操作分析：使用样条线创建扫描曲面实现圆形绘制

1.图形分析

电话听筒凹模的主要结构是由多个曲面组成的凹模型腔。型腔四周是由斜面及半径为R20、R30的圆弧面构成，且拔模斜度为3°，型腔四周曲面与底面曲面之间采用半径为R2的圆弧过渡。模具的左半部分存在一个凹球面即电话听筒的话筒部分。该球面的半径为SR20，与底面曲面之间也是采用R2的圆弧面过渡。模具的右半部分有一个回转曲面即电话听筒的耳机部分。该回转曲面的锥度为8°，大端的直径为55，回转轴的倾斜角为14°，加工工艺中对此特征应特别注意。回转曲面与中间曲面采用R2的圆弧面过渡，回转曲面与圆锥底面曲面采用R5的圆弧曲面过渡。模具的外部结构比较简单，四周为长方形，上表面由一个扫描曲面构成。

2.操作步骤

1）构建主体结构

（1）设置工作环境。

设置“视角（Gview）”为“Top ”，“构图平面（Cplane）”为“Top ”，工作深度“Z”为“0”，“层别”为“1”。

（2）绘制电话听筒外形曲线

①绘制R20与R30的圆弧：选择“”→“”→“”命令，在工作条的栏输入圆弧半径为“20”，在处输入圆心坐标为“-100，0”，之后按“确认”按钮结束。继续选择“”命令，输入圆弧半径为“30”，圆心坐标为“100，0”，结果如图5-57所示。

②绘制直线：选择“”→“”→“”命令，依次输入坐标“-100，20”“100，30”，按“确认”按钮结束，结果如图5-58示。

图5-57　绘制圆弧

图5-58　绘制样条线

③镜像样条线：选择“”→“”命令，选取所给制的样条线，之后选择选项定义X轴为镜像轴，并在“镜像”对话框中选择“”选项，单击“确认”按钮结束，给制结果如图5-59所示。

④修剪曲线：选择“”→“”→“”命令，在工作条单击按钮，依次选择需要修剪的两样条线和圆弧，结果如图5-60所示。

图5-59　镜像样条线

图5-60　修剪曲线后的结果

（3）创建拉伸实体

①单击按钮，设置当前层为2。

②选择“”→“”命令。

③以串连方式选取所创建的曲线，结束选择后单击“确认”按钮。

④显示“”对话框，按如图5-61所示进行参数设定，之后单击“确认”按钮，创建出如图5-62所示的实体。

图5-61　实体挤出的设置

图5-62　创建的实体

⑤隐藏所有图素：选择“”→“”命令，窗选所有图素，按Enter键，把所有图素隐藏。

2）创建曲面

（1）绘制曲面的线架曲线

①设定工作环境：设定视角及构图面为前视图；设定“工作深度Z”为“0”；设置当前层为1。

②绘制样条线：选择“”→“”→“”命令，依次输入坐标“-200，0”“0，50”和“200，0”，之后按“确认”按钮，绘制出如图5-63所示的样条线。

③设定工作环境：设定视角及构图面为侧视图；设定“工作深度Z”为“200”。

④绘制样条线：选择“”→“”→“”命令，依次输入坐标“-100，-30”“0，0”和“100，-30”，之后按“确认”按钮，绘制出如图5-64所示的样条线。

图5-63　样条线

图5-64　样条线

（2）创建扫描曲面。

①设置当前层为3。

②选择“”→“”→“”命令，选取如图5-64所示的样条曲线为截断面外形，之后“确认”按钮结束选择。

③选取如图5-63所示的样条线作为切削方向外形，之后单击“确认”按钮结束选择。创建如图5-65所示的曲面。

（3）平移复制扫描曲面。

①设定视角及构图面为前视图，设定“工作深度Z”为“0”。

②选择“”→“”命令，选取扫描曲面，按Enter键，弹出“平移选项”对话框，如图5-66所示，定义平移方向为“0，-20”。

图5-65　创建扫描曲面

图5-66　“平移选项”对话框

③操作同上，定义平移向量为“0，-34”，平移复制扫描曲面，结果如图5-67所示。

④隐藏平移复制曲面2：选择“”→“”命令，选取平移复制曲面2进行隐藏。

3）修剪拉伸实体

（1）设置当前层为2。

（2）显示拉伸实体：选择“”→“”命令，选取拉伸实体，按“确认”按钮。

（3）用曲面修剪实体：选择“”→“”命令，弹出“”对话框，如图5-68所示。选取扫描曲面并单击“”选项使箭头指向保留侧，如图5-69所示。之后单击“确认”按钮执行修剪，结果如图5-70所示。

图5-67　平移复制扫描曲面

图5-68　“修剪实体”对话框

图5-69　选择扫描曲面

图5-70　修剪结果

（4）继续选择“”命令，选取平移复制曲面1并使箭头指向保留侧，之后单击“确认”按钮执行修剪。隐藏曲面后，结果如图5-71所示。

图5-71　隐藏曲面后的效果

4）创建电话听筒的耳机部分

（1）绘制构图面辅助线。

①在工具栏中单击按钮，设定视角及构图面为前视图，设定“工作深度Z”为“0”，设置“当前层”为“1”。

②选择“”→“”→“”命令，在工作条中点击选项，依次给定起点和终点绘制出水平线，然后在工作条中的栏输入“50”，单击“确认”按钮。

③在工具栏中单击按钮，设定视角及构图面为前视图，设定“工作深度Z”为“0”。

④选择“”命令，在工作条中点击和选项，依次输入起点为“0，50”、角度为“-14°”、直线长度为“105”，绘制出如图5-72所示的图形。

图5-72　绘制构图面辅助线

（2）设定绘图构图面。

①单击，在弹出菜单中单击“”选项，选取图5-72中创建的两条直线，单击“确认”按钮，弹出“”对话框，单击“确认”按钮，弹出“”对话框，选择视角，单击“确认”按钮，确定当前的绘图构图面，如图5-73所示。

②单击，在弹出菜单中单击“”选项，选取图5-72中创建的两条直线，单击“确认”按钮，弹出“”对话框，单击“确认”按钮，确定视图方向，结果如图5-74所示。

图5-73　确定绘图构图面

图5-74　确定视图方向

（3）绘制电话筒耳机部分的圆。

①选择“”→“”命令，按如图5-75所示设定补正参数，之后选取水平线并向上侧执行平移复制。

②选择“”→“”→“”命令，在工作条点击选取项，绘制一条垂线并在栏输入“0”。结果如图5-76所示。(https://www.xing528.com)

③选择“”→“”→“”命令，在工作条的栏输入圆弧直径为“55”，之后以方式捕捉上步创建的两条直线的交点作为圆心，结果如图5-77所示。

图5-75　设定补正参数

图5-76　单体补正水平线

图5-77　绘制圆

（4）创建拉伸实体。

①设置当前层为2。

②选择“”→“”命令。

③选取上步创建的圆弧并设定拉伸方向如图5-78所示进行设定，之后单击“确认”按钮执行，弹出“”对话框，如图5-79所示，设置参数后单击“确认”按钮，结果如图5-80所示。

图5-78　设定拉伸方向

图5-79　设定拉伸参数

图5-80　拉伸实体效果图

（5）修剪实体。

①设置当前层为2。

②显示平移复制曲面2，操作同前，如图5-81所示。

图5-81　显示平移复制曲面2

③用平移复制曲面修剪实体，操作同前，隐藏平移复制曲面2，结果如图5-82所示。

图5-82　修剪实体后的效果图

5）创建电话筒部位的球体

（1）绘制旋转体曲线。

①设置当前层为1。

②设置构图面及视角为前视图，“工作深度Z”为“0”，并显示扫描曲面的轨迹曲线。

③偏移复制扫描曲面轨迹曲线：“”→“”命令，在补正选项对话框中设定为方式，次数为1，补正距离栏输入“20”，之后选取扫描曲面轨迹曲线向下侧偏移，如图5-83所示。

图5-83　偏移复制曲线

④绘制垂线：选择“”→“”→“”命令，在工作条点击选取项，绘制一条垂线并在栏输入“-100”。，结果如图5-84所示。

图5-84　绘制垂线

⑤过交点作偏移复制曲线的切线：选择“”→“”→“”命令，以方式捕捉垂线与偏移曲线的交点，在工作条的栏输入直线长度为“30”，选择点捕捉方式，在的提示下，单击偏移复制曲线，绘制出偏移复制曲线的切线，单击“确认”按钮。

⑥绘制旋转轴：选择“”→“”命令，选取切线并捕捉其与偏移曲线的交点为旋转中心，之后设定“旋转”对话框参数如图5-85所示，单击“确认”按钮，结果如图5-86所示。

图5-85　设定旋转参数

图5-86　绘制旋转轴

⑦延长旋转轴：选择“”→“”→“”命令，在工作条中单击“指定长度”按钮，并输入长度为“30”，点击旋转轴下端部分，旋转轴延长结果如图5-87所示。

⑧绘制水平线：选择“”→“”→“”命令，在工作条点击按钮，点击确定直线起点和终点，在栏输入“25”，就绘制出水平线。水平线与旋转轴的交点即为旋转体圆心。

图5-87　延长旋转轴

图5-88　确定旋转体圆心

⑨绘制旋转体曲线：选择“”→“”→“”命令，在工作条的栏输入圆弧半径为“20”，之后以方式捕捉上步确定的旋转体圆心，得到一个圆，结果如图5-89所示。然后，修剪圆弧并隐藏扫描轨迹曲线与偏移曲线，结果如图5-90所示。

图5-89　绘制圆弧

图5-90　绘制的旋转体曲线

（2）创建旋转实体。

①设置当前层为2。

②选择“”→“”命令，弹出“串连选项”对话框，根据提示选取所需的旋转体曲线和旋转轴，弹出“”对话框，如图5-91所示，单击“确认”按钮，弹出“”对话框，设定如图5-92所示的参数，单击“确认”按钮单击得到如图5-93所示的结果。

图5-91　设置旋转方向

图5-92　“旋转实体设置”对话框

图5-93　绘制听筒部分球体效果

6）实体倒圆角

①选择“”→“”命令，选取如图5-94所示的半径为2的倒圆角边，并在“”对话框中设置参数如图5-95所示，之后单击“确认”按钮执行。

图5-94　选取倒圆角边

图5-95　“实体倒圆角参数”对话框

②操作步骤同上，选取半径为5的倒圆角边，在“”对话框中设置圆角半径值为“5”，之后单击“确认”按钮可得到所需的倒圆角。

7）创建零件实体

①设置当前层为1。

②设置工作环境：设置构图面及视角为俯视图，“工作深度Z”为“0”。

③创建实体外形：选择“”→“”命令，在工作条的栏设定宽度为“308”，高度为“100”，之后点击按钮，选择选项定义坐标原点作为矩形的中心。

④创建拉伸实体：设置当前层为2：选择“”→“”命令，选取上步创建的矩形，之后单击“确认”按钮，弹出“”对话框，如图5-96所示，设置参数后单击“确认”按钮。图5-97为创建的拉伸实体与电话听筒的线框图。

图5-96　实体挤出的设置

图5-97　拉伸实体与电话听筒的线框图

⑤用曲面修剪拉伸实体：选取扫描曲面并使修剪方向指向保留侧，之后单击“确认”按钮完成修剪，如图5-98所示，图5-99为修剪后的线框图。

图5-98　曲面修剪拉伸实体

图5-99　修剪后的线框图

⑥实体布尔运算操作：选择“”命令，选取修剪过的拉伸实体为目标实体，选取电话听筒实体为工具实体，之后单击“确认”按钮，结果如图5-1所示。

8）保存文件

选择“→”命令，以文件名“XIANGMU5-1”保存绘图结果。