调羹的建模

调羹的建模
a)
b)
图1 调羹
a) 调羹工程图b) 调羹三维示意图
“新建”项目，并设置合适的文件名及保存路径。

1.创建轮廓草绘
(1)创建空间椭圆 1 单击【曲线】工具栏“椭圆”命令按钮，系统弹出如图2a所示的【点】对话框。

在该对话框中默认椭圆原点坐标为X:0、Y:0、Z:0，单击“确定”命令按钮进入【椭圆】对话框。

在该对话框中输入“长半轴”值为11、“短半轴”值为1、“终止角”为360，如图2b所示，单击“确定”命令按钮，即可得到如图2c所示显示效果。

a)
b)c)
图2 创建空间椭圆1
a) 对【点】对话框的设置b) 对【椭圆】对话框的设置c) 创建的空间椭圆
(2)创建空间椭圆2 在1的【椭圆】对话框中单击“后退”命令按钮，系统退回至如图3a 所示的【点】对话框。

在该对话框中修改椭圆原点坐标为X:0、Y:0、Z:9，单击“确定”命令按钮进入【椭圆】对话框。

在该对话框中输入“长半轴”值为15、“短半轴”值为25，单击“确定”命令按钮，创建如图3b所示曲线。

绘制完成后单击“取消”命令按钮，退出绘制操作。

a)
b)
图3 创建空间椭圆2
a) 对【点】对话框的设置b) 创建的空间椭圆
(3)创建调羹俯视图投影草绘在默认坐标系下，选择“XC-YC”平面新建如图4所示草绘。

图4 调羹俯视图投影草绘
(4)创建调羹主视图投影草绘选择“YC-ZC”平面新建如图5所示草绘。

图5 调羹主视图投影草绘
2.创建调羹轮廓立体曲线
在【曲线】工具栏单击“组合投影”命令按钮，系统弹出如图6a所示的【组合投影】对话框。

切换辅助工具栏上的“曲线规则”下拉选项框至‘单条曲线’，并选择图6a中所示的曲线(呈亮黄色)作为“曲线1”、图6b所示的曲线作为“曲线2”,之后设定两个曲线的投影方
向均为‘垂直于曲线平面’，单击“确认”命令按钮，即可得到如图6c所示空间曲线。

a)
b) c)
图6 “组合投影”曲线的创建
a) 对【组合投影】对话框的设置及“曲线1”的选择b) “曲线2”的选择c) 创建的“组合投影”曲线
3.创建手柄曲面
(1)创建辅助基准面使用“基准面”-“点和方向”命令，以如图7a所示点为“通过点”、手柄处直线段为“法向”，如图7b所示，创建如图7c所示基准面。

a)b)
c)
图7 创建辅助基准面
a) 选取的“点” b) 选取的矢量方向c) 创建的基准面
(2)创建手柄截面草绘以(1)所建基准面为草绘面，使用3点画弧，两个端点位于立体曲线端点处，中点位于草绘基准面原点处，创建如图8所示草图。

图8 创建手柄截面草绘
(3)创建手柄曲面使用“扫掠”命令，以(2)所建草绘为“截面”、如图9a所示3段曲线为“引导线”，并设置“对齐”方式为‘圆弧长’，创建如图9b所示曲面。

a)
b)
图9 创建手柄曲面
a) 选取的“引导线” b) 创建的扫掠面
4.创建汤匙部分曲面
(1)创建汤匙部分特征单击【曲面】工具栏上的“通过曲线组”命令按钮，选择1(1)所建椭圆为‘Section 1’、1(2)所建椭圆为‘Section 2’，创建如图10所示汤匙特征。

图10 创建汤匙特征
(2)创建汤匙部分曲面在【特征操作】工具栏上单击“抽取”命令按钮，系统弹出如图11a所示【抽取】对话框。

在该对话框下，选取(1)所建特征侧面为特征面，单击“确定”命令按钮。

之后隐藏(1)所建特征实体，即可得到如图11b所示显示效果。

a)
b)
图11 创建汤匙部分曲面
a) 对【抽取】对话框的设置b) “抽取”得到的曲面
5.创建过渡面
(1)创建修剪用基准面使用“基准平面”-‘点和方向’命令，以手柄部分轮廓弧线上一点作为基准点，如图-12a所示，手柄上部直线轮廓线作为矢量方向，创建如图12b所示的基准面。

注意：所选基准点的位置要比3(1)所选点略低一些，且位于11(2)抽取面之内。

a)b)
图12 创建过渡面
a) 选取的基准点b) 创建的基准面
(2)修剪手柄曲面使用“修剪的片体”命令，选择手柄曲面为“目标”片体，3(1)所建基准面为“边界对象”，创建如图13a所示修剪效果。

(3)修剪汤匙部分曲面使用“修剪的片体”命令，选择汤匙部分曲面为“目标”片体，5(1)所建基准面为“边界对象”，创建如图13b所示修剪效果。

注意：两次修剪所用的基准面不同。

a)b)
图13 修剪曲面
a) “修剪”后的手柄曲面b) “修剪”后的汤匙部分曲面
(4)创建桥接线因为2所建立体轮廓线与修剪后的汤匙部分曲面未在公差范围内有交点，如图14a所示，故需要架设桥接线。

在【曲线】工具栏单击“桥接曲线”命令按钮，系统弹出如图14b所示的【桥接曲线】对话框。

在该对话框中，选取如图14c所示手柄部分轮廓线端点作为“起始对象”、14d所示汤匙部分轮廓线端点作为“终止对象”，并设置“桥接曲线属性”的“开始”和“结束”连续性均为‘G1 相切’，单击“确定”命令按钮，即可创建“桥接曲线”。

以同样的方式创建另一侧“桥接曲线”，其显示效果如图14e所示。

a)
b)
c)d)
e)
图14 创建桥接线
a) 曲线未相交b) 对【桥接曲线】对话框的设置c) 选取的“起始对象”
d) 选取的“终止对象” e) 创建的“桥接曲线”
注意：为使“桥接曲线”质量更好，可使用“曲率梳”命令辅助建线，具体操作方法见课件视频。

(5)创建过渡曲面在【曲面】工具栏单击“桥接”命令按钮，系统弹出如图15所示【桥接】对话框。

在该对话框中，同时选取(2)、(3)所建曲面为“主曲面”，跳过“侧面”的选项，选取一条桥接线为“第一侧面曲线”，选取另一条桥接线为“第二侧面曲线”，单击“确定”命令按钮，创建如图15所示过渡曲面。

图15 创建过渡曲面
6.创建调羹底部平面
使用“有界平面”命令，创建如图16所示的底面。

图16 创建调羹底面
7.曲面合并
使用“缝合”命令对所有曲面进行合并。

8.曲面质量检查及处理
(1)曲面加厚尝试使用“加厚”命令，以1为厚度，使曲面向内侧加厚，系统弹出如图17所示的提示框。

加厚不能正常进行，说明曲面出现了收敛性问题。

图17 “加厚”失败提示框
(2)曲面质量检查选中7“缝合”后的曲面，在【实用】工具栏上单击“编辑对象显示”命令按钮，系统弹出如图18a所示的【编辑对象显示】对话框。

打开“线框显示”选项区域，在“U”、“V”标签项后输入数值‘5’，单击“确定”命令按钮，即可得到如图18b所示的显示效果。

注意：要获得图18b所示显示效果，需切换模型状态至‘局部着色’，如图18c所示。

a)
b)c)
图18 曲面质量检查
a) 对【编辑对象显示】对话框的设置b) 曲面的线框显示效果c) 在状态显示下拉框中选择“局部着色”项
(3)曲面质量分析从图18b中可看出曲面在手柄尾端部分发生了收敛。

(4)绘制修剪用草绘在XC-YC基准面上绘制如图19a所示的草绘。

注意：草绘中弧线圆心应位于X轴上，两条直线段以X轴对称，且与圆弧不相切。

(5)修剪曲面单击【曲面】工具栏中的“修剪的片体”命令按钮，在系统弹出的【修剪的片体】对话框中选取整张片体为“目标”、(4)所绘草图为“刀具”，切换“投影方向”至‘沿矢量’，并制定ZC向为矢量方向，如图19b所示，单击“确定”命令按钮，得到如图19c所示的修剪效果。

a)
b)
c)
图19 修剪曲面
a) 绘制的草绘b) 对【修剪的片体】对话框的设置c) 修剪后的片体
(6)曲面修补在【曲面】工具栏单击“通过曲线网格”命令按钮，系统弹出如图20a所示【通过曲线网格】对话框。

在该对话框中切换“曲线规则”工具条至‘单条曲线’，并按下“在相交处停止”命令按钮；选取如图20b所示2段曲线为‘Primary Curve 1’和‘Primary Curve 2’、如图20c所示2段曲线为‘Cross Curve 1’和‘Cross Curve 2’；设置“连续性”为“第一主线串”: ‘G0(位置)’，“最后主线串”、“第一交叉线串”、“最后交叉线串”均‘G1(相切)’于修剪后的手柄曲面，如图20d所示。

a)
b) c)
d)
e)
图20 修补曲面
a) 对【通过曲线网格】对话框的设置b) 选取的“主曲线” c) 选取的“交叉曲线”
d) 对“连续性”选项区域的设置e) 创建的补面
注意：此处，在选取主曲线时可能需要提高交点公差值以帮助选中正确的线段。

9.创建调羹实体
(1)缝合曲面使用“缝合”命令，选择(6)所建曲面为“目标”，其余片体为“刀具”，进行曲面合并。

(2)加厚调羹曲面使用“加厚”命令，以1为厚度，使曲面向内侧加厚，得到如图21b所
示显示效果。

(3)创建刀具片体使用“拉伸”命令，以图21b所示曲线为“截面”，‘对称值：15’为“限制”，创建片体。

(4)修剪实体单击【特征操作】工具栏上的“修剪体”命令按钮，系统弹出如图21c所示的【修剪体】对话框。

在该对话框中，选择(2)所建实体为“目标”、(3)所建拉伸面为“刀具”，设置片体外侧为修剪方向，单击“确定”命令按钮，并隐藏(3)片体，即可得到如图21d所示的修剪效果。

a)b)
c)
d)
图21 创建调羹实体
a) 曲面“加厚”后的显示效果b) “拉伸”所得片体c) 对【修剪体】对话框的设置d) 修剪后的特征显示效
果
10.创建倒角特征
使用“边倒圆”命令，以‘1’为半径，对调羹底部边沿线倒圆，如图22所示。

图22 创建底部圆角
11.模型后处理
“隐藏”不需要的曲线，并修改模型颜色，即可得到如图23所示效果。

图23 后处理后的模型显示效果
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