5.12  曲面设计综合范例2——电吹风的设计

5.12 曲面设计综合范例2 ——电吹风的设计

范例概述：

本范例介绍了一款电吹风外壳的曲面设计过程。曲面零件设计的一般方法是先创建一系列草图曲线和空间曲线，然后利用所创建的曲线构建几个独立的曲面，再利用缝合等工具将独立的曲面变成一个整体面组，最后将整体面组变成实体模型。电吹风外壳模型如图5.12.1所示。

Step1.新建一个零件的三维模型，将其命名为blower.prt。

Step2.创建图5.12.2所示的草图1。

图5.12.1 模型

图5.12.2 草图1（建模环境）

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框。

（2）设置XC-YC平面为草图平面，接受系统默认的方向，单击“创建草图”对话框中的按钮，进入草图环境。

（3）创建草图。绘制图5.12.3所示的草图。

（4）选择下拉菜单命令。

Step3.创建图5.12.4所示的镜像曲线1_1。

（1）选择下拉菜单命令，弹出“镜像曲线”对话框。

图5.12.3 草图1（草图环境）

图5.12.4 创建镜像曲线1_1

（2）选取草图曲线1，单击中键确认。在“镜像曲线”对话框的下拉列表中选择选项，选取ZC-XC平面为镜像平面，单击按钮生成镜像曲线1_1。

Step4.创建图5.12.5所示的草图2。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框。

（2）设置YC-ZC平面为草图平面，接受系统默认的方向，单击“创建草图”对话框中的按钮，进入草图环境。

（3）绘制草图曲线。绘制图5.12.6所示的一条曲线（圆弧的圆心位于坐标轴交点）。

（4）选择下拉菜单命令。

图5.12.5 草图2（建模环境）

图5.12.6 草图2（草图环境）

Step5.创建图5.12.7所示的基准平面1。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“基准平面”对话框。

（2）在“基准平面”对话框区域的下拉列表中，选择选项，选取YC-ZC平面为参照平面，在区域的文本框中输入值160.0。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮，完成基准平面1的创建。

Step6.创建图5.12.8所示的草图3。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框。

（2）设置基准平面1为草图平面，接受系统默认的方向，单击“创建草图”对话框中的按钮，进入草图环境。

（3）绘制基准曲线。绘制图5.12.9所示的曲线。

（4）选择下拉菜单命令。

图5.12.7 创建基准平面1

图5.12.8 草图3（建模环境）

图5.12.9 草图3（草图环境）

说明：在绘制图5.12.9所示的曲线时，可以先创建两个交点（选择下拉菜单命令，分别选取草图曲线1和镜像曲线1_1），如图5.12.10所示，然后绘制图5.12.11所示的弧。

图5.12.10 创建参考直线

图5.12.11 创建弧

Step7.创建图5.12.12所示的基准平面2。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“基准平面”对话框。

（2）在区域的下拉列表中，选择选项，选取图5.12.12所示的曲线端点，在区域的下拉列表中选择选项，定义XC方向为平面方向。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮，完成基准平面2的创建。

Step8.创建图5.12.13所示的草图4。

说明：草图平面为基准平面2，截面草图如图5.12.14所示。

图5.12.12 创建基准平面2

图5.12.13 草图4（建模环境）

图5.12.14 草图4（草图环境）

Step9.隐藏基准平面1和基准平面2。选择下拉菜单命令，系统弹出“类选择”对话框。选取基准平面1和基准平面2，单击对话框中的按钮，完成基准平面的隐藏操作。

Step10.创建图5.12.15所示的草图5。

说明：草图平面为XC-YC平面，截面草图如图5.12.16所示。

图5.12.15 草图5（建模环境）

图5.12.16 草图5（草图环境）

Step11.创建图5.12.17所示的草图6。

说明：

● 草图平面为XC-YC平面，截面草图如图5.12.18所示。

● 圆弧和直线的下端点位于同一水平线上。

图5.12.17 草图6（建模环境）

图5.12.18 草图6（草图环境）

Step12.创建图5.12.19所示的草图7。

说明：草图平面为ZC-XC平面，截面草图如图5.12.20所示。

图5.12.19 草图7（建模环境）

图5.12.20 草图7（草图环境）

Step13.创建图5.12.21所示的基准平面3。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“基准平面”对话框。

（2）在区域的下拉列表中选择选项，选取图5.12.21所示的曲线端点，在区域的下拉列表中选择选项，定义YC方向为平面方向。

（3）在“基准平面”对话框中单击按钮，完成基准平面3的创建。

Step14.创建图5.12.22所示的草图8。

说明：草图平面为基准平面3，截面草图如图5.12.23所示。

图5.12.21 基准平面3

图5.12.22 草图8（建模环境）

图5.12.23 草图8（草图环境）

Step15.创建图5.12.24所示的曲面1。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线网格”对话框。

（2）依次选取图5.12.26所示的草图曲线2、草图曲线3和草图曲线4为主线串，并分别单击中键确认，再次单击中键后选取草图曲线1和镜像曲线1_1为交叉线串，分别单击中键确认。

（3）其他选用系统默认设置，单击按钮完成曲面1的创建。

图5.12.24 创建曲面1

图5.12.25 选取主曲线

图5.12.26 选取横向线串

Step16.创建图5.12.27所示的曲面2。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线组”对话框。

（2）选取图5.12.28所示的草图曲线4和草图曲线5为截面线串，分别单击中键确认。

（3）在“通过曲线组”对话框中区域的下拉列表中选择选项，然后选取图5.12.28所示的曲面1作为约束面；其余设置采用默认值。单击按钮，完成曲面2的创建。

图5.12.27 创建曲面2

图5.12.28 选取曲线与约束面

注意：由于选取的两组截面线串相交于一点，图5.12.29所示的曲面2的两端为收敛点。

Step17.将曲面1和曲面2缝合（缝合后称为面组1）。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）在图形区依次选取曲面1和曲面2为目标片体和工具片体，在“缝合”对话框中单击按钮，完成曲面的缝合操作。

Step18.去除收敛点，如图5.12.30所示。

图5.12.29 选取曲面

图5.12.30 去除收敛点

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“拉伸”对话框。

（2）在“拉伸”对话框中单击区域中的按钮，系统弹出“创建草图”对话框。在区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表中选择选项，然后选取XC-YC平面为草图平面，接受系统默认的参照方向，单击按钮，进入草图环境。

（3）绘制草图曲线。绘制图5.12.31所示的曲线（收敛点需包含在绘制的矩形内）。

（4）选择下拉菜单命令。

（5）在“拉伸”对话框区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入值-5.0，在下拉列表中选择选项，在第二个文本框中输入值50.0；在区域的下拉列表中选择选项，单击按钮完成收敛点的去除。

Step19.创建图5.12.32所示的曲面3。

图5.12.31 拉伸截面草图

图5.12.32 创建曲面3

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线网格”对话框。

（2）选取图5.12.33所示的线串1和线串2为主线串，分别单击中键确认。选取完成后再次单击中键，然后选取图5.12.34所示的线串3和线串4为交叉线串，分别单击中键确认。

图5.12.33 主曲线

图5.12.34 横向线串

（3）在“通过曲线网格”对话框中区域的下拉列表中选择选项，然后选取图5.12.35所示的面组1为约束面。

说明：在选取的约束面不够时，系统会弹出错误提示的“通过曲线网格”对话框，此时先单击该对话框中的按钮，再添加必要的约束面。

（4）在“通过曲线网格”对话框中区域的下拉列表中选择选项，选取图5.12.35所示的面组1为约束面。

（5）在“通过曲线网格”对话框中区域的下拉列表中选择选项，选取图5.12.35所示的面组1为约束面。

（6）在“通过曲线网格”对话框中单击按钮，完成曲面的创建。

Step20.参照Step19，创建图5.12.36所示的曲面4。

图5.12.35 选取面组

图5.12.36 创建曲面4

Step21.将图5.12.37所示的面组1与曲面3和曲面4缝合（缝合后称为面组2）。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）在图形区选取面组1为目标片体，曲面3和曲面4为工具片体，在“缝合”对话框中单击按钮，完成曲面的缝合操作。

Step22.创建图5.12.38所示的扫掠曲面5（图5.12.38中已将面组2隐藏）。

图5.12.37 缝合曲面

图5.12.38 创建扫掠曲面5

（1）选择下拉菜单命令，弹出“扫掠”对话框。

（2）选取图5.12.39所示的草图曲线7为截面曲线1，单击中键确认。选取草图曲线8为截面曲线2，单击中键确认，再次单击中键完成截面线串的选取。

（3）选取图5.12.40所示的草图曲线6_1为引导线串1，单击中键确认。再选取草图曲线6_2为引导线串2，单击中键确认。

图5.12.39 截面线串

图5.12.40 引导线串

说明：在选取截面线串时，要使截面线串的方向在同一侧，否则生成的扫描曲面会产生扭曲。

（4）对话框中的其他设置采用系统默认值，单击按钮，完成曲面的创建。

Step23.修剪面组2和扫掠曲面5，如图5.12.41所示。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪的片体”对话框。

（2）在“修剪的片体”对话框中选择默认设置。

（3）在图形区选取需要修剪的扫掠曲面5，如图5.12.42所示。单击中键，选取图5.12.43所示的曲面6作为修剪边界，选择选项组中的单选项。

图5.12.41 修剪曲面

图5.12.42 选取曲面

图5.12.43 选取曲面

（4）在“修剪的片体”对话框中单击按钮，完成扫掠曲面5的修剪，如图5.12.44所示。

（5）选取图5.12.45所示的曲面6为修剪的曲面，单击中键，然后选取扫掠曲面5为修剪边界。在“修剪的片体”对话框中单击按钮，完成面组2的修剪。

图5.12.44 修剪扫掠曲面5

图5.12.45 修剪面组2

Step24.缝合面组2与扫掠曲面5（缝合后称为面组3），

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）在图形区依次选取面组2和扫掠曲面5为目标片体和工具片体，在“缝合”对话框中单击按钮，完成曲面缝合操作。

Step25.创建图5.12.46所示的有界平面（图5.12.46所示的面组3已隐藏）。

（1）选择下拉菜单命令。

（2）设置基准平面3为草图平面，接受系统默认的方向。单击“创建草图”对话框中的按钮，进入草图环境。

（3）绘制草图曲线。绘制图5.12.47所示的草图9。

（4）选择下拉菜单命令。

图5.12.46 创建有界平面

图5.12.47 草图9（草图环境）

（5）选择下拉菜单命令，系统弹出“有界平面”对话框。

（6）在图形区选取图5.12.47所示的草图曲线9为边界线串，在“有界曲面”对话框中单击按钮，完成有界平面的创建。

Step26.缝合面组3与有界平面（缝合后称为面组4）。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）在图形区依次选取面组3和有界平面为目标片体和工具片体，在“缝合”对话框中单击按钮完成缝合操作。

Step27.分割面组4，如图5.12.48所示。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“创建草图”对话框。

（2）设置XC-YC平面为草图平面，接受系统默认的方向。单击“创建草图”对话框中的按钮，进入草图环境。

（3）绘制草图曲线。绘制图5.12.49所示的草图10。

（4）选择下拉菜单命令。

（5）选择下拉菜单命令，系统弹出“分割面”对话框。

（6）在“选择条”工具条的下拉列表中选择选项，然后在图形区选取图5.12.50所示的曲面为需要分割的曲面，单击中键确认。选取图5.12.50所示的草图曲线10为分割线串，在“分割面”对话框中单击按钮，完成面组4的分割。

图5.12.48 分割面组4

图5.12.49 草图10（草图环境）

图5.12.50 选取曲面和曲线

Step28.创建偏置曲面。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“偏置曲面”对话框。

（2）在“选择条”工具条的下拉列表中选择选项，在图形区选择图5.12.51所示的曲面，系统弹出动态输入框（按F3键可隐藏）和曲面的偏置方向，在文本框中输入值3.0，通过“偏置曲面”对话框中的“反向”按钮将偏置方向调整为向里的方向，如图5.12.51所示。

（3）在“偏置曲面”对话框中单击按钮，完成偏置曲面的创建。

Step29.修剪面组4，如图5.12.52所示。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪的片体”对话框。

（2）在“修剪的片体”对话框中选用默认设置。

（3）在图形区选取需要修剪的曲面（图5.12.53），然后选取图5.12.53所示的该曲面的边缘作为修剪边界。

（4）在“修剪的片体”对话框中单击按钮，完成曲面的修剪。

图5.12.51 选取曲面

图5.12.52 修剪后的面组4

图5.12.53 选取曲线与曲面

Step30.修剪偏置曲面，如图5.12.54所示。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“面中的偏置曲线”对话框。

图5.12.54 偏置曲面的修剪

（2）在“选择条”工具条的下拉列表中选择选项，然后在图形区Step28创建的偏置曲面的边缘，系统弹出图5.12.55所示的动态输入框。

（3）在动态输入框中输入偏置距离值3.0，通过“反向”按钮选择偏置方向向里，然后单击“面中的偏置曲线”对话框中的按钮完成偏置曲线11的创建，如图5.12.56所示。

图5.12.55 选取曲线

图5.12.56 创建偏置曲线11

（4）选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪的片体”对话框。

（5）在“修剪的片体”对话框中选用默认的设置。

（6）在图形区选取需要修剪的曲面，如图5.12.57所示。选取图5.12.57所示的偏置曲线作为修剪边界。

（7）在“修剪的片体”对话框中单击按钮，完成曲面的修剪。

Step31.创建图5.12.58所示的曲面6。

图5.12.57 选取曲线与曲面

图5.12.58 创建曲面

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“通过曲线组”对话框。

（2）选取图5.12.59所示的偏置曲线和边缘曲线为截面线串，分别单击中键确认。

（3）在“通过曲线组”对话框中区域的下拉列表中选择选项，在图形区选取图5.12.59所示的偏置曲面为约束面。

（4）在“通过曲线组”对话框中区域的下拉列表中选择选项，在图形区选取图5.12.59所示的面组4为约束面。

（5）在“通过曲线组”对话框中区域的下拉列表中选择选项，单击按钮完成曲面6的创建。

Step32.将面组4、偏置曲面和曲面6缝合（缝合后称为面组5）。

说明：选取图5.12.60所示的面组4为目标片体，选取偏置曲面和曲面6为工具片体。

图5.12.59 选取曲线与曲面

图5.12.60 选取曲面

Step33.创建图5.12.61所示的切口拉伸特征。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“拉伸”对话框。

（2）设置XC-YC平面为草图平面，接受系统默认的方向；绘制图5.12.62所示的截面草图。

图5.12.61 创建切口拉伸特征

图5.12.62 拉伸截面草图

（3）选择下拉菜单命令。

（4）确定拉伸“开始”值为0.0，“结束”值为50.0，在区域的下拉列表中选择选项，在图形区选取面组5，单击按钮，完成拉伸特征的创建。

Step34.创建图5.12.63所示的切口拉伸特征的阵列。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出图5.12.64所示的“实例”对话框（一）。

图5.12.63 创建阵列

图5.12.64 “实例”对话框（一）

（2）在“实例”对话框（一）中单击按钮，系统弹出“实例”对话框（二）。在“实例”对话框（二）中选取Step33创建的拉伸特征为阵列对象，单击按钮，系统弹出“输入参数”对话框。

（3）在“输入参数”对话框中设置图5.12.65所示的阵列参数。

（4）在“输入参数”对话框中单击按钮，系统弹出图5.12.66所示的“创建实例”对话框，单击按钮，完成切口拉伸特征的阵列。

图5.12.65 “输入参数”对话框

图5.12.66 “创建实例”对话框

Step35.创建图5.12.67所示的圆角。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）在图形区选取图5.12.68所示的曲线为倒圆边，在弹出的动态文本框中输入值3.0，在“边倒圆”对话框中单击按钮，完成边倒圆操作。

图5.12.67 创建圆角

图5.12.68 选取曲线

Step36.创建图5.12.69所示的圆角。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“面倒圆”对话框。

（2）在图形区选取图5.12.70所示的扫掠曲面5为第一组曲面，单击中键，然后选取有界平面6为第二组曲面。在系统弹出的动态文本框中输入值1.5，在“面倒圆”对话框中单击按钮，完成面倒圆操作。

Step37.将曲面加厚，如图5.12.71所示。

图5.12.69 创建圆角

图5.12.70 选取曲面

图5.12.71 曲面加厚

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“加厚”对话框。

（2）在图形区选取面组5。

（3）在“片体加厚”对话框的文本框中输入值1.0，单击按钮，完成曲面加厚操作。

Step38.创建图5.12.72所示的一个拉伸特征模型，将模型一侧切平。

（1）选择下拉菜单命令，系统弹出“拉伸”对话框。

（2）设置YC-ZC平面为草图平面，接受系统默认的方向，绘制图5.12.73所示的曲线15。

图5.12.72 切削特征

图5.12.73 拉伸截面草图

（3）选择下拉菜单命令。

（4）确定拉伸的“开始”值为0.0，“结束”值为300.0，在区域的下拉列表中选择选项，在图形区选取面组5，单击按钮，完成模型一侧的切平。

Step39.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。