第4章曲線功能

1、第4章 曲線功能 曲線作為創(chuàng)建模型的基礎(chǔ)，在特征建模過程中應(yīng)用非常廣泛。可以通過曲線的拉伸、旋轉(zhuǎn)等操作創(chuàng)建特征，也可以用曲線創(chuàng)建曲面進(jìn)行復(fù)雜特征建模。在特征建模過程中，曲線也常用作建模的輔助線（如定位線、中心線等），另外，創(chuàng)建的曲線還可添加到草圖中進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。利用曲線生成功能，可創(chuàng)建基本曲線和高級(jí)曲線。利用曲線操作功能，可以進(jìn)行曲線的偏置、橋接、相交、截面和簡(jiǎn)化等操作。利用曲線編輯功能，可以修剪曲線、編輯曲線參數(shù)和拉伸曲線等。下面分別介紹這些曲線功能。4.1 曲線生成 曲線生成功能主要是指生成點(diǎn)、直線、圓弧、樣條曲線、二次曲線、平面等幾何要素。本節(jié)將介紹一些常用的曲線生成操作方法。通過本節(jié)

2、的學(xué)習(xí)，可以完成常用曲線的生成工作。4.1.1 點(diǎn) 點(diǎn)是最小的幾何構(gòu)造元素，利用點(diǎn)不僅可以按一定次序和規(guī)律來生成直線、圓、圓弧和樣條等曲線，也可以通過矩形陣列的點(diǎn)或定義曲面的極點(diǎn)來接直創(chuàng)建自由曲面。在UN NX 6.0中，點(diǎn)可以建立在任何地方，很多操作都需要通過指定點(diǎn)或定義點(diǎn)的位置來實(shí)現(xiàn)。 單擊“曲線”工具欄中的“點(diǎn)”按鈕，進(jìn)入“點(diǎn)構(gòu)造器”對(duì)話框。用戶可以在對(duì)話框的文本框中輸入坐標(biāo)值，從而確定點(diǎn)的位置，也可以在圖形窗口中用選點(diǎn)方式直接指定一點(diǎn)來確定點(diǎn)的位置。具體點(diǎn)構(gòu)造器的使用在前面章節(jié)已經(jīng)講過了，此處就不再講解了。4.1.2 點(diǎn)集點(diǎn)集是指利用現(xiàn)有幾何體創(chuàng)建一組與之相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)?？梢允菍?duì)已有曲線上

3、點(diǎn)的復(fù)制，也可以通過已有曲線的某種屬性來生成其他點(diǎn)集。通常利用點(diǎn)集用來沿曲線、面或者在樣條或面的極點(diǎn)處生成點(diǎn)，還可以重新創(chuàng)建樣條的定義極點(diǎn)。單擊“曲線”工具欄中的“點(diǎn)集”按鈕，進(jìn)入“點(diǎn)集”對(duì)話框。系統(tǒng)在該對(duì)話框“類型”下拉列表框中提供了3中創(chuàng)建點(diǎn)集類型，下面具體介紹。4.1.3 直線直線一般是指通過兩個(gè)點(diǎn)構(gòu)造的線段。其作為一個(gè)基本的構(gòu)圖元素，在實(shí)際建模中無處不再。例如，兩點(diǎn)連線可以生成一條直線，兩個(gè)平面相交可以生成一條直線等。執(zhí)行“插入”|“曲線”|“直線”命令（或在“曲線”工具欄中點(diǎn)擊“直線”按鈕，進(jìn)入“直線”對(duì)話框，如圖4.14所示。4.1.4 圓弧/圓圓弧/圓是指在平面上到定點(diǎn)的距離等于

4、定長(zhǎng)的一些點(diǎn)（或所有點(diǎn)）的集合。使用此選項(xiàng)可迅速創(chuàng)建關(guān)聯(lián)圓和圓弧特征。所獲取的圓弧類型取決于用戶組合的約束類型。通過組合不同類型的約束，可以創(chuàng)建多種類型的圓弧。也可以用此選項(xiàng)創(chuàng)建非關(guān)聯(lián)圓弧，但是它們是簡(jiǎn)單曲線，而非特征。單擊執(zhí)行“插入”|“曲線”|“圓弧/圓”命令（或在“曲線”工具欄中單擊“圓弧/圓”按鈕，進(jìn)入“圓弧/圓”對(duì)話框，如圖4.19所示。4.1.5 直線和圓弧該選項(xiàng)用于使用預(yù)定義約束組合方式快速創(chuàng)建關(guān)聯(lián)或非關(guān)聯(lián)直線和曲線。在用戶已知直線和曲線的約束關(guān)系的條件下，使用該選項(xiàng)比較方便。單擊“直線和圓弧工具欄”按鈕，進(jìn)入“直線和圓弧”工具欄，如圖4.22所示。4.1.6 橢圓橢圓是指與兩定

5、點(diǎn)的距離之和為一指定值的點(diǎn)的集合，其中兩個(gè)頂點(diǎn)稱之為焦點(diǎn)。默認(rèn)的橢圓會(huì)在與工作平面平行的平面上創(chuàng)建。包括長(zhǎng)軸和短軸，每根軸的中點(diǎn)都在橢圓的中心。橢圓的最長(zhǎng)直徑就是長(zhǎng)軸；最短直徑就是短軸。長(zhǎng)半軸和短半軸的值指的是這些軸長(zhǎng)度的一半，如圖4.67所示。單擊“曲線”工具欄中“橢圓”按鈕，進(jìn)入“點(diǎn)”對(duì)話框，利用該對(duì)話框指定橢圓的中心，完成后橢圓中心定義后，彈出“橢圓”對(duì)話框，如圖4.68所示。4.1.7 矩形 在建模過程中，常常需要生成矩形直接作為特征生成的截面曲線。其操作方法簡(jiǎn)單，可以通過點(diǎn)構(gòu)造器定義兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)矩形。 單擊“曲線”工具欄中的“矩形”按鈕，進(jìn)入“點(diǎn)”對(duì)話框。對(duì)話框提示定義矩形的第

6、一個(gè)對(duì)角點(diǎn)，完成后定義第二個(gè)對(duì)角點(diǎn)，單擊“確定”按鈕即可，如圖4.70所示。4.1.8 正多邊形正多邊形是指所有內(nèi)角和棱邊都相等的簡(jiǎn)單多邊形。其所有頂點(diǎn)都在同一個(gè)外接圓上，并且每一個(gè)多邊形都有一個(gè)外接圓。常常用于創(chuàng)建螺母、螺釘?shù)韧庑我?guī)則的特征。單擊“曲線”工具欄中“多邊形”按鈕，進(jìn)入“多邊形”對(duì)話框，如圖4.71所示。在該對(duì)話框中的“側(cè)面數(shù)”文本框中輸入所需數(shù)值，單擊“確定”按鈕，彈出又一“多邊形”對(duì)話框，如圖4.72所示。4.1.9 樣條該選項(xiàng)是指利用一些指定點(diǎn)生成一條光滑曲線。通常在創(chuàng)建一些復(fù)雜的曲面時(shí)使用該選項(xiàng)。其是構(gòu)造曲面的一種重要曲線，可以是二維的，也可以是三維的。單擊“曲線”工具欄

7、中的“樣條”按鈕，進(jìn)入“樣條”對(duì)話框，如圖4.79所示。在該對(duì)話框中，系統(tǒng)提供了下面四種樣條曲線的生成方式。根據(jù)極點(diǎn)：是指通過指定樣條曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)（即極點(diǎn)），使樣條向各個(gè)極點(diǎn)移動(dòng)，但并不通過該點(diǎn)，端點(diǎn)處除外。通過點(diǎn)：是指利用設(shè)置樣條曲線的數(shù)據(jù)點(diǎn)生成曲線，樣條曲線通過這些定義的數(shù)據(jù)點(diǎn)。擬合：是指使用指定公差將樣條與其數(shù)據(jù)點(diǎn)相“擬合”。樣條不必通過這些點(diǎn)。垂直于平面：是指以正交于平面的曲線生成樣條。即生成的樣條通過并垂直于平面集中的各個(gè)平面。4.1.10 藝術(shù)樣條 藝術(shù)樣條是指通過拖放頂點(diǎn)和極點(diǎn)，并在定點(diǎn)指定斜率約束的曲線。該樣條曲線多用于數(shù)字化繪圖或動(dòng)畫設(shè)計(jì)，與“樣條”曲線相比，藝術(shù)樣條可以一般

8、由很多點(diǎn)生成。 執(zhí)行“插入”|“曲線”|“藝術(shù)曲線”命令（或單擊曲線工具欄中“藝術(shù)曲線”按鈕），進(jìn)入“藝術(shù)曲線”對(duì)話框，如圖4.95所示。4.1.11 規(guī)律曲線規(guī)律曲線是指X、Y、Z坐標(biāo)值按設(shè)定的規(guī)則變化的樣條曲線。其主要通過改變參數(shù)來控制曲線的變換規(guī)律。如控制螺旋樣條的半徑，控制曲線的形狀，控制“面倒圓”的橫截面，對(duì)掃掠自由曲面特征定義“角度規(guī)律”或“面積規(guī)律”的控制等。單擊“曲線”工具欄中“規(guī)律曲線”按鈕，彈出“規(guī)律函數(shù)”對(duì)話框，如圖4.96所示。4.1.12 螺旋線螺旋線是指一個(gè)固定點(diǎn)向外旋繞而生成的曲線。具有指定圈數(shù)、螺距、弧度、旋轉(zhuǎn)方向和方位的曲線，如圖4.102所示。常常使用在螺桿

9、、螺釘、彈簧等特征建模中。單擊“曲線”工具欄中的“螺旋線”按鈕，進(jìn)入“螺旋線”對(duì)話框，如圖4.103所示。(默認(rèn)WCS的Z軸，可以選直線定義螺紋的Z軸，螺紋開始點(diǎn)，螺紋的基點(diǎn)。)4.1.13 文本在工程實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，為了便于區(qū)分多個(gè)不同零件，通常采取對(duì)其進(jìn)行刻印零件編號(hào)方法。另外對(duì)某些需要特殊處理的地方，一般添加文字附加說明。處于相同的原因，在UG建模過程中，有時(shí)也需要使用“文本”命令對(duì)模型上添加文字說明。執(zhí)行“插入”|“曲線”|“文本”命令（或單擊“文本”按鈕），進(jìn)入“文本”對(duì)話框，如圖4.105所示。在UG NX 6中，系統(tǒng)提供了3種創(chuàng)建文本類型，下面分別介紹。4.2 曲線操作 曲線操作

10、是指對(duì)已存在的曲線進(jìn)行幾何運(yùn)算處理，如曲線偏置、橋接、投影、合并等。在曲線生成過程中，由于多數(shù)曲線屬于非參數(shù)性曲線類型，一般在空間中具有很大的隨意性和不確定性。通常創(chuàng)建完曲線后，并不能滿足用戶要求，往往需要借助各種曲線的操作手段來不斷調(diào)整對(duì)曲線做進(jìn)一步的處理，從而滿足用戶要求。本節(jié)將介紹曲線操作的常用方法。4.2.1 偏置偏置曲線是指對(duì)已有的二維曲線（如直線、弧、二次曲線、樣條線以及實(shí)體的邊緣線等）進(jìn)行偏置，得到新的曲線?？梢赃x擇是否使偏置曲線與原曲線保持關(guān)聯(lián)，如果選擇“關(guān)聯(lián)”選項(xiàng)，則當(dāng)原曲線發(fā)生改變時(shí)，偏置生成的曲線也會(huì)隨之改變。曲線可以在選定幾何體所定義的平面內(nèi)偏置，也可以使用拔模角和拔模

11、高度選項(xiàng)偏置到一個(gè)平行平面上，或者沿著指定的“3D軸向”矢量偏置。多條曲線只有位于連續(xù)線串中時(shí)才能偏置。生成的曲線的對(duì)象類型與其輸入曲線相同。如果輸入線串為線性的，則必須通過定義一個(gè)與輸入線串不共線的點(diǎn)來定義偏置平面。單擊“曲線”工具欄中“偏置”按鈕，進(jìn)入“偏置曲線”對(duì)話框，如圖4.111所示。同時(shí)，所選擇的曲線上出現(xiàn)一箭頭，表示偏置方向。如果向相反的方向偏移，則單擊對(duì)話框中的“反向”按鈕。設(shè)置偏置方式，并設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，單擊“確定”即可。4.2.2 橋接橋接是指在現(xiàn)有幾何體之間創(chuàng)建橋接曲線并對(duì)其進(jìn)行約束?？捎糜诠忭樳B接兩條分離的曲線（包括實(shí)體、曲面的邊緣線）。在橋接過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋橋接的

12、信息，如橋接后的曲線形狀、曲率梳等，有助于分析橋接效果。單擊“曲線”工具欄中的“橋接曲線”按鈕，進(jìn)入“橋接曲線”對(duì)話框，如圖4.116所示。4.2.3 連接該選項(xiàng)是指將所選的多條曲線或邊連接成一條曲線，其結(jié)果生成是與原先的曲線鏈近似的多項(xiàng)式樣條。利用該命令可以方便快速的創(chuàng)建樣條。一旦將某個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)換成樣條后，就可以更加自由地編輯其形狀。單擊“曲線”工具欄中的“連接曲線”按鈕，進(jìn)入“連接曲線”對(duì)話框，如圖4.121所示。在該對(duì)話框中選擇需要連接的曲線，設(shè)置完成后，單擊“確定”按鈕，完成連接曲線的創(chuàng)建，如圖4.122所示。4.2.4 鏡像如圖創(chuàng)建的曲線為對(duì)稱形式，通常只需要?jiǎng)?chuàng)建其中對(duì)稱的一側(cè)，然后通

13、過鏡像命令完成另一側(cè)對(duì)稱曲線的創(chuàng)建。直線“插入”|“來自曲線集的曲線”|“鏡像”命令（單擊曲線工具欄中的“鏡像”按鈕），進(jìn)入“鏡像曲線”對(duì)話框，如圖4.123所示。利用該對(duì)話框，選擇需鏡像的曲線，然后選擇鏡像平面，單擊“確定”按鈕完成曲線鏡像操作，如圖4.124所示。4.2.5 投影投影是指將曲線或點(diǎn)沿某一個(gè)方向投影到已有的曲面、平面或參考平面上。投影之后，可以系統(tǒng)自動(dòng)連結(jié)輸出的曲線，但是如果投影曲線若與面上的孔或面上的邊緣相交，則投影曲線會(huì)被面上的孔和邊緣所修剪。單擊“曲線”工具欄中的“投影”按鈕，進(jìn)入“投影曲線”對(duì)話框，如圖4.125所示。4.2.6 截面該選項(xiàng)是指用指定的面去與選定的實(shí)體

14、、表面、平面和曲線相交創(chuàng)建曲線或點(diǎn)。如果面與曲線相交則生成一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)。如果面與平面、表面或?qū)嶓w相交，則生成截面曲線（可以是直線、圓弧或二次曲線）。如果不能為指定的對(duì)象和平面創(chuàng)建截面曲線（或點(diǎn)），系統(tǒng)將顯示出錯(cuò)消息。執(zhí)行“插入”|“來自體集的曲線”|“截面曲線”命令（或單擊“曲線”工具欄中“截面曲線”按鈕，進(jìn)入“截面曲線”對(duì)話框，如圖4.131所示。4.2.7 抽取該選項(xiàng)是指使用一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有實(shí)體的邊和表面生成直線、圓弧、二次曲線和樣條等幾何體）。大多數(shù)抽取曲線是非關(guān)聯(lián)的，但也可選擇創(chuàng)建關(guān)聯(lián)的等斜度曲線或陰影輪廓曲線。單擊“曲線”工具欄中的“抽取”按鈕，進(jìn)入“抽取曲線”對(duì)話框，如圖4.138所

15、示。在該對(duì)話框中，系統(tǒng)提供了6種抽取曲線方式，下面分別介紹。4.2.8 相交 該選項(xiàng)是指利用兩個(gè)幾何對(duì)象相交，生成相交曲線。執(zhí)行“插入”|“來自體集的曲線”|“相交”命令（或單擊“曲線”工具欄中“相交曲線”按鈕，打開“相交曲線”對(duì)話框。如圖4.145所示。 下面舉例介紹相交曲線的操作過程。4.3 編輯曲線 在曲線創(chuàng)建完成后，一些曲線之間的組合并不滿足設(shè)計(jì)需求，這就需要用戶根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過各種編輯曲線方式來修改調(diào)整曲線。本節(jié)就對(duì)一些常用編輯曲線的方式進(jìn)行介紹。4.3.1 編輯全部曲線該選項(xiàng)用于打開所有曲線編輯的對(duì)話框。執(zhí)行“編輯”|“曲線”|“全部”命令（或單擊“編輯曲線”按鈕），進(jìn)入“編輯曲

16、線”對(duì)話框和“跟蹤條”，如圖4.149和圖4.150所示。4.3.2 編輯曲線參數(shù)該選項(xiàng)是指利用直線、圓/圓弧和樣條的參數(shù)化設(shè)置來編輯修改曲線的形狀和大小。單擊“編輯曲線”工具欄中的“編輯曲線參數(shù)”按鈕，進(jìn)入“編輯曲線參數(shù)”對(duì)話框和“跟蹤條”，如圖4.151和圖4.152所示。4.3.3 修剪曲線修剪曲線是指根據(jù)指定的用于修剪的邊界實(shí)體和曲線分段來調(diào)整曲線的端點(diǎn)?？梢孕藜艋蜓由熘本€、圓弧、二次曲線或樣條，也可以修剪到（或延伸到）曲線、邊緣、平面、曲面、點(diǎn)或光標(biāo)位置，還可以指定修剪過的曲線與其輸入?yún)?shù)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)修剪曲線時(shí)，可以使用體、面、點(diǎn)、曲線、邊緣、基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸作為邊界對(duì)象。單擊“編輯曲

17、線”工具欄中的“修剪曲線”按鈕，進(jìn)入“修剪曲線”對(duì)話框，如圖4.160所示。4.3.4 修剪拐角該選項(xiàng)主要用于兩條不平行的曲線在其交點(diǎn)形成拐角?？梢允窍嘟磺€，也可以是不相交曲線。單擊“編輯曲線”工具欄中“修剪拐角”按鈕，彈出“修剪拐角”對(duì)話框，用戶利用該對(duì)話框提示選取需要修剪的曲線。修剪拐角時(shí)，移動(dòng)鼠標(biāo)，使選擇球同時(shí)選中欲修剪的兩曲線，且選擇球中心位于欲修剪的角部位，單擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)會(huì)彈出“修剪拐角”確認(rèn)對(duì)話框，如圖4.165所示。單擊“是”選項(xiàng)，完成修剪拐角操作，如圖4.166所示。4.3.5 分割曲線該選項(xiàng)用于將曲線分割為多段獨(dú)立的曲線段。所創(chuàng)建的每個(gè)分段都是單獨(dú)的實(shí)體，并且與原始曲線

18、使用相同的線型。新的對(duì)象和原始曲線放在同一圖層上。分割曲線是非關(guān)聯(lián)操作，如果對(duì)樣條曲線執(zhí)行分割曲線操作，則樣條的定義點(diǎn)將被刪除。單擊“編輯曲線”工具欄中的“分割曲線”按鈕，進(jìn)入“分割曲線”對(duì)話框，如圖4.168所示。在對(duì)話框“類型”下拉列表框中，系統(tǒng)提供了5種分割曲線類型，下面分別介紹。4.3.6 編輯圓角 該選項(xiàng)用于編輯修改已有的圓角。單擊“編輯曲線”工具欄中“編輯圓角”按鈕，進(jìn)入“編輯圓角”對(duì)話框，如圖4.171所示。4.3.7 曲線長(zhǎng)度曲線長(zhǎng)度是指通過指定弧長(zhǎng)增量或總弧長(zhǎng)方式來改變曲線的長(zhǎng)度。其同樣具有延伸曲線和裁剪曲線的雙重功能。單擊“編輯曲線”工具欄中的“曲線長(zhǎng)度”按鈕，進(jìn)入“曲線長(zhǎng)度”對(duì)話框，如圖4.76所示。4.3.8 拉長(zhǎng)曲線該選項(xiàng)是指通過拉伸或收縮選定的幾何對(duì)象，也可以移動(dòng)幾何對(duì)象。拉長(zhǎng)曲線可用于除草圖、組、組件、體、面和邊以外的所有對(duì)象類型。另外，“拉長(zhǎng)曲線”不適用于“草圖