2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software自由曲面自由曲面-1Page 2 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software培训主题培训主题Ruled 直纹面直纹面Through Curves过曲线过曲线Through Curve Mesh过曲线网格过曲线网格Swept扫掠扫掠Page 3 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software主片体与过渡主片体与过渡主体(primary Body)_片体或实体，通常是定义一需要形状的主要特征。过渡(Transitions)_ 是定义从一主面或面组到另一主面或面组的”倒圆” 或过渡的次要轮廓。建立主片体的自由形状方法包括 过曲线 直纹面 过曲线网格 扫掠主片体的应用 建立用标准实体建模困难或不可能获得的轮廓或形状 修剪一实体在实体的一个或多个面上建立一轮廓或形状 用缝合闭合体积的几个片体建立一实体 Page 4 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM Software建模参数预设置与编辑已在对象显示建模参数预设置与编辑已在对象显示Preferences Modeling Edit Object Display Page 5 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareRuled 直纹面直纹面Insert Mesh Surface Ruled通过两条截面线串（Section String）而生成的片体或实体。l截面线串可由单个对象或多个对象组成，每个对象均可为以下类型之一：曲线、实体边或实体面。也可以通过选择曲线上的点或端点使其作为第一个截面线串。 l直纹面为过曲线面的特例，选项和过曲线面选项含义一致Page 6 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curves 过曲线过曲线Insert Mesh Surface Through Curvesl通过一系列轮廓曲线（大致在同一方向）建立片体或实体l最多150根曲线l截面线串可以由一个对象或多个对象组成，并且每个对象既可以是曲线、实体边，也可以是实体面。 V方向U方向Page 7 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curves 过曲线过曲线G0:位置连续 G1:相切连续 G2:曲率连续Flow Direction: 指定在约束面上的流动方向(仅当约束为G1,G2时可用)Not Specified:流动方向直接通到对立面 Isoparameteric:流动方向沿着约束面的等参线Normal:流动方向和约束面上的基边法向重合G0G1G2Page 8 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curves 过曲线过曲线Parameter(等参)Arc Length(等弧长)By Points(根据点)可删除/添加等参线Distance(距离) 需定义一根轴U/V线和轴法线方向一致Angle(角度) 需定义一根轴及原点U/V线均经过选定的原点Spine Curve(脊线) 需定义一根脊线U/V线和脊线法线方向一致By Segments: 由段数决定和参数对齐非常类似. 系统对每段曲线等参放置U/V线,而不是象等弧长一样将它们看为一个整体.Page 9 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curves 过曲线过曲线Patch Type：用来控制 V 向（垂直于线串）的补片将是单个还是多个，如果选择“单个”，则 V 向的阶次为选择的线串数减一，若选择Match String则由曲线的段数来决定生成曲面的段数。Closed in V: 控制V方向是否封闭。如果截面线串处于封闭状态并且该选项启用时，NX 将创建一个实体。 Normal to End Section:控制生成的曲面和两端的截面法向平行l如果终止截面是平的，则曲面将在终止截面处平行于平面法向。l如果终止截面是 3D 曲线，则将计算平均法矢，并且曲面将在终止截面处平行于平均法向。l如果终止截面是一条直线，则将计算法矢，以便它从终止截面指向终止截面的下一个截面。 Construction：Normal:使用标准程序来建构曲面Spline Points:使用点及输入曲线在此点上的相切值来建构曲面.(用此选项时,选择的曲线必须是拥有相同定义点的单段的B样条曲线)Simple:尽量创建最简单的曲面(阶次及段数)Page 10 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curves 过曲线过曲线Preserve Shape: 控制是否保留尖边Lofting:控制是否重定义曲面的阶次和段数以构建一个高质量的曲面None:不重构Manual:强制指定生成曲面的阶次Advanced:在指定的公差内创建最平滑的曲面,生成的曲面将不会超过指定的最大阶次和段数.如果在指定最大阶次和段数生成曲面的公差超过指定,则会出现出错信息Preserve ShapeWithout Preserve ShapePage 11 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curve Mesh 过曲线网格过曲线网格Insert Mesh Surface Through Curve Meshl使用一系列在两个方向的截面线串建立片体或实体。l构造曲面时应该将一组同方向的截面线定义为主曲线（Primary Curves），而另一组大致垂直于主曲线的截面线则成为交叉线（Cross Curves）。l由于该命令没有对齐选项，在生成特征时，主曲线上的尖角不会形成锐边。生成的曲线网格体是双三次多项式的。这意味着它在 U 向和 V 向的次数都是三次的（阶次为 3）。lU方向由交叉线方位决定。lV方向由主曲线方位决定。l第一或最后主线串可以是一个点(巳存点或曲线端点)Page 12 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curve Mesh 过曲线网格过曲线网格连续性（Continuity）：对所要生成的片体或实体定义边界约束条件，以使它在起始或最后的主曲线、交叉线处与一个或多个被选择的体表面相切或等曲率过渡。最多可添加G2的连续性脊线（Spine）：选择脊线串来控制交叉线串的参数化。脊线串可以通过强制 U 参数线垂直于该脊线，来提高曲面的光顺性。仅当第一个和最后一个主线串为平面线串时，此选项才可用。脊线必须： l足够长，以便与所有交叉线串相交。l垂直于第一个和最后一个主线串。l与交叉线串不垂直，因为剖切平面和脊线串相交可能会不存在或定义不当。Page 13 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareThrough Curve Mesh 过曲线网格过曲线网格lEmphasis（强调方式）l只有在Primary Curves与Cross Curves不相交时才有意义。l如果Primary Curves与Cross Curves不相交，构造的体可能通过Primary Curves，也可能通过Cross Curves，或者在Primary Curves与Cross Curves中间通过。l因此， Emphasis选项用于确定哪组曲线对体的构造影响最大。lIntersection Tolerance：相交公差应大于两组线串间实际距离l其余选项同Through Curves Page 14 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠Swept特征使用轮廓曲线沿空间路径扫掠而成，其中扫掠路径称为引导线(Guide Curves)，轮廓曲线称为截面线(Section Curves)。l引导线方位决定U方向。l截面线方位决定V方向。Page 15 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠截面线(Section Curves) 与引导线相同，截面线可以由单段或多段曲线组成。 组成每条截面线的所有曲线段之间不一定是相切连续，但必须是C0连续。 截面线的数量是1150。 如果每一条引导线都形成封闭的回路，在选择截面线时可以重复选择第一组截面线作为最后一组截面线。 引导线和截面线的一般规律：l 截面线和引导线不一定是平面曲线； l 截面线和引导线可以是任意类型的曲线，但不可以使用点； l 截面线不一定要求与引导线相连接，但最好相连； 引导线(Guide Curves) 引导线可以由单段或多段曲线组成，引导线控制了扫掠特征沿着V向(扫掠方向) 的方位和尺寸大小的变化。 组成每条引导线的所有曲线段之间必须是相切连续(一阶导数连续C1)。 引导线的数量是13。 Page 16 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠方位控制方法(Orientation Method)1.Fixed(固定方向)、Vector Direction(矢量方向)、Forced Direction(强制方向)在创建单引导线的扫掠体时，通常有二种情形：情形1：截面线在引导线端点的法平面内； 情形2：截面线与引导线端点的法平面内成一定角度； 一条引导线(Guide Strings)在构造扫掠特征时，若只使用一条引导线，需要进一步控制截面线在沿引导线扫掠时的方位和尺寸大小的变化。 引导线截面线轴侧图俯视图截面线引导线轴侧图俯视图情形情形1 1情形情形2 2Page 17 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠方位控制方法(Orientation Method) (续) Fixed(固定方向)情形1：截面线在扫掠时总处于引导线的法平面内(显示的实线为曲面的U线) 。当碰到大曲率引导线时，有时不能生成扫掠体，是因为在大曲率处法平面的过渡非常剧烈，从而可能引起扫掠体表面自相交。情形2：截面线在扫掠过程中与引导线法平面之间的相对位置总保持和截面一致,相当于截面线沿引导线平移扫掠. 情形情形1 1情形情形2 2Page 18 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠结论：情形1是情形2的特殊情况。情形情形1 1情形情形2 2方位控制方法(Orientation Method) (续) Vector Direction(矢量方向) 定义矢量方向为Y轴或Z轴 情形1：截面线在扫掠时总处于引导线的法平面内。 情形2：当初始情况下，截面线与引导线端点的法平面内成一定角度时，在扫掠过程中，截面线与引导线的法平面之间总是保持这个角度不变。 Page 19 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠方位控制方法(Orientation Method) (续) Force Direction (强制方向) 定义矢量方向为Y轴 二种情形下，截面线都是沿引导线平移扫掠!注意：使用Force Direction这种方法时，矢量方向的选择也非常重要，如果在二种情况下，我们定义矢量方向为Z轴，其结果就不是平移扫掠，而是与 Vector Direction所产生的结果相同 (好象在平移的同时还能绕Z轴进行转动)。 Page 20 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠方位控制方法(Orientation Method) (续) 2. Face Normals(面法向)：截面线沿引导线扫掠时的第二个方向与所选择的面法向相同。3. Another Curve (另一条曲线)：用另一条曲线或体边界来控制截面线的方位。扫掠时截面线变化的第二个方向由引导线与另一条曲线各对应点之间的连线的方向来控制(好象用两条线作了一个直纹面)。4. A Point (一个点)：这个方法与Another Curve相似，这时两条曲线之间的直纹面被引导线与点之间的直纹面所替代。这个方法仅适用于创建三边扫掠体的情况，这时截面线的一个端点占据一固定位置，另一个端点沿引导线滑行。5. Angular Law (角度规律)：利用规律子功能来控制扫掠体相对于截面线的转动。该选项只适用于一条截面线的情况。 Page 21 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠Scaling Method: 比例控制方法Constant：指定沿整条导线保持恒定的比例因子。 Blending Function：在指定的起始和终止比例因子之间允许线性或三次比例，那些起始比例因子和终止比例因子对应于引导线串的起点和终点。 Another Curve： 类似于方位控制中的“Another Curve”，但是此处在任意给定点的比例是以引导线串和其他的曲线或实边之间的划线长度为基础的。 A Point： 和“Another Curve”相同，但是使用点而不是曲线。选择此种形式的比例控制的同时还可以（在构造三面扫掠时）使用同一个点作方位控制。 Area Law： 允许用户使用规律子函数控制扫掠体的交叉截面面积。 Perimeter Law： 类似于“面积规律”，不同的是，用户控制扫掠体的横截面的周长，而不是它的面积。 Page 22 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠二条引导线（Guide Strings）在构造扫掠特征时，若使用二条引导线，那么截面线在沿引导线扫掠时的方向趋势得到了完全确定，但其尺寸将会被缩放。这时其方位是由二条引导线各对应点之间的连线的方向来控制（好象用两条线作了一个直纹面）。缩放方式Lateral（横向缩放）：截面线沿着引导线扫掠时，其位于二条引导线之间的部分被缩放，而垂直于引导线的部分不被缩放。 Uniform（均匀缩放）:截面线沿着引导线扫掠时， 其各个方向都被缩放。 均匀比例利用脊柱线横向比例不利用脊柱线Page 23 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠三条引导线（Guide Strings）三条引导线完全确定了截面线被扫掠时的方位和尺寸变化，因而无需另外指定方向和比例。Page 24 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠脊柱线（Spine String）：可以进一步控制截面线的扫描方向。当使用一条截面线时，脊柱线会影响扫描的长度。当脊柱线垂直于每条截面线时，使用效果更好。使用脊柱线扫描时，系统在脊柱线上每个点构造一个平面，称为截平面，此平面垂直于脊柱线在该点的切线。然后，系统求出截平面与引导线的交点，这些交点用于产生控制方向和收缩比例的矢量轴。一般情况下不建议采用脊柱线，除非由于引导线的不均匀参数化而导致扫描体形状不理想，才使用脊柱线。Page 25 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠公差公差 (Tolerance)当截面线包含有尖角，同时生成实(片)体时又想保留尖角边界(Edge)时，应设置Tolerance = 0，这一点可能会被很多使用者所忽略，因为系统缺省公差为mm(0.001inch)，而使用者往往习惯于接受缺省公差，这时系统就会把尖角拟合成带微小曲率半径的光顺圆角，尖角边界也就无法生成，这样就会造成后续操作(如圆角、挖空、布尔运算等)的失败，所以，当截面线包含有尖角时，一定要把公差设置为0! Page 26 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠Section Location:截面起始位置定义. (仅对一个截面时有效)Anywhere along guides: 当截面线位于引导线中间时,生成的曲面将沿两边扫掠Ends of guides: 仅从截面线处沿一边扫掠Anywhere along GuidesEnd of guidesPage 27 2007. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reservedSiemens PLM SoftwareSwept 扫掠扫掠打开使用Orientation Method: Fixed Scaling Method: Constant同样使用：Vector Direction +ZC Axis对比两种结果