第8章 创成式外形设计

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8.4.5 曲面转换
第4章中详细讲解了实体零部件的转换，读者已经对实体转换有了 很深的了解。曲面的转换与实体零部件的转换的操作方法相同 ，本小节主要讲解各工具对话框的内容，使用方法请参照第4 章中相应的工具操作方法。单击【操作】工具栏上的【平移】 工具按钮右下黑色三角，展开【交换】工具栏，该工具栏包含 平移、旋转、对称、缩放、仿射和定位变换6个工具。 1．创建平移对象 2．旋转几何图形 3．创建对称几何图形 4．创建缩放几何图形 5．仿射（Affinity） 6．定位变换
第8章 创成式外形设计
创成式外形设计，也被称为常规曲面设计，是利用Catia进 行三维曲面设计的主要模块之一，也是曲面设计的基础 模块，可以使用线框和表面特征快速创建简单和复杂外 形。该模块提供了大量的表面设计和表面创建工具，与 其它模块配合使用，可以满足给予实体的混合造型功能 。掌握本章内容后，其它曲面设计模块就很容易掌握。 本书将在下两章讲解自由曲面设计和数字曲面设计两大 曲面设计模块。
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8.4.6 外延延伸
【外插延伸】工具，是向原始曲面或曲线添加一个附加曲面或曲 线的工具。单击该工具按钮，系统弹出外插延伸定义对话框， 该对话框的内容如下所述： 【边界】文本框用于定义附加曲面或曲线依附的边线或点； 【外插延伸的】文本框用于定义延伸的曲面或曲线； 【限制】选项组用于定义附加曲面或曲线的范围； 【连续】下拉列表框用于设置连接类型：切线和曲率； 【端点】下拉列表框用于设置附加几何图形与原几何图形在连接 点处的连接方式：切线和法线； 【拓展模式】下拉列表框用于设置选择边界元素的扩展型式：无 、点连接和相切连接； 【装配结果】复选框用于定义是否将外插延伸几何元素与原始几 何元素装配到一起； 【内部边缘】文本框用于确定外插延伸的优先方向，可以选择一 条或多条边线进行相切外插延伸，选择一条边线后，还可以选 择一个顶点以便给定外插延伸的方向。
利用轮廓线和导线两个基本要素，并附加其它限制条件，通 过扫描生成各种曲面。使用扫描法生成曲面具有较强的 灵活性和适应性，因此该方法是很重要的一种曲面设计 方法。单击【曲面】工具栏上的【扫掠】工具右下黑色 三角，展开【扫掠】工具栏，该工具栏包含【扫掠】和 【适应性扫掠】2个工具。 1．创建扫描曲面 2．创建使用性扫掠曲面
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8.2.4 相交
【相交】工具，是多个相交元素间创建新的相交元素，可以是曲线、曲面或实体 。 下面以创建两个曲面相交线为例，讲解【相交】工具的使用方法，具体操作步骤 如下所示： （1）单击【线框】工具栏上的【相交】工具按钮，系统弹出相交定义对话框。 第一元素和第二元素文本框：单击文本框，选择相交元素，都可以选择多个元素 ，选择的元素可以是线、面和实体，要求第一元素与第二元素不能相切； 具有共同区域的曲线相交选项：用于设置曲线间相交且又重叠区域时的处理方法 ，曲线表示把重叠区创建为曲线，点表示在重叠区两端创建两个点； 曲面部分相交：用于设置曲面与实体相交时的处理方法，轮廓表示把重叠区域创 建为草图轮廓，平面表示把重叠区域创建为面； 扩展相交的现行支持面：选择的相交元素没有实际相交时，延伸对象。 （2）分别单击相交对话框中的第一元素和第二元素文本框，选择曲面一和曲面二 ； （3）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，两曲面相交线创建完成。
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8.4.2 曲面的分割与修剪
单击【操作】工具栏上的【分割】工具按钮右下黑色三角按 钮，展开【修剪】工具栏，如图所示，该工具栏包含分 割、修剪2个工具。 1．分割曲面 2．修剪曲面
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8.4.3 提取曲面
单击【操作】工具栏上的【边界】工具按钮右下黑色三角， 展开【提取】工具栏，如图所示，该工具栏包含边界、 提取、多重提取3个工具。 1．提取曲面或曲线边界 2．提取几何元素 3．多重提取
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8.2.6 二次曲线
单击【线框】工具栏上的【圆】工具黑色三角，展开【圆－ 圆锥】工具栏，如图所示，该工具栏包含圆、圆角、连 接曲线和圆锥4个工具用来创建圆和二次曲线。下面介绍 各工具的使用方法。 1．圆（Circle） 2．圆角（Corner） 3．连接曲线（Connect Curve） 4．二次曲线（Conic）
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8.2 创建线框
【线框】工具栏是创成式外形设计平台的基础工具栏，通过 该工具栏生成所设计曲面的线和点，然后利用曲面工具 生成所要的曲面。下面通过简单实例和操作步骤地叙述 ，详细介绍每各工具的使用方法。
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8.2.1 创建点
【线框】工具栏上的【点】工具按钮用于绘制点，单击【点 】工具按钮右下的黑色三角，展开【点】工具栏，其中 【点】工具使用方法与实体零件设计模块中的【点】工 具使用方法完全相同，这里就不再累赘，下面介绍其它 几个点工具。 1．点面复制 2．极值 3．极值点极坐标
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8.3.7 创建高级曲面
高级曲面是对曲面进行变形生成新的曲面。本小节将通过实 例来讲解高级曲面的使用方法。 1．创建突起曲面 2．使用包裹曲线变形曲面 3．使用包裹曲面变形曲面 4．改变曲面形状
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8.4 编辑曲面
前面讲解了创成式外形设计方法。但一个做好的曲面不是孤 立的，往往会与其几何元素发生关系，而且曲面本身也 需要不断地修改以满足下一步造型的需要，这就需要对 曲面进行编辑。本节将介绍几种常见的曲面编辑方法： 合并、拆分、剪切、复制以及倒角等。
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8.4.1 合并曲面
在建模过程中，常常把一个复杂的曲面划分成几个相对简单 的曲面，然后再利用“合并”功能把它们连起来，这是 曲面编辑中经常用到的一种方法。单击【操作】工具栏 上的【合并】工具按钮，展开【接合－修复】工具栏， 如图所示，该工具栏包含【接合】、【修复】、【曲线 光顺】、【取消修剪】和【拆解】5个工具。 1．创建接合曲面或曲线 2．修复几何图形 3．曲线光顺 4．取消修剪 5．拆解
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8.2.3 投影（Projection）
【线框】工具栏上的【投影】工具是根据曲线投影或连接来 创建曲线，单击【投影】工具右下黑色三角，展开【投 影-混合】工具栏，如图所示，该工具栏包含投影、混合 、反射线三个工具。 1．投影（Projection） 2．混合（Combine） 3．反射线（Reflect line）
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8.2.7 创建曲线
曲线工具栏是用来创建曲线的工具。单击【线框】工具栏上 的【样条线】工具按钮黑色三角，展开曲线工具栏，该 工具栏包含样条线、螺旋线、螺线、脊线和等参数曲线 五个曲线创建工具。 1．创建样条线（Spline） 2．创建螺旋线（Helix） 3．创建螺线（Spiral） 4．创建脊线（Spine） 5．创建等参数曲线（Isoparametric Curve）
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8.2.5 偏移
单击【平行曲线】工具按钮黑色三角，展开【偏移】工具栏 ，如图所示，该工具栏用于偏移曲线操作，包含平行曲 线（Parallel Curve）和三维曲线偏（3D Curve Offset ）移两个工具。 1．平行曲线（Parallel Curve） 2．3D曲线偏移（3D Curve Offset）
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8.3.6 创建桥接曲面
【桥接曲面】工具，是在两个线框元素之间扫描生成曲面的工具 。单击该工具按钮，系统弹出桥接曲面定义对话框，该对话框 的内容如下所述： 【第一曲线】文本框定义第一条桥接曲线，可以封闭也可以开放 ； 【第一支持面】文本框定义第一条曲线所在的平面； 【第二曲线】文本框定义第二条桥接曲线，可以封闭也可以开放 ； 【第二支持面】文本框定义第二条曲线所在的平面； 【基本】选项卡用于设置连续点和修剪支持面 【张度】选项卡用于设置桥接曲面与两个支持面的张度； 【闭合点】选项卡用于设置两条曲线闭合的点； 【耦合/脊线】选项卡用于定义桥接曲线的耦合曲线和脊线； 【光顺参数】选项组用于设置桥接曲面质量，包括角度修正和偏 差。
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8.4.4 曲面倒角
单击【简单圆角】工具按钮右下黑色三角，展开【圆角】工 具栏，该工具栏包含简单圆角、倒圆角、可变圆角、可 变弦长圆角、填充圆角曲面、面与面的圆角和三切线内 圆角5个工具。 1．创建简单圆角曲面 2．创建圆角曲面 3．创建可变半径圆角曲面 4．可变弦长圆角 5．创建填充圆角曲面 6．创建面与面圆角曲面 7．创建三切线内圆角曲面
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8.2.2 创建直线
【线框】工具栏上的【直线-轴线】工具用于绘制直线、轴 线和折线，单击【直线-轴线】工具按钮右下角黑色三角 ，展开【直线-轴线】工具栏，如图 所示，该工具栏包含 直线、轴线和折线三种绘制线的工具，其中【直线】工 具的使用方法与实体零件设计中的【线】工具完全相同 ，这里不再累赘。下面详细介绍轴线和折线的使用方法 。 1．轴线 2．折线
选择下拉菜单【开始】（Start）|【形状】（Shape）|【创 成式外形设计】（Generative Shap Design）命令，在 系统弹出的新建零部件对话框中键入所要创建零件的编 号，单击【确定】按钮进入创成式外形设计平台，如图 所示。
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8.1.2 创成式外形设计工具栏介绍
在创成式外形设计模块中提供了9组外形设计工具栏，利用 该工具栏可以完成各种形状的曲面设计。该模块中提供 了线框、曲面以及对曲面进行修饰变换等功能的工具。
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8.1 创成式外形设计模块介绍
创成式外形设计模块是曲面设计模块中最重要的设计模块之 一，也是常见的曲面设计模式。操作者可以创建点、线 和曲线，然后利用创建的点线通过曲面工具生成曲面。 该模块提供了线框、曲面、操作、体积等9组工具栏。本 章讲详细讲解创成式外形设计工具的使用方法。
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8.1.1 进入创成式外形设计工作台
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8.3.5 创建多截面扫掠曲面
【多截面曲面】工具，是通过几个已知的截面曲线扫描曲面 的工具。 下面以如图所示图形创建多截面扫描曲面为例，讲解【多截 面曲面】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）使用【圆】工具创建如图所示图形； （2）单击【曲面】工具栏上的【多截面曲面】工具按钮， 系统弹出多截面曲面定义对话框（该对话框的内容和 4.2.9小节中多界面实体定义对话框的内容相同）； （3）选择刚才创建的圆弧； （4）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，完成多截面 曲面的创建。
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8.3.4 创建填充曲面
【填充】工具，是若干条边界线段之间创建填充曲面的工具 。 下面以如图所示图形创建填充曲面为例，讲解【填充】工具 的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）使用草图和【样条线】工具创建如图所示图形； （2）单击【曲面】工具栏上的【填充】工具按钮，系统弹 出填充曲面定义对话框； （3）选择刚才创建的曲线； （4）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，填充曲面创 建完成。
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8.3.2 创建偏移曲面
偏移曲面是根据现有曲面进行偏移一定距离生成的曲面。单 击【曲面】工具栏上的【偏移】工具右下黑色三角，展 开【偏移】工具栏，如图所示，该工具栏包含【偏移】 、【可变偏移】和【粗略偏移】3个工具。 1．创建偏移曲面 2．创建可变偏移曲面 3．创建粗略偏移曲面
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8.3.3 创建扫掠曲面
前面讲解了曲面的创建和编辑。有时在曲面很难完成设计任 务，需要在展开曲面上进行设计，才能完成设计任务， 这就需要曲曲面进行展开操作。本小节主要介绍曲面的 展开，Catia V5R18提供了展开（Unfold）、转移和展 开（Develop）3个工具，下面详细介绍各工具的使用方 法。 1．展开曲面（Unfold） 2．转移几何图形 3．展开（Develop）
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8.3 创建曲面
曲面设计是本章核心部分，Caita V5提供了许多曲面设计工 具，本节主要介绍通过对轮廓线进行拉伸、旋转生成曲 面以及曲面的操作与编辑。
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8.3.1 创建拉伸曲面
单击【拉伸】工具右下黑色三角展开【拉伸－旋转】工具栏 ，如图所示，该工具栏包含【拉伸】、【旋转】、【球 面】和【圆柱面】4个工具。 1．创建拉伸面 2．创建旋转曲面 3．创建球面 4．创建圆柱面
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8.4.7 创建复制对象
复制是Catia提供的有一个功能强大的命令。在创成式外形 设计模块中，提供了点、线、面、几何图形等几何特征 的复制工具。下面详细介绍创成式外形设计中复制的各 种工具。 1．对象复制 2．对象阵列 3．复制几何图形集 4．创建超级副本 5．创建用户特征
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8.5 曲面展开