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椭球面设计:NX10扫掠曲面建模功能的应用实例

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发表于 2018-10-6 22:08:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

8 a* P8 g% y/ |1 F9 T
扫掠曲面建模,是NX10经常应用的一个曲面建模工具。在应用中,扫掠有以下几个优点:建模速度快,控制方法简单,不易报错;在曲线曲率不大的情况下,曲面精度较高;在收缩点区域,能够较好的避免扭曲;
但是,扫掠也存在无法控制边缘相切面G1、G2连续的弊端,如果边界线定义不严格,很容易在边缘处形成锐边,使得与相邻曲面的衔接出现瑕疵。
因此,本实例以不等轴椭球面为例,重点对扫掠曲面建模功能进行讲解,该实例尽管比较简单,但仍可以充分体现边缘线定义对于曲面质量的影响。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg   file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
曲面建模整体效果及光顺性检查
一、  椭球面基本参数
椭球面的控制方程为:
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png
根据上述方程,首先需要建立X、Y、Z三个方向的截面椭圆曲线。
二、  XY平面分段椭圆曲线建立
首先,在XY平面建立分段椭圆曲线(需要提醒的是,之所以建立1/4分段椭圆曲线,而不是建立整个椭圆曲线,是能够确保截面线端点和导引线端点严格重合,从而准确控制曲面建模的精度)。
1.  以草图原点为圆心,设定X轴参数为30;Y轴参数为80;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg
2.  通过曲线镜像,获得其他3段椭圆曲线;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg
三、  YZ平面分段椭圆曲线建立
同XY平面相同,建立在YZ平面的分段椭圆曲线;同样是草图原点为圆心,设定草图X轴(实际y轴)参数为80;Y轴(实际z轴)参数为20;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
四、  XZ平面分段椭圆曲线建立
建立在XZ平面的分段椭圆曲线;同样是草图原点为圆心,设定X轴参数为80;Y轴参数为20;终止角为90°(1/4椭圆);
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
五、  建立参数关联
目前,各个草图中,椭圆控制参数实际上是相互独立的,因此还要建立表达式关联,避免后续修改时出现建模失败。在本例中,设定p14=p7=80;p22=p15=20;p23=p6=30。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg
通过参数关联,可以方便的调整椭球面的三个参数,所有的控制线端点仍可以严格重合,如下图所示。
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg    file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.png                file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.png
上图中,尽管将三个轴长参数p7、p15、p6进行了调整,椭球面形状变化较大,仍可以保证所有控制线端点重合,没有出现相互偏离。
六、  建立扫掠曲面
建立扫掠曲面需要注意的是,导引线只能选择三条,因此这三条曲线必须对曲面形状能够严格控制,很多扫掠曲面出现异常,很大原因是选择的导引线不是关键性的控制线,因此无法反映曲面的真实形状。
1.  首先选择截面线,依次选择XZ平面的4段椭圆曲线如下;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.jpg
2.  其次选择导引线如下;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.jpg
选择第1条导引线后的情况
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.jpg
选择第2条导引线后的情况
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.jpg
选择第3条导引线后的情况
可以看到,在选择第1、第2条导引线的时候,曲面仍然不能够反映设计意图,出现了错误,只有选择第三条导引线后,整个曲面受控,才建立起完美的半个椭球体;
七、  镜像特征
选择“镜像几何体”,可以看到形状完美的椭球面;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.jpg
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image035.jpg
表面光顺度分析(可见整个表面G2连续,高光线未出现弯曲)
八、  通过参数调整椭球面形状
为了验证椭球面的参数可控性,只需通过调整三个轴长参数,可以方便地得到不同的椭球面,例如调整轴长参数为“40”、“160”、“15”,可以得到如下细长的椭球面;
file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.jpg
椭球面file:///C:/Users/Thinkpad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image039.png形状
* D6 H# K/ v& k: A

5 O' a2 u) |$ g% \! k
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 楼主| 发表于 2018-10-6 22:11:42 | 显示全部楼层
文档粘贴出了点问题,已经整理在附件中,请各位社友查阅。
; m* V( H2 i. x$ x, _8 g4 I% {

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发表于 2018-10-7 08:23:52 | 显示全部楼层
NX正在学,
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 楼主| 发表于 2018-10-7 11:58:43 | 显示全部楼层
扫掠曲面,需要注意的是:
& K4 }0 r7 k. K# |/ I* J$ P8 V2 M% v① 最重要的是导引线的选择,必须全面反映曲面设计意图,不能过于随意;! y. U' N: v1 B# y! _  V
② 其次是尽可能让导引线和截面线的端点相连,这样对于控制建模精度有很大帮助;如果导引线不与截面线端点不相连,软件会自己根据需要调整公差,在微观层面还不够严格。
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发表于 2018-10-8 08:23:48 | 显示全部楼层
很好,很强大!
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发表于 2018-11-11 15:26:10 | 显示全部楼层
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