第5章　掃描類零件的建模

5.1　掃描命令簡介

掃描功能是使用一個截面沿一條或多條軌跡掃描出所需的實體、曲面或薄殼的建模方法。創建掃描特征需要創建兩類草圖特征：掃描軌跡和掃描截面。掃描軌跡可以有多條，可指定現有的曲線、邊，也可進入草繪模式繪制軌跡。掃描截面包括恒定截面和可變截面兩種。

圖5.1.1所示為利用一個截面及多條軌跡（見圖5.1.2）創建的一個變截面掃描特征。掃描時掃描截面垂直于原點軌跡即圖中直線，截面上各頂點受三條軌跡驅動，最后截面縮成一個點，掃描完成。

1．【掃描】操控板

單擊功能區【模型】選項卡【形狀】區域中的【掃描】按鈕，界面頂部彈出【掃描】操控板，如圖5.1.3所示。

2．【參考】下滑面板

單擊【掃描】操控板上的【參考】按鈕，彈出【參考】下滑面板，如圖5.1.4所示。在該面板指定掃描軌跡的類型及掃描截面的控制方向。

1）掃描軌跡

（1）軌跡的類型。

●　原點軌跡：在掃描的過程中，截面的原點永遠落在此軌跡上，創建掃描特征時必須選擇一條原點軌跡。

●　鏈軌跡：掃描過程中截面頂點參考的軌跡，用于變截面掃描。可以有多條，其中一條可以是截面X方向上的控制軌跡。

（2）字母選項含義。

●　【X】選項：該軌跡作為X方向上的控制軌跡。

●　【N】選項：該軌跡作為法向軌跡，掃描截面與該軌跡垂直。

●　【T】選項：切向參考。

2）掃描截平面控制

掃描截平面控制就是在掃描過程中對掃描截面的X方向和Z方向進行選擇和控制。Z方向控制有三種：垂直于軌跡、垂直于投影和恒定法向，如圖5.1.5所示。

（1）【垂直于軌跡】選項：在掃描過程中，掃描截面始終垂直于指定的軌跡，系統默認是垂直于原點軌跡。選擇方法是：在【截平面控制】下拉列表框中，選擇【垂直于軌跡】選項，回到【軌跡】選項框中，在對應的軌跡右側勾選【N】列復選框。

選擇了【垂直于軌跡】后，會出現【水平/豎直控制】選項。這個選項用于控制截面的X方向，有兩個選擇，如圖5.1.6所示。

●　【X軌跡】選項：選擇一條軌跡作為X向軌跡。【X軌跡】的幾何意義是：掃描過程中，以原點軌跡上的點與X向軌跡上的對應點的連線作為X軸。X軸確定了，草繪平面的Y軸自然也就確定了，整個草繪平面也就被完全控制了。

●　【自動】選項：系統自動選擇X軸方向。

（2）【垂直于投影】選項：掃描過程中掃描截平面始終與軌跡在某個平面的投影垂直。當選取該選項時，系統要求選取一個平面、軸、坐標系軸或直圖元來定義軌跡的投影方向。

（3）【恒定法向】選項：掃描過程中截平面的Z方向總是指向某一個方向。選取該選項時，系統要求選取一個平面、軸、坐標軸或直圖元來定義法向，且截平面的繪圖原點落在原點軌跡上。

3．掃描軌跡及掃描截面的要求

1）掃描軌跡的要求

（1）掃描軌跡草圖圖元可封閉也可開放，但不能有交錯情形。

（2）掃描軌跡可以是草繪的直線、圓弧、曲線或者三者的組合，也可以是已存在的基準曲線、模型邊界。

（3）截面草圖與軌跡截面之間的比例要恰當。比例不恰當通常會導致特征創建失敗。若掃描軌跡有圓弧線或是以樣條曲線定義的，其最小的半徑值與草圖的比例不可太小，否則截面在掃描時會自我交錯，無法計算特征。

2）掃描截面的要求

（1）掃描截面草圖各圖元可并行、嵌套，但不可自我交錯。

（2）掃描實體時掃描截面必須封閉，掃描曲面和薄殼時掃描截面可開放也可封閉。

（3）系統會自動將截面草圖的繪圖平面定義為掃描軌跡的法向，并通過掃描軌跡的起點。

4．變截面掃描特征

變截面掃描特征的外形首先取決于掃描截面的形狀，其次是掃描截面中各圖元與軌跡之間的約束。掃描截面的變化可以通過其他軌跡控制，也可以利用關系式或基準圖形控制。

1）使用關系式搭配軌跡參數trajpar

軌跡參數trajpar是變截面掃描特征的一個特有參數。軌跡參數實際上是掃描過程中掃描截面與原點軌跡的交點到掃描起點的距離占整個原點軌跡的比例值，其數值為0~1。用軌跡參數trajpar可以控制大小漸變、螺旋變化以及循環變化，從而可以得到各種各樣的截面形狀。

2）使用基準圖形的方式來控制截面的變化

單擊功能區【模型】選項卡中的【基準】按鈕，在彈出的下滑面板中選擇選項。在彈出的草繪環境中，單擊功能區【基準】區域中的【坐標系】按鈕，在圖形區合適位置單擊建立坐標系，再繪制所需的二維圖形。掃描過程中，X的坐標是變化的，X軸起點代表掃描起始點，而X軸終點代表掃描結束點。Y值按二維曲線變化，讓掃描截面某個尺寸（相當于Y值）按規律變化，可使用下列關系式來控制：

在該關系式中，sd#代表欲變化尺寸的符號，graph_name為基準圖形的名稱，x_value代表掃描的行程，而evalgraph是用于計算基準圖形的橫坐標對應縱坐標值的函數。關系式的含義是由基準圖形求得對應于x_value的Y值，然后指定給參數sd#。

5．掃描屬性

單擊【掃描】操控板上的【選項】按鈕，彈出【選項】下滑面板，如圖5.1.7所示。

（1）掃描實體或薄殼時，【選項】下滑面板中的【合并端】復選框為可選項，未勾選則認為是自由端，合并端和自由端的特性如下。

●　合并端：系統自動計算掃出幾何延伸并和已有的實體進行合并，從而消除掃出幾何和已有幾何之間的間隙，勾選【合并端】復選框的效果如圖5.1.8所示。

●　自由端：掃描命令在端部不做任何特殊處理，幾何和已有幾何之間產生間隙，未勾選【合并端】復選框的效果如圖5.1.9所示。

（2）掃描曲面時，【選項】下滑面板中的【封閉端】復選框為可選項，未勾選則認為是開放端，封閉端和開放端的特性如下。

●　封閉端：掃描的曲面端部封閉，如圖5.1.10所示。

●　開放端：掃描的曲面端部開放，如圖5.1.11所示。