proe5.0可变截面扫描

可变截面扫描

一、可变截面扫描的机理

可变截面扫描命令所得到的实体或曲面特征，是以所选的原始轨迹作为截面的原点轨迹，以其他所选的轨迹链作为限制轨迹。在扫描时，沿着原始轨迹通过控制截面的方向、旋转和几何来添加或移除材料进行渐进扫描而得到的实体或曲面。可变截面扫描，单从名字来看，我们就知道它的精髓在于一个可变。这是因为可变截面扫描除了可以得到相对规则的曲面外，它丰富的控制属性和可以预见的结果形状让它更能在适当的场合发挥作用。

二、可变截面扫描命令的启动

在Pro/E5.0处于模型创建状态下，插入→可变截面扫描，这时软件会出现可变截面扫描命令操控面板如图1所示。

图1：可变截面扫描命令操控面板

三、可变截面扫描的构成

可变截面扫描的控制主要有下面的几项：1、轨迹；2、截面的定向；3、截面的形状

1.轨迹

可变截面扫描的轨迹有两

类：①原始轨迹：也就是你选择

的第一条轨迹，有且仅有一条原

始轨迹。原始轨迹必须是一条相

切的曲线链（对于限制轨迹则没

有这个要求），它是确定扫描过

程中截面原点的，也就是说可变

截面扫描所得到的特征或曲面

的所有截面的原点形成的曲线

就是原始轨迹。②限制轨迹：限

制轨迹用于限制所得特征的外

形。只有当截面与限制轨迹有约

束关系时，限制轨迹才可以限制

所得特征的外形，否则限制轨迹

失效。图1：参照滑出面板

2.截面的定向

截面的定向依赖于其X方向和Z方向的确定。在pro/e5.0中，可变截面扫描环境下，参照滑出面板中，如果你选择轨迹后，在每个轨迹后都会有三个选项X（x向量）、N（Normal,垂直方向也就是Z方向）以及T（Tangency,切向参考），在相应的方框内打勾就表明采用该选项。在可变截面扫描中，过原始轨迹上的点作平面，所作的平面称为可变截面扫描特征的剖面，如果过原始轨迹上所有的点，从起点到终点作剖面就形成了可变截面扫描特征的剖面组。

剖面控制就是对上述的所有剖面进行选择和控制,也就是对截面的Z方向进行选择和控制。其选项有三种（如图2所示）：

a、垂直于轨迹

该选项的意义是：为了控制剖面组的Z方向，要求剖面组中所有剖面都垂直于轨迹。至于垂直于哪个一条轨迹，系统让我们自己进行选择，即可以选择垂直于原始轨迹，也可以选择垂直于限制轨迹，默认是垂直于原始轨迹。选择的方法是：在剖面控制中选择垂直于轨迹后，回到轨迹选项组中，在对应的轨迹后选择N列中的复选框，以确认剖面所垂直的轨迹。

当选择了垂直于轨迹后，将出现水平/垂直控制选择项，这个选择项用于控制剖面的X 方向。有两个选择(如图3所示)：

第一个是X轨迹，系统要求选择一条轨迹作为X轨迹。X轨迹的几何意义是：在剖面组中，与X轨迹第一次相交时的剖面，作为定义截面时的草绘平面。用草绘平面与原始轨迹的交点作为草绘平面的原点。用草绘平面与X轨迹的交点，与草绘平面原点的连线作为草绘平面的X轴。X轴确定了，草绘平面的Y轴自然也就确定了，整个草绘平面也就完全控制了。

第二个是自动。如果原始轨迹是一个平面内的曲线，则将该平面的X轴作为草绘平面的X轴，以对剖面组及草绘平面进行控制。

图2：剖面控制选项图3：水平/垂直控制选项

b、垂直于投影。

该选项的意义是：为了控制剖面组的Z方向，要求剖面组中所有剖面都垂直于轨迹在平面上的投影。当选取该选项时，系统要求选取一个平面、轴、坐标系轴或直图元来定义投影方向。如果选择的是平面则将该平面作为投影平面，剖面组中所有剖面都垂直于该投影平面。如果选择的是轴或直图元，则将轴或直图元作为投影方向，剖面组中所有剖面都平行于该投影方向。

图4：垂直于投影的选项组图5：垂直于恒定法向的选项组

c、恒定法向法向。

该选项的意义是：为了控制剖面组的Z方向，要求剖面组中所有剖面的法向都为指定平

面的法向，或指定轴、直图元的方向。选取该选项时，系统要求选取一个平面、轴、坐标系轴或直图元来定义恒定法。

3.截面的形状

截面的形状直接关系到可变截面扫描特征的外形。可变截面扫描特征的外形首先取决于草绘截面的形状，其次是草绘截面中各图元与轨迹之间的约束，各图元与各轨迹之间的尺寸，各图元的角度和尺寸与原始轨迹之间的关系等。可变截面扫描会根据草绘截面的外形，与轨迹之间的尺寸以及草绘截面中各图元与原始轨迹之间的关系，对剖面组中各截面进行控制，这些截面的叠加就形成了可变截面扫描的特征。例如在草绘截面中，约束了图元上的点与某轨迹重合，则剖面组中的所有剖面上对应的图元都将在该轨迹上。

截面的外部形状是在草绘环境下完成的，我们可以通过草绘得到各种各样的截面，同时可以确定截面上各图元与轨迹之间的约束和尺寸。这里我们重点讨论一下草绘截面中各图元与原始轨迹之间的关系，以及用图形控制的方法来定义这种关系。该关系可以通过两种方式加以确定，它们分别是关系式和图形控制方式。

①关系式

如果想通过关系式来定义草绘截面中各图元与原始轨迹之间的关系，在截面草绘环境中，先草绘要定义关系的图元，然后点击工具→关系，打开关系编辑器，这时绘图窗口中会将可

图6：关系式编辑器

编写关系的角度或尺寸显示为代号，定义关系式时，用这些代号来定义其与原始轨迹之间的关系。

要灵活地使用可变截面扫描，自然离不开轨迹参数trajpar。轨迹参数实际上就是扫出过程中，剖面与原始轨迹的交点到起点的距离占整个原始轨迹的比例值，其数值在0到1

之间。它也是可变截面扫描特征的一个特有参数。在定义关系时，可以把这个参数作为已知

参数来建立关系式以控制截面的形状。例如某圆形截面半径的代号为sd2, 我们建立的关系式为：sd2=10*trajpar，那就表明当trajpar为0时（即起点处），半径值也是0；当trajpar 为0.2时，半径为2；当trajpar为0.5时，半径为5；当trajpar为0.7时，半径为7；当trajpar为1时，半径为10。也就是说该圆的半径随着trajpar从0逐渐变为1，半径则从0增长到10。由此可知，扫描出来的曲面为锥形面。用trajpar可以控制大小渐变、螺旋变化以及循环变化，从而可以得到各种各样的截面形状。

a、大小渐变。

线性：sd#=V0+V S*trajpar

正弦：sd#= V0+V S *sin(trajpar*90)

先大后小：sd#= V0+V S *abs(trajpar-1)或sd#= V0+V S * sin(-90*trajpar)

b、螺旋变化。

sd#=trajpar*360*n

其中n是需要的螺旋圈数。

c、循环变化。

sd#= V S *sin(trajpar*360*n)+V0或sd#= V S *cos(trajpar*360*n)+V0

在控制循环变化的关系式中经常也会用到求余函数,例如：mod(50*trajpar,10)。

在实际情况中，更多的是遇见的椭圆和圆之间的过度变化，这个时候你要善于应用椭圆和二次曲线（即conic线），要注意的是长短轴相等的椭圆就是正圆，而投射判别式的值rho 为sqrt(2)-1的conic线就是正椭圆弧。而当轨迹相切的时候，要实现形状的连接相切时，要保证截面形状在端点处的导数连续。至于rho的定义如下：

图7：conic线的rho

②图形控制与关系式相结合

轨迹参数trajpar与evalgraph函数相结合来定义截面中图元与轨迹的关系。Evalgraph 函数只是proe提供的一个用于计算图表graph中的横坐标对应纵坐标值的函数，其方程式形如：y=evalgraph(“graph”,x)。例如有一条名字为“graph1”的图表graph，我们要计算它在横坐标x处对应纵坐标y的值，那么可以用evalgraph(“graph1”,x)来获得。所述