4.曲面造型練習

  本節(jié)中，企圖通過一系列的練習和分析,幫助讀者確認Inventor目前的曲面能力和主要技巧。本節(jié)所列的模型，其實并不是設(shè)計建模中絕對必要的手段，而是為了使讀者能完整、確實地掌握 Inventor的曲面功能。這一節(jié)的相關(guān)文件在“\練習-4”。

    4.1.簡單曲面

  這是用一兩個草圖為基礎(chǔ)創(chuàng)建的曲面，例如：拉伸、旋 轉(zhuǎn)、掃掠… 參見圖19-46，結(jié)果參見4-01.IPT。
      

  (1)造型分析

  這是拉伸曲面，一條15mm長的水平直線，一條4個控制點的樣條；兩者在公共端點處相切，樣條線各控制點位置如 圖；樣條線左端結(jié)束點切線方向與直線成80°角…

  (2)建模過程

 ◆做15mm長度直線草圖；

 ◆做樣條線，保證與直線有公共端點，保證有4個控制點；

 ◆約束與直線草圖相切，添加驅(qū)動尺寸；

 ◆調(diào)出樣條左端點的“控制柄”，添加切向角度和影響范圍 驅(qū)動尺寸；

 ◆拉伸成曲面。

  (3)點評

  在Inventor中，構(gòu)成曲面的草圖，包括樣條線，可以全參數(shù)驅(qū)動。在工程圖中，要想投影曲面，需要像圖19-47那樣選 定曲面并設(shè)置成“包含”。
      

    4.2.兩界曲面

  這是兩條邊組成的草圖界線所構(gòu)成的直素線曲面，用放樣特 征完成。參見圖19-48，結(jié)果參見4-02.IPT。
    

  (1)造型分析

  這是兩條曲線邊界組成的曲面，他們用“基線”關(guān)聯(lián)，兩條曲線所在面夾定角；線上各點參數(shù)

  (2)建模過程

 ◆做直線草圖，充當基線并作出60度斜線；

 ◆做垂直于基線的工作面，在面上創(chuàng)建三個控制點的樣條“界-1”，標好驅(qū)動尺寸；

 ◆過60度線做工作面，在這個面上作四個控制點的樣條線“界-2”，標驅(qū)動尺寸；

 ◆用放樣特征形成曲面。

  (3)點評
  關(guān)鍵在于原始草圖線之間的關(guān)系控制。在這個例子中，“基線”就起到了這種作用。整個曲面可以通過相關(guān)草圖和工作面的參數(shù)改變而實現(xiàn)全參數(shù)驅(qū)動。

  注意：
  這個特征創(chuàng)建中，可能會“自動改變”草圖的驅(qū)動尺寸標注方式，造成在工程圖中直接引用模

型尺寸的錯誤。解決方案是回到原始草圖，重新添加驅(qū)動尺寸。

     4.3.四界曲面

  這是四條邊草圖界線所構(gòu)成的曲面，用放樣特征完成。結(jié)果參見4-03.IPT。
  (1)造型分析

  這四條曲線的邊相互具有公共端點，組成封閉空間線。
  目前在Inventor中，可用放樣功能實現(xiàn)，兩條界作為截面輪廓，另兩條界作為控制軌道。
  參見圖19-49，結(jié)果參見4-03.IPT。
      

  (2)建模過程

 ◆做R30草圖，用構(gòu)造線來限制90°的結(jié)構(gòu)；

 ◆做XY面平行工作面，距離60；

 ◆做R150的草圖所在工作面，過構(gòu)造線，垂直于工 作面；

 ◆做新草圖，投影工作面和R30端點，做直線和圓弧，標好尺寸；

 ◆同樣完成R80草圖；

 ◆用放樣特征形成曲面。

  (3)點評

  曲面的邊界是按照草圖，中間部分將會根據(jù) Inventor的內(nèi)部算法，完成光順的面。

     4.4.三界曲面

  理論上，這是三條邊草圖界線所構(gòu)成的曲面， 也能用放樣特征完成，參見圖19-50。
   

  (1)造型分析

  參見4-04a.IPT，這是一個挺典型的板殼結(jié)構(gòu)， 實際上能做出鈑厚為0.001mm的實體模型。但不是 用Inventor的抽殼方法。

  (2)建模過程
  有了上邊的經(jīng)驗，這個基礎(chǔ)模型構(gòu)建過程就是簡單的了，參見4-04.IPT模型。但是，在抽殼特征創(chuàng)建的時候出了問題，參見圖19-51的提示。
    

  實際上是能夠有我們自己完成“抽殼”的。過程是：

 ◆整理設(shè)計參數(shù)表，添加鈑厚參數(shù)B=0.001mm；

 ◆在R40的面上建草圖，刪除自動投影，投影直線棱邊，創(chuàng)建于原來類似的草圖，利用設(shè)計 變量和計算表達式控制驅(qū)動尺寸；
 ◆同樣創(chuàng)建R60面上的草圖，因為這里有個60mm的尺寸需要保證，草圖中添加了鈑厚構(gòu)造線，這條線指向圓弧的圓心，落在原有R60的投影上，而線長度為參數(shù)B，參見圖19-52；
    

 ◆R80面上的草圖就很簡單了…

 ◆之后用放樣-切削，完成本來準備用抽殼特征完成的結(jié)構(gòu)。結(jié)果參見4-04a.IPT和4-04.IDW。
  (3)點評

  從上邊的過程看，這種自己做的“抽殼”，似乎也不算麻煩，但這個結(jié)果嚴格地說可能不是精確的“等距面”的結(jié)果，但是卻能夠、足夠精確地完成Inventor抽殼未完成的造型。

  因為Inventor的抽殼不能成功，相關(guān)的方法（用等距面切割或者做曲面加厚）也同樣不會成功。目前可能的結(jié)果參見4-04b.IPT，1mm架后，結(jié)果誤差為0.05mm，參見圖19-53。
     

  顯然這還不如在4-04a.IPT中我們自己做的“抽殼”。
  其實，大多數(shù)看來需要用曲面解決的模型問題，在Inventor中似乎可以直接創(chuàng)建實體，這當然是更好的解決方案。后邊將沿著這個思想，展開更多的模型創(chuàng)建分析…

    4.5.三維軌道控制線

  在現(xiàn)有的兩段實體之間建立光順過渡的結(jié)構(gòu)，也是一種常見的外觀造型需求。這時，三維軌道 控制線就很重要了。參見圖19-54，結(jié)果參見4-05.IPT。
    

  這是個從橢圓過渡到圓的模型。
  (1)造型分析

  原始模型參見 4-05a.IPT。如果能直接做出實體模型，比做出曲面之后控制結(jié)果實體更好。這 是在任何CAD軟件中完成這個設(shè)計表達都像做到的，但想做到不一定能做到。

  在Inventor中能夠完成，關(guān)鍵技術(shù)方法是三維空間曲線的創(chuàng)建、控制和使用。
  要做到光順過渡，需要在兩個現(xiàn)有特征之間建立足夠多的控制線，這樣的控制必定是三維的曲

線、它們的端點落在現(xiàn)有特征上、并與現(xiàn)有特征的表面構(gòu)成素線相切。

  (2)建模過程

 ◆創(chuàng)建面切割特征，形成未來三維曲線的基礎(chǔ)之一。打開4-05a.IPT可見，XZ面是兩者中心 線所在的面，用這個面切割現(xiàn)有特征外表面，得出4條切割線。

 ◆創(chuàng)建面切割特征，形成未來三維曲線的基礎(chǔ)之二。YZ面是橢圓的過中心線的另一個面，用

這個面切割橢圓征外兩段表面（被上次切割所分割），得出2條切割線。

 ◆創(chuàng)建面切割特征，形成未來三維曲線的基礎(chǔ)之三。設(shè)置圓柱特征的草圖可見，做過中心線 并垂直于XZ面的工作面，用它切割圓柱的兩段外表面，得出2條切割線；

 ◆分別做4條三維草圖下的樣條線，注意連接過程和設(shè)置相切關(guān)系的過程；

 ◆創(chuàng)建放樣特征；

 ◆在兩端各自做草圖，拉伸-切割出內(nèi)部的兩端3mm直線部分結(jié)構(gòu)；

 ◆按上述過程，做出內(nèi)腔的方樣結(jié)果。

  結(jié)果參見4-05.IPT和4-05.IDW。

  (3)點評
  可見，直接創(chuàng)建實體模型是完全可能的，在其他的軟件中，有可能需要經(jīng)過創(chuàng)建曲面才能完成

實體模型。InventorR8版本對與三維曲線的功能提升，是能夠這樣做的主要原因。
  創(chuàng)建面切割特征，形成未來三維曲線的基礎(chǔ)之一。打開4-05a.IPT可見，XZ面是兩者中心線所

在的面，用這個面切割現(xiàn)有特征外表面，得出4條切割線；
  對于這種三維空間樣條線，目前還不能完成像二維樣條那樣的參數(shù)控制，例如不能對某點的控

制柄的長度（影響范圍）和角度（切向）標注驅(qū)動尺寸。這是因為三維草圖沒有直接的、有意義的 尺寸驅(qū)動能力。

  默認的三維樣條上的控制柄，其影響范圍是合適的，應(yīng)當不必調(diào)整。