和D→E→F）生成的两度拔模面。面6是直线段GH生成的零度拔模面。面7是一个变截面的扫略面。产品顶部的凸台由一个扫略面（顶面8）和一个拔模面组（面9）组成。各面和面组之间由倒圆角联接，其中面7与面1、2、3之间的倒圆半径为15，而面4、5与顶面1、2、3之间的倒圆半径为10，因此在其间拐角处（I到A，J到F）有变半径（从15到10）倒角过渡。

第二阶段是造型的实现，包括：

（1）根据图纸在CAD/CAM软件中画出必要的二维视图轮廓线，并将各

视图变换到空间的实际位置，如图2所示。

图2

（2）针对各曲面的类型，利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型，如

图3所示。

图3

（3）根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等工作，如图4所示。

图4

（4）完成产品中结构部分（实体）的造型；显然，第一阶段是整个造型工作的核心，它决定了第二个阶段的操作方法。可以说，在CAD/CAM软件上画第一条线之前，已经在其头脑中完成了整个产品的造型，做到“胸有成竹”。第二阶段的工作只不过是第一阶段工作的在某一类CAD/CAM软件上的反映而已。

在一般情况下，曲面造型只要遵守以上步骤，再结合一些具体的实现技术和方法，不需要特别的技巧即可解决大多数产品的造型问题

5 结语