CATIA自由曲面教程.doc

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。 ? 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。 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。 ? ? 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 ? ? 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。 (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。 ? * 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。 * 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 2.7 (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 2.9 对于控制点