曲面建模基本原則

曲面建模不同于實體建模，其不是完全參數(shù)化的特征。在曲面建模時，需要注意以下幾個基本原則：

1、創(chuàng)建曲面的邊界曲線盡可能簡單。一般情況下，曲線階次不大于3。當(dāng)需要曲率連續(xù)時，可以考慮使用五階曲線。

2、用于創(chuàng)建曲面的邊界曲線要保持光滑連續(xù)，避免產(chǎn)生尖角、交叉和重疊。另外在進行創(chuàng)建曲面時，需要對所利用的曲線進行曲率分析，曲率半徑盡可能大，否則會造成加工困難和形狀復(fù)雜。

3、避免創(chuàng)建非參數(shù)化曲面特征。

4、曲面要盡量簡潔，面盡量做大。對不需要的部分要進行裁剪。曲面的張數(shù)要盡量少。

5、根據(jù)不同部件的形狀特點，合理使用各種曲面特征創(chuàng)建方法。盡量采用實體修剪，再采用挖空方法創(chuàng)建薄殼零件。

6、曲面特征之間的圓角過渡盡可能在實體上進行操作。

7、曲面的曲率半徑和內(nèi)圓角半徑不能太小，要略大于標(biāo)準(zhǔn)刀具的半徑，否則容易造成加工困難。

UG曲面建模，一般來講，首先通過曲線構(gòu)造方法生成主要或大面積曲面，然后進行曲面的過渡和連接，光順處理，曲面的編輯等方法完成整體造型。在使用過程經(jīng)常會遇到以下一些常用概念。

行與列：行定義了曲面的U方向，列是大致垂直于曲面行方向的縱向曲線方向（V方向）。

曲面的階次：階次是一個數(shù)學(xué)概念，是定義曲面的三次多項式方程的最高次數(shù)。建議用戶盡可能采用三次曲面，階層過高會使系統(tǒng)計算量過大，產(chǎn)生意外結(jié)果，在數(shù)據(jù)交換時容易使數(shù)據(jù)丟失。

公差：一些自由形狀曲面建立時采用近似方法，需要使用距離公差和角度公差。分別反映近似曲面和理論曲面所允許距離誤差和面法向角度允許誤差。

截面線：是指控制曲面U方向的方位和尺寸變化的曲線組。可以是多條或者是單條曲線。其不必光順，而且每條截面線內(nèi)的曲線數(shù)量可以不同，一般不超過150條。

引導(dǎo)線：用于控制曲線的V方向的方位和尺寸?？梢允菢訔l曲線、實體邊緣和面的邊緣，可以是單條曲線，也可以是多條曲線。其最多可選擇3條，并且需要G1連續(xù) 。

簡單地說，NURBS就是專門做曲面物體的一種造型方法。NURBS造型總是由曲線和曲面來定義的，所以要在NURBS表面里生成一條有棱角的邊是很困難的。就是因為這一特點，我們可以用它做出各種復(fù)雜的曲面造型和表現(xiàn)特殊的效果，如人的皮膚，面貌或流線型的跑車等。

曲面建模即NURBS建模，是由曲線組成曲面，再有曲面組成立體模型，曲線有控制點可以控制曲線曲率、方向、長短。屬于兩大流行建模方式之一，另一種是多邊形建模。

一般來說，創(chuàng)建曲面都是從曲線開始的?？梢酝ㄟ^點創(chuàng)建曲線來創(chuàng)建曲面，也可以通過抽取或使用視圖區(qū)已有的特征邊緣線創(chuàng)建曲面。其一般的創(chuàng)建過程如下所示。

（1）首先創(chuàng)建曲線?？梢杂脺y量得到的云點創(chuàng)建曲線，也可以從光柵圖像中勾勒出用戶所需曲線。

（2）根據(jù)創(chuàng)建的曲線，利用過曲線、直紋、過曲線網(wǎng)格、掃掠等選項，創(chuàng)建產(chǎn)品的主要或者大面積的曲面。

（3）利用橋接面、二次截面、軟倒圓、N-邊曲面選項，對前面創(chuàng)建的曲面進行過渡接連；利用裁剪分割等等命令編輯調(diào)整曲面；利用光順命令來改善模型質(zhì)量。最終得到完整的產(chǎn)品初級模型。

（4）利用渲染軟件添加材質(zhì)以及環(huán)境背光等等，最后得出效果圖。

實體模型的外表是曲面組成的。曲面定義了實體的外形，曲面可以是平的也可以是彎曲的。曲面模型與實體模型的區(qū)別在于所包含的信息和具備性不同：實體模型總是封閉的，沒有任何縫隙和重疊邊；曲面模型可以不封閉，幾個曲面之間可以不相交，可以有縫隙和重疊。實體模型所包含的信息是完備的，系統(tǒng)知道哪些空間位于實體“內(nèi)部”，哪些位于實體“外部”，而曲面模型則缺乏這種信息完備性?？梢园亚婵醋魇菢O薄的“薄壁特征”，曲面只有形狀，沒有厚度。當(dāng)把多個曲面結(jié)合在一起，使得曲面的邊界重合并且沒有縫隙后，可以把結(jié)合的曲面進行“填充”，將曲面轉(zhuǎn)化成實體 。

內(nèi)容簡介

《AutoCAD曲面建模實用教程(高等學(xué)校十二五計算機規(guī)劃教材)/實用教程系列》編著者姚敏茹、陶毅、張小粉。 《AutoCAD曲面建模實用教程(高等學(xué)校十二五計算機規(guī)劃教材)/實用教程系列》從使用者的角度出發(fā)，通過典型實例的詳細講解，系統(tǒng)深入地介紹AutoCAD曲面建模的主要功能和使用，引導(dǎo)讀者在完成各種不同實例的建模過程中，系統(tǒng)地掌握在AutoCAD中進行曲面建模的方法與過程。全書主要內(nèi)容包括三維繪圖基礎(chǔ)，三維曲線與曲面，齒輪類零件建模，凸輪類零件建模，葉輪、葉片類零件建模，蝸輪、蝸桿類零件建模，三維模型的著色與渲染，三維實體模型裝配等。 本書以圖文對照方式進行編寫，內(nèi)容全面，循序漸進，通俗易懂。本書適合AutoCAD用戶迅速掌握和全面提高使用技能，對具有一定基礎(chǔ)的用戶也具有參考價值，還可供企業(yè)、研究機構(gòu)、大中專院校從事CAD／CA...(展開全部) 《AutoCAD曲面建模實用教程(高等學(xué)校十二五計算機規(guī)劃教材)/實用教程系列》編著者姚敏茹、陶毅、張小粉。 《AutoCAD曲面建模實用教程(高等學(xué)校十二五計算機規(guī)劃教材)/實用教程系列》從使用者的角度出發(fā)，通過典型實例的詳細講解，系統(tǒng)深入地介紹AutoCAD曲面建模的主要功能和使用，引導(dǎo)讀者在完成各種不同實例的建模過程中，系統(tǒng)地掌握在AutoCAD中進行曲面建模的方法與過程。全書主要內(nèi)容包括三維繪圖基礎(chǔ)，三維曲線與曲面，齒輪類零件建模，凸輪類零件建模，葉輪、葉片類零件建模，蝸輪、蝸桿類零件建模，三維模型的著色與渲染，三維實體模型裝配等。 本書以圖文對照方式進行編寫，內(nèi)容全面，循序漸進，通俗易懂。本書適合AutoCAD用戶迅速掌握和全面提高使用技能，對具有一定基礎(chǔ)的用戶也具有參考價值，還可供企業(yè)、研究機構(gòu)、大中專院校從事CAD／CAM的專業(yè)人員使用。2100433B

《基于CAD\CAM系統(tǒng)Pro\ENGINEER的曲面建模與數(shù)控加工》系統(tǒng)深人地介紹了Pro/ENGINEER Wildfire在曲面建模和數(shù)控加工方面的主要功能與使用方法。《基于CAD\CAM系統(tǒng)Pro\ENGINEER的曲面建模與數(shù)控加工》在介紹系統(tǒng)概況的基礎(chǔ)上，詳細講解了手環(huán)和水果盤建模、傳呼機外殼和水槽建模、人體頭部輪廓曲面建模、鼠標(biāo)和照相機面蓋建模、底座類零件的銑加工、葉片類零件的銑加工、鑄造模具類零件上砂芯的銑加工、鑄造模具類零件下砂芯的銑加工、曲面零件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。