CATIA自由曲面造型——吹风机

吹风机设计实例

本节通过电吹风的造型设计，介绍自由曲面设计的综合应用，如图1所示。设计流程如图2。

图1

图2

1.1吹筒主体设计

（1）在自由曲面设计窗口中新建一个文件。

（2）单击“俯视图”按钮(Top View) ，将当前窗口切换到俯视视图。

（3）单击“空间曲线”(3D Curve)按钮，用控制点的绘制方式，绘制如图3所示的空间曲线。

图3

（4）在控制点上单击鼠标右键，在弹出的菜单中单击选项，弹出Turner对话框，调整上面建立的5个控制点的坐标，如图4所示。

图4

（5）用拉伸曲面功能，将上面建立的曲线拉伸成为曲面，如图5所示。

图5

（6）用控制点编辑功能，对拉伸曲面的控制点进行编辑，注意需要单

击辅助工具栏中的阶数按钮，将拉伸方向上的阶数改变为6，如

图6所示。

图6

（7）单击Control points对话框中的“对称”按钮，用指南针工具栏中的辅助工具，设定拉伸曲面的对称面，如图7所示，在Use the

current plane对话框中单击按钮，建立对称平面。

图7

（8）选中如图8所示圆圈画出的4个控制点，单击Control points对话框中的和两个按钮，调整控制点的位置如图8所示。

图8

（9）按照同样的方法，调整另一端对应的4个控制点的位置，如图9所示。

在Control points对话框中单击OK按钮，完成控制点编辑。

图9

（10）再次用控制点编辑功能，如图10所示。

图10

用指南针工具栏中的辅助工具，将控制点的拉伸方向改变成为如图10所示

的方向。仍然单击对话框中的和两个按钮，选中所有的控制点，用Tuner对话框移动如图10所示的控制点，调整到图中所示的位置。

（11）将曲面调整到合适的位置后，将对称平面调整到ZX平面上，如图11所示。将图所示的控制点编辑为如图编辑对话框所示的情况。

图11

（12）将指南针移动到上一步中调整的端点上，单击指南针工具栏中的

按钮，选择该端点，在单击可以将指南针定位到该点上。单击

按钮，可以将指南针方向定位到X轴上，结果如图12所示。

选择如图12所示的对称的两条边线。再Control points对话框中的Project选

项区域中单击按钮，将所选择的两条边线投影到指南针所在的平面上，也就是YZ平面上。完成投影后，在对话框中单击OK按钮，退出控制点编辑功能。

图12

（13）用拉伸曲面功能，将两条边线沿着指南针的方向向下拉伸任意长度，如图13所示。

图13

（14）用匹配曲面功能，首先选择主体曲面的一条边线，再选择上一步

中生成的拉伸曲面的边线，并将边线的连续性改变为Tangent（相切），

如图14所示。按照同样的方法建立另一边的匹配。

图14

（15）至此就完成了吹筒主体的设计。

1.2吹筒手柄的设计

（1）单击“后视图”（Back View）按钮，将窗口切换到后视图。在指南针工具栏中单击按钮，将YZ平面作为当前的工作平面。用空

间曲线功能，建立如图15所示的两条曲线，两条曲线对应的两个

端点Y坐标相同。

图15

（2）用创成式曲面设计中点复制工具，对图16中鼠标所指的曲线创建5分点（包括端点）。

图16

（3）用空间曲线功能，在上一步建立的5个点中，分别在每两个点上，建立如图17所示的4条曲线。

图17

（4）用桥接曲线功能，在上一步建立的曲线上桥接，如图18所示，曲线之间的连续性选择Curvature。其他曲线也按照同样的方法进行桥接，结果如图19所示。

图18

图19

（5）用分割功能，将第（4）步中建立的桥接曲线对第（3）步中建立的空间曲线进行裁剪，如图20所示，结果如图21所示。再用连接功

能，将曲线连接起来。

图20

图21

（6）用点功能建立如图22所示的中点。

图22

（7）将指南针移动到上一步建立的点上。单击指南针辅助工具栏中的按钮

，将YZ平面作为工作平面。编辑指南针的位置，向上平移30mm。

单击“俯视图”按钮，将窗口切换到俯视状态，如图27所示。

图27

（8）用空间曲线功能，绘制如图28所示的第3条曲线，曲线的两个端点与其他曲线的端点对齐。

图28

（9）用空间曲线功能，建立手柄的轮廓线。

①将手柄的3条曲线的3个端点连接起来，并在控制点上单击鼠标右键，

在弹出的菜单上单击选项，设置建立的曲线与其他曲线保持斜率连续约束，如图29所示。

图29

②在斜率方向上箭头上单击鼠标右键，在弹出的菜单中取消选择

选项，如图30所示。

图30

③再次在斜率箭头上单击鼠标右键，弹出如图31所示的菜单，并单击Edit

选项。在弹出的Vector Tuner对话框中设置3个斜率方向，如图32所示。

图31

图32

（10）用拉伸曲面功能，将如图33所示的两条曲线，沿着如图中指南针

所示的方向向下拉伸20mm。也可以用指南针工具栏中的辅助工具，将指南针调整到如图中所示的方向。

图33

（11）用拉伸曲面功能，将手柄的另一条曲线拉伸，如图34所示。

图34

（12）将用于拉伸的3条曲线隐藏。

（13）用扫掠曲面功能，将第（9）步中建立的曲线作为轮廓线，用中间的拉伸的边线为脊线，用侧面的边线为导引线，建立如图35所示的扫掠曲面。设置扫略曲面与其他曲面的连续性为相切。

图35

（14）用同样的方法，建立手柄另一侧的拉伸曲面，如图36所示。

图36

（15）将拉伸的侧面隐藏，完成拉伸手柄的设计。

1.3手柄与主体的连接

（1）用曲面上的曲线，在主体曲面上建立如图37所示的曲线。

图37

（2）用分割功能将上一步建立的曲线，将吹筒主体分割，如图38。

图38

（3）把1.2节中建立的手柄的两个曲面转化为NUPBS曲面，再用连接功能，将它们连接起来，如图39所示。

图39

（4）用桥接曲面功能，将主体曲面与手柄曲面桥接起来，选择斜率连续作为连续性约束。