第5章 曲线曲面特征建模
随着数控技术的发展，曲线曲面造型技术得到了广泛应用，如飞机、汽车、轮船等行业都涉及复杂曲面的产品开发，经常会用到曲线曲面造型技术。SolidWorks为此提供了简明的曲线曲面造型功能。
本章主要介绍曲线和曲面特征建模。在曲线设计中，主要讲述分割曲线、投影曲线、组合曲线、通过XYZ点的曲线/通过参考点的曲线和螺旋线/涡状线，曲线设计是曲面造型的基础，通过曲线生成各种复杂的曲面，因此，要熟练掌握曲线造型的使用方法。在曲面特征中，主要讲述边界曲面、平面区域、拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、放样曲面、等距曲面和延展曲面，曲面编辑和控制可以生成复杂曲面，在生成复杂实体造型时经常会用到曲面编辑和控制命令。
5.1 曲 线 工 具
SolidWorks提供了多种生成3D 曲线的方法，主要有分割线、投影曲线、组合曲线、通过XYZ点的曲线、通过参考点的曲线和螺旋线/窝状线。
5.1.1 分割线
分割曲线用于将实体（草图、实体、曲面、面、基准面或曲面样条曲线）投影到曲面或平面，它可以将所选的面分割为多个分离的面，从而允许选取每一个面，也可将草图投影到曲面实体。生成分割曲线包括三种分割方法：轮廓、投影和交叉点。下面分别介绍生成分割曲线各分割方法的操作步骤。
单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，或执行【插入】/【曲线】/【分割线】命令，显示如图5-1所示的【分割线】对话框。
图5-1 分割线对话框
1. 生成轮廓分割线
（1）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（2）在PropertyManager中的分割类型下选择轮廓。
（3）选取一基准面为拔模方向投影穿过模型的侧影轮廓线（外边线）。
（4）为要分割的面选取投影基准面所到之面，面不能是平面。
（5）设定角度以生成拔模角。
（6）单击【确定】按钮。
【例5-1】 在零件实体模型上生成轮廓分割线
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L1.prt”。
（2）在零件上方建立基准面，如图5-2所示。
（3）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（4）对分割线属性设置，在“分割类型”中选择“轮廓”，在“选择”拔模方向中选择“基准面1”，要分割的面中选择“面<1>”，选择“反向”复选框，角度在“0度”，如图5-3所示。
图5-2 在零件上方建立基准面1
图5-3 分割线属性设置
（5）视图区中可以预览轮廓分割线，如图5-4所示。
（6）单击【确定】按钮，生成轮廓分割线，如图5-5所示。
图5-4 预览轮廓分割线
图5-5 生成轮廓分割线
2. 生成投影分割线
（1）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（2）在PropertyManager中的分割类型下选择投影。
（3）一草图以用于要投影的草图。可从要分割的同一个草图中选择多个轮廓。
（4）为要分割的面投影草图所用的面。
（5）单向往一个方向投影分割线。
（6）单击【确定】按钮。
【例5-2】 在零件实体模型上生成投影分割线
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L2.prt”。
（2）在零件上方建立基准面，并草绘椭圆曲线，如图5-6所示。
（3）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（4）对分割线属性设置，在“分割类型”中选择“投影”，在“选择”要投影草图中选择“草图2”，要分割的面中选择“面<1>”，选择“单向”复选框，如图5-7所示。
（5）视图区中可以预览投影分割线，如图5-8所示。
（6）单击【确定】按钮，生成投影分割线，如图5-9所示。
图5-7 分割线属性设置
图5-8 预览投影分割线
图5-9 生成投影分割线
3. 生成交叉点分割线
（1）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（2）在PropertyManager中的分割类型下选择交叉点。
（3）为分割实体/面/基准面选择分割工具（交叉实体、曲面、面、基准面或曲面样条曲线）。
（4）在要分割的面/实体中单击，然后选择要投影分割工具的目标面或实体。
（5）选择曲面分割选项。
（6）单击【确定】按钮。
【例5-3】 在零件实体模型上生成交叉点分割线
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L3.prt”。
（2）建立基准面，如图5-10所示。
（3）单击【曲线】工具栏上的【分割线】按钮，打开【分割线】对话框。
（4）对分割线属性设置，在“分割类型”中选择“交叉点”，在“选择”分割实体/面/基准面中选择“基准面1”，要分割面/实体中选择“面<1>、面<2>、面<3>”，在“曲面分割选项”中选择“自然”，如图5-11所示。
（5）视图区中可以预览交叉点分割线，如图5-12所示。
（6）单击【确定】按钮，生成交叉点分割线，如图5-13所示。
图5-11 分割线属性设置
图5-12 预览交叉点分割线
图5-13 生成交叉点分割线
5.1.2 投影曲线
可以将绘制的曲线投影到模型面上生成一条3D曲线，也可以用另一种方法生成曲线，首先在两个相交的基准面上分别绘制草图，此时，系统会将每一个草图沿所在平面的垂直方向投影得到一个曲面，最后这两个曲面在空间中相交而生成一条3D曲线。
单击【曲线】工具栏上的【投影曲线】按钮，或执行【插入】/【曲线】/【投影曲线】命令，显示如图5-14所示的【投影曲线】对话框。
图5-14 投影曲线对话框
1. 生成面上草图投影曲线
（1）单击【曲线】工具栏上的【投影曲线】按钮，出现投影曲线PropertyManager对话框。
（2）在选择下，将投影类型设定面上草图。
（3）在要投影的草图下，在图形区域或弹出的FeatureManager设计树中选择曲线。
（4）在投影面下，选择模型上想投影草图的圆柱面。
（5）如有必要，选择“反转投影”复选框，或单击图形区域中的孔标。
（6）单击【确定】按钮。
【例5-4】 零件实体模型上绘制面上草图投影
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L4.prt”。
（2）建立基准面，并绘制椭圆草图，如图5-15所示。
（3）单击【曲线】工具栏上的【投影曲线】按钮，出现【投影曲线】对话框。
（4）对投影曲线属性设置，在“选择”投影类型中选择“面上草图”，要投影草图中选择“草图3”，投影面中选择“面<1>、面<2>、面<3>、面<4>、面<5>”，选择“反转投影”，如图5-16所示。
（5）视图区可以预览面上草图投影曲线，如图5-17所示。
（6）单击【确定】按钮，生成面上草图投影曲线，如图5-18所示。
图5-16 投影曲线属性设置
图5-17 预览面上草图投影曲线
图5-18 生成面上草图投影曲线
2. 生成草图上草图投影曲线
（1）单击【曲线】工具栏上的【投影曲线】按钮，出现投影曲线PropertyManager对话框。
（2）在选择下，将投影类型设定草图上草图。
（3）在要投影的一些草图下，在弹出的FeatureManager设计树中或图形区域选择两个草图。
（4）单击【确定】按钮。
【例5-5】 零件实体模型上绘制草图上草图投影
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L5.prt”。
（2）在相交的两个基准面上各绘制一个草图，如图5-19所示。
（3）单击【曲线】工具栏上的【投影曲线】按钮，出现【投影曲线】对话框。
（4）对投影曲线属性设置，在“选择”投影类型中选择“草图上草图”，要投影的一些草图中选择“草图1、草图2”，如 图5-20所示。
（5）预览草图上草图投影曲线，如图5-21所示。
（6）单击【确定】按钮，生成草图上草图投影曲线，如 图5-22所示。
图5-20 投影曲线属性设置
图5-21 预览投影曲线
图5-22 生成草图投影曲线
5.1.3 组合曲线
通过将曲线、草图几何和模型边线组合为一条单一曲线来生成组合曲线，使用该曲线作为生成放样或扫描的引导曲线。
单击【曲线】工具栏上的【组合曲线】按钮，或执行【插入】/【曲线】/【组合曲线】命令，显示如图5-23所示的【组合曲线】对话框。
生成组合曲线操作步骤如下。
（1）单击【曲线】工具栏上的【组合曲线】按钮，出现组合曲线PropertyManager对话框。
（2）单击要组合的项目（如草图实体、边线等）。
（3）单击【确定】按钮。
【例5-6】 零件实体模型上生成组合曲线
（1）打开配书光盘中的初始文件“Z5L6.prt”，如图5-24所示。
（2）单击【曲线】工具栏上的【组合曲线】按钮，出现【组合曲线】对话框。
（3）对组合曲线属性设置，在“要连接的实体”要连接的草图、边线以及曲线中选择“边线<1>、边线<2>、边线<3>、边线<4>、边线<5>、边线<6>、边线<7>、边线<8>”，如图5-25所示。
图5-24 零件实体模型
图5-25 组合曲线属性设置
（4）为曲线在模型上选择边线预览，如图5-26所示。
（5）单击【确定】按钮，生成组合曲线，如图5-27所示。
图5-26 边线预览
图5-27 组合曲线
5.1.4 通过XYZ点的曲线
通过XYZ点的曲线是添加通过所定义的X、Y及Z坐标的曲线。
单击【曲线】工具栏上的【通过XYZ点的曲线】按钮，或执行【插入】/【曲线】/【通过XYZ点的曲线】命令，显示如图5-28所示的【曲线文件】对话框。
使用通过XYZ点的曲线工具对应的曲线文件的各功能选项说明如下。
* 打开现有曲线文件：单击【浏览】按钮导览至要打开的曲线文件。可打开使用同样.sldcrv文件格式的.sldcrv文件或.txt文件。
* 改变坐标：在一个单元格中双击，然后输入新的数值。当输入数值时，注意图形区域中会显示曲线的预览。
* 添加行：在最后编号行之下一行的单元格中双击。
* 插入行：选择点下一个数，然后单击【插入】按钮，新的一行插入在所选行之上。
* 删除行：选择点下一个数，然后按【Delete】键。
* 保存曲线文件：单击【保存】或【另存为】按钮，导览到所需位置，然后指定文件名称。如果没有指定扩展名，SolidWorks应用程序会添加.sldcrv扩展名。
生成通过XYZ点的曲线操作步骤如下。
（1）单击【曲线】工具栏上的【通过XYZ点的曲线】按钮，出现通过XYZ点的【曲线文件】对话框。
（2）通过双击X、Y和Z坐标列中的单元格并在每个单元格中输入一个点坐标，生成一套新的坐标。
（3）单击【确定】按钮。
【例5-7】 生成一条通过XYZ点的曲线
（1）单击【曲线】工具栏上的【通过XYZ点的曲线】按钮，出现通过XYZ点的【曲线文件】对话框。
（2）对通过XYZ点的曲线文件设置，双击X、Y和Z坐标列中的单元格并在每个单元格中输入一个点坐标，生成一套新的坐标，如图5-29所示。
（3）预览通过XYZ点的曲线，如图5-30所示。
（4）单击【确定】按钮，生成通过XYZ点的曲线，如图5-31所示。
图5-29 通过XYZ点的曲线文件设置
图5-30 预览曲线
图5-31 生成通过XYZ点的曲线
