5.13  曲面设计综合范例3——玩具车身的设计

5.13 曲面设计综合范例3——玩具车身的设计

范例概述：

本范例介绍了玩具车身的设计过程。通过练习本范例，读者可以了解扫掠、修剪、延伸和偏置曲面等特征在产品设计中的应用，其中需要读者注意第一个草图的绘制，因为它直接影响镜像体后曲面的光滑连接。零件模型及模型树如图5.13.1所示。

图5.13.1 零件模型及模型树

Step1.新建文件。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“新建”对话框。在区域中选择，在文本框中输入文件名称toy_car，单击按钮，进入建模环境。

Step2.创建图5.13.2所示的草图1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“创建草图”对话框。

（2）定义草图平面。在“创建草图”对话框的区域的下拉列表中，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，接受默认方向，单击按钮。

（3）进入草图环境，绘制图5.13.2所示的草图1。

（4）选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境。

Step3.创建图5.13.3所示的草图2（草图平面为ZC-XC基准平面）。

Step4.创建图5.13.4所示的草图3（草图平面为ZC-XC基准平面）。

图5.13.2 草图1（草图环境）

图5.13.3 草图2（草图环境）

图5.13.4 草图3（草图环境）

说明：在绘制草图1时，要注意两侧的圆弧的圆心均约束在水平基准轴上。保证圆弧与基准轴的交点处的切向量与基准轴垂直，这样可以确保在后面的镜像操作得到的是光滑过渡的实体。

Step5.创建图5.13.5所示的扫掠特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“扫掠”对话框。

（2）定义截面线串。选取图5.13.6所示的草图曲线1为截面线串，单击两次中键确认。

（3）定义引导线串。选取图5.13.6所示的草图曲线2、草图曲线3为引导线。并分别单击中键确认。

草图曲线

图5.13.5 扫掠特征1

图5.13.6 选取曲线

（4）完成扫掠特征的创建。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成扫掠特征的创建。

Step6.创建图5.13.7所示的拉伸特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取ZC-XC基准平面为草图平面，单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.8所示的截面草图。

图5.13.7 拉伸特征1

图5.13.8 拉伸截面草图（样条曲线）

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框中。

（3）定义拉伸方向。在区域的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和结束值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入0.0，在下拉列表中选择选项，在第二个文本框中输入值50.0。

（5）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征1的创建。

Step7.创建图5.13.9所示的修剪特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“修剪的片体”对话框。

（2）定义目标。选取图5.13.10所示的目标片体为修剪对象。

图5.13.9 修剪特征1

图5.13.10 定义修剪

说明：选取修剪对象时，用鼠标单击箭头所指的位置。

（3）定义边界对象。选取图5.13.10所示的片体为修剪边界。

（4）投影方向设置。在区域的下拉列表中选择选项，选择选项组中的单选项。

（5）完成片体修剪。单击按钮，完成曲面的修剪。

Step8.创建图5.13.11所示的曲面加厚特征（隐藏拉伸曲面）。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“加厚”对话框。

（2）选取加厚曲面。在图形区选取图5.13.12所示的曲面。

图5.13.11 加厚特征

图5.13.12 加厚片体

（3）完成曲面加厚。在区域的文本框中输入值2.0，在文本框中输入0.0，单击按钮调整加厚方向（加厚方向朝外），单击按钮，完成曲面加厚操作。

Step9.创建图5.13.13所示的草图4（草图平面为ZC-XC基准平面）。

图5.13.13 草图4（草图环境）

Step10.创建图5.13.14所示的扫掠特征2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“扫掠”对话框。

（2）定义截面线串。选取图5.13.15所示的草图曲线4为截面线串，单击两次中键确认。

（3）定义引导线串。选取图5.13.15所示的实体边界为引导线串，单击中键确认。

（4）完成扫掠特征的创建。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成扫掠特征的创建。

图5.13.14 扫掠特征2

图5.13.15 定义曲线

Step11.对实体进行求和操作1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“求和”对话框。

（2）定义目标体和工具体。选取加厚特征为目标体，扫掠特征为工具体，单击按钮，完成布尔求和操作。

Step12.创建图5.13.16所示的拉伸特征2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取ZC-XC基准平面为草图平面，单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.17所示的截面草图。

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框中。

（3）定义拉伸方向。在区域中的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和终点值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入0.0，在下拉列表中选择选项，在第二个文本框中输入值40.0。

（5）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征2的创建。

Step13.创建图5.13.18所示的基准平面1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“基准平面”对话框。

（2）定义基准平面参照。在区域的下拉列表中，选择选项。选择图5.13.18所示的模型表面为参考面。

（3）定义偏置距离和方向。在区域的文本框中输入值19.5，通过“基准平面”对话框中的“反向”按钮将基准平面方向调整至如图5.12.18所示。

图5.13.16 拉伸特征2

图5.13.17 拉伸截面草图

图5.13.18 基准平面1

（4）完成基准平面的创建。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成基准平面1的创建。

Step14.创建图5.13.19所示的拉伸特征3。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取基准平面1为草图平面，单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.20所示的截面草图。

图5.13.19 拉伸特征3

图5.13.20 拉伸截面草图

说明：截面草图中的两根构造曲线是通过下拉菜单命令来创建的（分别创建）。

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框中。

（3）定义拉伸方向。在区域的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和终点值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入值20.0。

（5）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征3的创建。

Step15.创建图5.13.21所示的修剪体特征1。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪体”对话框。

（2）定义修剪对象。选取拉伸特征2为修剪对象。

（3）定义刀具参考。选取图5.13.22所示的曲面为刀具参考面。

（4）方向设置。调整修剪方向，使修剪结果如图5.13.21所示。

（5）完成修剪体。单击按钮，完成体的修剪。

图5.13.21 修剪体特征1

图5.13.22 定义修剪刀具

Step16.对实体进行求和操作2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“求和”对话框。

（2）定义目标体和工具体。选取图5.13.23所示的特征1为目标体；选取图5.13.23所示的特征2为工具体，单击按钮，完成该布尔操作。

Step17.创建图5.13.24所示的拉伸特征4。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取ZC-XC基准平面为草图平面，单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.25所示的截面草图。

图5.13.23 选取布尔求和参考

图5.13.24 拉伸特征4

图5.13.25 拉伸截面草图

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框中。

（3）定义拉伸方向。在区域的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和终点值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入值25.0；在区域的下拉列表中选择选项。

（5）设置布尔运算。在区域的下拉列表中选择选项，选择Step16创建的求和特征为求差对象。

（6）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征4的创建。

Step18.创建图5.13.26所示的延伸曲面。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪和延伸”对话框。

（2）选择延伸边界。在对话框区域的下拉列表中选择选项，选择图5.13.27所示的片体边界为延伸边界。

图5.13.26 创建的延伸曲面

图5.13.27 选取延伸边界

（3）设置延伸距离和方法。在对话框区域的文本框中输入延伸值25.0；在区域的下拉列表中选择选项。

（4）完成延伸的创建。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成延伸的创建。

Step19.创建图5.13.28所示的偏置曲面。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“偏置曲面”对话框。

（2）选取参照曲面。选取图5.13.29所示的参考面。在文本框中输入偏置距离值4.0，调整曲面的偏置方向（使曲面向里偏置）。

（3）单击按钮，完成偏置曲面的创建。

图5.13.28 偏置曲面

图5.13.29 偏置参考面

Step20.创建图5.13.30所示的拉伸特征5。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取ZC-XC基准平面为草图平面，单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.31所示的截面草图。

图5.13.30 拉伸特征5

图5.13.31 拉伸截面草图

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框中。

（3）定义拉伸方向。在区域的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和终点值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入值0.0；在区域的下拉列表中选择选项，在第二个文本框中输入值40.0。

（5）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征5的创建。

Step21.创建图5.13.32所示的修剪特征2。

图5.13.32 修剪特征2

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“修剪的片体”对话框。

（2）定义目标。选取图5.13.32a所示的偏置曲面为目标体。

（3）定义边界对象。选取拉伸特征5为修剪边界。

（4）投影方向设置。在区域的下拉列表中选择选项。

（5）完成片体修剪。单击按钮，完成曲面的修剪。

Step22.创建图5.13.33所示的修剪特征3。选取拉伸特征5为修剪对象；选取Step21创建的“修剪的片体”为修剪边界，如图5.13.34所示。

图5.13.33 修剪特征3

图5.13.34 修剪边界对象

Step23.创建缝合特征。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“缝合”对话框。

（2）定义目标体和刀具体。选择Step21创建的修剪片体为刀具体，选择Step22创建的修剪片体为目标体。

（3）单击按钮，完成缝合特征的操作。

Step24.创建图5.13.35所示的修剪体特征2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“修剪体”对话框。

（2）定义修剪对象。选取图5.13.35a所示的特征为修剪对象。

（3）定义刀具参考。选取Step23创建的缝合曲面为刀具参考面。

（4）方向设置。调整修剪方向，使修剪结果如图5.13.35b所示。

（5）完成修剪体。单击按钮，完成体的修剪。

图5.13.35 修剪体特征2

Step25.创建图5.13.36和图5.13.37所示的边倒圆特征1（隐藏所有片体）。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.36a和图5.13.37a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征1的创建。

图5.13.36 边倒圆特征1（方位一）

图5.13.37 边倒圆特征1（方位二）

Step26.创建图5.13.38所示的边倒圆特征2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照。选取图5.13.38a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值0.5。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征2的创建。

图5.13.38 边倒圆特征2

Step27.创建图5.13.39所示的边倒圆特征3。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.39a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值0.5。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征3的创建。

图5.13.39 边倒圆特征3

Step28.创建图5.13.40所示的边倒圆特征4。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.40a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征4的创建。

图5.13.40 圆角特征4

Step29.创建图5.13.41所示的边倒圆特征5。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.41a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征5的创建。

图5.13.41 边倒圆特征5

Step30.创建图5.13.42所示的边倒圆特征6。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.42a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征6的创建。

图5.13.42 边倒圆特征6

Step31.创建图5.13.43所示的边倒圆特征7。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.43a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征7的创建。

图5.13.43 边倒圆特征7

Step32.创建图5.13.44所示的边倒圆特征8。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“边倒圆”对话框。

（2）选取边倒圆参照边。选取图5.13.44a所示的边为边倒圆参照边，在文本框中输入圆角半径值1.0。

（3）单击“边倒圆”对话框中的按钮，完成边倒圆特征8的创建。

图5.13.44 边倒圆特征8

Step33.创建图5.13.45所示的拉伸特征6。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“拉伸”对话框。

（2）定义拉伸截面。

①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。

②在“创建草图”对话框区域的下拉列表中选择选项；在区域的下拉列表选择选项，然后选取图5.13.46所示的模型表面为草图平面。单击按钮。

③进入草图环境，绘制图5.13.47所示的截面草图。

图5.13.45 拉伸特征6

图5.13.46 草图平面

图5.13.47 拉伸截面草图

④选择下拉菜单命令（或直接单击按钮），退出草图环境，系统返回到“拉伸”对话框。

（3）定义拉伸方向。在区域中的下拉列表中选择选项。

（4）确定拉伸开始值和终点值。在区域的下拉列表中选择选项，在第一个文本框中输入值0.0；在区域的下拉列表中选择选项，在第二个文本框中输入值40.0。

（5）设置布尔运算。在区域的下拉列表中选择选项。

（6）完成拉伸特征。对话框中的其他选项保持系统默认值，单击按钮，完成拉伸特征。

Step34.创建图5.13.48所示的镜像特征。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“镜像体”对话框。

（2）定义镜像体。选择图5.13.49所示的特征为镜像体。

（3）定义镜像平面。选择XC-ZC基准平面为镜像平面。

（4）完成镜像操作。对话框中的其他设置保持系统默认值，单击按钮，完成镜像体的创建。

图5.13.48 镜像特征

图5.13.49 镜像体

Step35.对实体进行求和操作2。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“求和”对话框。

（2）定义目标体和工具体。选取Step34的镜像父特征为目标体；选取Step34的镜像子特征为工具体，单击按钮，完成该布尔操作。

Step36.设置隐藏。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令（或单击按钮），系统弹出“类选择”对话框。

（2）选择隐藏对象。单击“类选择”对话框中的按钮，系统弹出“根据类型选择”对话框，选择对话框列表中的、、和选项，单击按钮。系统再次弹出“类选择”对话框，单击对话框中的按钮。

（3）完成隐藏操作。单击对话框中的按钮，完成对设置对象的隐藏。

Step37.保存零件模型。选择下拉菜单命令，即可保存零件模型。