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勺子

• 知识点：捕捉曲线与平面的穿插点，双向蒙皮面。
  

本例中的曲面是通过双向蒙皮面构造而成的，其中两个方向的截面线如图6-11所示：

图6-11  U,V两方向截面线

新建图层

• 在图层管理器中新建三个图层，名称分别为Section_U，Section_V和Surface；如图6-12；其中Section_U层将放置第一方向截面线，Section_V层将放置第二方向截面线，Surface层放置曲面；
  

图6-12  在图层管理器中新建图层

绘制曲线

• 1）绘制第一方向截面线，设定Section_U为当前绘图图层；
  

• 2）在世界坐标系的XOY平面内绘制勺子的外轮廓曲线，尺寸如图6-13所示，并分别将中心线两侧的曲线分别组合为两条组合曲线；（可以先绘制中心线一侧的曲线，然后进行镜像得另一侧曲线）
  

图6-13 XOY平面内勺子的外轮廓曲线尺寸图

• 3）使用F9键或者通过设定当前视图为前视图来切换当前绘图面为XOZ平面，在其中绘制绘制勺子的内部横向控制曲线，尺寸如图6-14所示；将它们组合为一条组合曲线；
  

图6-14 XOZ平面内勺子的内部横向控制曲线尺寸图

• 4）隐藏中心线后，在三维视图下观察绘制好的第一方向的三条截面线如图6-15所示；
  

图6-15 轴侧视图下的三条第一方向截面曲线

• 5）绘制第二方向截面线，设定Section_V为当前绘图图层；
  

• 6）在世界坐标系的XOY平面内绘制各截面曲线的位置直线，根据图6-16中尺寸绘制各截面的位置直线（采用“直线：距离平行线”或“曲线编辑：等距”的方法）；为了方便期间，调整这些截面位置直线的长度，使它们能同勺子的两条外轮廓曲线边界均相交；
  

图6-16  第二方向上截面曲线的位置直线

• 7）在不同的截面位置处绘制各截面线，各截面曲线均为圆弧段，此处采用三点圆弧法来绘制截面线；其中圆弧的两个端点分别为截面位置直线与XOY面内的两条勺子外形轮廓曲线的交点，圆弧中间点此处采用“穿插点”的方式来得到（穿插点为一曲线穿过一平面得到的交点，如图6-17所示）；具体绘制步骤如下：
  

• l 将视图调整到轴侧视图下，通过F9键将当前绘图面切换至YOZ平面，如图6-18所示；
  

• l 启动“圆弧”绘制命令，选择“ ”绘制方法，通过鼠标捕捉图6-18中的交点P1点，定义圆弧起点,状态栏提示输入圆弧中间点；
  

• l 敲击键盘上的空格键，进入“点坐标发生器”界面，通过点坐标发生器来确定圆弧中间点；在发生器中选择“ ”选项，根据提示首先拾取穿插曲线：用鼠标拾取ZOX平面内勺子的内部横向控制曲线；接着系统将进入“定义平面”界面，此处选择“ ”选项（用来定义与当前绘图面平行的平面），然后根据状态栏提示输入平行平面所通过点，此处通过鼠标捕捉到P1点，这样便定义了一个过P1点并与当前绘图面平行的一个平面，然后点击“点坐标发生器”中的“确定”按钮，系统将得到的曲线与平面的穿插点P2作为圆弧中间点；此时状态栏提示输入圆弧末点；
  

• l 用鼠标捕捉交点P3点为圆弧的末点；
  

• l 这样便绘制好了一条截面曲线，同样的方法我们可以得到各截面位置处的截面圆弧曲线；
  

图6-17 穿插点示意图        图6-18 三点圆弧命令绘制第二方向上截面圆弧曲线

• 8）隐藏或删除各截面位置直线，最后绘制出的两个方向的截面线如图6-19所示；
  

图6-19 两个方向上的截面线

构造曲面

• 1）设定当前的绘图层为Surface层；
  

• 2）启动“双向蒙皮面”命令，分别拾取两个方向上的截面线，来构造勺子曲面，如图6-20；
  

图6 –20  双向蒙皮面生成的勺子曲面

要点说明

1）双向蒙皮面应用非常广泛；下面通过的两个练习来熟练掌握双向蒙皮面的使用方法：

• (1)图6-21为一曲面的线架曲线的尺寸图，试绘出这些曲线并采用双向蒙皮面命令生成蒙皮曲面；
  

图6-21 线架曲线尺寸图

• (2)使用双向蒙皮面来生成如图6-22所示的瓶子；其中瓶头部和瓶下部曲面采用直纹面方法生成，中间过渡部分采用双向蒙皮操作来完成；
  

         

图6-22 瓶子

• 2）吊钩例在绘制的截面线4圆弧的过程中定义了临时绘图面，简化了先创建UCS再设定UCS绘图面，然后再进行圆弧绘制的步骤；试试图6-23中的线架图中，能否可以用到这种方法来绘制图中某些曲线；
  

图6-23 线架曲线

• 提示：绘制R=120的圆弧时，可以定义临时绘图面，采用三点定义平面法，三点分别为两个R=6的圆弧的中点和R=12圆弧的中点；
  

3）关于扫掠的边界条件的限定。

• 在扫掠过程中，如果我们选择的轨迹线或截面线为曲面的边界线，则可以设定生成的扫掠面与边界线所在曲面之间的连接关系：位置连续或切矢连续；若设定为切矢连续，则将来这两张曲面之间为光滑连接；因此，常常采用在扫掠过程中选择截面线或轨迹线切矢连续选项来在两张曲面之间生成光滑连接的曲面，如图6-24。注意此时您所拾取的截面线或轨迹线需为曲面边界线；
  

  

图6-24  双轨双截面生成两曲面间光滑过渡曲面

类试地，在两张曲面之间生成光滑的过渡面，还有以下两种方法：“曲面拼接>>两面拼接”和“曲面拼接>>四面拼接”；

• (1) 两面拼接：要求用户分别选择这两张曲面的拼接边界线，系统将生成一张与这两张曲面均光滑连接的中间过渡面，然后拽动“形状凹凸控制”滑杆来调整中间过渡面的形态，将其另外两个边界调整到满意的位置即可，如图6-25；这种方法赋予了中间过渡面另外两个边界调节的柔性；
  

图6-25 两面拼接方法生成光滑过渡曲面

• (2) 四面拼接：用户将选择四条曲线或曲面边界线（如图6-26）来生成由它们围成得边界曲面，若选择的是曲面边界线，则可以通过设定“切矢连续”选项来定义中间的过渡曲面与该边界线所在的曲面光滑连接，并且拖动“切矢长度”滑杆，可以在保证光滑连接的前提下，调整中间过渡面的形态，达到满意为止；
  

图6-26 四面拼接方法生成光滑过渡曲面

• 下面的这个瓶子图例可以采用上面的方法来构造瓶身和手柄部分之间的光滑过渡曲面：
  

图6-27 手柄与瓶身曲面之间的光滑过渡曲面

• 4）我们注意到图6-28这两个例子有一些不同，瓶身的原始曲面与手柄的原始曲面是相交的，下面我们以两个半圆柱为例来说明此种问题的处理方法：（如图6-28(a)为两个相交的半圆柱，(b)为在这两个曲面之间生成的光滑连接的过渡曲面）
  

                 

图6-28-a                                       图6-28-b

• (1) 在XOY面内绘制两条曲线，如图6-29；
  

• (2) 用这两条曲线分别对这两张曲面进行投影裁减，结果如图6-30，使得这两张曲面互相分离来；
  

• (3) 采用“曲面拼接>>两面拼接”方法，分别选择这两张曲面的裁剪边界线，然后拖动“形状凹凸控制”滑杆来调整过渡面的形态，直到曲面的另外两条边界调整至满意位置即可；结果如图6-31;
  

图6-29                    图6-30                              图6-31

• (4) 若对过渡面的另外两条边界有要求的话，首先绘制出这两张曲面之间光滑连接的引导样条曲线（如图6-32,33），绘制方法：
  

• ① 用“样条>>过斜率”样条绘制方法，第一点选择曲面的交点，定义“斜率”时选择“端点”选项，然后拾取如图6-32所示的边界线，注意拾取位置应靠近第一点，然后在屏幕上拾取图6-22所示的箭头方向；
  

• ② 鼠标拾取另一张曲面的交点（如图6-33）作为第二点，单击鼠标右键结束输入点，然后定义第二点的斜率方向；同样选择“端点”选项，拾取图6-33所示的曲面边界线（注意拾取位置应靠近第二点），选择图6-33中的箭头方向；
  

图6 -32                              图6-33

• ③ 用“曲线编辑”命令对这两条引导样条曲线的形状进行编辑，注意调整时应使样条曲线的两端点切矢方向不发生变化（参照“曲线编辑”命令）；
  

• ④ 用同样的方法绘制出两曲面另一侧的引导样条曲线；如图6-34所示：
  

• ⑤ 采用“曲面拼接>>四面拼接”或“双轨双截面扫掠”命令来完成他们之间的光滑过渡曲面的构造；注意选择曲面的裁剪边界线后还要设定“切矢连续”选项；结果如图6-35所示；
  

     

图6-34                                  图6-35