第2課 2課時 曲面實體工具

先來介紹作為模具設計輔助工具的曲面實體工具集合。曲面實體為統稱術語，描述相連的零厚度幾何體，如單一曲面、縫合的曲面、剪裁和圓角的曲面等。能在一個單一的零件中擁有多個曲面實體，這樣就可以生成修補曲面、創建分型曲面和互鎖曲面等，為分模設計作準備。

2.2.1 延展曲面、直紋曲面、縫合曲面

1．延展曲面

延展曲面工具通過沿著所選定的平面方向延展實體的邊線，或者曲面的邊線來生成曲面。

單擊【模具工具】工具欄中的【延展曲面】按鈕，打開如圖2-5所示的【延展曲面】屬性管理器。

首先要為延展方向參考在圖形區域中選擇一個與曲面延展的方向平行的面或基準面。圖形區域中的箭頭垂直指向所選參考，但曲面平行于所選參考面延展。

為【要延展的邊線】在圖形區域中選擇一條邊線或一組連續的邊線。

單擊【反轉延展方向】按鈕則以相反方向延展曲面。

如果模型有相切面并且希望延展的曲面沿這些面繼續，則啟用【沿切面延伸】復選框。

在【距離】文本框中設定一個數值來定義延展的曲面寬度。

2．直紋曲面

對于輸入的幾何體，如果不能使用SolidWorks應用程序中的【拔模工具】來糾正需要拔模的曲面，就可以使用【直紋曲面】工具生成垂直或從所選邊線成梯度的直紋曲面，同時也可使用【直紋曲面】工具來生成連鎖曲面。

單擊【模具工具】工具欄中的【直紋曲面】按鈕，打開如圖2-6所示的【直紋曲面】屬性管理器。

1）【類型】選項組

【相切于曲面】單選按鈕：直紋曲面和與其共享一邊線的曲面相切。

【正交于曲面】單選按鈕：直紋曲面和與其共享一邊線的曲面正交。

【錐削到向量】單選按鈕：直紋曲面錐削到所指定的向量。

【垂直于向量】單選按鈕：直紋曲面與所指定的向量垂直。

【掃描】單選按鈕：直紋曲面通過使用所選邊線作為引導曲線來生成掃描曲面。

2）【距離/方向】選項組

在【距離】文本框中設定一個數值。選中【錐削到向量】、【垂直于向量】或【掃描】單選按鈕。

●選擇一條邊線、面或基準面作為參考向量。

●如果需要，則單擊【反向】按鈕，更改參考向量的方向。

●如僅選中【錐削到向量】單選按鈕，則需要設定角度。

●如選中【掃描】單選按鈕，可以選擇坐標輸出，并為參考向量指定坐標，這里用X、Y和Z方向矢量來指定掃描的方向。

3）【邊線選擇】選項組

這里選擇用作直紋曲面基體的邊線或分型線。

如果必要則單擊【交替面】按鈕。

4）【選項】選項組

取消啟用【剪裁和縫合】復選框后，可以用手工剪裁和縫合曲面。

取消啟用【連接曲面】復選框以移除任意連接曲面，連接曲面通常在尖角之間生成。

3．縫合曲面

使用【縫合曲面】工具可以把兩個或多個面和曲面組合成一個曲面。

單擊【模具工具】工具欄中的【縫合曲面】按鈕，打開如圖2-7所示的【縫合曲面】屬性管理器。

在【要縫合的曲面和面】選擇框中選擇面和曲面。如果想從閉合的曲面生成一個實體模型，則啟用【嘗試形成實體】復選框。

注意以下縫合曲面的有關事項。

（1）曲面的邊線必須相鄰并且不重疊。

（2）曲面不必位于同一個基準面上。

（3）選擇整個曲面實體或選擇一個或多個相鄰曲面實體。

（4）縫合曲面并不會吸收用于生成它們的曲面而生成新的曲面-縫合實體。

（5）在縫合曲面形成一個閉合體積或保留為曲面實體時會生成一個實體。

2.2.2 放樣曲面、延伸曲面、剪裁曲面

1．放樣曲面

放樣是通過在輪廓之間進行過渡而生成的特征。放樣可以是基體、凸臺、切除或曲面。可以使用兩個或多個輪廓生成放樣。

單擊【曲面】工具欄中的【放樣曲面】按鈕，打開如圖2-9所示的【曲面-放樣】屬性管理器。

1）【輪廓】選項組

【輪廓】區域決定用來生成放樣的輪廓。選擇要連接的草圖輪廓、面或者邊線。放樣是根據輪廓選擇的順序而生成的。對于每個輪廓，可以選擇想要放樣路徑經過的點。

【上移】按鈕和【下移】按鈕調整輪廓的順序，選擇一個【輪廓】并調整輪廓順序。如果放樣預覽顯示的是不理想的放樣結果，則需要重新選擇或將草圖重新組序以在輪廓上連接不同的點。

2）【選項】選項組

●【合并切面】復選框：如果對應的線段相切，那么就在所生成的放樣中的曲面保持相切。

●【閉合放樣】復選框：沿著放樣方向生成一閉合實體，啟用此復選框會自動連接最后一個和第一個草圖。

●【顯示預覽】復選框：顯示放樣的上色預覽，取消啟用此復選框則只觀看路徑和引導線。

2．延伸曲面

通過選擇一條邊線、多條邊線或者一個面來延伸曲面。單擊【曲面】工具欄中的【延伸曲面】按鈕，打開如圖2-10所示的【延伸曲面】屬性管理器。

1）【延伸的邊線/面】選項組

【延伸的邊線/面】選擇框：在圖形區域中為所選面/邊線選擇一條或多條邊線或面。對于邊線，曲面沿邊線的基準面延伸；對于面，曲面沿面的所有邊線延伸，除那些連接到另一個面的邊線外。

2）【終止條件】選項組

●【距離】單選按鈕：按在【距離】中所指定的數值延伸曲面。

●【成型到某一面】單選按鈕：將曲面延伸到【曲面/面】在圖形區域中所選擇的曲面或面。

●【成型到某一點】單選按鈕：將曲面延伸到【頂點】在圖形區域中所選擇的點或頂點。

3）【延伸類型】選項組

●【同一曲面】單選按鈕：沿曲面的幾何體延伸曲面，如圖2-11左圖所示。

●【線性】單選按鈕：沿邊線相切于原有曲面來延伸曲面，如圖2-11右圖所示。

3．剪裁曲面

剪裁曲面一般需要工具來剪裁曲面對象，可以使用曲面、基準面或草圖作為剪裁工具來剪裁相交曲面，也可以將曲面和其他曲面聯合使用作為相互的剪裁工具。欲要剪裁曲面，首先要生成在一個或多個點相交的兩個或多個曲面，或生成一個與基準面相交或在其面有草圖的曲面。

單擊【曲面】工具欄中的【剪裁曲面】按鈕，打開【剪裁曲面】屬性管理器。

1）【剪裁類型】選項組

●【標準】單選按鈕：使用曲面、草圖實體、曲線、基準面等來剪裁曲面，如圖2-12所示。

●【相互】單選按鈕：使用曲面本身來剪裁多個曲面。

2）【選擇】選項組

●【剪裁工具】（選中【標準】單選按鈕時可用）：在圖形區域中選擇曲面、草圖實體、曲線或基準面作為剪裁其他曲面的工具。

●【曲面】（選中【相互】單選按鈕時可用）：在圖形區域中選擇多個曲面以讓剪裁曲面用來剪裁自身。

●【保留選擇】單選按鈕：保留在【要保留的部分】下所列舉的曲面，沒在要保留的部分下所列舉的交叉曲面被丟棄。

●【移除選擇】單選按鈕：丟棄在【要移除的部分】下所列舉的曲面，沒在要移除的部分下所列舉的交叉曲面被保留。

根據剪裁操作，在【要保留的部分】或在【要移除的部分】中選擇曲面。

3）【曲面分割選項】選項組

●【自然】單選按鈕：強迫邊界邊線隨著曲面的形狀而變化。

●【線性】單選按鈕：強迫邊界邊線隨著剪裁點的線性方向而變化。

●【分割所有】復選框：顯示曲面中所有的分割。

課后練習——插座外殼

練習案例分析及步驟如下。

本課后練習是插座外殼的分型面設計。插座屬于電氣元件，使用塑料材料制成，具有絕緣性，外殼的分型面屬于延展曲面的一種。如圖2-13所示是插座外殼的分型面。

本案例主要練習SolidWorks中的分型面知識。首先創建插座外殼基體和凸臺特征，然后創建分型線，接著創建延展曲面形成分型面。如圖2-14所示是創建插座外殼分型面的思路和步驟。

練習案例操作步驟如下。

step 01 首先創建插座外殼基體。選擇【前視基準面】作為草圖繪制平面，單擊【草圖】工具欄中的【多邊形】按鈕，繪制邊長為100的正方形，如圖2-15所示。

step 02 單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺/基體】按鈕，彈出【凸臺-拉伸】屬性管理器，設置拉伸深度為10，拉伸正方形為實體，如圖2-16所示。

step 03 單擊【特征】工具欄中的【圓角】按鈕，彈出【圓角】屬性管理器，設置半徑值為2，選擇邊線，對實體邊緣進行倒圓角，如圖2-17所示。

step 04 單擊【特征】工具欄中的【圓角】按鈕，彈出【圓角】屬性管理器，設置半徑值為8，對正方體四角進行倒圓角，如圖2-18所示。

step 05 單擊【特征】工具欄中的【抽殼】按鈕，彈出【抽殼1】屬性管理器，設置厚度為2，選擇要移除的面，完成抽殼，如圖2-19所示。

step 06 選擇如圖2-20所示選中的平面作為草圖繪制平面。

step 07 單擊【草圖】工具欄中的【多邊形】按鈕，繪制邊長為70的正方形，如圖2-21所示。

step 08 單擊【草圖】工具欄中的【繪制圓角】按鈕，彈出【繪制圓角】屬性管理器，設置圓角半徑為10，選擇要繪制圓角的頂點，完成圓角繪制，如圖2-22所示。

step 09 單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺/基體】按鈕，彈出【凸臺-拉伸】屬性管理器，設置拉伸深度為4，拉伸草圖成實體，如圖2-23所示。

step 10 選擇如圖2-24所示選中的平面作為草圖繪制平面。

step 11 單擊【草圖】工具欄中的【多邊形】按鈕，繪制邊長為66的正方形，如圖2-25所示。

step 12 單擊【草圖】工具欄中的【繪制圓角】按鈕，設置圓角半徑為8，選擇要繪制圓角的頂點，完成圓角繪制，如圖2-26所示。

step 13 單擊【特征】工具欄中的【拉伸切除】按鈕，彈出【切除-拉伸】屬性管理器，設置拉伸深度為4，拉伸草圖切除實體，如圖2-27所示。

step 14 單擊【特征】工具欄中的【圓角】按鈕，彈出【圓角】屬性管理器，設置半徑值為1.5，對實體邊緣進行倒圓角，完成創建插座外殼基體的操作，如圖2-28所示。

step 15 接著創建凸臺特征。選擇【上視基準面】作為草圖繪制平面，單擊【草圖】工具欄中的【直線】按鈕，繪制長度分別為32.5、21.5、14、21.78、10的5條直線，如圖2-29所示。

step 16 單擊【特征】工具欄中的【旋轉凸臺/基體】按鈕，彈出【旋轉】屬性管理器，選擇旋轉軸，設置【方向1】選項組中的角度為360度，旋轉草圖成實體，如圖2-30所示。

step 17 選擇【上視基準面】作為草圖繪制平面，單擊【草圖】工具欄中的【邊角矩形】按鈕，繪制長為30.5、寬為21.5的矩形，如圖2-31所示。

step 18 單擊【草圖】工具欄中的【等距實體】按鈕，彈出【等距實體】屬性管理器，設置等距距離為2，啟用【反向】復選框，選擇要等距的實體，完成等距實體繪制，如圖2-32所示。

step 19 單擊【草圖】工具欄中的【剪裁實體】按鈕，對草圖進行剪裁，如圖2-33所示。

step 20 單擊【特征】工具欄中的【旋轉切除】按鈕，彈出【切除-旋轉】屬性管理器，選擇旋轉軸，設置【方向1】選項組中的角度為360度，旋轉草圖切除實體，如圖2-34所示。

step 21 選擇如圖2-35所示選中的平面作為草圖繪制平面。

step 22 單擊【草圖】工具欄中的【圓】按鈕，繪制一個直徑為16的同心圓，如圖2-36所示。

step 23 單擊【草圖】工具欄中的【圓】按鈕，繪制一個直徑為2.4的圓，如圖2-37所示。

step 24 單擊【特征】工具欄中的【拉伸切除】按鈕，彈出【切除-拉伸】屬性管理器，設置拉伸深度為2，拉伸草圖切除實體，如圖2-38所示。

step 25 單擊【特征】工具欄中的【圓周陣列】按鈕，彈出【圓周陣列】屬性管理器，選擇陣列軸和要陣列的圓孔特征，設置角度為120度、實例數為3，完成陣列，如圖2-39所示。

step 26 單擊【特征】工具欄中的【圓角】按鈕，彈出【圓角】屬性管理器，設置半徑值為2，對實體邊緣進行倒圓角，完成創建凸臺特征的操作，如圖2-40所示。

step 27 完成插座外殼零件的創建，如圖2-41所示。

step 28 繼續創建分型線。單擊【模具工具】工具欄中的【分型線】按鈕，彈出【分型線】屬性管理器，選擇拔模方向邊線，單擊【拔模分析】按鈕，選擇邊線作為分型線，完成分型線的創建，如圖2-42所示。

step 29 最后創建分型面。單擊【模具工具】工具欄中的【關閉曲面】按鈕，彈出【關閉曲面】屬性管理器，選擇需要修補為曲面的邊界線，啟用【縫合】、【過濾環】和【顯示標注】復選框，設置修補類型為【接觸】，完成關閉曲面的創建，如圖2-43所示。

step 30 單擊【模具工具】工具欄中的【延展曲面】按鈕，彈出【延展曲面】屬性管理器，選擇延展方向參考面和要延展的邊線，啟用【沿切面延伸】復選框，將延展距離設置為40，完成分型曲面的創建，如圖2-44所示。

step 31 完成插座外殼零件的分型面創建，如圖2-45所示。