ProE5.0曲面操作技巧

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ProE5.0曲面操作技巧簡介
第一節 曲面編輯與修改     曲面完成後，根據新的設計要求，可能需要對曲面進行修改與調整。在曲面模型的建立過程中，恰當使用曲面編輯與修改工具，可……
ProE5.0曲面操作技巧正文
第一節 曲面編輯與修改
    曲面完成後，根據新的設計要求，可能需要對曲面進行修改與調整。在曲面模型的建立過程中，恰當使用曲面編輯與修改工具，可提高建模效率。
 
    本課重點練習偏移曲面、移動曲面、修剪曲面、鏡像曲面、複製曲面、延伸曲面等編輯與修改工具。
一、曲面偏移
    曲面偏移有4種類型：“標準”、“展開”、“具有斜度”和“替代”。
    在曲面偏移過程中，用戶可以控制偏移的方式。 
·垂直偏移：垂直於原始面進行偏移。 
·自動調整：系統自動確定坐標系、比例，並沿其坐標軸控制偏移。
·控制調整：按用戶定義的坐標系及指定的坐標軸來控制偏移。 
·平移偏移：沿指定的方向移動曲面
【練習12-1】：  打開附盤“\ch12\12-1.prt”文件，使用【偏移】命令偏移複製選定的面，如圖12-1所示。

圖12-1   練習12-1操作示意圖
操作步驟提示
    1、選擇圖12-1中箭頭指示的面，然後單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板。2、設置偏移類型為“標準”。3、設定偏移值為“10”，在【選項】面板中選中“側面”選項。
 
    【練習12-2】：  打開附盤“\ch12\12-2.prt”文件，使用【偏移】命令偏移複製選定的面（偏移尺寸為25），如圖12-2所示。

圖12-2   練習12-2操作示意圖
    使用展開型曲面偏移，可在選擇的面之間創建連續的包容體，也可對開放曲面或實體表面的局部進行偏移。 

【練習12-3】：  打開附盤“\ch12\12-3.prt”文件，使用【偏移】命令偏移複製選定的面（偏移尺寸為15），如圖12-3所示。

圖12-3   練習12-3操作示意圖
操作步驟提示
1、選擇模型的上表面，單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板。
2、設置偏移類型為“展開”，設定偏移值為“15”。
3、在【控制】面板中選中“垂直偏移”選項，以垂直於上端面進行偏移。
4、在【選項】面板設置展開區域類型為“草繪區域”選項，在激活的“側面類型”選項中選擇“與草繪正交”，如圖12-4所示。
5、單擊偏移特徵操控板中的按鈕，選擇上端面為草繪平面，繪製如圖12-3所示的圖形。
6、單擊操控板右側的按鈕，調整草繪截面的材料增減方向，完成模型的建立。
圖12-4   【選項】面板參數的設置
【練習12-4】：  打開附盤“\ch12\12-4.prt”文件，使用【偏移】命令偏移複製選定的面（偏移尺寸為15），如圖12-5所示。
圖12-5   練習12-4操作示意圖
操作步驟提示
1. 選擇模型的弧面，單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板。 2.         設置偏移類型為“展開”，設定偏移值為“15”。
在【選項】面板設置展開區域類型為“草繪區域”選項，在激活的“側面類型”選項中選擇“與曲面正交”。  
選擇TOP基準面為草繪平面，繪製如圖12-5所示的3個圓。
操作步驟提示 
1. 選擇模型的弧面，單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板。 2.         設置偏移類型為“展開”，設定偏移值為“15”。
在【選項】面板設置展開區域類型為“草繪區域”選項，在激活的“側面類型”選項中選擇“與曲面正交”。  
    選擇TOP基準面為草繪平面，繪製如圖12-5所示的3個圓。
    使用“具有斜度”偏移曲面可建立模型局部拔模特徵，該方法有很強的實用性。 
【練習12-5】：  打開附盤“\ch12\12-5.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”偏移複製選定的面（偏移尺寸為35，拔模角度為20°），建立如圖12-6所示的模型。
圖12-6   練習12-5操作示意圖
操作步驟提示
1. 選擇模型的上端面，然後單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板，設置曲面偏移值為“35”。 
2.在【選項】面板中，進行如圖12-7所示的設定。
3.選擇曲面偏移類型為“具有斜度”。
4.選擇模型的上端面為草繪平面，繪製如圖12-6左圖所示的圓和橢圓。 
5.設置拔模角度為“20°”，調整偏移方向，完成模型建立。

圖12-7   【選項】面板
【練習12-6】：  打開附盤“\ch12\12-6.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”，偏移複製選定的面（偏移尺寸為8，拔模角度為45°），建立如圖12-8所示的模型。

圖12-8   練習12-6操作示意圖
    使用替換型曲面偏移可將實體表面用一個曲面來替換。
【練習12-7】：  打開附盤“\ch12\12-7.prt”文件，使用【偏移】命令中的“替換”選項，建立如圖12-9所示的模型。
 
圖12-9   練習12-7操作示意圖
操作步驟提示
     選擇長方體的上表面，單擊菜單【編輯】→【偏移】命令，打開偏移特徵操控板。
    選擇偏移類型為“替換”，選擇模型中的曲面片，該曲面片的形狀將替代長方體的上表面。

　

二、平移或旋轉曲面
    使用移動工具可對曲面進行平移或旋轉，或者對曲面進行平移或旋轉複製。
【練習12-8】：  打開附盤“\ch12\12-8.prt”文件，使用【移動】命令，建立如圖12-10所示的曲面模型。
圖12-10   練習12-8操作示意圖
三、曲面的剪切或分割
    使用修剪工具可以完成對曲面的剪切或分割。既可在曲面與另一曲面或基準面的交界處修剪曲面，也可使用位於曲面上的基準曲線來修剪曲面。
【練習12-9】：  打開附盤“\ch12\12-9.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如圖12-11所示的曲面模型。
圖12-11   練習12-9操作示意圖
操作步驟提示 
1.把曲線投影到曲面，以便分割曲面用。   
選中曲線，單擊菜單【編輯】→【投影】命令，打開投影特徵操控板。    
系統提示：“選取一組曲面，以將曲線投影到其上。”，選擇圖12-11所示的曲面，選擇基準面“DTM1”為投影方向參照。 
曲線切剪曲面。 單擊修剪工具按鈕，打開修剪特徵操控板。 選擇圖12-11所示的曲面為被修剪對象，選擇曲面上投影得到的曲線。 
調整修剪方向可得到不同的修剪結果。
 
【練習12-10】：    打開附盤“\ch12\12-10.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如圖12-12所示的曲面模型。
   
圖12-12   練習12-10操作示意圖
操作步驟提示
1. 曲面修剪曲面。
（1）選擇圖12-12所示的半圓曲面為被修剪對象，選擇波浪曲面為修剪曲面。
（2）調整修剪方向可得到不同的修剪結果（結果1、結果2）
四、平面的鏡像
    使用鏡像工具，用戶可建立一個或多個曲面關於某個平面的鏡像。鏡像工具在建立對稱模型時經常使用，靈活使用鏡像工具，可大大提高設計效率。
【練習12-11】：    打開附盤“\ch12\12-11.prt”文件，使用【鏡像】命令完成如圖12-13所示的曲面模型。

圖12-13   練習12-11操作示意圖
使用編輯特徵工具欄中的複製工具可複製曲面，有如下幾種複製形式。
· 按原樣複製所有曲面：精確複製原始曲面。
· 排除曲面並填充孔：有選擇的複製曲面，並在曲面內填充孔。
· 複製內部邊界：僅複製位於邊界內的曲面，使用該選項可以對原始曲面中的一部分區域進行複製。
 
【練習12-12】：  打開附盤“\ch12\12-12.prt”文件，使用【複製】、【移動】命令完成如圖12-14所示的模型

圖12-14   練習12-12操作示意圖
操作步驟提示 
1.按下Ctrl鍵，在模型中依次選擇要複製的曲面。    
單擊按鈕，打開複製特徵操控板，接受系統默認設置，單擊按鈕，完成所選曲面的複製。   
使用【移動】命令將複製的曲面移出。
 
【練習12-13】：  打開附盤“\ch12\12-12.prt”文件，使用【複製】、【移動】命令完成如圖12-15所示的模型。
     
圖12-15   練習12-13操作示意圖
操作步驟提示
1.選擇箭頭1指示的模型表面。
2.單擊按鈕，打開複製特徵操控板。
3.在【選項】面板中選擇“排除曲面並填充孔”選項。
4.勾選“填充孔/曲面”對應的文本框。
5.選擇箭頭2、箭頭3指示的孔。
6.單擊按鈕，完成曲面的複製
7.使用【移動】命令將複製的曲面移出。
【練習12-14】：  打開附盤“\ch12\12-14.prt”文件，使用【投影】、【複製】、
【移動】等命令完成如圖12-16所示的模型。


圖12-16   練習12-14操作示意圖
操作步驟提示 
1.建立封閉輪廓曲線。
2.將封閉輪廓曲線投影到模型表面。 
3.單擊按鈕，打開複製特徵操控板。 
4.在【選項】面板中選擇“複製內部邊界”選項，選擇投影到模型表面的封閉輪廓曲線。
5.單擊按鈕，完成曲面的複製。 
6.使用【移動】命令將複製的曲面移出。
 
操作步驟提示 
1.建立封閉輪廓曲線。
2.將封閉輪廓曲線投影到模型表面。 
3.單擊按鈕，打開複製特徵操控板。 
4.在【選項】面板中選擇“複製內部邊界”選項，選擇投影到模型表面的封閉輪廓曲線。
5.單擊按鈕，完成曲面的複製。 
6.使用【移動】命令將複製的曲面移出。

　

五、曲面延伸
【練習12-15】：  打開附盤“\ch12\12-15.prt”文件，使用【延伸】命令完成如圖12-17所示的模型，尺寸如圖12-18所示。

圖12-18   練習12-15操作示意圖

圖12-19   練習12-15參考尺寸
操作步驟提示 
1、“相同”方式曲面延伸。   
（1）   選擇圖12-18中箭頭1指示的一條邊，單擊菜單【編輯】→【延伸】命令，打開延伸特徵操控板。 
（2）   系統默認的延伸方式“相同”，接受系統默認的設置並更改延伸距離為“45”。
（3）   單擊按鈕，完成曲面延伸。
2、“至平面”方式曲面延伸。
（1）   選擇圖12-18中箭頭3指示的一條邊，單擊菜單【編輯】→【延伸】命令，打開延伸特徵操控板。
（2）   在【延伸類型】欄中選擇“至平面”選項，選擇RIGHT基準面。
（3）   單擊按鈕，完成曲面延伸
3、建立曲面變延伸特徵。    
 （1）   選擇圖12-18中箭頭4指示的一條邊，單擊菜單【編輯】→【延伸】命令，打開延伸特徵操控板。 
（2）   在【延伸類型】欄中選擇“相同”選項，在【延伸】面板中，添加兩個控制點，如圖12-19所示設定控制點的位置和尺寸。 
（3）   單擊按鈕，完成曲面延伸。
圖12-6   設定控制點的位置和尺寸
六、曲面合併
    使用合併工具，可將兩個曲面以相交或結合的形式合併成一個曲面。
    合併曲面有如下兩種形式。
· 相交合併：當兩個曲面相互交錯時，則選擇相交形式進行合併。 
·相鄰合併：當一個曲面的邊位於另一個曲面的表面時，使用該選項，將與邊重合的曲面合併在一起。
【練習12-16】：  打開附盤“\ch12\12-16.prt”文件，使用【合併】命令完成如圖12-20所示的模型。

圖12-20  練習12-16操作示意圖
操作步驟提示
1.建立第1個合併曲面。 
（1）   選中箭頭1、箭頭2指示的兩個曲面特徵，單擊菜單【編輯】→【合併】命令，打開合併特徵操控板。   
（2）   選擇“相交”合併，調整兩曲面的合併方向。
鏡像曲面。 
    在模型樹中選中剛生成的合併曲面特徵，選擇基準面DTM1為鏡像平面鏡像複製該曲面。          
    建立第2個合併曲面。 
    在模型樹中選中第1個合併曲面和鏡像曲面，選擇“相交”合併，調整兩曲面的合併方向，完成第2個合併曲面的建立。   
    建立第3個合併曲面。 在模型樹中選中第2個合併曲面和箭頭3指示的曲面，選擇“相交”合併，調整兩曲面合併方向，完成第3個合併曲面的建立。
 
【練習12-17】：  使用【拉伸】工具和【偏移】曲面工具，完成如圖12-21所示的模型。

圖12-21   練習12-17完成的模型
操作步驟提示 模型的基本製作過程如圖12-22所示。

圖12-22   練習12-17模型的構建過程
【練習12-18】：  打開附盤“\ch12\12-18.prt”文件，綜合運用曲面建立與編輯工具完成如圖12-23所示的曲面模型。
圖12-23   練習12-18完成的模型
操作步驟提示 模型的基本製作過程如圖12-24所示：
     
圖12-24   練習12-18模型的構建過程

　

第二節  曲面與實體
    在Pro/E中完成的曲面模型可轉化為實體模型，實體模型也可根據實際需要轉化為曲面模型，此外，還可實現曲面替換實體表面、曲面切割實體等功能。
一、曲面轉為實體
    曲面轉為實體有兩種情況：一是整個曲面模型轉為實體，二是曲面轉為薄實體。 在Pro/ E中，將曲面轉為實體一般有三種途徑。
·在特徵操控板中直接轉換。
·使用【加厚】命令。
·使用【實體化】命令。
1、使用特徵操控板將曲面轉化為薄殼實體
【練習13-1】：  打開附盤“\ch13\13-1.prt”文件，使用特徵操控板將曲面轉化為薄殼實體，如圖13-1所示。
 
圖13-1   練習13-1操作示意圖
操作步驟提示
1.打開特徵操控板。 在模型樹或模型中選中圖13-1所示的曲面特徵，在右鍵快捷菜單中單擊【編輯定義】命令打開特徵操控板。
2.曲面轉實體 在打開的特徵操控板中選中按鈕，因為是非閉合曲面，該按鈕同時被激活，設定薄板厚度值為“15”。
 
【練習13-2】：  打開附盤“\ch13\13-2.prt”文件，使用特徵操控板將曲面轉化為實體，如圖13-2所示。

圖13-2   練習13-2操作示意圖
2、使用【加厚】命令將曲面轉化為實體
【練習13-3】：  打開附盤“\ch13\13-3.prt”文件，使用【加厚】命令將曲面轉化為實體，如圖13-3所示。

圖13-3   練習13-3操作示意圖
操作步驟提示 
1. 曲面轉為實體。
(1) 在模型樹中選中曲面特徵，單擊菜單【編輯】→【加厚】命令，打開加厚特徵操控板。
(2) 設定厚度值為“10”。
(3)在【控制】面板中選擇生成厚度的方式為“曲面法向”，激活【排除】欄，間隔選擇要排除的曲面，調整材料生成方向，完成如圖13-4所示的模型。
圖13-4   曲面轉為實體的模型
2.切割曲面。
(1)在模型中選中圖13-4箭頭指示的一個曲面，單擊菜單【編輯】→【加厚】命令。在打開的特徵操控板中選中按鈕，調整材料移除方向切除該曲面。
(2) 同樣方法去除另兩個三角曲面。
【練習13-4】：  打開附盤“\ch13\13-4.prt”文件，使用【複製】、【移動】、【加厚】命令，在原有的實體模型中派生一個零件模型（該方法有很好的實用意義），如圖13-5所示。
圖13-5   練習13-4操作示意圖
3、實體化
    在設計中利用實體化工具，可在原有的模型中添加實體材料、刪除實體材料或替換實體材料。 
【練習13-5】：  打開附盤“\ch13\13-5.prt”文件，使用【實體化】、【鏡像】命令，建立如圖13-6所示的實體模型。

圖13-6   練習13-5操作示意圖
操作步驟提示 
1. 曲面剪切實體。
(1) 選擇圖13-6中箭頭1指示的曲面，然後單擊菜單【編輯】→【實體化】命令，打開實體化特徵操控板。
(2)單擊按鈕，調整材料移除方向切除該曲面及其與之相交的實體。
(3)同樣方法，選擇圖13-6中箭頭2指示的“嵌片”曲面，使用【實體化】命令修剪實體，結果如圖13-7所示。
2. 鏡像複製模型本身兩次，完成如圖13-6所示的模型。
圖13-7   曲面剪切實體后的模型
二、實體轉為曲面
    實體轉為曲面有兩種情況：一是在特徵操控板中直接選擇按鈕，並在【選項】面板中選擇“曲面埠是否封閉”即可。在這種情況下，只能將單一的實體特徵轉化為曲面，其基本操作過程與曲面轉為實體中的有關操作類似，這裡不再做練習。另一種情況是通過選擇實體特徵的若干表面，將選中的表面轉為曲面。
【練習13-6】：  打開附盤“\ch13\13-6.prt”文件，建立如圖13-8所示的曲面模型。

圖13-8   練習13-6操作示意圖
【練習13-7】：  打開附盤“\ch13\13-7.prt”文件，建立如圖13-9所示的曲面模型。

圖13-9   練習13-7操作示意圖
操作步驟提示
1. 實體表面轉為曲面。 選擇圖13-9中箭頭指示的實體表面進行複製、移動。
2. 鏡像複製建立的曲面，並進行曲面合併。

　

三、曲面切割實體
在Pro/E中使用曲面切割實體的方法一般有兩種。
· 使用【加厚】命令，可完成對實體的切割。 
· 使用【實體化】命令，可完成曲面對實體的切割。
【練習13-8】：  打開附盤“\ch13\13-8.prt”文件，通過使用曲面切割實體的方法完成如圖13-10所示的模型。

圖13-10   練習13-8操作示意圖
操作步驟提示
使用【加厚】命令實現曲面對實體的切割。
四、展平面組
使用【展平面組】命令，可以將選擇的曲面展平。曲面展平時應選擇一個明確的原點。按照系統默認的方式，展平的曲面將放置在以原點為切點，且與原始曲面相切的平面上。
【練習13-9】：  打開附盤“\ch13\13-9.prt”文件，使用【展平面組】命令將如圖13-11所示的曲面展平。

圖13-11   練習13-9操作示意圖
操作步驟提示
1.單擊菜單【插入】→【高級】→【展平面組】命令，打開【展平面組】對話框。
2.選擇圖形窗口中的曲面為“源面組”（即需要展平的曲面）。
3.建立一基準點為原點（展平的曲面將在該點與源曲面相切）。 
4.在XY平面放置展平曲面。
所謂“展平曲線”是指源曲面上的曲線展平在源曲面的展平面上。
【練習13-10】：    打開附盤“\ch13\13-10.prt”文件，使用【折彎實體】命令完成曲線的展平操作，如圖13-12所示。

圖13-12   練習13-10操作示意圖
操作步驟提示 
1.單擊菜單【插入】→【高級】→【折彎實體】命令，打開【實體折彎】對話框。
2.在【折彎選項】欄中選擇“扁平曲線” 選項。
3.在圖形窗口中選擇已經建立的曲面展平特徵，以【依次】方式選擇源曲面中的曲線，完成曲線的展平操作。
在【實體折彎】對話框的【折彎選項】欄中選擇“折彎實體”選項，可以將展平平面上的實體彎曲在源曲面上。
【練習13-11】：    打開附盤“\ch13\13-11.prt”文件，使用【折彎實體】命令完成如圖13-13所示的模型，相關尺寸參見圖13-14所示。
 
圖13-13   練習13-11操作示意圖                 圖13-14   練習13-11參考尺寸
操作步驟提示
1. 在展平平面上建立拉伸實體特徵，如圖13-13右圖所示。 
2. 彎曲實體。  
（1）在【實體折彎】對話框選擇“折彎實體” 選項。   
（2）在模型樹中或在模型中選擇已經建立的曲面展平特徵。    
（3）   單擊按鈕，完成實體折彎特徵的操作。
【練習13-12】：    打開附盤“\ch13\13-12.prt”文件，使用“拉伸”、“曲面切割實體”、“自由變形”等方法完成如圖13-15所示的模型

圖13-15   練習13-12操作示意圖 

　

第三節  高級曲面特徵

    在複雜的三維建模中經常使用曲面特徵。特別是高級曲面特徵的巧妙使用，可構建出非常複雜和美觀的外形。 
一、邊界混合
    使用邊界混合工具，可以通過定義邊界的方式產生曲面。
【練習10-1】：  打開附盤“\ch10\10-1.prt”文件，使用【邊界混合】命令完成如圖10-1所示的模型。

圖10-1   練習10-1操作示意圖
操作步驟提示 
1. 單擊菜單【插入】→【邊界混合】命令，打開邊界混合特徵操控板。
2. 按下Ctrl鍵，依次選中圖形窗口中的三條曲線。 
3. 在【曲線】面板選中“封閉的混合”選項。
提示：曲線選擇的順序不同，生成的曲面可能有所不同。
【練習10-2】：  打開附盤“\ch10\10-2.prt”文件，使用【邊界混合】命令完成如圖10-2所示的模型。

圖10-2   練習10-2操作示意圖
操作步驟提示 
1. 單擊菜單【插入】→【邊界混合】命令，打開邊界混合特徵操控板。
2.按下Ctrl鍵，依次選中圖形窗口中的三條曲線作為第1方向曲線。
3.按下Ctrl鍵，依次選擇另兩條曲線，作為第二方向的曲線。
【練習10-3】：  打開附盤“\ch10\10-3.prt”文件，使用【邊界混合】命令完成如圖10-3所示的模型。

圖10-3   練習10-3操作示意圖
操作步驟提示 
1. 初步建立邊界混合曲面。
2. 使用【擬合曲線】功能，調整建立的曲面。
【練習10-4】：  打開附盤“\ch10\10-4.prt”文件，使用【邊界混合】、【鏡像】命令完成如圖10-4所示的模型。

圖10-4   練習10-4操作示意圖
二、圓錐曲面和N側曲面片
     圓錐曲面和多邊曲面（N側曲面片）的建立也是基於邊界的方式，其中構成圓錐曲面需要利用圓錐曲線形成曲面，即曲面的截面為圓錐線；若是構成多邊曲面，則需由5條以上線段圍成曲面，且所有的線段構成一個封閉環。
【練習10-5】：  打開附盤“\ch10\10-5.prt”文件，使用【圓錐曲面和N側曲面片】命令完成如圖10-5所示的模型。

圖10-5   練習10-5操作示意圖
操作步驟提示
1.   肩曲線方式建立圓錐曲面。
(1)單擊菜單【插入】→【高級】→【圓錐曲面和N側曲面】命令。
(2) 在【邊界選項】菜單中單擊【圓錐曲面】命令，然後單擊【肩曲線】、【完成】選項。 
(3)選擇箭頭2、箭頭3指示的曲線為邊界曲線、箭頭1指示的曲線為肩曲線。
2. 相切曲線方式建立圓錐曲面。 操作同上，只是在【邊界選項】選擇【相切曲線】。
【練習10-6】：  打開附盤“\ch10\10-6.prt”文件，使用【圓錐曲面和N側曲面片】命令完成如圖10-6所示的模型。

圖10-6   練習10-6操作示意圖
三、自由曲面
    建立自由曲面有兩種方法，一種是對存在的曲面進行整體調整，另一種是在曲面的局部進行曲面調整。 
【練習10-7】：  打開附盤“\ch10\10-7.prt”文件，使用【曲面自由形狀】命令完成如圖10-7所示的模型。

圖10-7   練習10-7操作示意圖
 
操作步驟提示
選擇基本曲面並設定網格數。 選擇模型的上表面，作為基本曲面。
第一方向的控制曲線數量為“9”、第二方向的控制曲線數量為“6”。 
1. 如圖10-7所示設置局部曲面。 
2. 自由構建曲面。
四、系列點坐標生成曲面
    Pro/E 允許用戶直接輸入包含曲線關鍵點坐標的文件（文件格式為“*.ibl”），系統會自動生成曲面。
【練習10-8】：  使用【從文件混合】命令，輸入附盤“\ch10\c2.ibl”文件，完成如圖10-8所示的曲面模型。

圖10-8   練習10-8完成的模型

　

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