4.曲面造型练习

  本节中，企图通过一系列的练习和分析,帮助读者确认Inventor目前的曲面能力和主要技巧。本节所列的模型，其实并不是设计建模中绝对必要的手段，而是为了使读者能完整、确实地掌握 Inventor的曲面功能。这一节的相关文件在“\练习-4”。

    4.1.简单曲面

  这是用一两个草图为基础创建的曲面，例如：拉伸、旋 转、扫掠… 参见图19-46，结果参见4-01.IPT。
      

  (1)造型分析

  这是拉伸曲面，一条15mm长的水平直线，一条4个控制点的样条；两者在公共端点处相切，样条线各控制点位置如 图；样条线左端结束点切线方向与直线成80°角…

  (2)建模过程

 ◆做15mm长度直线草图；

 ◆做样条线，保证与直线有公共端点，保证有4个控制点；

 ◆约束与直线草图相切，添加驱动尺寸；

 ◆调出样条左端点的“控制柄”，添加切向角度和影响范围 驱动尺寸；

 ◆拉伸成曲面。

  (3)点评

  在Inventor中，构成曲面的草图，包括样条线，可以全参数驱动。在工程图中，要想投影曲面，需要像图19-47那样选 定曲面并设置成“包含”。
      

    4.2.两界曲面

  这是两条边组成的草图界线所构成的直素线曲面，用放样特 征完成。参见图19-48，结果参见4-02.IPT。
    

  (1)造型分析

  这是两条曲线边界组成的曲面，他们用“基线”关联，两条曲线所在面夹定角；线上各点参数

  (2)建模过程

 ◆做直线草图，充当基线并作出60度斜线；

 ◆做垂直于基线的工作面，在面上创建三个控制点的样条“界-1”，标好驱动尺寸；

 ◆过60度线做工作面，在这个面上作四个控制点的样条线“界-2”，标驱动尺寸；

 ◆用放样特征形成曲面。

  (3)点评
  关键在于原始草图线之间的关系控制。在这个例子中，“基线”就起到了这种作用。整个曲面可以通过相关草图和工作面的参数改变而实现全参数驱动。

  注意：
  这个特征创建中，可能会“自动改变”草图的驱动尺寸标注方式，造成在工程图中直接引用模

型尺寸的错误。解决方案是回到原始草图，重新添加驱动尺寸。

     4.3.四界曲面

  这是四条边草图界线所构成的曲面，用放样特征完成。结果参见4-03.IPT。
  (1)造型分析

  这四条曲线的边相互具有公共端点，组成封闭空间线。
  目前在Inventor中，可用放样功能实现，两条界作为截面轮廓，另两条界作为控制轨道。
  参见图19-49，结果参见4-03.IPT。
      

  (2)建模过程

 ◆做R30草图，用构造线来限制90°的结构；

 ◆做XY面平行工作面，距离60；

 ◆做R150的草图所在工作面，过构造线，垂直于工 作面；

 ◆做新草图，投影工作面和R30端点，做直线和圆弧，标好尺寸；

 ◆同样完成R80草图；

 ◆用放样特征形成曲面。

  (3)点评

  曲面的边界是按照草图，中间部分将会根据 Inventor的内部算法，完成光顺的面。

     4.4.三界曲面

  理论上，这是三条边草图界线所构成的曲面， 也能用放样特征完成，参见图19-50。
   

  (1)造型分析

  参见4-04a.IPT，这是一个挺典型的板壳结构， 实际上能做出钣厚为0.001mm的实体模型。但不是 用Inventor的抽壳方法。

  (2)建模过程
  有了上边的经验，这个基础模型构建过程就是简单的了，参见4-04.IPT模型。但是，在抽壳特征创建的时候出了问题，参见图19-51的提示。
    

  实际上是能够有我们自己完成“抽壳”的。过程是：

 ◆整理设计参数表，添加钣厚参数B=0.001mm；

 ◆在R40的面上建草图，删除自动投影，投影直线棱边，创建于原来类似的草图，利用设计 变量和计算表达式控制驱动尺寸；
 ◆同样创建R60面上的草图，因为这里有个60mm的尺寸需要保证，草图中添加了钣厚构造线，这条线指向圆弧的圆心，落在原有R60的投影上，而线长度为参数B，参见图19-52；
    

 ◆R80面上的草图就很简单了…

 ◆之后用放样-切削，完成本来准备用抽壳特征完成的结构。结果参见4-04a.IPT和4-04.IDW。
  (3)点评

  从上边的过程看，这种自己做的“抽壳”，似乎也不算麻烦，但这个结果严格地说可能不是精确的“等距面”的结果，但是却能够、足够精确地完成Inventor抽壳未完成的造型。

  因为Inventor的抽壳不能成功，相关的方法（用等距面切割或者做曲面加厚）也同样不会成功。目前可能的结果参见4-04b.IPT，1mm架后，结果误差为0.05mm，参见图19-53。
     

  显然这还不如在4-04a.IPT中我们自己做的“抽壳”。
  其实，大多数看来需要用曲面解决的模型问题，在Inventor中似乎可以直接创建实体，这当然是更好的解决方案。后边将沿着这个思想，展开更多的模型创建分析…

    4.5.三维轨道控制线

  在现有的两段实体之间建立光顺过渡的结构，也是一种常见的外观造型需求。这时，三维轨道 控制线就很重要了。参见图19-54，结果参见4-05.IPT。
    

  这是个从椭圆过渡到圆的模型。
  (1)造型分析

  原始模型参见 4-05a.IPT。如果能直接做出实体模型，比做出曲面之后控制结果实体更好。这 是在任何CAD软件中完成这个设计表达都像做到的，但想做到不一定能做到。

  在Inventor中能够完成，关键技术方法是三维空间曲线的创建、控制和使用。
  要做到光顺过渡，需要在两个现有特征之间建立足够多的控制线，这样的控制必定是三维的曲

线、它们的端点落在现有特征上、并与现有特征的表面构成素线相切。

  (2)建模过程

 ◆创建面切割特征，形成未来三维曲线的基础之一。打开4-05a.IPT可见，XZ面是两者中心 线所在的面，用这个面切割现有特征外表面，得出4条切割线。

 ◆创建面切割特征，形成未来三维曲线的基础之二。YZ面是椭圆的过中心线的另一个面，用

这个面切割椭圆征外两段表面（被上次切割所分割），得出2条切割线。

 ◆创建面切割特征，形成未来三维曲线的基础之三。设置圆柱特征的草图可见，做过中心线 并垂直于XZ面的工作面，用它切割圆柱的两段外表面，得出2条切割线；

 ◆分别做4条三维草图下的样条线，注意连接过程和设置相切关系的过程；

 ◆创建放样特征；

 ◆在两端各自做草图，拉伸-切割出内部的两端3mm直线部分结构；

 ◆按上述过程，做出内腔的方样结果。

  结果参见4-05.IPT和4-05.IDW。

  (3)点评
  可见，直接创建实体模型是完全可能的，在其他的软件中，有可能需要经过创建曲面才能完成

实体模型。InventorR8版本对与三维曲线的功能提升，是能够这样做的主要原因。
  创建面切割特征，形成未来三维曲线的基础之一。打开4-05a.IPT可见，XZ面是两者中心线所

在的面，用这个面切割现有特征外表面，得出4条切割线；
  对于这种三维空间样条线，目前还不能完成像二维样条那样的参数控制，例如不能对某点的控

制柄的长度（影响范围）和角度（切向）标注驱动尺寸。这是因为三维草图没有直接的、有意义的 尺寸驱动能力。

  默认的三维样条上的控制柄，其影响范围是合适的，应当不必调整。