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，在特征建模過程中應用非常廣泛?？梢酝ㄟ^曲線的拉伸、旋轉等操作創(chuàng)建特征，也可以用曲線創(chuàng)建曲面進行復雜特征建模。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行參數(shù)化設計。利用曲線生成功能，可創(chuàng)建基本曲線和高級曲線。利用曲線操作功能，可以進行曲線的偏置、橋接、相交、截面和簡化等操作。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、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、的學習，可以完成常用曲線的生成工作。4.1.1 點 點是最小的幾何構造元素，利用點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或定義曲面的極點來接直創(chuàng)建自由曲面。在UN NX 6.0中，點可以建立在任何地方，很多操作都需要通過指定點或定義點的位置來實現(xiàn)。 單擊“曲線”工具欄中的“點”按鈕，進入“點構造器”對話框。用戶可以在對話框的文本框中輸入坐標值，從而確定點的位置，也可以在圖形窗口中用選點方式直接指定一點來確定點的位置。具體點構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 點集點集是指利用現(xiàn)有幾何體創(chuàng)建一組與之相對應的點。可以是對已有曲線上

3、點的復制，也可以通過已有曲線的某種屬性來生成其他點集。通常利用點集用來沿曲線、面或者在樣條或面的極點處生成點，還可以重新創(chuàng)建樣條的定義極點。單擊“曲線”工具欄中的“點集”按鈕，進入“點集”對話框。系統(tǒng)在該對話框“類型”下拉列表框中提供了3中創(chuàng)建點集類型，下面具體介紹。4.1.3 直線直線一般是指通過兩個點構造的線段。其作為一個基本的構圖元素，在實際建模中無處不再。例如，兩點連線可以生成一條直線，兩個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”工具欄中點擊“直線”按鈕，進入“直線”對話框，如圖4.14所示。4.1.4 圓弧/圓圓弧/圓是指在平面上到定點的距離等于

4、定長的一些點（或所有點）的集合。使用此選項可迅速創(chuàng)建關聯(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。也可以用此選項創(chuàng)建非關聯(lián)圓弧，但是它們是簡單曲線，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，進入“圓弧/圓”對話框，如圖4.19所示。4.1.5 直線和圓弧該選項用于使用預定義約束組合方式快速創(chuàng)建關聯(lián)或非關聯(lián)直線和曲線。在用戶已知直線和曲線的約束關系的條件下，使用該選項比較方便。單擊“直線和圓弧工具欄”按鈕，進入“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、點的距離之和為一指定值的點的集合，其中兩個頂點稱之為焦點。默認的橢圓會在與工作平面平行的平面上創(chuàng)建。包括長軸和短軸，每根軸的中點都在橢圓的中心。橢圓的最長直徑就是長軸；最短直徑就是短軸。長半軸和短半軸的值指的是這些軸長度的一半，如圖4.67所示。單擊“曲線”工具欄中“橢圓”按鈕，進入“點”對話框，利用該對話框指定橢圓的中心，完成后橢圓中心定義后，彈出“橢圓”對話框，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。其操作方法簡單，可以通過點構造器定義兩個對角點創(chuàng)建一個矩形。 單擊“曲線”工具欄中的“矩形”按鈕，進入“點”對話框。對話框提示定義矩形的第

6、一個對角點，完成后定義第二個對角點，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角和棱邊都相等的簡單多邊形。其所有頂點都在同一個外接圓上，并且每一個多邊形都有一個外接圓。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，進入“多邊形”對話框，如圖4.71所示。在該對話框中的“側面數(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”對話框，如圖4.72所示。4.1.9 樣條該選項是指利用一些指定點生成一條光滑曲線。通常在創(chuàng)建一些復雜的曲面時使用該選項。其是構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，進入“樣條”對話框，如圖4.79所示。在該對話框中，系統(tǒng)提供了下面四種樣條曲線的生成方式。根據(jù)極點：是指通過指定樣條曲線的數(shù)據(jù)點（即極點），使樣條向各個極點移動，但并不通過該點，端點處除外。通過點：是指利用設置樣條曲線的數(shù)據(jù)點生成曲線，樣條曲線通過這些定義的數(shù)據(jù)點。擬合：是指使用指定公差將樣條與其數(shù)據(jù)點相“擬合”。樣條不必通過這些點。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平面。4.1.10 藝術樣條 藝術樣條是指通過拖放頂點和極點，并在定點指定斜率約束的曲線。該樣條曲線多用于數(shù)字化繪圖或動畫設計，與“樣條”曲線相比，藝術樣條可以一般

8、由很多點生成。 執(zhí)行“插入”|“曲線”|“藝術曲線”命令（或單擊曲線工具欄中“藝術曲線”按鈕），進入“藝術曲線”對話框，如圖4.95所示。4.1.11 規(guī)律曲線規(guī)律曲線是指X、Y、Z坐標值按設定的規(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)”對話框，如圖4.96所示。4.1.12 螺旋線螺旋線是指一個固定點向外旋繞而生成的曲線。具有指定圈數(shù)、螺距、弧度、旋轉方向和方位的曲線，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，進入“螺旋線”對話框，如圖4.103所示。4.1.13 文本在工程實際設計過程中，為了便于區(qū)分多個不同零件，通常采取對其進行刻印零件編號方法。另外對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，有時也需要使用“文本”命令對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），進入“文本”對話框，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 曲線操作是指對已存在的曲線進行幾何運算處理，如曲線偏置、橋接、投影、合并等。在曲

10、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整對曲線做進一步的處理，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已有的二維曲線（如直線、弧、二次曲線、樣條線以及實體的邊緣線等）進行偏置，得到新的曲線?？梢赃x擇是否使偏置曲線與原曲線保持關聯(lián)，如果選擇“關聯(lián)”選項，則當原曲線發(fā)生改變時，偏置生成的曲線也會隨之改變。曲線可以在選定幾何體所定義的平面內偏置，也可以使用拔模角和拔模高度選項偏置到一個平行平面上，或者沿著指定的“3D軸向”矢量偏置。多條曲

11、線只有位于連續(xù)線串中時才能偏置。生成的曲線的對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與輸入線串不共線的點來定義偏置平面。單擊“曲線”工具欄中“偏置”按鈕，進入“偏置曲線”對話框，如圖4.111所示。同時，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，則單擊對話框中的“反向”按鈕。設置偏置方式，并設定相應的參數(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)建橋接曲線并對其進行約束?？捎糜诠忭樳B接兩條分離的曲線（包括實體、曲面的邊緣線）。在橋接過程中，系統(tǒng)實時反饋橋接的信息，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

12、欄中的“橋接曲線”按鈕，進入“橋接曲線”對話框，如圖4.116所示。4.2.3 連接該選項是指將所選的多條曲線或邊連接成一條曲線，其結果生成是與原先的曲線鏈近似的多項式樣條。利用該命令可以方便快速的創(chuàng)建樣條。一旦將某個對象轉換成樣條后，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，進入“連接曲線”對話框，如圖4.121所示。在該對話框中選擇需要連接的曲線，設置完成后，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)建的曲線為對稱形式，通常只需要創(chuàng)建其中對稱的一側，然后通過鏡像命令完成另一側對稱曲線的創(chuàng)建。直線“插入”|“來自曲線集的曲線”|

13、“鏡像”命令（單擊曲線工具欄中的“鏡像”按鈕），進入“鏡像曲線”對話框，如圖4.123所示。利用該對話框，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沿某一個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)自動連結輸出的曲線，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，進入“投影曲線”對話框，如圖4.125所示。4.2.6 截面該選項是指用指定的面去與選定的實體、表面、平面和曲線相交創(chuàng)建曲線或點。如果面與曲線相交則生成一個或多個點。

14、如果面與平面、表面或實體相交，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象和平面創(chuàng)建截面曲線（或點），系統(tǒng)將顯示出錯消息。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，進入“截面曲線”對話框，如圖4.131所示。4.2.7 抽取該選項是指使用一個或多個現(xiàn)有實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)抽取曲線是非關聯(lián)的，但也可選擇創(chuàng)建關聯(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，進入“抽取曲線”對話框，如圖4.138所示。在該對話框中，系統(tǒng)提供了6種抽取曲線方式，下面分別介紹。4.2.8

15、相交 該選項是指利用兩個幾何對象相交，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計需求，這就需要用戶根據(jù)設計要求，通過各種編輯曲線方式來修改調整曲線。本節(jié)就對一些常用編輯曲線的方式進行介紹。4.3.1 編輯全部曲線該選項用于打開所有曲線編輯的對話框。執(zhí)行“編輯”|“曲線”|“全部”命令（或單擊“編輯曲線”按鈕），進入“編輯曲線”對話框和“跟蹤條”，如圖4.149和圖4.150所示。4.3.2 編

16、輯曲線參數(shù)該選項是指利用直線、圓/圓弧和樣條的參數(shù)化設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，進入“編輯曲線參數(shù)”對話框和“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體和曲線分段來調整曲線的端點?？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、點或光標位置，還可以指定修剪過的曲線與其輸入?yún)?shù)相關聯(lián)。當修剪曲線時，可以使用體、面、點、曲線、邊緣、基準平面和基準軸作為邊界對象。單擊“編輯曲線”工具欄中的“修剪曲線”按鈕，進入“修剪曲線”對話框，如圖4.160所

17、示。4.3.4 修剪拐角該選項主要用于兩條不平行的曲線在其交點形成拐角?？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”對話框，用戶利用該對話框提示選取需要修剪的曲線。修剪拐角時，移動鼠標，使選擇球同時選中欲修剪的兩曲線，且選擇球中心位于欲修剪的角部位，單擊鼠標左鍵，系統(tǒng)會彈出“修剪拐角”確認對話框，如圖4.165所示。單擊“是”選項，完成修剪拐角操作，如圖4.166所示。4.3.5 分割曲線該選項用于將曲線分割為多段獨立的曲線段。所創(chuàng)建的每個分段都是單獨的實體，并且與原始曲線使用相同的線型。新的對象和原始曲線放在同一圖層上。分割曲線是非關聯(lián)操作，

18、如果對樣條曲線執(zhí)行分割曲線操作，則樣條的定義點將被刪除。單擊“編輯曲線”工具欄中的“分割曲線”按鈕，進入“分割曲線”對話框，如圖4.168所示。在對話框“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，進入“編輯圓角”對話框，如圖4.171所示。4.3.7 曲線長度曲線長度是指通過指定弧長增量或總弧長方式來改變曲線的長度。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“曲線長度”按鈕，進入“曲線長度”對話框，如圖4.76所示。4.3.8 拉長曲線該選項是指通過拉伸或收縮選定的幾何對象，也可以移動幾何對象。拉長曲線可用于除草圖、組、組件、體、面和邊以外的所有對象類型。另外，“拉長曲線”不適用于“草圖生成