第9章  自由曲面设计 Catia V5的自由曲面设计是一个使用灵活、功能强大的曲面设计模块。它是一种基于修改曲面的特征网格，来控制所生成曲面形状的造型方法。因此，采用这种方法所构建的曲面具有很高的曲面光顺度和质量，非常适合于诸如汽车外形A级表面的造型设计等。该功能模块不仅提供了强有力的曲面生成与修改方法，而且还为曲面之间的匹配、拟合以及外形整体变形等高级编辑修改功能提供了丰富的工具。 9.1  自由曲面设计模块介绍 自由曲面设计模块是提供了丰富用于生成和修改曲面的工具，为曲面的超级拟合和外形整体变形等高级修改功能提供了强有力的建模手段。 选择下拉菜单【开始】（Start）|【形状】（Shape）|【自由曲面】（FreeStyle）命令，在系统弹出的新建零部件对话框中键入所要创建零件的编号，单击【确定】按钮进入自由曲面设计平台。 9.2  自由曲面设计工具栏介绍 Catia V5的自由曲面设计由以下几组工具栏组成：曲线创建工具栏（Curve Creation）、曲面创建工具栏（Surface Creation）、外形编辑工具栏（Shape Modification）、几何操作工具栏（Operations）、外形分析工具栏（Shape Analysis）和相关工具工具栏（Tools）。 9.3  创建曲线 在自由曲面设计中，虽然可以不用曲线就可以创建出各种复杂的曲面，但丰富的曲线造型可以提高创建复杂网格面及风格扫描面等复杂曲面的能力。CATIA V5为用户提供了以下曲线造型的功能。 max.book118.com  创建空间曲线（3D Curve） 【3D曲线】工具，是用于创建空间或定位于几何元素上三维曲线的工具。该三维曲线是相关的，即可以编辑其控制点或通过点。如果所创建的曲线是位于某几何体上的，编辑该几何体后，曲线自动更新。单击该工具按钮，系统弹出三维曲线的生成对话框，该对话框的内容如下所述：。 【创建类型】下拉列表框选择三维曲线创建类型： 【点处理】选项组可以完成以下点的编辑任务： 选中【禁止几何图形检测】复选框，选取一点，该点紧靠在一个几何元素上，该点就不会约束到几何元素上。 【选项】选项组提供了多个选项来控制曲线质量； 【光顺选项】选项组用来设置曲线的光顺控制曲线质量。 max.book118.com  创建曲面上的曲线 【曲面上的曲线】工具，是在曲面上创建等参数曲线或者精确通过所选择的曲面上点的曲线的工具。 max.book118.com  创建等参数曲线 【等参数曲线】工具，是通过定义方向而且与指定曲面上点参数相等的点创建的曲线的工具。具体使用max.book118.com线中【等参数曲线】工具使用方法。 max.book118.com  创建投影曲线 【投影曲线】工具，是将曲线沿一定方向投影到曲面上的工具，投影方向可以是曲面法向，也可以是用户定义的方向。 下面以如图所示图形为例，讲解【投影曲线】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）选择被投影的曲线； （2）单击【曲线创建】工具栏上的【投影曲线】工具按钮，系统弹出投影对话框。 （3）在【方向】选项组中选择曲面的法线为投影方向，【曲面的法线】工具按钮，表示方向为曲面的法线；【罗盘】工具按钮，表示方向为罗盘所指方向，可以通过调节罗盘方向来指定曲线投影方向； （4）按住Ctrl键，选择投影面，可以选择一个曲面，也可以选择多个曲面，在所选曲面上就显示出投影线； （5）单击【确定】艾梦萌，生成投影线。 max.book118.com  创建顺接曲线 【顺接曲线】工具，是用曲线将两条曲线（直线）连接起来的工具，创建的曲线也被称作桥接曲线，桥接曲线与被桥接的曲线之间可以保持点连接、斜率连接和曲率连接中的一种连接方式。 下面以两条曲线创建顺接曲线为例，讲解【顺接曲线】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）单击【曲线创建】工具栏上的【顺接曲线】工具； （2）选择两条曲线，顺接曲线就在点击两条曲线最近的端点间创建顺接曲线。 （3）右键单击点和曲率文本，在上下文菜单选择切线连接； （4）右键单击数值1，在上下文菜单选择编辑张度，在对话框中键入1； （5）单击桥接曲面曲线对话框上的【确定】按钮，完成顺接曲线创建。 max.book118.com  创建圆角曲线 【造形圆角】工具，是在两条共面的曲线上创建圆角的工具。单击该工具按钮，系统弹出样式圆角定义对话框，该对话框的内容如下所述： 【半径】微调框用于设置创建圆角半径； 【选项】选项组用来控制圆角形状和圆角曲线： （1）选中【单线段】复选框，可以拖动生成的圆角曲线在原来两条曲线上的端点控制点，改变圆角曲线的端点位置和圆角的形状；取消【单线段】复选框，可以拖动生成的圆角曲线上的绿色控制点，改变圆角的形状； （2）【修剪】单选按钮表示将原来的曲线进行分割。原来的曲线留下与圆角相切的部分，并与生成的圆角曲线共同形成一条曲线，但该曲线是由三段曲线组成； （3）【无修剪】单选按钮表示不对原来的曲线进行修剪，仅仅将原来的两条曲线隐藏； （4）【连接】单选按钮表示将三段曲线连接合并为一条单独的曲线。 max.book118.com  创建匹配曲线 【对应曲线】工具，是将一条曲线匹配到另一条曲线上，使其与另一条曲线相连接并满足指定的连接约束条件的工具。 下面以如图所示两条曲线为例，讲解【对应曲线】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示： （1）选择要编辑的曲线1； （2）单击【对应曲线】工具按钮，系统弹出匹配曲线对话框。 （3）选择曲线2作为匹配的对象，选择的曲线1自动移动到匹配对象曲线2上； （4）这里不作任何修改，单击【确定】按钮，生成匹配曲线。 9.4  创建曲面 CATIA V5的自由风格外形设计的最大特点是具有灵活且功能强大的曲面造型功能。曲面造型功能是生成复杂曲面的基础，本小节主要讲解缀面、拉伸曲面、旋转曲面、偏移曲面、填充曲面、网格曲面、扫掠曲面等曲面的创建方法。 max.book118.com  创建平面缀面 单击【曲面创建】工具栏上的【平面缀面】工具按钮右下黑色三角，展开缀面工具栏，该工具栏包含平面缀面、3点缀面、4点缀面和几何萃出4个工具。下面详细介绍各工具的使用方法。 1．创建平面缀面 2．创建三点缀面 3．创建四点缀面 4．萃取几何图形 max.book118.com  创建拉伸曲面 【拉伸曲面】工具，是将一条曲线沿指定方向拉伸生成一个曲面的工具。该工具可以拉伸各种类型的曲线，例如平面曲线、三维曲线、曲面边界线或位于曲面上的曲线，而在“创成式外形设计”模块中【拉伸】工具只能拉伸开放或封闭的轮廓线。 max.book118.com  创建旋转曲面 【旋转】工具，是绕轴旋转平面轮廓创建曲面的工具。使用max.book118.com【旋转】工具的使用方法。 max.book118.com  创建偏移面 【偏移曲面】工具，是生成一个曲面的偏移曲面的工具，其中偏移距离可以是固定的，也可以是变化的。单击该工具按钮，系统弹出偏移曲面对话框，如图所示，该对话框的内容如下所述： 【类型】选项组设置偏移类型： 【限制】选项组设定计算偏移曲面的限制条件： 【显示】选项组设定偏移曲面的显示信息： max.book118.com  创建外延曲面 【造形延伸】工具，是用于在考虑连续约束的情况下，向原始曲面或曲线添加一个附加曲面或曲线的工具。使用该工
CATIA_V5教程-第9章__自由曲面设计.ppt