1、第第八八講講 曲線與曲面設計曲線與曲面設計 在在solidworks中，中，實體實體與與曲面曲面是非常相是非常相似甚至接近相同的，這也是為什么可以輕似甚至接近相同的，這也是為什么可以輕松地利用兩者來進行高級建模的原因。理松地利用兩者來進行高級建模的原因。理解解實體實體與與曲面曲面兩者的差異及相似之處，將兩者的差異及相似之處，將非常有利于正確建立非常有利于正確建立曲面曲面或者或者實體實體。 可以通過下面的規則來區分實體或曲面：可以通過下面的規則來區分實體或曲面： 對于一個實體對于一個實體，其中任意一條邊線其中任意一條邊線同時屬于且同時屬于且只屬于兩個面只屬于兩個面。 對于一個曲面實體對于一個曲面

2、實體，其中一條邊線可以是其中一條邊線可以是僅屬于僅屬于一個面的一個面的。 如果一個如果一個實體實體的邊線同時屬于兩個以上的面，的邊線同時屬于兩個以上的面，就不是一個實體。就不是一個實體。 本本講講包括三個方面的內容：包括三個方面的內容：曲線曲線創建創建、曲面曲面創建創建和和曲面編輯曲面編輯。一、曲線一、曲線創建創建 曲線曲線可以用來生成實體模型特征，主要命令有可以用來生成實體模型特征，主要命令有【投影曲線】【投影曲線】、【組合曲線】【組合曲線】、【螺旋線【螺旋線/渦狀線】渦狀線】、【通過【通過XYZ點的曲線】點的曲線】、【通過參考點的曲線】【通過參考點的曲線】和和【分割線】【分割線】等。等。

3、1、投影曲線、投影曲線 投影曲線就是投影曲線就是將曲線沿其所在平面的法向將曲線沿其所在平面的法向投射到投射到指定曲面上而生成的曲線。指定曲面上而生成的曲線。 投影曲線有投影曲線有兩種功能兩種功能： 面上草圖。面上草圖。它是把它是把草圖上的曲線草圖上的曲線投影到某一個投影到某一個曲面上面，在曲面上生成投影曲線，這樣的投影曲線曲面上面，在曲面上生成投影曲線，這樣的投影曲線就會就會依附在曲面的表面依附在曲面的表面，而且在投影草圖上的曲線，而且在投影草圖上的曲線，在投影方向上跟投影后的曲線一致在投影方向上跟投影后的曲線一致。左側投影沒有穿越整個曲面，左側投影沒有穿越整個曲面，所以只保留右側曲線。所以只

4、保留右側曲線。左、右側投影都沒有穿越整個曲面。左、右側投影都沒有穿越整個曲面。一般來說，這兩個草圖平面要求正交。一般來說，這兩個草圖平面要求正交。 投影曲線投影曲線在前視基準面與草圖在前視基準面與草圖1是重合的，是重合的，在上在上視基準面與草圖視基準面與草圖2 也是重合的。也是重合的。 草圖上草圖。草圖上草圖。它它是是在兩個草圖沿著各自垂直在兩個草圖沿著各自垂直平面的方向上平面的方向上拉伸，從而形成兩個曲面之間的交線，拉伸，從而形成兩個曲面之間的交線，這種方法經常用于繪制空間這種方法經常用于繪制空間（3D)曲線。曲線。 2、組合曲線、組合曲線 組合曲線是將一組組合曲線是將一組連續的曲線連續的曲

5、線、草圖或模型的邊、草圖或模型的邊線合成為一條曲線。組合曲線可以作為生成線合成為一條曲線。組合曲線可以作為生成掃描特征掃描特征或者或者放樣特征放樣特征的的引導線引導線或者或者輪廓線輪廓線。 3、螺旋線、螺旋線/渦狀線渦狀線 螺旋線螺旋線/渦狀線可以作為渦狀線可以作為掃描特征掃描特征的路徑或的路徑或引導引導線線，也可以作為，也可以作為放樣特征放樣特征的的引導線引導線，通常用來生成，通常用來生成螺紋、彈簧和法條等零件，也可在工業設計中作為螺紋、彈簧和法條等零件，也可在工業設計中作為裝飾使用。裝飾使用。 首先繪制一個草圖圓，這個圓就是將要繪畫的首先繪制一個草圖圓，這個圓就是將要繪畫的螺旋線螺旋線/渦

6、狀線的基元，螺旋線渦狀線的基元，螺旋線/渦狀線的直徑就有這渦狀線的直徑就有這個圓來決定。個圓來決定。 注意：注意：渦狀線渦狀線是是平面圖形平面圖形。 4、通過、通過XYZ點的曲線點的曲線 通過用戶定義的點生成樣條曲線。鼠標雙擊通過用戶定義的點生成樣條曲線。鼠標雙擊X、Y、Z下方的對話框，可以更改坐標值，單擊下方的對話框，可以更改坐標值，單擊“確確定定”。5、通過參考點的曲線、通過參考點的曲線通過一個或多個平面上的點而生成的曲線。通過一個或多個平面上的點而生成的曲線。 6、分割線、分割線 分割線命令可以將分割線命令可以將草圖草圖、實體邊緣實體邊緣、面面、曲面曲面、基準面基準面或或曲面樣條曲線曲面

7、樣條曲線投影到投影到曲面或平面曲面或平面，并將所，并將所選的面選的面分割為多個分離的面分割為多個分離的面，從而允許對分離的面，從而允許對分離的面進行操作。進行操作。 對輪廓最簡單的理解是將一束平行光向一個物體對輪廓最簡單的理解是將一束平行光向一個物體投影過去，它的影子就是這個物體的輪廓。投影過去，它的影子就是這個物體的輪廓。輪廓的投影方向輪廓的投影方向 注意：注意：1、投影曲線只是依附在曲面、投影曲線只是依附在曲面 上，而分割線投影將曲面上，而分割線投影將曲面 分割為多個曲面。分割為多個曲面。2、分割實體是將一個、分割實體是將一個 實體分割為多個實實體分割為多個實 體，而體，而分割線分割線投影

8、投影 只是分割曲面，分只是分割曲面，分 割后仍為一個實體。割后仍為一個實體。交叉點：交叉點：以交叉實體、曲面、面、基準面或者樣條以交叉實體、曲面、面、基準面或者樣條 曲線分割面。曲線分割面。工具實體工具實體目標實體目標實體分割穿越曲面上的所有可能區域分割穿越曲面上的所有可能區域分割遵循曲面的形狀。分割遵循曲面的形狀。分割遵循線性方向分割遵循線性方向 曲面建模的主要命令有曲面建模的主要命令有:【平面區域】【平面區域】、【拉伸曲面】【拉伸曲面】、【旋轉曲面】【旋轉曲面】、【掃描曲面】【掃描曲面】、【放樣曲面】【放樣曲面】、【等距曲面】【等距曲面】、【延展曲面】【延展曲面】和和【邊界曲面】【邊界曲面

9、】等。等。 曲面實體用來描述相連的曲面實體用來描述相連的零厚度零厚度的幾何體，的幾何體，如單一曲面、圓角曲面等。一個零件中可以有多如單一曲面、圓角曲面等。一個零件中可以有多個曲面實體。個曲面實體。二、曲面二、曲面創建創建 曲面曲面是一種可以用來生成實體特征的幾何體，是一種可以用來生成實體特征的幾何體，一個零件中可以有多個曲面實體。一個零件中可以有多個曲面實體。 1、平面區域、平面區域 生成平面區域可以通過草圖生成有邊界的平面生成平面區域可以通過草圖生成有邊界的平面區域，也可以在零件中生成有一組區域，也可以在零件中生成有一組閉環閉環邊線邊界的邊線邊界的平面區域。平面區域。 注意：注意： 所選的組

10、中所有邊線必須位于所選的組中所有邊線必須位于同一基準面上同一基準面上。 2、拉伸曲面、拉伸曲面 拉伸曲面的造型方法和拉伸曲面的造型方法和特征造型特征造型中的對應方法中的對應方法相似，不同點在于曲線拉伸操作的草圖對象相似，不同點在于曲線拉伸操作的草圖對象可以封可以封閉也可以不封閉閉也可以不封閉。 3、旋轉曲面、旋轉曲面 旋轉曲面的造型方法和旋轉曲面的造型方法和特征造型特征造型中的對應方法中的對應方法相似。相似。 4、掃描曲面、掃描曲面 掃描曲面的方法同掃描曲面的方法同掃描特征掃描特征的生成方法十分的生成方法十分類似，也可以通過類似，也可以通過引導線引導線掃描，在掃描曲面中最掃描，在掃描曲面中最重

11、要的一點，就是重要的一點，就是引導線的端點必須穿透輪廓圖引導線的端點必須穿透輪廓圖元元。與特征掃描的區別是輪廓。與特征掃描的區別是輪廓可以可以是是開環的開環的，也也可以是閉環的。可以是閉環的。 5、放樣曲面、放樣曲面 通過曲線之間的平滑過渡生成的曲面被稱為放通過曲線之間的平滑過渡生成的曲面被稱為放樣曲面，它和樣曲面，它和放樣特征放樣特征的生成方法十分類似，放樣的生成方法十分類似，放樣曲面由放樣的曲面由放樣的輪廓線輪廓線組成，也可以根據需要使用組成，也可以根據需要使用引引導線導線。與特征放樣的區別是輪廓。與特征放樣的區別是輪廓可以可以是是開環的開環的，也也可以是閉環的可以是閉環的，但輪廓開環或閉

12、環必須保持一致。但輪廓開環或閉環必須保持一致。練習練習3：陽臺陽臺的制作的制作練習練習2：沖鋒號的制作：沖鋒號的制作練習練習1 1：茶杯的制作：茶杯的制作 6、等距曲面、等距曲面 等距曲面就是把一個曲面向一定方向偏移，等距曲面就是把一個曲面向一定方向偏移，與與2D草圖工具的【等距實體】類似，是將已經存草圖工具的【等距實體】類似，是將已經存在的曲面以指定距離生成的另一個曲面。該曲面在的曲面以指定距離生成的另一個曲面。該曲面可以是模型的輪廓面，也可以是繪制的曲面。可以是模型的輪廓面，也可以是繪制的曲面。 對于對于復雜的曲面復雜的曲面，等距之后的曲面可能和，等距之后的曲面可能和原原來的曲面變得大不相

13、同了來的曲面變得大不相同了，它是由原來的曲面通，它是由原來的曲面通過切線方向自然延伸而得到的結果。過切線方向自然延伸而得到的結果。 7、延展曲面、延展曲面 延展曲面可以將延展曲面可以將曲線曲線按照給定的方向進行延伸，按照給定的方向進行延伸，從而形成從而形成新新的曲面。的曲面。延展曲面可以用于曲面或者實延展曲面可以用于曲面或者實體模型邊線、分割線，或者平面和空間曲線。體模型邊線、分割線，或者平面和空間曲線。 在延展曲面中，在延展曲面中，方向參照必須選取平面方向參照必須選取平面，延展，延展曲面邊線將曲面邊線將平行于該平面延伸平行于該平面延伸，而不是垂直于該平，而不是垂直于該平面。面。 8、邊界曲面

14、、邊界曲面 邊界曲面是利用空間的曲線來構造曲面，同時邊界曲面是利用空間的曲線來構造曲面，同時還可以還可以構造空間的控制線構造空間的控制線，來控制這個曲面的形狀。，來控制這個曲面的形狀。 【邊界曲面】【邊界曲面】和和【填充曲面】【填充曲面】的功能相似，但的功能相似，但【填充曲面】【填充曲面】要求要求一個一個輪廓，而輪廓，而【邊界曲面】【邊界曲面】至少至少要求要求兩個兩個輪廓輪廓。 【邊界曲面邊界曲面】的走勢和的走勢和【放樣曲面放樣曲面】一樣，可一樣，可以理解為兩個方向上的放樣。不同之處是以理解為兩個方向上的放樣。不同之處是【邊界曲邊界曲面面】可以顯示網格、斑馬條紋和曲率檢查。可以顯示網格、斑馬條

15、紋和曲率檢查。打開打開“邊界曲面邊界曲面.sldprt”文件。文件。三、曲面編輯三、曲面編輯 曲面編輯的主要命令包括曲面編輯的主要命令包括：【圓角曲面】、【填充曲面】、【中【圓角曲面】、【填充曲面】、【中 面】、面】、【延伸曲面】、【裁剪曲面】、【替換面】、【延伸曲面】、【裁剪曲面】、【替換面】、【刪除曲面】、【直紋曲面】和【縫合曲面】【刪除曲面】、【直紋曲面】和【縫合曲面】等。等。 1、圓角曲面、圓角曲面 使用圓角曲面使用圓角曲面將曲面實體中以一定角度相交的將曲面實體中以一定角度相交的兩個相鄰面之間的邊線兩個相鄰面之間的邊線進行平滑過渡，則生成的圓進行平滑過渡，則生成的圓角稱為圓角曲面。角稱

16、為圓角曲面。 普通的圓角只能應用于相鄰的曲面，圓角曲面普通的圓角只能應用于相鄰的曲面，圓角曲面的曲率等于設定的半徑，它與的曲率等于設定的半徑，它與實體圓角使用的是相實體圓角使用的是相同的命令同的命令。假如假如曲面尚未縫合曲面尚未縫合，可以在曲面體間使用【，可以在曲面體間使用【面圓面圓角】角】。當執行圓角操作后，生成的曲面將自動被。當執行圓角操作后，生成的曲面將自動被縫合，得到單一的曲面。縫合，得到單一的曲面。 假如假如曲面已被縫合曲面已被縫合，可以選擇實體圓角命令或曲，可以選擇實體圓角命令或曲面圓角命令，這是最簡單的情形。面圓角命令，這是最簡單的情形。 2、填充曲面、填充曲面 填充曲面是用于填

17、補模型或者曲面之間的縫隙，填充曲面是用于填補模型或者曲面之間的縫隙，將封閉的空間輪廓將封閉的空間輪廓填實填實為空間曲面。為空間曲面。 它主要用于曲面過渡，針對其它軟件生成的產它主要用于曲面過渡，針對其它軟件生成的產品模型品模型，用用Solidworks打開后出現的破損面進行修打開后出現的破損面進行修補或者進行曲面局部整體形態的調整。補或者進行曲面局部整體形態的調整。 填充曲面可以在現有填充曲面可以在現有模型邊線模型邊線、草圖或者曲線草圖或者曲線定義的邊界內定義的邊界內生成帶任何邊數的曲面修補生成帶任何邊數的曲面修補。【平面平面】要求草圖輪廓必須是要求草圖輪廓必須是閉環閉環且在且在同一平面內同一

18、平面內，而而【填充曲面填充曲面】草圖可以是空間曲線，可以開環，草圖可以是空間曲線，可以開環，也可以閉環；如果是開環，可以通過選擇也可以閉環；如果是開環，可以通過選擇“修復邊修復邊界界”來實現。來實現。 曲率控制：曲率控制：曲率控制定義在想所生成的修補上進行控制的類型。曲率控制定義在想所生成的修補上進行控制的類型。曲率控制的類型包括：曲率控制的類型包括：相觸。相觸。在所選邊界內生成曲面。在所選邊界內生成曲面。相切。相切。在所選邊界內生成曲面，但保持修補邊線的在所選邊界內生成曲面，但保持修補邊線的 相切。相切。曲率。曲率。在與相鄰曲面交界的邊界邊線上生成與所選在與相鄰曲面交界的邊界邊線上生成與所選

19、 曲面的曲率相配套的曲面。曲面的曲率相配套的曲面。相相 觸觸相相 切切 約束曲線：約束曲線： 約束曲線控制填充曲面的中間狀態，約束曲線約束曲線控制填充曲面的中間狀態，約束曲線可以是可以是2D、3D草圖或投影曲線等，草圖既可以是封草圖或投影曲線等，草圖既可以是封閉輪廓，也可以是開環的線條或者空間點。閉輪廓，也可以是開環的線條或者空間點。 注意：注意： 使用約束曲線時，若提示使用約束曲線時，若提示“不能修補，請嘗試不能修補，請嘗試”，應調整約束曲線的曲率（曲線的尖銳程度），應調整約束曲線的曲率（曲線的尖銳程度），使曲線的曲率變使曲線的曲率變大大。打開打開“填充填充 約束曲線約束曲線.sldprt”

20、文件。文件。練習練習4 4：茶蓋的制作：茶蓋的制作 3、中面、中面 中面是在中面是在兩個兩個平行平行的曲面中間的曲面中間生成新的曲面，并生成新的曲面，并且這兩個曲面必須屬于同一個實體，例如同心圓柱體且這兩個曲面必須屬于同一個實體，例如同心圓柱體的兩個底面。的兩個底面。 4、延伸曲面、延伸曲面 延伸曲面延伸曲面是是將現有將現有曲面的邊緣曲面的邊緣沿著曲面的沿著曲面的切向切向方向方向延伸所形成的曲面。延伸所形成的曲面。一般情況下延伸曲面只是一般情況下延伸曲面只是改變現有曲面的邊界，而不會生成新的曲面改變現有曲面的邊界，而不會生成新的曲面，這一，這一點和延展曲面存在著很大的不同。點和延展曲面存在著很

21、大的不同。 5、裁剪曲面、裁剪曲面 裁剪曲面可以使用裁剪曲面可以使用曲面、基準面曲面、基準面或者或者草圖草圖作為剪作為剪裁工具，剪裁相交曲面裁工具，剪裁相交曲面。也可以將曲面和其它曲面配也可以將曲面和其它曲面配合使用，相互作為剪裁工具。合使用，相互作為剪裁工具。 裁剪曲面跟裁剪曲面跟2D草圖中的剪裁功能相似，都是裁剪草圖中的剪裁功能相似，都是裁剪兩段相交的對象，而這個剪裁曲面就是剪裁兩個相交兩段相交的對象，而這個剪裁曲面就是剪裁兩個相交的曲面，的曲面，剪裁工具剪裁工具就是剪裁操作中的參照，就是剪裁操作中的參照，剪裁目標剪裁目標就是剪裁操作中所針對的對象。就是剪裁操作中所針對的對象。 6、替換面

22、、替換面 利用新曲面實體替換曲面或者實體中的面，這種利用新曲面實體替換曲面或者實體中的面，這種方式稱為替換面。方式稱為替換面。替換曲面實體不必與舊的面具有相替換曲面實體不必與舊的面具有相同的邊界。同的邊界。在替換面時，原來實體中的相鄰面自動延在替換面時，原來實體中的相鄰面自動延伸并剪裁到替換曲面實體。其使用方式如下：伸并剪裁到替換曲面實體。其使用方式如下： 以一個曲面實體替換另一個或者一組相連的面。以一個曲面實體替換另一個或者一組相連的面。 在單一操作中，用一個相同的曲面實體替換一組在單一操作中，用一個相同的曲面實體替換一組以上相連的面。以上相連的面。 在實體或者曲面實體中替換面。在實體或者曲面實體中替換面。 通常情況下，替換曲面實體比要替換的面大。當通常情況下，替換曲面實體比要替換的面大。當替換曲面實體比要替換的面小時，替換曲面實體會自替換曲面實體比要替換的面小時，替換曲面實體會自動延