CATIA_自由曲面教程

自由造型单元可以创建不规则的曲面，构图方式自由，故称自由造型。自由造型构图方式是透过移动控制点的方式来决定曲面或曲线的外形，与其他实体为主的单元的不同处，在于自由造型可以脱离实体的限制，由用户的主观意识来决定所要的外形。

自由曲面优化模块扩展了CATIA自由曲面造型设计的外形和曲面造型功能，主要针对复杂的多曲面外形的变形设计。设计者可以象处理一个曲面片一样对曲面进行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。系统能够使一个设计和其他的几何元素匹配。为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通过计算出反射光线对曲面进行检查。

2.1 进入自由曲面造型单元

打开CATIA软件后，在菜单栏中的开始菜单中选择形状模块，并单击FreeStyle单元，如图2.1所示，进入自由曲面造型单元。

图 2.1

自由曲面造型功能总览：

自由曲面造型单元共有八项主要的工具栏，可以在插入和工具菜单中找到，全部的工具栏请参考图2.2。插入工具栏所提供的功能主要用于曲面与曲线的创建和修改，工具菜单中所提供的功能主要为辅助用户的设计工作。

图 2.2 八项主要工具简介如下：

. Curve

Creation(曲

线创建):可以

用各种条件创

建并修改曲

线。

. Surface

Creation(曲

面创建):可以

用各种条件创

建并修改曲

面。

. Shape

Modification

(外形修正)：

可以对曲面、

曲线的外形进

行修正。

.

Operations(

修改操作)：可

以对曲线、曲

面等对象进行

修改。

. Shape

Analysis(外

形分析)：可以

对曲面、曲线

进行间隙、曲

率、曲面品质、

距离误差等的

分析。

. Generic

Tools(一般工

具)：可以显示

曲面的几何状

态，改变指南

针方向。

. View

Manipulation

(自定义观察

方式)：可以修

改屏幕的显示

比例，使用指

南针来移动视

角，变换前后

视角。

. FreeStyle

Dashboard(自

由造型辅助面

板)：建立与修

改曲面、曲线

时的辅助工

具。

2.2 曲线创建

曲线创建(Curve Creation）工具栏可以用来绘制曲线，提供数种方式，如：空间曲线(3D Curve)、曲面上的曲线(Curve on Surface)、投影曲线(Project Curve）、并可以利用已知曲线绘制新的曲线，如：桥接曲线(FreeStyle Blend

Curve）、圆角造型(Styling Corner)与匹配曲线(Match Curve)。曲线创建工具栏如下所示。

空间曲线曲面上曲线投影曲线桥接曲线圆角造型匹配曲线

2.2.1 空间曲线

空间曲线功能是在空间的一系列点上建立样条线，或者在指南针的XY平面上建立样条线。

(1) 按下 F5 键决定曲线所在的平面，此处以XY平面为基准面，用户也可以在绘制曲线时，更改曲线的平面，即可绘出空间的曲线。连续按F5可以选择不同的基准。

(2) 在Curve Creation工具栏中单击“空间曲线”功能按钮，弹出如图2.3所示的3D Curve 对话框。

图 2.3

(2) 在对话框中的 Creation type下拉列表中选择建立曲线的方式。

* Through points

通过点是选择一系列点，作为样条上的点，来决定曲线的外形。如图2.4所示，建立的样条曲线将通过所选择的点。生成最光滑的曲线，每段曲线的阶数为6。

图 2.4

* Control points

控制点是选择一系列点作为样条线的控制点，如图2.5所示，所选择的点构成了一个多边形，决定了样条线的形状。当控制点的个数不超过6时，生成单段的曲线。当控制点的个数超过7或选择生成封闭曲线时，生成多段曲线。

图 2.5

* Near points

最近点是选择一系列点，在用户设定的误差范围内建立样条线，如图2.6所示。对于用 Near points 方式建立样条线，可以在对话框中设定所选择点与生成的样条线之间的最大偏差值(Deviation)，以及所建立的样条线的最大段数(Segmentation)。可以在几何显示区中右键单击N值，在弹出的菜单中选择设定样条线的阶数(Order)，如图2.7所示。只有在此方式下可以显示所选点与曲线的距离。

图 2.6

图 2.7

(3) Points handling功能可以在任意两点中，加入或删除一个点，或在点接近

曲面时，将控制点限制于曲面上或自由曲面上删除，共有三种方式：

. 插入点(Insert a point)

. 删除点(Remove a point)

. 自由或限制点(Free or constrain a point)

(4) 在对话框中单击按钮，可以插入一个点。首先单击按钮，在单击

需要插入的位置，如图2.8所示，最后选择一个点，如图2.9所示。

图 2.8 图 2.9

对于控制点方式和最近点方式使用插入点功能时，所选取的插入点必须在

多边形的线段上选取，而不能在空间曲线上选取。如图2.10和2.11所示。前者选定多边形线段，出现提示语，后者选择空间曲线，不能进行插入操作。

图 2.10

图 2.11

(5) 在对话框中单击按钮，可以将样条线中的某点删除。首先单击该按钮，在选择需要删除的点，如图2.12所示，结果如图2.13所示。

图 2.13 图 2.12

所选择的删除点为创建曲线时的数据点，不能删除曲线上任意处的点。