catia曲线和曲面

图7-16支持面
（4）直到1、直到2：限制直线延伸的对象。如图7-17所示，
单击直到1框，选择样条曲线，单击直到2框，选择曲面，即可
确定该直线。 （5）长度类型栏有长度、起点无限、无限和终点无限四个按
钮，其作用是：控制直线为有限长度、无限长度和单向无限长
度。 （6）镜像范围：如选中该复 选框，只需输入一端的外延距 离。
第7章
7.1 概述
曲线和曲面
7.2 生成线框元素的工具
7.3 生成曲面
7.4 曲面编辑和修改
7.5 曲线、曲面分析功能简介 7.6 曲线曲面设计工具和混合设计 7.7 曲面设计实例
7.1 概述 CATIA机械设计配置MD2中包括线框和曲面模块WFS，混 合设计配置HD2 中除包括WFS模块外，还包括创成式外形设计 模块GSD。两个模块均提供了完备的曲线和曲面生成、修改和 分析工具。与WFS模块相比，GSD增加了曲面倒圆角以及曲面 拔模角、曲率分析工具，并且增加了一些专用的曲线、曲面生 成和编辑的功能。 选择菜单开始形状创成式外形设计，进入外形设计模 块；或者选择菜单开始 机械设计线框和曲面设计，进入线 框和曲面模块；也可以单击图7-1所示的工作台工具栏的图标 或，进入线框和曲面或外形设计模块。两模块产生的文件类型 是“.CATPart”。 图7-1 工作台工具栏
图7-19生成与给定曲线的切线成一定角度的直线
4．生成曲线外一点与曲线相切的直线 选择线型为曲线的切线，对话框改变为图7-20的形式。选 择一条曲线，单击元素2框，选择一个对象，例如一个点。 其余各项的用法同前。
图7-20生成曲线外一点与曲线相切的直线
若相切类型选择双切线，则过元素2生成两条 图7-21所示切线。若单击确定按纽，则生成切线1。
表选择生成点的方法。
图7-3生成点的Βιβλιοθήκη 话框1. 通过坐标确定点选择点类型为坐标，对话框改变为图7-4的形式。分别在对话 框的X、Y、Z域输入相对于参考点的X、Y、Z坐标值，单击确 定按钮即可得到该点。参考点可以是坐标原点或已有的点，默 认的参考点是坐标原 点。将指南针拖动放 到模型的曲面、平面 或曲线、直线上时， 单击指南针位置按纽， 在指南针的原点（红 方块）自动生成一个 点。
5. 生成圆弧、球面、椭圆中心点
选择点类型为圆/球面/椭圆中心，对话框改变为图7-8的形
式。选择一个圆、圆弧、球面、椭圆或椭圆弧，单击确定按
纽，即可得到该对象的中心点。
图7-8 生成点—圆弧、球面、椭圆中心选项
6．生成曲线上的给定切线方向的切点
选择点类型为曲线上的切点，对话框改变为图7-9的形式。选 择一条曲线、指定方向即可。
图7-29 过两条直线生成平面
6. 通过一个点和一条直线生成平面。
选择平面类型为通过点和直线，对话框改变为图7-30的形式。指定一 个点和一条直线即可。
图7-30 通过一个点和一条直线生成平面
7. 通过一条平面曲线生成平面。
选择平面类型为通过平面曲线，对话框改变为图7-31的形式。在对话框 的曲线Curve域输入一条平面曲线，单击确定按钮，即可得到经过给定平面 曲线的一个平面。
图7-27 生成过一条直线与给定平面成一定角度的平面
4. 通过不在同一直线的三点生成平面
选择平面类型为通过三点，对话框改变为图7-28的形式。指定不在同一 直线的三个点即可。
图7-28 通过三点生成平面
5. 过两条直线生成平面
选择平面类型为通过两条直线，对话框改变为图7-29的形式。指定两条 相交或延长线相交的直线即可。
成的点。
●中间点：单击该按钮，曲线的中点为生成的点。
（3）参考栏
●参考点：单击该域，指定确定距离的参考点，默认的参考点
是曲线的端点。
●反转方向：单击该按钮，另一个端点为参考点
（4）完成后重复对象：若选中该复选框，则可以在此命令结束 后多次重复生成点的命令。重复的次数在弹出的对话框中输 入，参数作相应调整。 例如选择一条样条曲线，在比率域输入0.57，单击确定按 钮，结果如图7-5所示。
3．在平面上取点
选择点类型为在平面上，对话框改变为图7-6的形式。
图7-6 在平面上取点的对话框 选择一个平面，输入H、V坐标值，单击确定按钮即可得到 该点。也可以直接用鼠标在平面上取点。参考点可以是平面上 的任意点，默认的参考点是平面的中心。
4 . 在曲面上取点
选择点类型为在曲面上，对话框改变为图7-7的形式。
图7-9 生成曲线的给定方向的切点
7．据距比例系数生成两点（连线）之间的一个点
选择点类型为两点间，对话框改变为图7-10的形式。指定点 1和点2，输入比率值，单击确定按纽，即可得到该点。单击反 转方向按纽，另一点成为起点，单击中点按纽，得到两点之间 的中点。
图7-10生成两点之间一个点
8.
生成极点
直线，默认相交点。
其余各项的用法同前。 当其结果不唯一时， 例如本例，单击下一解法 按纽，将得到另一条直线。
图7-23 生成两相交直线的角平分线
7.2.3 生成平面 图标 的功能是生成平面。可以通过偏移平面、过点平行 平面等多种方式生成平面。 单击该图标，弹出如图7-24所示定义平面的对话框。通过平 面类型下拉列表选择生成平面的方法。
10. 通过平面方程Ax+By+Cz=D确定平面 选择平面类型为方程式，对话框改变为图7-34的形式。分 别在对话框的A、B、C、D域输入四个参数，单击确定按钮， 即可得到如图所示的一个平面。 对话框中以下三项的含义如下： （1）点：若指定一个点，则参数D 无效，平面平移至通过这个点。 （2）指南针的法线：单击该按钮， 生成z=0的平面。 （3）与屏幕平行：单击该按钮， 生成与屏幕平行的平面。
2. 生成过一个点与给定平面的平行平面 选择平面类型为平行通过点，对话框改变为图7-26 的形式。指定一个参考平面和一个点，单击确定按 钮，即可得到一个平面。
图7-26 生成过一个点与给定平面的平行平面
3. 生成过一条直线与给定平面成一定角度的平面 选择平面类型为角度/平面法线，对话框改变为图7-27的形 式。指定一条直线作为旋转轴，指定一个平面作为和参考平 面，输入旋转角度即可。 若单击平面的法线按纽，则生成的平面绕旋转轴旋转90º 。 注意：旋转轴必须与参考平面平行。
上述说明适用于以下所有直
线定义的对话框。
图7-17利用对象得到直线的端点
2. 通过一个点和方向生成直线 选择线型为点-方向，对话框改变为图7-18的形式。单击方 向框，选择直线或平面。如单击反转方向，线段改变为相反的 方向。 其余各项的用法同前。
图7-18 通过一个点和方向生成直线
3．生成与给定曲线的切线成一定角度的直线或曲线的法线 选择线型为曲线的法线/角度，对话框改变为图7-19的形 式。单击曲线框， 选择一条曲线， 单击角度框，输入 与曲线的切线的倾 斜角度值。 其余各项的用法 同前。
7.2 生成线框元素的工具 有关线框操作的菜单和工具栏如图7-2所示。
图7-2有关线框操作的菜单和工具栏
7.2.1 生成点
图标 的功能是生成点。可以通过输入点的坐标、在曲 线、平面或曲面上取点、获取圆心点、与曲线相切的点以及两 点之间据距比例系数等方式生成点。 单击该图标，弹出如图7-3所示定
义点的对话框。通过点类型下拉列
图7-7在曲面上曲点的对话框
选择一个曲面、指定方向、输入与参考点的距离，单击确定 按钮即可得到该点。也可以直接用鼠标在曲面上取点。参考点 可以是曲面上的任意点，默认的参考点是曲面中心。在动态定 位栏，有粗糙和细致两个按钮，前者是参考点到指定点的直线 距离，后者是测地距离（弧长），前者是默认的选择方式。
图7-15通过两个点生成直线
对话框中其余各项的含义如下： （1）点1、点2：当前可供选择的点。 （2）支持面：默认的支持面是经过点1、点2的平面。通常默认 此项，若选择此项，则得到的结果是开始点与结束点连线在该 面上的投影，如果支持面是曲面，投影可能是曲线，如图7-16 所示。 （3）开始、结束：点1、点2的外延距离如图7-15所示。
图7-31 通过一条平面曲线生成平面
8. 生成一条曲线某点的法面
选择平面类型为曲线的法线，对话框改变为图7-32的形式。指定一条 曲线和一个点即可。
图7-32 生成一条曲线某点的法面
9. 生成曲面在某点的切面
选择平面类型为曲面的切线，对话框改变为图7-33的形式。指定一个 曲面和一个点即可。
图7-33 生成曲面在某点的切面
若事前单击“下一个解法”，则生成切线2。
图7-21 双切线选项的作用
5．生成过指定点的曲面的法线 选择线型为曲面的法线，对话框改变为图7-22的形式。选择 一个曲面，指定一个点。 其余各项的用法同前。
图7-22生成曲面某点的法线
6．生成两相交直线的角平分线 选择线型为角平分线，对话框改变为图7-23的形式。选择两
图7-24 生成平面对话框
图7-24 生成平面对话框
1. 生成与给定平面一定距离的平面 选择平面类型为从平面偏移，对话框改变为图7-25的形式 对话框各项的含义如下： （1）参考：选择一个已有的平面作为参考平面。 （2）偏移：与参考平面的偏移距离。 （3）反转方向：单击该按纽，改变偏移为相反的方向。 单击确定按钮，即可得到 一个平面。 也可以在作图区单击方向 箭头使其反向，拖动偏移的 箭头改变偏移距离，拖动移 动字符使得平面标记移动。 上述选项也可适用于其他 图7-25生成与给定平面一定距离的平面 平面定义的对话框。
最大值是一个点。
图7-12生成曲面在给定方向的极值点
生成极坐标下的极值点 在平面轮廓曲线上搜寻出相对于参考点和轴线的半径，角度 的极小值点。单击该图标，弹出图7-13所示对话框。对话框各 项的含义如下： （1）类型：可以选择最小半径、最大半径、最小角度和最大角 度。 （2）轮廓：选择闭合的、没有 分叉的平面轮廓曲线。 （3）支持面：指定该轮廓线所 在的基础平面。 （4）原点：指定参考点。 （5）参考方向：指定参考方向。 （6）分析半径：显示分析参数 的类型和结果。 9.
图7-11生成曲线在某方向的极大值点
曲面或形体在一个方向的极值可能是一条线或一个面，这
时就需要通过两个或三个方向才能求出极值点。例如，选择图
7-12所示的形体。指定xy平面，即z轴方向，此时最大值是形体 的顶面。在可选方向栏指定yz平面，即x轴方向，此时最大值是
形体顶面的一条直线。再指定zx平面，即y轴方向，此时得到的
图7-34通过方程确定平面
11. 通过最小二乘法生成平面 选择平面类型为多点平均面，对话框改变为图7-35的形式。 选择多个点即可。所有的点到此平面距离的平方和最小。 在点的列表中选择一些点，若单击移除按纽，则从列表中去 掉一些点。若单击替换按纽，则替换列表内的点。
按照给定的方向，根据最大或最小距离规则在曲线、曲面或 形体上搜寻出极大或极小元素（点、边或表面）。 单击该图标，弹出图7-11所示对话框。选择一条线、面或形 体，选择元素的种类不同，需要输入方向的数量就可能不同。 选择直线或平面确定方向。 例如选择一条样条曲线，指定一条直线确定方向。若选择最 大按纽，则得到如图所的最大值。
图7-4通过坐标确定点的对话框
2. 在曲线上取点
选择点类型为在曲线上，对话框改变为图7-5的形式。
图7-5在曲线上取点的对话框 该对话框各项的含义如下：
（1）曲线：单击该域，选择曲线。
（2）与参考点的距离栏
●曲线上的距离：若选中该按纽，则根据距离确定点。
●曲线长度比率：若选中该按纽，则根据长度比例系数确定 点。 ●长度/比率：若根据曲线上的距离方式取点，该项为长度， 若据距曲线长度比率取点，该项为系数。 ●最短距离：若选中该按纽，则距离为曲线距离（弧长）。 ●直线距离：若选中该按纽，则距离为直线距离。 ●最近端点：单击该按钮，距离参考点最近的那个端点为生
图7-13生成曲线的极坐标的极值点
7.2.2 生成直线
图标 的功能是生成直线。可
以通过输入直线的端点、起点和直线 方向、与给定曲线的切线成一定角度
等多种方法生成直线。
单击该图标，弹出如图7-14所示
直线定义的对话框。通过线型下拉列
表可以选择生成直线的方法。
图7-14 生成直线对话框
1. 通过两个点生成直线 选择线型为点-点，对话框改变为图7-15的形式。选择已经 存在的点1、点2，在开始、结束框输入点的外延距离，单击确 定按钮，即可得到如图所示的从开始到结束的直线段。