手把手教你CATIA绘制模型飞机(4)

下面进入机翼外段结构的绘制过程。

为了避免绘图结构的混乱，在绘制外翼结构之前同样需要新生成一个几何图形集。

选择菜单“插入>有序的几何图形集”。

在弹出窗口中将名称修改为“外段结构”，父对象设置为PartXX（如Part1）。

接下来需要从之前绘制的图形中借一些来用用。

按住Ctrl键分别选中之前在“零部件几何体”下面绘制的“内翼外侧平面”、“外翼基准翼型”、和为绘制内外翼上反关系而创建的极值点。

（064）单击右键选择复制，再在特征树上的“外段结构”上单击右键，选择“特殊粘贴”，在弹出的窗口中选择“作为使用链接的结果”，单击确定。

用这个方法复制的特征，只相当于一个“链接”。

表示链接特征的图标其左下方会有一个箭头。

为了后面好描述，我们可以通过属性窗口将链接的那个点命名为“上反基准点”。

对于链接特征而言，如果其引用的特征，比如用来生成“外翼基准翼型”的旋转特征角度发生变化的时候，链接特征也会自动改变。

再具体一点来说，就是如果飞机试飞后我们发现上反角不够时，只要修改一下与定义上反角有关的特征属性后，链接特征及以它为基准的所有特征都会发生变化。

以上说法或许有些抽象，当整个机翼绘制完成后，我们可以通过实际操作来详细理解一下它的意思。

由于下面进行的绘图操作与之前生成的几何图形集没有关系，为了绘图清晰，点击工具条上的“仅当前几何体”按钮，隐藏“零部件几何体”和“内翼结构”里面的特征。

（065）接下来开始绘制用于将外翼段各零件进行定位的参考平面图。

以“平行通过点”方法，生成YZ平面通过“上反基准点”的平行平面，将这个平面命名为“参考面A”，并以其为基准开始做草图。

点击“构造/标准元素”按钮，将绘图状态设置为“构造元素”。

投影“上反基准点”，然后通过该点作一条水平直线。

再将绘图状态转为“标准元素”，通过投影点绘制一条任意角度的直线，这条直线和水平构造线之间生成一个“角度约束”。

双击角度约束，在“值”后面的文字框中单击右键，选择“编辑公式”。

在“您希望将新的关系附加到current线性容器中吗？”下选择否。

在公式编辑器窗口打开的基础上，从左侧特征树上找“零部件几何体>多输出.X（旋转）>外翼基准平面>角度”特征（067），并单击角度特征。

注意到公式编辑器窗口中显示“`零部件几何体\多输出.1 (旋转)\外翼基准平面\角度`”后，单击确定。

这样，就将这里使用的角度和之前确定的上反角度联系在了一起。

退出草图，选择平面工具，以通过两条直线方式生成平面。

直线1选择刚刚生成的草图，在直线2后面单击右键选择“X轴”。

确定“不允许为非共面直线”前没有被打钩，然后单击确定（068）。

这里可以注意到，虽然从空间几何上考虑，刚刚生成的草图和X轴是不共面的，但因为这里没有选择“不允许为非共面直线”。

实际上软件是以“通过直线1，作平行于直线2的平面”方式，生成的所需平面。

为了便于以后查找，通过“属性”窗口将这个平面命名为“外翼基准平面”。

以“外翼基准平面”为参考面绘制草图。

首先投影下来外翼基准翼型，然后在它的基础上完成外翼的外形投影绘制。

外翼段基本半翼展（不含翼尖）为560mm，肋间距为80mm。

从内侧向外从零号开始依次为每个翼肋命名，1号肋为最内侧翼肋，8号肋为最外侧翼肋。

除4号肋因为安装舵机架需要加强而采用2mm桐木外，其他翼肋采用2mm轻木材料。

翼肋上下凸缘的弦向位置参考中段基准平面图，将其相应直线投影下来后，将预定表示凸缘位置的直线与其设置相合约束即可。

由于1号翼肋与当前基准平面不垂直（因为上反角的关系），因此不在本张基准草图中画出1号肋的厚度。

外段机翼整体效果见（069），绘制完成后通过属性窗口将其改名为“外翼基准平面图”。

前缘部分的局部放大图见（070）。

图中黄色线为投影下来的外翼基准翼型。

由于采用飞机前缘闭室采用1.5mm轻木蒙板，因此需要在基准翼型前缘再向外偏移1.5mm作为真实机翼的前缘位置。

从工艺上考虑，前缘是由两层2mm轻木片分两次粘贴并打磨而成。

因此需要从前缘处向内侧偏移4mm作为翼肋前缘的位置。

外翼的翼尖可以采用如下画法：先画出其后缘和侧缘的直线，并进行尺寸约束。

然后用样条线工具（071）连接折现端点和最外侧的前缘点。

双击刚刚生成的样条线，在弹出的样条线定义窗口中一次选择控制点1和控制点2，分别将下方的相切属性选中。

这时可以看到样条线的两个端点处出现了一个箭头。

（072）选择A点处的箭头，设置其与翼尖侧缘的相合约束，再选择B点处的箭头，设置其与前缘线的相合约束。

这样，就完成了翼尖前缘处的圆角过渡。

（073）AB下面开始准备生成每个翼肋的侧基准面。

以参考面A为基准绘制草图，直接投影外翼基准翼型成为标准元素。

此时由于该翼型曲线垂直于当前草图基准面，投影下来的结果会是一条线段。

退出草图，以通过两条直线方式绘制平面。

直线1选择外翼基准平面图中表示翼肋的边线，直线2选择刚画的草图（074）。

以此方法，依次生成2号、4号、8号翼肋的侧基准面（过程中直线1均选择外侧的翼肋边线），并通过属性窗口命名为“2号～8号”面。

下面开始为绘制翼肋作一些准备。

由于外翼段采用半蒙板工艺，翼梁作为区分蒙板与否的工艺分界点。

在外翼段翼肋的绘制过程中，我们采用“从蒙皮向里”的绘图方法。

现在先需要绘制蒙皮作为翼肋外形的参考。

选择外翼基准翼型，找到工具条上的曲面拉伸工具（075），向外侧拉伸长度为800，向内拉伸长度100。

（这里的两个长度只要保证超过机翼展长就可以）。

（076）点击刚生成的拉伸曲面，选择工具条上的曲面加厚工具（077）。

在弹出的加厚曲面定义窗口中，将第一偏移设置为1.5mm，第二偏移0mm。

同时需要注意绘图区出现的箭头指示，应该是向外的。

如果箭头向里，点击它一下就可以改变方向。

（078）接下来开始绘制翼型，选择2号面后点击草图工具。

分别与加厚曲面上下部分的内外两面“相交”，得到四条曲线。

与“外翼基准平面图”相交获得前后墙和翼梁、前缘位置的参考点。

依靠几条参考点绘制竖直方向的直线，通过修剪工具与内外翼型曲线衔接得到翼肋的外形线，绘制过程中需要注意后缘处预留2X3mm后墙缘条通过的槽孔。

（079）后面的操作与画中段翼肋时相同。

在完成减轻孔的绘制后退出草图，使用包络体拉伸工具生成2号翼肋。

由于平直翼各翼肋形状相同，为了简便，3~7号翼肋采用阵列方法生成。

选择刚生成的翼肋，点击工具条上的“矩形阵列”按钮。

（080）。

在“矩形图样定义”窗口中参数选择“实例和间距”方式，实例后填入6，间距80mm，参考元素选择“外翼基准平面图”上表示翼梁凸缘的边线。

（081）完成阵列以后，需要对翼肋位置正确与否进行检查。

找到并点击工具条上“法线视图”工具，点击“外翼基准平面图”（082）。

视角会自动移动至于改图垂直的方向，检查翼肋是否正好落在基准平面图中表示翼肋位置的两条直线中间（083）。

下面以8号面为基准绘制最外侧翼肋。

由于该翼肋要与翼尖连接，因此与其他翼肋相比多了一个“尾巴”。

（084）-------------------------------------------------分隔线----------------------------------------------------接下来继续以8号面为基准，分别绘制作为翼梁上下凸缘的4mm×4mm桐木条和作为后墙上下缘条2mm×3mm桐木条横截面草图。

为了省事，可以在在同一个草图中完成四个截面的绘制。

（085）使用包络体拉伸工具，在限制1中类型选为“处理元素”，在“处理元素”文字框内填入“内翼外侧平面”。

（086）点击确定后，会出现提示“结果几何图形由4未连接的子元素构成”，这是由于刚才的草图中出现了四个封闭且不相交的线框轮廓造成的。

在对话框中选择“保留所有子元素”，单击确定。

这样做会给未来生成图纸带来一点点麻烦，但由于缘条均采用固定几何截面的“型材”制作，不需绘制激光切割图，因此这里从绘图方便出发不作更改。

前面曾经提过，外翼段1号肋与“外翼基准平面”不垂直，因此需要单独绘制。

以内翼外侧平面为基准绘制草图，然后包络体拉伸。

绘图时需要特别注意的是，1号肋在翼梁凸缘前后都需要设置开槽。

翼梁后的槽用于插入外段翼梁腹板，翼梁前的槽用于插入中段机翼延伸出的内外翼连接件。

（087）下面分别以翼肋的前后两面为基准，绘制机翼的前缘和后墙。

这里可以发现，在选择草图基准面时，不仅可以使用“平面”工具创建的平面，还可以直接利用包络体的某个平面。

（088）同理，翼梁腹板也可一气呵成完成绘制。

绘制过程中留意在4号肋和5号肋之间不要开减轻孔，因为该处需要安装副翼舵机架。

(089)经过上面的各种操作的铺垫，翼尖和绘制过程将十分简单。

首先以平行通过点方式以最外侧的8号肋后缘处最高点为基准，生成“外翼基准平面”的平行面。

（090）以该平面为基准绘制草图，将“外翼基准平面图”中的翼尖外形投影到当前草图，并进行适当修改后加以绘制减轻孔，并为定位支撑翼尖的三角片绘制榫槽。

（091）再以榫槽侧面为基准绘制草图，完成前后上下共四个支撑三角片的绘制。

（092）最后翼尖的完成效果见093。

位于4号肋和5号肋之间的舵机架绘制方法与翼尖并无太大差别，在此不再赘述。

完成后的舵机架见094。

接下来生成机翼前缘部分的蒙板。

利用“偏移平面”方式创建平面，参考平面选择翼梁凸缘的前面（图中红色面），距离偏移为0。

（095）选择分割工具（096），弹出对话框中“要切除的元素”选择之前通过“曲面加厚”工具生成的蒙皮，“切除元素”依次选择上一步生成的平面、8号面、和内翼外侧平面。

在每选择一个平面后，背景中会将切除掉的部分以半透明方式显示。

这时如果发现需要保留的部分被变成了半透明，可以点击“另一侧”按钮，转换切割与保留下的部分。

（097）利用草图和包络体拉伸工具完成副翼的建模。

（098）为了美观，可以利用对称工具快速生成另外一侧的机翼。

选择对称工具后，在弹出窗口中点击多选按钮（099），依次从特征树或者直接选择外侧机翼的各个零部件（不需要选择草图、平面等特征），参考选择“ZX平面”。

（099）点击确定后，另一侧机翼也轻松完成。

最后，不要忘记内外翼之间还需要有一块层板连接内外翼梁。

利用草图和包络体拉伸工具轻松搞定。

从结构传力的角度考虑，这块内外翼连接板需要贯穿中段机翼，穿过外翼段1号肋，与外翼翼梁和2号肋粘接。

（010）完成这一部后，所有机翼的设计绘图工作全部完成。

机翼整体效果见101。

回忆一下前面的内容，我们曾经说过，在飞机试飞后如果发现机翼上反角不够的话，可以通过修改参数快速完成机翼结构的修改。

现在，我们就来具体试一试。

通过左侧特征树找到零部件几何体下唯一的一个“多输出旋转”特征，双击将其打开。