Creo20 A级曲面建模详解

Creo
A 级曲面建模

模块概述:
在 Creo Parametric 中进行曲面建模使您可以创建具有雕刻形状、有机形状或曲率连续形状的模型，该模型的形状可能
会过于复杂而无法使用普通的实体建模工具进行创建。
在此模块中，将向您介绍曲面建模，其中包括曲面建模的用途、样式及术语。
目标:

成功完成此模块后，您将能够：
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说明曲面建模环境的功能和用途。

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说明参数化曲面建模样式和自由形式曲面建模样式。

•
说明如何将参数化曲面建模样式与自由形式曲面建模样式相集成。

•
讨论曲面建模术语。

概念: 曲面建模简介
曲面建模简介

图 1 - 照相机
图2 - 水龙头

图 3 - 头盔
图 4 - 树篱修剪机

这些图形展示了使用Creo Parametric 曲面建模工具开发的模型示例。使用曲面建模可设计具有以下特性的模型：


具有大曲率或双向曲率的几何形状。

•
流体、雕刻或有机形状。

•
无法使用实体特征设计的形状。

•
一阶或二阶连续的光滑形状。

曲面建模假定背景

以下是一些需要您用到曲面建模技术的假定情形：
•
您的同事已开发出具有产品形状的泡沫塑料模型。您将创建与实物模型相匹配的模型。

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您的公司必须创建一个发动机缸盖的数字模型。没有可用的绘图。所以必须创建实际铸件的一个粗略扫描。

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您收到一封电子邮件，附件中具有铸造成型手提箱的概念草绘。开发Creo Parametric 模型。

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使用具有视图和剖面的汽车后视镜绘图，创建后视镜的数字模型。

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使用掌上电脑(个人数字助理) 的内部元件，您以直观的方式创建主体设计。

•
根据 IGES 形式的可用数据设计一个玩具。

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您将使用方程形式定义的剖面设计涡轮叶片。
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您将设计一个产品，其外部形状已使用另一软件程序粗略概念化。首先要在Creo Parametric 中重新创建曲面模型以定

义形状，然后生成零件设计。

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您要为模型制作公司设计一个掌上电脑(个人数字助理) 的Creo Parametric 模型。该公司将使用快速成型的方法设计

模型的实体原型。

•
您已接收到质量较差的IGES 数据以设计刀具。首先要修复导入的曲面数据，然后再继续进行建模。

概念: 曲面建模用途
曲面建模用途
您可使用曲面建模来：
•
设计外壳 (任何产品的外部主体) - 示例包括消费品的主体壳(例如“图1”中的CD 播放器)，或者轮廓相当复杂的工程元

件外壳或箱体(例如“图2”中的发动机进气歧管)。

图1 - CD 播放器
图 2 - 铸造歧管

•
开发概念性设计- 将产品形状概念化时，必须灵活、交互地操控模型的形状，并查看是否符合美学需求。

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设计薄壁元件- 使用曲面建模设计形状复杂的元件，如汽车浅盘形地板等。

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修复导入的曲面数据- 通常接收到的是含有未修剪且未缝合曲面的导入曲面数据。这就要求对数据进行操控和修复，

以进一步进行设计。

•
设计刀具 - 要设计刀具，需使用曲面编辑工具(如“图3”中的模具元件) 对面组进行操作。
图 3 - 建模
•
重新定义和操控实体模型- 在实体建模环境中，使用曲面特征可操控要切割的实体和替换实体曲面、创建过渡曲面，

以及使用曲面变换创建稳定的阵列特征。

•
设计复杂圆角- 在复杂情况下，如果标准半径工具无法提供令人满意的结果，可使用曲面创建圆角。

概念: 曲面建模样式
曲面建模样式
曲面建模样式可与实体建模样式完全不同。它可使用不同的方式、技术和工作流。可将曲面建模样式分成两类：
•
参数化或约束曲面建模(也称作技术曲面设计) - 这些技术将在“曲面建模”课程中介绍。

图1 - 板格
•
自由形式或交互曲面设计- 这项技术将在“自由形式曲面建模”课程中介绍。
图 2 - 车门内部
使用这两种方法通常都可获得所需的曲面模型形状。您可根据下列因素选择适当的方法：
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设计输入 - 原始数据和尺寸值与草绘或概念性的绘图。

•
设计意图 - 通过尺寸控制几何，以及通过拖拉曲面轮廓来控制几何。

•
设计者的背景- 具有 Creo Parametric 建模经验的用户可能偏爱参数化建模，而具有设计或艺术背景的用户则可能偏

爱自由形式建模。

概念: 自由形式概述
自由形式概述
造型工具是一款功能强大且适用范围广泛的曲面建模工具，我们将在“自由形式曲面建模”课程中详细介绍该工具。它是
一种基于样条的自由形式建模方法，可创建2D 和3D 曲线以及自由形式曲面。例如，在“图1”和“图2”中，正在创建两条
自由形式曲线。
图 1 - 创建自由形式曲线

图 2 - 创建第二条自由形式曲线
在图 3 中，曲线用于创建自由形式曲面。

图3 - 创建曲面
这些曲线和曲面是在“造型”特征内创建的。“造型”特征是指具有自己的建模环境的独立特征。
造型工具的用途是什么？

造型特征主要用于创建设计目的取决于视觉或美学标准的模型。不过，它还可以用于其他方面，包括：
•
在其他类型的参数化模型上创建自由形式的特征。

•
在可控制参数化几何基础上创建自由形式的曲线和曲面。

•
创建概念模型。

•
用于反转造型任务。
造型工具用途
造型工具可让您进行下列操作：
•
创建自由形式的平面曲线及3D 曲线。

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将曲线投影在曲面上。

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利用三条或四条边界创建曲面。

•
修剪曲面。

•
定义曲面的连续性。

概念: 混合曲面建模样式
混合曲面建模样式
许多产品的形状都可以使用参数曲面特征和自由形式曲面特征的组合进行构建。使用曲面建模工具，可在单一建模环境
中，将基于特征的参数化建模与自由形式的非约束曲面创建相集成。您可参考参数化特征来创建自由形式的特征，反之
亦然。
例如，设计珠宝时，要使用自由形式曲面建模工具创建雕刻形状和受约束曲面，以创建一个戒指基座和精确的珠宝镶嵌
口。在通常的珠宝设计中，首先要创建具有精确圆形尺寸的基础模型，然后使用“平移/旋转”和“阵列”工具来定位宝石。
可以使用关系和族表。图1 显示了具有参数化和自由形式曲面特征组合的环的构造线。
图 1 - 设计一个环
另一常见方法是创建一个参数化框架，然后参考该框架创建自由形式特征。图2 显示了个人数据助手，在这个工具中，
参数化框架用于修改自由形状曲面的整体尺寸。
图 2 - 参数化框架

在参数化曲面建模中，可使用自由形式曲面定义混合和过渡曲面。图3 显示了一个混合曲面，以线网格突出显示，该网
格被设计为参数化特征之间的自由形状曲面。
图3 - 设计自由形式曲面
概念: 曲面建模术语

曲面建模术语
在整个课程中都会用到曲面建模术语。因此，必须了解这些术语。
•
曲面 - 曲面是无限薄的非实体特征，在非常复杂和无规则形状的设计中起辅助作用。请注意，当在线框显示中查看时，

曲面的边突出显示为橙色和紫色，如“图1”所示。

图 1 - 查看曲面
o
橙色表示外部或单侧边。

o
紫色代表内部或双侧边，因为它们形成两个曲面片的边界。

在 Creo Parametric 中，术语曲面可用于下列任一项目：
•
面组 - 一个面组可由单个曲面或一组曲面组成。面组表示相连曲面的拼接体。多曲面面组包含组成它的所有曲面的几

何的描述信息，以及这些曲面连接或相交的方式，如“图1”和“图2”中所示模型。
图2 - 曲面面组
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曲面片 - 如果您创建由多个片段组成的曲面特征，会以多个曲面片创建该曲面，如“图1”所示。

•
实体曲面 - 实体特征的面，如“图3”所示的实体模型。

图 3 - 实体曲面和边
•
基准平面 - 可无限延伸但由矩形边界表示的平面基准特征。

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边 - 边是实体的边界(如“图3”所示) 或曲面的边界(如“图4”所示)。

图 4 - 曲面边
曲面边可以是单侧边也可以是双侧边，这取决于相邻曲面几何是否存在。