5.3.3 扫描曲面
扫描曲面是对曲线按规律扫描移动,通过其运动轨迹构建曲面的方法。按不同的方式可生成拉伸曲面、旋转曲面和扫掠曲面。
1.拉伸曲面
拉伸曲面是曲线沿某一矢量方向拉伸生成的曲面。当拉伸的曲线为直线时,则生成的是平面;当拉伸的是曲线时,则生成的是曲面。它同实体建模的拉伸操作是同一个命令,即【菜单】→【插入】→【设计特征】→【拉伸】命令,操作参见3.6.1节。
图5-32所示分别为选择直线、整圆线和曲线沿着Z轴方向拉伸而生成的曲面。需要注意的是,当拉伸的曲线封闭时,需要在【拉伸】对话框中设置“体类型”为“片体”才能生成曲面,否者生成的是实体。
2.旋转曲面

图5-31 【填充曲面】对话框
旋转曲面是曲线绕某一矢量方向旋转一定角度生成的曲面。它同实体建模的旋转是同一个命令,即【菜单】→【插入】→【设计特征】→【旋转】命令,操作参见3.6.2节。
值得注意的是,曲线在旋转时不能产生自相交运动,否则会弹出图5-33所示的【警报】提示框,无法完成操作。比如两条相交线,其中一条曲线不能绕另一条曲线旋转运动生成曲面。旋转曲面是来自对不封闭曲线绕某一矢量的旋转,假如旋转的曲线是封闭的,则会生成实体。不封闭的曲线整周旋转运动时,需要设置【旋转】命令对话框中的“体类型” 为“片体”。

图5-32 曲线拉伸生成曲面

图5-33 【警报】提示框
应用案例5-5 花瓶外表曲面建模
(1)打开支持文件“5-6.prt”,如图5-34(a)所示。
(2)选择【菜单】→【插入】→【设计特征】→【旋转】命令,弹出图3-119所示的【旋转】命令对话框。单击激活“选择曲线”栏,单击选择图5-34中的曲线;单击激活“指定矢量”栏,单击选择Z轴为旋转矢量;单击激活“指定点”栏,再单击选择坐标原点为旋转点;在“限制”栏中输入开始角度0°、结束角度360°,在“设置”栏中将“体类型”设置为“片体”;最后单击“确定”按钮,完成花瓶外表曲面的创建,如图5-34(b)所示。(https://www.daowen.com)

图5-34 曲线旋转生成曲面
3.扫掠曲面
扫掠曲面是一条曲线沿另一条曲线运动生成的曲面。运动的曲线叫作截面线,沿着运动的路径曲线叫作引导线,截面线与引导线均可以是草图曲线、空间曲线、曲面或实体的边线。扫掠曲面的操作与实体建模的扫掠相同,使用同一命令,即【菜单】→【插入】→【扫掠】→【扫掠】命令,参见3.6.3节。
扫掠曲面功能完善,是最为灵活、最为复杂、最为全面的曲面建模方法,拉伸曲面、旋转曲面、通过曲线网格等均可通过扫掠曲面建模方法替代完成。为了建模表达的自由、灵活、多样,截面曲线可以是沿引导线方向布置的多条曲线,每条截面曲线可以是单条线段,也可以是首尾相连的多条线段。引导线可以是1条、2条,最多3条曲线。当仅有1条或2条引导线时,曲面在满足该引导线限定的条件基础上,其形状结构是可变、不确定的,为了消除这种自由度对建模造成的不可控,引导线增加到3条。3条引导线使截面线的运行发展得到精确控制,因为沿引导线方位每个截面均是由3条引导线的相交点唯一确定的,因为3个点确定一个平面,因此3条引导线构建的扫掠曲面具有唯一性。
应用案例5-6 工艺盒曲面建模
(1)打开支持文件“5-7.prt”,如图5-35(a)所示,以曲线1,2,3,4组成一条截面线,以曲线6,7,8,9组成另一条截面线,以曲线5作为引导线,通过扫掠方法构建曲面。
(2)选择【菜单】→【插入】→【扫掠】→【扫掠】命令,弹出图3-126所示的【扫掠】对话框。激活“截面”栏,依次连续单击选择曲线1,2,3,4,单击“添加新集” 按钮
,再依次连续单击曲线6,7,8,9,然后单击激活“引导线”栏,单击选择曲线5,再在“设置”栏中将“体类型”设置为“片体”,其余设置默认,单击“确定”按钮,完成曲面的构建,如图5-35(b)所示。

图5-35 曲线扫掠生成曲面(多条截面线)
应用案例5-7 绘制梯形容器侧面
(1)打开支持文件“5-8.prt”,如图5-36(a)所示,以曲线1,2,3,4连接成一条截面线,以曲线5,6,7作为3条引导线,创建梯形容器曲面。
(2)选择【菜单】→【插入】→【扫掠】→【扫掠】命令,弹出图3-126所示的【扫掠】对话框。激活“截面”栏,依次连续单击选择曲线1,2,3,4,然后单击激活“引导线”栏,单击选择曲线5,再单击“添加新集”按钮
,单击选择曲线6,再单击“添加新集”按钮
,单击选择曲线7,然后在“设置”栏中将“体类型”设置为“片体”,其余设置默认,单击“确定”按钮,完成曲面的绘制,如图5-36(b)所示,生成了规则的梯形容器侧面。
为了加深理解,当引导线分别只选择1条(曲线5)和2条(曲线5、曲线7)构建曲面时,其生成的容器侧面如图5-36(c)、(d)所示,请读者在操作中观察并思考引导线对构建曲面形状的影响。

图5-36 曲线扫掠生成曲面(多条引导线)