烤面包机上盖曲面绘图案例－北京精雕

烤面包机上盖曲面绘图案例

下图为烤面包机的上盖曲面渲染图：

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从图10-3-1和图10-3-2看出，模型的前后左右和顶部曲面都有不同的特征尺寸，因此可采用“交错法”分别构建这几个面，然后通过在这几个面之间进行裁剪或倒角来首先生成模型大致形状；在此基础上通过面组裁剪来构建模型前侧的开口槽等特征形状。

新建图层

• 在图层管理器中新建四个图层，名称分别为Top、Front、Side及Surface层；
  

绘制曲线

• 1) 设定Top层为当前绘图层，在俯视绘图面XOY，Z=0平面内绘制四条圆弧曲线，如图10-3-3(a)：
  

• 2) 在俯视绘图面XOY，Z=45平面内绘制模型前侧开口槽的构造矩形，注意矩形的左右和上边线须满足图中尺寸要求，下边线应超出R124.67的圆弧，如图10-3-3(b)：
  

• 3) 在俯视绘图面XOY，Z=150平面内绘制圆角矩形，如图10-3-3(c)：
  

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• 4) 设定Front层为当前绘图层，在前视绘图面XOZ，Y=0平面内绘制两条圆弧曲线，圆心在X轴上，如图10-3-4(a)；
  

• 5) 在前视绘图面XOZ，Y=160平面内绘制两全圆角矩形，如图10-3-4(b)；
  

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• 6) 设定Side层为当前绘图层，在右侧视绘图面YOZ，X=0平面内绘制圆弧，如图10-3-5所示；
  

• 7) 在轴侧视图XYZ下观察绘制好的线架曲线，如图10-3-6所示：
  

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构建曲面

• 1) 设定Surface层为当前绘图层，拉伸曲面建立模型前后两个侧面：选择前后侧面构造曲线，使沿Z轴正向拉伸距离为150，调整拉伸角度，使得拔模斜度为2º；拉伸结果如图10-3-7；
  

• 2) 单截面单轨扫掠面建立模型的左右两个侧面，轨迹线和截面线及扫掠结果如图10-3-8所示；
  

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• 3) 拉伸曲面建立模型的顶部曲面：选择图10-3-5中右侧视绘图面内圆弧，将其沿Y轴方向进行双向拉伸，拉伸距离为110；结果如图10-3-9所示；
  

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• 4) 顶部曲面与四个侧面进行面面裁剪，结果如图10-3-10所示；
  

• 5) 前后侧面与左右侧面进行相互裁剪，结果如图10-3-11所示；
  

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• 6) 两组面倒角：顶部曲面与左右两个侧面倒圆角，圆角半径R=15，选择“ ”选项，倒角结果如图10-3-12所示；
  

说明：

• 此处倒角时选择了“ ”选项的目的是为了下两步的两组面倒角时，前侧面和后侧面能够与一系列光滑连接的曲面作用倒角；可以比较一下此处若不选择“裁剪延伸”选项时，后面两步两组面倒角操作的结果和选择了“裁剪延伸”选项后面两步两组面倒角操作的结果。
  

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• 7) 两组面倒角：前侧面与其相邻的所有曲面倒圆角，倒角半径R=9，结果如图10-3-13所示；
  

• 8) 两组面倒角：后侧面与其相邻的所有曲面倒圆角，倒角半径R=9，结果如图10-3-14所示；
  

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• 9) 拉伸面构造凹槽原始曲面：选择俯视绘图面Z=45平面内的矩形，将其沿Z轴正向进行拉伸，拉伸距离：110，加下盖，拉伸完毕后删除拉伸前侧面，得到的凹槽原始曲面如图10-3-15所示；
  

• 10) 三面倒角：在凹槽曲面下面两个角点处进行三面等半径倒圆角，倒角半径R=13，倒角结果如图10-3-16；
  

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• 11) 面面裁剪得到凹槽部分曲面：第一组面选择凹槽曲面；第二组面选择模型的前侧面、顶面及这两面之间的倒角面；如图10-3-17所示；
  

• 12) 两组面倒角：凹槽部分曲面与槽的周围相邻曲面之间倒圆角，倒角半径R=2.5，结果如图10-3-18所示；
  

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• 13) 线面裁剪：选择前视绘图面Z=160处的两条圆角矩形组合曲线，曲面选择凹槽后侧面，裁剪类型：投影线裁剪，投影放向矢量(0,1,0)；裁剪结果如图10-3-19所示；
  

• 14) 线面裁剪：裁剪曲线选择俯视绘图平面Z=150处的圆角矩形，曲面选择模型顶面，裁剪类型为投影线裁剪, 投影放向矢量(0,0,1)；裁剪结果如图10-3-20所示；
  

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• 15) 制作过程完毕，存盘。制作完毕后的曲面模型可参照“上盖曲面.jdp”文件。
  

要点说明

1. 面面裁剪的失败原因及处理方法：

• 在曲面与曲面之间进行裁剪时，系统首先将两组曲面求交线，然后用它们之间的交线来对两组曲面分别进行裁剪（相当于线面裁剪中的曲面上线裁剪），因此面面裁剪失败的原因可能有两种情况：曲面之间求出来的交线有问题和通过交线对曲面进行裁剪失败；
  

• 当正常的裁剪过程失败时，用户可以选择面面裁剪操作中的“ ”选项。该选项的意思就是将曲面之间的交线进行延伸来对两组曲面分别进行裁剪的，可以参照<三面倒圆角>中的关于线面裁剪中的“延伸裁剪”的说明；
  

• 若选择了“延伸裁剪”选项后，裁剪仍然失败或裁剪结果有问题，用户可退出该裁剪操作，然后用“曲面上线-〉曲面交线”命令求出这两组曲面之间的交线，检查交线是否少一段或几段；若不缺少交线，用户可以自己手动调整交线，使得交线的两端点超过曲面边界线或交线能够形成一个封闭的轮廓。
  

2. 曲面倒圆角的规则及注意事项：

• 倒圆角是曲面之间实现光滑过渡的一种很重要的方法，在曲面造型中其关键技巧是次序分析，即以正确的次序完成各个面或面组之间的倒角。一般应遵循以下几个原则：
  

• 1) 一般地，在模型的某一部分要倒多个圆角时，应先倒半径大的圆角，再倒半径小的圆角，如图10-3-12和图10-3-13的倒角顺序。我们还可通过下面的这个例子体会这个原则，图10-3-20所示为倒角面及其半径值的大小。
  

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图中倒角前原始面的构造过程如下：

• 在右视绘图面Z=0平面内绘制圆心为(0,0)，半径为36.5125的半圆弧；
  

• 在俯视绘图面Z=45的平面内绘制一圆心为(0.0, -50.8)，半径为35.77的圆；
  

• 在俯视绘图面Z=40.1的平面内绘制一圆角矩形，矩形角点为(19.05, -12.7),(82.55, 12.7)，半径为3.175； 绘制好的线架曲线如图10-3-21；
  

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• 拉伸面：选择右视绘图面圆弧进行拉伸，沿X轴方向双向拉伸，拉伸距离为95，如图10-3-22；
  

• 拉伸面：选择俯视绘图面Z=45平面内的圆进行拉伸，沿Z轴负向拉伸距离为45，拉伸角度为-3，加下盖。拉伸结果如图10-3-23；
  

• 拉伸面：选择俯视绘图面Z=40.1平面内的圆角矩形进行拉伸，沿Z轴负向拉伸距离为10，拉伸角度为-3，加下盖。拉伸结果如图10-3-24；
  

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• 正确的倒角顺序应该为先大后小，先倒R=6.35和R=3.175的圆角，再倒R=1.5875的圆角；若先倒了两个R=1.5875的圆角并选择对半圆柱面进行裁剪后，再倒R=6.35的倒角时，将会出现如图10-3-25所示的问题。
  

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• 但有时根据情况可能需倒半径小的圆角，再倒半径大的圆角，如图10-3-26所示，须先进行B和C面之间的倒角(R=2)，生成倒角面D面，然后再在A面与B、C和D面之间进行面组倒角(R=3)，生成三张倒角面E。这种情况正好满足下面所述的倒圆角的第二个原则。
  

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• 2) 要善于使用面组倒角，即先完成沿单个独立的曲面邻接边处的圆角过渡，从而为后续的倒角形成一组光滑连续相接曲面。在此基础上，可使用面组倒角来对这一系列光滑连接的曲面一次性进行倒角，这将大大提高倒圆角的效率。如图10-3-12和图10-3-13所示采用了两次面组倒角；图10-3-26为先进行B面和C面的倒角生成D面，然后再进行A面与BCD系列面之间的面组倒角；
  

• 3) 通过面组裁剪得到模型中的凹槽，在裁剪前最好首先生成凹槽中的圆角，这一点与实体造型时的倒角顺序不同，如图10-3-16和10-3-17所示。下面，看能否将这种方法应用到图10-3-27所示两个模型中凹槽处圆角的制作：
  

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• 同样在构造凸起形状时，也要注意倒角的顺序，一般先做凸台各曲面之间的圆角，再进行凸台曲面与模型主曲面之间的裁剪或倒角。这将在下一个例子中予以介绍。
  

• 4) 在进行两面倒角或两组面倒角时，若这两个面或两组面在多处相交，则在每个相交处均生成了半径相同的圆角面。若需要只在一个相交位置处生成圆角或在不同的相交位置处倒角半径不同，此时须对这两组面进行裁剪或分割。下图10-3-28为在两处相交的两个直纹面做倒角，图10-3-29为直接做倒角半径为3的圆角时生成两个倒角面并对原始曲面进行裁剪。若要在两边进行不同半径的倒圆角，则需要对原始曲面进行裁剪或分割，如图10-3-30和图10-3-31所示（这儿最方便的曲面分割方式为曲面流线分割）。图10-3-32为裁剪或分割后的曲面倒圆角结果。
  

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说明：

• 曲面分割主要方式有三种方式：曲线对曲面进行投影分割、相交曲面之间进行互相分割和曲面流线分割等。分割与裁剪的最大不同之处在于分割后的各部曲面要用于别的场合，而不能像裁剪一样剔除掉某一不用的部分；根据情况采用最方便的方式对曲面进行分割。另外在曲面裁剪过程中如果选择要被删除的曲面部分不容易被选中或容易选错而导致一些不必要的失误时，可以先进行曲面分割，然后隐藏掉其它一些曲线或曲面后再将分割后多余的曲面删除掉。