4.1 基础造型
基础造型既是实体构建部分的基础功能,也是建模过程中使用最为频繁的功能。利用草图、拉伸、旋转、扫掠和放样等功能,可以快速方便地创建出基础实体,然后在这个基础实体上添加其他特征,最终完成整体的产品造型设计。
4.1.1 基本体
基本体造型包含六面体、圆柱体、圆锥体、球体和椭球体5个基本的实体创建功能。它不需要任何曲线的辅助,直接通过参数定义即可生成实体。
1.六面体
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【六面体】功能图标,系统弹出“六面体”对话框,如图4-2所示,其中包含了4种创建六面体的方法。
图4-2 “六面体”对话框
【中心】 通过定义中心点和一个角点来创建六面体。
【角点】 通过设定两个角点来创建六面体。
【中心-高度】 通过先定义底面中心点和角点,然后定义高度来创建六面体。
【角点-高度】 通过先定义两个角点,然后定义高度来创建六面体。
● 布尔运算:如果绘图区已经存在一个以上的造型,可激活布尔运算选项,进行加、减、交3种运算,否则只能创建独立的造型。
● 长度/宽度/高度:设定六面体的长、宽、高,保持六面体的第一个中心点或角点不动。
● 对齐平面:定义一个平面,使得六面体底面与该平面对齐。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
提醒:单击“点1”“点2”后面的下拉按钮,弹出“X、Y、Z”值输入栏,可以通过设定坐标值来确定点的位置。
经验参考:在输入数值的栏中,可以通过鼠标滚轮滚动来增加或减少数值。在进行快速造型时,可以先大致确定造型的位置和尺寸,只要不退出该功能,就可以通过拖曳标注的箭头来动态更改六面体的数值。
2.圆柱体
单击工具栏中的【造型】→【六面体】下的,选择【圆柱体】功能图标,系统弹出“圆柱体”对话框,如图4-3所示。通过定义圆柱体的中心、半径和长度来控制圆柱体的大小。
图4-3 “圆柱体”对话框
● 中心:定义圆柱体底面圆形的中心位置。
● 半径:定义圆柱体底面圆形半径的大小。
● 长度:定义圆柱体的高度。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
提醒:单击“半径”选项后面的按钮,可切换为按钮,即可将默认的半径输入模式改为直径输入模式。
3.圆锥体
单击工具栏中的【造型】→【六面体】下的,选择【圆锥体】功能图标,系统弹出“圆锥体”对话框,如图4-4所示。通过定义圆锥体的中心点、底面半径、长度和顶面半径的大小,即可创建锥体。
图4-4 “圆锥体”对话框
● 中心点C:定义锥体底面圆心的位置。
● 半径(底面):定义锥体底面圆的半径值。
● 长度L:定义锥体的高度。
● 半径(顶面):定义锥体顶面圆的半径值。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
提醒:当顶面半径值为0时,创建的实体为圆锥体;当顶面半径值大于0时,创建的实体为圆台。
4.球体
单击工具栏中的【造型】→【六面体】下的,选择【球体】功能图标,系统弹出“球体”对话框,如图4-5所示。定义一个中心点和半径值即可创建一个球体。
图4-5 “球体”对话框
● 中心:定义球体的中心位置。
● 半径:定义球体的半径值。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
5.椭球体
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【六面体】下的,选择【椭球体】功能图标,系统弹出“椭球体”对话框,如图4-6所示。通过设置椭球体中心和X/Y/Z轴长度创建椭球体。
● 中心:定义椭球体中心点的位置。
● X/Y/Z轴长度:分别定义椭球体在X/Y/Z轴三个方向的长度值。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
图4-6 “椭球体”对话框
4.1.2 拉伸
拉伸是指将一个截面轮廓按一定方向进行延伸,从而完成曲面或实体特征的创建。拉伸支持的轮廓类型包括草图、面、线框、面边界和曲线列表,拉伸后可以与其他造型进行布尔运算。
单击工具栏中的【造型】→【拉伸】功能图标,系统弹出“拉伸”对话框,如图4-7所示。
图4-7 “拉伸”对话框
● 轮廓P:选择要拉伸的轮廓,可选择草图、面、线框、面边界和曲线列表,也可以在空白处单击鼠标右键进入草图绘制轮廓,或插入曲线列表。当不做任何选择时,直接单击鼠标中键,系统默认进行临时草图的绘制,并弹出定义草图平面的对话框。
● 拉伸类型:设置拉伸的类型,包含“1边”、“2边”和“对称”3种类型。
□ 1边:拉伸的起始点为所选的轮廓位置,因此只需要定义拉伸的结束点。
□ 2边:拉伸的起始点和结束点都需要定义。
□ 对称:双向拉伸,只需定义一端长度,另一端长度与之相等。
● 起始点S/结束点E:输入拉伸特征的开始端和结束端的数值。
● 方向:定义拉伸的方向,如果不定义,系统默认为轮廓的法向方向。
图4-8 桥接效果示意图
● 反转面方向:当拉伸为面时,可以反转拉伸面的方向。
● 布尔运算:如果绘图区已经存在一个以上的造型,可激活布尔运算选项(包含加、减、交3种运算),否则只能创建独立的造型。激活布尔运算选项后,可以指定进行布尔运算的实体,若不定义,默认将对全部实体进行布尔运算。
● 拔模角度:在轮廓法向方向上进行拔模,正值表示沿拉伸正方向增大。
● 桥接:桥接效果示意图如图4-8所示。
□ 变量:拔模时,凸角和凹角保持不变,圆角随拔模变化。
□ 常量:拔模时,凸角和凹角保持不变,圆角半径不发生变化。
□ 圆形:拔模时,凸角随拔模变为圆角,凹角不变,圆角随拔模变化。
● 按拉伸方向拔模:勾选“按拉伸方向拔模”复选框,拔模方向和拉伸方向一致,否则和轮廓法向方向一致。
● 偏移:在现有轮廓的基础上,按厚度偏移后拉伸成实体,效果如图4-9所示。
□ 收缩/扩张:单方向偏移,负值表示向内部收缩轮廓,正值表示向外部扩张轮廓。
□ 加厚:双向偏移,双向的值可以单独设定。
□ 均匀加厚:同时向内和向外偏移一个相同的值。
图4-9 偏移效果示意图
● 扭曲点:定义一个扭曲点,拉伸时,轮廓绕这个点进行旋转拉伸形成扭曲效果。
● 扭曲角度:设定扭曲的角度,该值只支持-90°~90°范围。
● 轮廓封口:指定封口轮廓后,可对开放拉伸图形进行封口形成封闭图形,如图4-10所示。
图4-10 轮廓封口效果示意图
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
经验参考:单击“轮廓”选项后面的按钮,可以定义轮廓中的某个拉伸区域,这使得构建拉伸轮廓时允许交叉轮廓存在,在选择了拉伸轮廓后再选择需要的拉伸区域即可,如图4-11所示。
图4-11 选择拉伸区域
拉伸操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-1.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【拉伸】功能图标。
➢ 选择需要拉伸的轮廓。
➢ 选择拉伸的类型,设定拉伸长度。
➢ 如果对拉伸有其他要求,请具体参照拉伸参数的设置说明。如果创建的拉伸造型与现有实体相交,可以选择适合的布尔运算方法。
➢ 根据需要设置其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成拉伸,效果如图4-12所示。
图4-12 拉伸体示例
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4.1.3 旋转
旋转是指一个截面轮廓围绕一根轴旋转创建造型特征。与拉伸一样,旋转轮廓支持草图、面、线框、面边界和曲线列表,同时,旋转时可以与其他实体进行布尔运算。
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【旋转】功能图标,系统弹出“旋转”对话框,如图4-13所示。
图4-13 “旋转”对话框
● 轮廓P:选择要旋转的轮廓。
● 轴A:定义旋转轴,可选择直线、边、坐标轴。
● 旋转类型:定义旋转体的类型,包含“1边”、“2边”和“对称”3种类型。
□ 1边:旋转体的起始角度为所选的轮廓位置,因此只需定义旋转体的结束角度。
□ 2边:旋转体的起始角度和结束角度都需要定义。
□ 对称:往正反两个方向进行对称旋转。
● 起始角度S/结束角度E:指定旋转体的起始和结束角度值,该项随旋转类型不同而变化。
旋转体操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-2.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【旋转】功能图标。
➢ 选择需要旋转的轮廓。
➢ 选择旋转类型,设定旋转角度。
➢ 根据需要设置其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成旋转操作,效果如图4-14所示。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
图4-14 旋转体示例
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4.1.4 扫掠
扫掠是指将一个截面轮廓沿一条轨迹线进行扫描,完成曲面或实体特征的创建。中望3D中有扫掠、变化扫掠、螺旋扫掠、杆状扫掠和轮廓杆状扫掠5种扫掠方法。
1.扫掠
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【扫掠】功能图标,系统弹出“扫掠”对话框,如图4-15所示。可通过定义轮廓和路径创建扫掠特征。注意:路径的曲线内部必须保持相切状态。
图4-15 “扫掠”对话框
● 轮廓P1:定义需要扫掠的截面。
● 路径P2:定义轮廓需要扫掠的路径,单击鼠标右键可以选择草图绘制路径或选择曲线列表。
● 坐标:定义扫掠开始的位置。
● Z轴:定义轮廓在扫掠中平行的方向。
● X轴:定义轮廓在扫掠中X轴的方向,即轮廓的旋转方向。
● 偏移:在现有轮廓的基础上,产生一定的厚度偏移进行扩张形成实体。
□ 收缩/扩张:单方向偏移,负值表示向内部收缩轮廓,正值表示向外部扩张轮廓。
□ 加厚:双向偏移,双向的值可以单独设定。
□ 均匀加厚:同时向内和向外偏移一个相同的值。
● 转换:对轮廓进行缩放、扭曲等操作。
□ 缩放:设置轮廓在扫掠中放大或缩小的比例,可以在扫掠路径上的不同点设置不同的比例大小,如图4-16所示。
□ 扭曲:设置轮廓在扫掠中的旋转角度,可以在扫掠路径上的不同点设置不同的角度大小。如图4-17所示为设置了0~120°的扫掠扭曲效果。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
图4-16 扫掠缩放
图4-17 扫掠扭曲
扫掠操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-3.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【扫掠】功能图标。
➢ 选择需要扫掠的轮廓。
➢ 选择扫掠的路径。
➢ 根据需要设置其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成扫掠操作,效果如图4-18所示。
图4-18 扫掠示例
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2.变化扫掠
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【扫掠】下的,选择【变化扫掠】功能图标,系统弹出“变化扫掠”对话框,如图4-19所示。变化扫掠和扫掠的使用方法很相似,不同之处在于变化扫掠的轮廓如果和外部几何图形有参照关系,扫掠路径的轮廓就会跟随外部图形变化而变化。
图4-19 “变化扫掠”对话框
变化扫掠的选项定义与扫掠类似,无须定义偏移、缩放和扭曲等,其他选项的定义与扫掠相同。
变化扫掠操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-4.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【变化扫掠】功能图标。
➢ 选择需要变化扫掠的轮廓。
➢ 选择扫掠的路径。
➢ 根据需要定义其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成变化扫掠操作,效果如图4-20所示。
图4-20 变化扫掠示例
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3.螺旋扫掠
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【扫掠】下的,选择【螺旋扫掠】功能图标,系统弹出“螺旋扫掠”对话框,如图4-21所示。该功能可以创建螺旋体,主要用来创建螺纹、弹簧、线圈等实体。
图4-21 “螺旋扫掠”对话框
● 轮廓P:定义螺旋截面。
● 轴A:设定螺旋体的旋转轴及延伸方向。
● 匝数T:定义螺旋体的旋转圈数。
● 距离D:定义螺旋体每圈的旋转距离。
● 收尾:定义螺旋体开始和终止位置的过渡连接,效果如图4-22所示。
□ 向内:用于加运算时的凸螺纹,激活引导半径和扫描角度。
□ 向外:用于减运算时的凹螺纹,激活引导半径和扫描角度。
□ 无:螺旋体开始和终止位置无过渡连接。
图4-22 收尾效果示意图
当选择向内或向外时,可以设定引导的半径和扫描角度,以及指定需要引导的部分,包括起始端、结束端、两端都需要。
● 锥度:指定锥体角度,可以创建锥形螺旋体。
● 顺时针旋转:勾选该复选框,设置螺纹以顺时针方向旋转。
螺旋扫掠操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-5.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【螺旋扫掠】功能图标。
➢ 选择需要扫掠的曲线轮廓。
➢ 定义扫掠轴方向。
➢ 定义扫掠匝数和距离。
➢ 根据需要定义其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成螺旋扫掠操作,效果如图4-23所示。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
图4-23 螺旋扫掠示例
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4.杆状扫掠
单击工具栏中的【造型】→【扫掠】下的,选择【杆状扫掠】功能图标,系统弹出“杆状扫掠”对话框,如图4-24所示。该功能根据扫掠曲线(如直线、圆弧、圆或曲线)创建杆状体。
图4-24 “杆状扫掠”对话框
● 曲线C:定义扫掠的路径,可以选择线框、草图、零件边和曲线列表。
● 直径D:定义圆形截面的外直径。
● 内直径:定义圆形截面的内直径。
● 杆状体连接:当杆状扫掠的路径有多个时,勾选此复选框,扫掠出来的杆状体如果连续将连接成一个实体。
● 圆角角部:勾选该复选框,系统自动在锐角处以圆角过渡。
提醒:杆状扫掠的曲线可以不是一根连续的曲线,相交或非连续的曲线也可以作为杆状扫掠的曲线路径,如图4-25所示。
图4-25 杆状扫掠示例
(扫码获取素材)
杆状扫掠操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-6.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【杆状扫掠】功能图标。
➢ 选择需要扫掠的曲线。
➢ 定义扫掠圆形截面直径大小。
➢ 根据需要,勾选“杆状体连接”和“保留曲线”选项。
➢ 单击“确定”按钮,完成杆状扫掠操作。
5.轮廓杆状扫掠
图4-26 “轮廓杆状扫掠”对话框
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【扫掠】下的,选择【轮廓杆状扫掠】功能图标,系统弹出“轮廓杆状扫掠”对话框,如图4-26所示。该功能与杆状扫掠类似。
● 轮廓:定义扫掠的截面。
● 路径:定义轮廓需要扫掠的路径。单击鼠标右键可以进入草图绘制路径或选择曲线列表。
● 角度:截面旋转角度默认为“0”。
● 基点:扫掠的起点。
经验参考:轮廓杆状扫掠与杆状扫掠功能类似,区别是杆状扫掠的截面固定为圆形,适用于管道的造型,而轮廓杆状扫掠的截面可以是三角形、六边形等其他形状。
4.1.5 放样
放样是指利用多个图形的截面形状光滑连接形成实体。中望3D中有放样、驱动曲线放样和双轨放样3种方式。
1.放样
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【放样】功能图标,系统弹出“放样”对话框,如图4-27所示。选定需要放样的截面轮廓,使之光滑连接形成放样实体。
● 轮廓P:定义放样的轮廓,可以选择曲线、边或草图,需按照放样的顺序进行选择,并且注意对齐箭头的方向。
● 连续方式:放样两端与相接面的接续方式,既可在起点和终点分别设定,也可一次性设定两端。
□ 无:不考虑两端相接的面进行放样。
□ 相切:与相接的面进行相切连续。
□ 曲率:与相接的面进行曲率连续。
● 方向:设置起点和终点的拉伸方向,默认情况下与轮廓平面垂直。
□ 垂直:与所在轮廓平面垂直放样。
□ 沿边线:沿参考边线放样。
图4-27 “放样”对话框
● 权重:确定连续方式对放样的影响程度,如图4-28所示。
图4-28 权重示例
● 缩放:当调整权重滑动条无法满足设计要求时,可以调整缩放数值。
● 连线:轮廓放样时产生的连接线,可以通过下面4种方式设置或修改。一般先通过“自动”产生连接线,再通过“修改”来更改连接点,以确保顶点对齐。
□ 自动:显示自动产生的连线。
□ 添加:自定义增加一条放样的连线。
□ 修改:对已有的连线进行修改,以得到需要的放样效果。
□ 删除:删除不需要的连线。
● 使用相切顶点:如果想要在草图轮廓上使用顶点相切可勾选此复选框,如图4-29所示。
图4-29 “使用相切顶点”选项示例
● 首尾连接轮廓线:勾选此复选框,重用第一个轮廓,产生一个光滑闭合的放样。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
经验参考:放样选择轮廓时要注意先后顺序,并注意箭头方向。一般情况下,选择的点基本在较为平直的连线上,箭头方向相同;如果难以选择需要的路线,可以在高级连线中对放样路线点进行修改。
图4-30 放样示例
放样操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-7.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【放样】功能图标。
➢ 按顺序选择需要放样的轮廓,注意箭头方向。
(扫码获取素材)
➢ 根据需要设置其他参数。
➢ 单击“确定”按钮,完成放样操作,效果如图4-30所示。
2.驱动曲线放样
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【放样】下的,选择【驱动曲线放样】功能图标,系统弹出“驱动曲线放样”对话框,如图4-31所示。该功能结合扫掠和放样的功能,利用截面图形和引导路径创建放样实体。
● 驱动曲线C:定义放样路径,可使用线框曲线、面边线、草图、曲线列表。
● 轮廓P:选择放样截面轮廓,可以为线框几何图形、面边线或草图,需按照放样的顺序进行选择,并且注意箭头的方向。
● Z轴:指定轮廓在放样中平行的方向。
● X轴:指定轮廓在放样中X轴的方向,即轮廓的旋转方向。
● 缝合实体:可以为线框几何图形、面边线进行缝合。
● 桥接:指定放样时多个轮廓间的连接方式。
□ 线性:面在轮廓间进行线性桥接。
□ 光滑:面在轮廓间进行光滑桥接。
□ 修改影响:选择轮廓,定义该轮廓对其周围的相对影响因素。例如,将影响因素设置为2,则对该轮廓的影响能力2倍于其相邻的轮廓的影响能力。
图4-31 “驱动曲线放样”对话框
● 缩放:可选择线性和可变进行缩放,默认不缩放。
● 扭曲:可选择线性和可变进行扭曲,默认不扭曲。
● 自动减少:勾选此选项,放样曲面数据最小化。
● 公差:默认为0.01与参数设置的公差一致,可根据设计要求进行调整。
驱动曲线放样操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-8.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【驱动曲线放样】功能图标。
➢ 选择放样的曲线路径。
➢ 按顺序选择需要放样的轮廓,注意箭头方向。
➢ 设置放样的连接和驱动曲线的一些选项,以满足设计要求。
➢ 单击“确定”按钮,完成驱动曲线放样操作。
驱动曲线放样示例如图4-32所示。
图4-32 驱动曲线放样示例
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3.双轨放样
单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【放样】下的,选择【双轨放样】功能图标,系统弹出“双轨放样”对话框,如图4-33所示。双轨放样可以设置两条驱动曲线,从而可以应用于要求较高的造型中。
● 路径1/路径2:选择两条放样路径,可选择面边线、草图、线框曲线和曲线列表。
● 轮廓:选择放样的截面轮廓,可选择线框曲线、面边线、草图和曲线列表,需要按照放样的顺序进行选择,并且注意对齐箭头的方向。
图4-33 “双轨放样”对话框
● 脊线:指定轮廓在放样中平行的方向。
● 保持轮廓高度:勾选该复选框,仅在轮廓与两轨间进行等比例缩放时,保留其另一方向(高度)不变,否则会在两个方向上都缩放。
● 自动减少:勾选此选项,放样曲面数据最小化。
● 公差:默认为0.01与参数设置公差一致,可根据设计要求进行调整。
双轨放样操作步骤如下(练习文件:配套素材\EX\CH4\4-9.Z3)。
➢ 单击工具栏中的【造型】→【基础造型】→【双轨放样】功能图标。
➢ 选择放样的曲线路径。
➢ 按顺序选择需要放样的轮廓,注意箭头方向。
➢ 设置放样的连接和驱动曲线的一些选项,以满足设计要求。
➢ 单击“确定”按钮,完成双轨放样操作,效果如图4-34所示。
图4-34 双轨放样示例
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