第十四讲 可变截面扫描14-1以扫描的方式创建实体特征或曲面特征时，剖面必须垂 直轨迹线。但很多零件的剖面与轨迹线并不垂直，如图14-1 所示。此时就必须考虑以可变截面扫描的方式进行实体特征 或曲面特征的创建。 轨迹线轨迹线剖面线垂直于轨迹线剖面线不垂直于轨迹线图14-1 以扫描方式创建实体特征 14-2当给定的剖面较少，轨迹线的尺寸很明确，且轨迹线较多 的场合，则较适合使用可变截面扫描，也就是说我们可以利用 一个剖面及多条轨迹线来创建一个“多轨迹”的特征。例如在 图14-2中，剖面垂直轨迹线0作扫描时，Point1、Point2及 Point3分别沿着轨迹线1、轨迹线2及轨迹线3走，最后剖面缩 成一个点。图14-2 可变截面扫描Point2Point3Point1轨迹线0轨迹线3轨迹线2轨迹线1剖面扫描结果14.1 可变截面扫描14-3l 原始轨迹线：在扫描的过程中，剖面的原点永远落在此轨 迹线上。此线可由多条线段构成，但各线段间需相切。l x向量轨迹线 ：即水平向量轨迹线，用来定义剖面在扫描过 程中，剖面x轴的走向。l 垂直轨迹线 ：用来指定在扫描过程中，剖面永远垂直此轨 迹线 。轨迹线的种类与作用如下：创建新特征时，在 【实体选项】或【曲面 选项】菜单中选取【高 级】/【可变截面扫描 】选项，即进入【扫描 选项】菜单，如图14- 3所示。 图14-3 【可变截面扫描】菜单 14-4在【扫描选项】菜单中，剖面的垂直方向有以下3种设置方式 ：1. 【垂直于原始轨迹】在扫描过程中，剖面垂直原始轨迹线，且剖面的绘图原点 落在原始轨迹线上。用该方式创建特征，除了原点始轨迹线外 ，必须要有x向量轨迹线，才能决定x轴。 l x轴：剖面在扫描的过程中，任何时 候都有十字形、互相垂直的x轴和y轴出 现，如图14-4所示。其中x轴和y轴的交 点即为剖面的原点，而x轴的方向则以原 始轨迹线为起点，x向量轨迹线为终点。l z轴 ：落在原始轨迹线上。 l y轴：利用右手定则，由x轴和z轴决定 。l 坐标系原点：落在原始轨迹线上。原始轨迹线X向量轨迹线剖面的绘 图原点z轴 x轴图14-4 【垂直于原始轨迹】14-52. 【轴心方向】在扫描过程中，剖 面将永远与“由轴心方 向看过去的原始轨迹线 ”互相垂直且剖面的绘 图原点落在原点轨迹线 上。轴心方向有以下3种 设置方式，如图14-5所 示。图14-5 轴心方向的设置方式l【平面】：选取一个平面作为轴心平 面，此平面的垂直方向即为所需的轴心 方向。l【曲线/边/轴】：选取一条曲线、面 的边界线或中心轴线作为轴心线，此线 的指向即为所需的轴心方向。 l【坐标系】：选取一个坐标系的x轴、 y轴或z 轴作为轴心坐标轴，此轴的指向 即为所需的轴心方向。轴向的决定原则 如下：y轴：轴心方向。x轴：由轴心方向看到的原始轨迹线的 方向（即是原始轨迹线在轴心方向上的 投影线的方向）。 z轴：根据右手定则，由y轴和z轴决定 。 坐标轴原点：落在原始轨迹线上 14-6在图14-6中，轴心平面设置为RIGHT基准面，轴心方向垂 直RIGHT面、朝右的方向，则由此轴心方向看到的原始轨迹线 为垂直TOP基准面的直线。剖面A-A将垂直此直线，剖面的原点 落在原始轨迹线上，且剖面A-A的圆心沿着原点轨迹线作实体 或曲面的扫描。 轴心平面RIGHTz轴y轴轴心方向原始轨迹线TOP图14-6 【轴心方向】/【平面】14-73. 【垂直于轨迹】剖面的绘图原点落在原始轨迹线上，而剖面垂直另一条轨 迹线，称为垂直轨迹线。如图14-7所示。垂直轨迹线原始轨迹线剖面的绘图原点x轴z轴图14-7 【垂直于轨迹】14-8图14-8 例14-1题图 例14-1 创建如图14-8所示的斜圆柱实体。14-9步骤1：首先以草绘方式创建2条基准曲线作为轨迹线 创建步骤如下：以FRONT基准面为草绘平面（TOP为参考面），绘制两 条图线。生成的曲线如图所示 14-10步骤2：依次选取【创建】/【实体】/【加材料】/【高级】/【 可变截面扫描】选项作法1: 以【垂直于原始轨迹】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选 取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面原始轨迹线 x向量轨迹线选取轨迹线 绘制剖面图剖面圆的圆心落在x向 量轨迹线上14-11生成的扫描实体在扫描过程中，剖面的绘图 原点始终落在原始轨迹线上在扫描过程中，剖面始 终垂直于原始轨迹线剖面的绘图原点x轴y轴z轴x向量作法1: （续）x轴：原始轨迹线到x向量轨迹线的连线z轴：落在原始轨迹线上y轴：利用右手定则，由x轴和z轴决定14-12作法2: 以【轴心方向】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下 图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面选取轨迹线绘制剖面图轴心平面轴心方向 原始轨迹线x轴y轴原始轨迹线14-13作法2: （续）轴心平面轴心方向在扫描过程中，剖面始终垂直于 由此方向看过去的原始轨迹线原始轨迹线z轴x轴y轴剖面的绘图原点y轴：轴心方向z轴：由轴心方向看到的原始轨迹线的方向x轴：利用右手定则，由y轴和z轴决定z轴由轴心方向看过 去的原点轨迹线原始轨迹线生成的扫描实体14-14选取轨迹线绘制剖面图作法3: 以【垂直于轨迹】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如 下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面原始轨迹线法向轨迹线原始轨迹线 的指向x轴y轴原始轨迹线法向轨迹线14-15作法3: （续）z轴：法向轨迹线的方向x轴：原始轨迹线到法向轨迹线的连线y轴：利用右手定则，由z轴和x轴决定生成的扫描实体剖面垂直于法向轨 迹线作扫描剖面的绘图原点落在 原始轨迹线上剖面的绘图原点y轴z轴x轴14-16图14-9 例14-2题图 例14-2 创建如图14-9所示的实体模型 。14-17步骤1：首先以草绘方式创建4条基准曲线作为轨迹线 创建步骤如下：以FRONT基准面为草绘 平面（TOP为参考面）， 绘制图线。生成的曲线如 图所示 以TOP基准面为草绘平面 （FRONT为参考面），绘 制两条圆锥曲线。生成的 曲线如图所示。 14-18步骤2：依次选取【创建】/【实体】/【加材料】/【高级】/【 可变截面扫描】选项作法1: 以【垂直于原始轨迹】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选 取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最 后生成实体特征。轨迹线x向量轨迹线原始轨迹线轨迹线选取轨迹线绘制剖面图生成的扫描实体14-19作法2: 以【轴心方向】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下 图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最后生成 实体特征轴心方向轴心平面 （TOP）轨迹线轨迹线轨迹线原始轨迹线轨迹线的选取绘制剖面图生成的扫描实体14-20作法3: 以【垂直于轨迹】方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如 下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最后生 成实体特征轨迹线法向轨迹线 原始轨迹线轨迹线轨迹线的选取绘制剖面图生成的扫描实体14-21图14-9 例14-2题图 例14-2 创建如图14-9所示的实体模型 。14-22创建步骤如下：步骤1：首先以草绘方式创建3条基准曲线作为轨迹线 该实体模型有斜面存在，可以用拉伸实体的方法创建，也 可用曲面合并的方法创建，现用可变截面扫描的方法创建。 以FRONT基准面为草绘平面 （TOP为参考面），绘制图中 的图线，生成第1条及第2条基 准曲线 以TOP基准面为草绘平面 （FRONT为参考面），绘 制图中的图线，生成第3条 基准曲线 画中心线画中心线 对齐端点14-23步骤2：依次选取【创建】/【实体】/【加材料】/【高级】/【 可变截面扫描】/【垂直于原始轨迹】选项选取轨迹线x向量轨迹线原始轨迹线轨迹线扫描方向绘制剖面原始轨迹线x向量轨迹线轨迹线生成的实体特征14-24步骤3：创建圆角特征圆角半 径为2圆角半径 为0.5圆角半径 为0.375最后完成的实体特征14-25剖面在扫描时的外形变化除了受到x向量轨迹线所控制外， 也可以由下列两种方式来控制：1. 使用关系式搭配trajpar参数来控制剖面参数的变化例如在图14-10（c）的实体上，剖面左下角的点落在原点轨 迹线上，而右下角的点落在x向量轨迹线上（见图14-10（a） ，因此在扫描时，这两点受到该两条直线的拖动。另一方面， 剖面的高度参数sd4受到sd4=trajpar+1 的关系式所控制，因此 在扫描开始时，剖面高度为1（因为trajpar=0），而在扫描结 束时，剖面高度为2（因为trajpar=1）。而中间的部分则呈线 性变化。在图14-10（d）中，剖面的高度尺寸sd4呈现正弦曲线 变化，因此生成波浪形的曲面。 trajpar是从0到1的一个变量，在扫描的起始点为0，结束 的地方为1。 14.2 控制剖面参数变化的两种方式14-26a: 剖面与轨迹线b: 没有设置关系式c: sd4=trajpar+1d: sd4=sin(trajpar*360) +1.5图14-10 使用关系式搭配trajpar参数控制剖面参数的变化剖面x向量轨迹线原始轨迹线14-272. 使用关系式搭配基准图形及trajpar参数来控制剖面参数的 变化可以使用二维图形（基准图形）的方式来控制剖面的变化 ，即以二维图形来控制三维实体或曲面的造型变化。在基准图 形中绘制二维剖面，并给定坐标，则x轴会随着扫描变化（x轴 起点代表扫描起点，而x轴终点代表扫描结束点），得到y值即 是变量值。使用基准图形特征控制剖面的格式如下：sd#=evalgraph(“graph_name”,x_value)在该公式中，sd# 代表欲变化的参数的符号，graph_name 为基准图形的名称，x_value代表扫描的行程，而evalgraph为 Pro/E系统的默认字，为Evaluate Graph的缩写，其意义是由基 准图形取得对应于x_value的y值，然后指定给sd# 参数。14-28在图14-11中，sd4=evalgraph(“height_graph”,trajpar*16) ，扫描的行程为16，剖面的高度参数sd4是受到基准图形 “height_graph”的y值而变化，因而创建出顶面为波浪形的 实体特征。 控制剖面高度参数sd4的基准图形 “height_graph”剖面与轨迹线原始轨迹线x向量轨迹线完成的实体特征图14-11 使用关系式搭配基准图 形及trajpar 参数控制剖面参数的变化14-2914.3 使用可变截面扫描的约束条件1. 不可以利用可变截面扫描的方式做第一个特 征，因此可先做其它如默认基准面FRONT、 TOP及RIGHT的特征后，再以可变截面扫描的 方式作实体或曲面特征。2. 原始轨迹线必须为相切的连续线段。3. 以【垂直于原始轨迹】方式做可变截面扫描 时，x向量轨迹线不能与原始轨迹线相交（ 否则x向量会变为0，造成无法决定绘图平面 的x轴轴向）,如图14-12所示。以【轴心方 向】方式做可变截面扫描时，轴心线与原始 轨迹线可以在两个端点相交，在其它位置则 不可以相交，如图14-13所示。4. 所有的轨迹线与绘图平面都必须相交，许多 条轨迹线不一定要长度相等，创建的特征会 与最短的轨迹线相等。若以基准图形来控制 参数值的变化时，则最短的轨迹线被基准图 形的x轴数值参数化。 原始轨迹线x向量轨迹线图14-12 不能相交原始轨迹线轴心线图14-13 只能在起始点相交14-30图14-14 例14-3题图 例14-3 使用关系式搭配trajpar参数控制剖面参数的变化，创 建如图14-14所示的实体模型。 14-31步骤1：首先以草绘方式创建2条基准曲线作为轨迹线 创建步骤如下：以TOP基准面为草绘平面（FRONT为参考面）绘制图线，生成的 曲线如 图所示 14-32步骤2：以可变截面扫描方式创建实体特征：【垂直于原始