第5章　扫描类零件的建模

5.1　扫描命令简介

扫描功能是使用一个截面沿一条或多条轨迹扫描出所需的实体、曲面或薄壳的建模方法。创建扫描特征需要创建两类草图特征：扫描轨迹和扫描截面。扫描轨迹可以有多条，可指定现有的曲线、边，也可进入草绘模式绘制轨迹。扫描截面包括恒定截面和可变截面两种。

图5.1.1所示为利用一个截面及多条轨迹（见图5.1.2）创建的一个变截面扫描特征。扫描时扫描截面垂直于原点轨迹即图中直线，截面上各顶点受三条轨迹驱动，最后截面缩成一个点，扫描完成。

图5.1.1　变截面扫描特征

图5.1.2　扫描所用草图特征

1．【扫描】操控板

单击功能区【模型】选项卡【形状】区域中的【扫描】按钮，界面顶部弹出【扫描】操控板，如图5.1.3所示。

图5.1.3　【扫描】操控板

2．【参考】下滑面板

单击【扫描】操控板上的【参考】按钮，弹出【参考】下滑面板，如图5.1.4所示。在该面板指定扫描轨迹的类型及扫描截面的控制方向。

图5.1.4　【参考】下滑面板

1）扫描轨迹

（1）轨迹的类型。

●　原点轨迹：在扫描的过程中，截面的原点永远落在此轨迹上，创建扫描特征时必须选择一条原点轨迹。

●　链轨迹：扫描过程中截面顶点参考的轨迹，用于变截面扫描。可以有多条，其中一条可以是截面X方向上的控制轨迹。

（2）字母选项含义。

●　【X】选项：该轨迹作为X方向上的控制轨迹。

●　【N】选项：该轨迹作为法向轨迹，扫描截面与该轨迹垂直。

●　【T】选项：切向参考。

2）扫描截平面控制

扫描截平面控制就是在扫描过程中对扫描截面的X方向和Z方向进行选择和控制。Z方向控制有三种：垂直于轨迹、垂直于投影和恒定法向，如图5.1.5所示。

（1）【垂直于轨迹】选项：在扫描过程中，扫描截面始终垂直于指定的轨迹，系统默认是垂直于原点轨迹。选择方法是：在【截平面控制】下拉列表框中，选择【垂直于轨迹】选项，回到【轨迹】选项框中，在对应的轨迹右侧勾选【N】列复选框。

选择了【垂直于轨迹】后，会出现【水平/竖直控制】选项。这个选项用于控制截面的X方向，有两个选择，如图5.1.6所示。

图5.1.5　【截平面控制】种类

图5.1.6　【水平/竖直控制】选项

●　【X轨迹】选项：选择一条轨迹作为X向轨迹。【X轨迹】的几何意义是：扫描过程中，以原点轨迹上的点与X向轨迹上的对应点的连线作为X轴。X轴确定了，草绘平面的Y轴自然也就确定了，整个草绘平面也就被完全控制了。

●　【自动】选项：系统自动选择X轴方向。

（2）【垂直于投影】选项：扫描过程中扫描截平面始终与轨迹在某个平面的投影垂直。当选取该选项时，系统要求选取一个平面、轴、坐标系轴或直图元来定义轨迹的投影方向。

（3）【恒定法向】选项：扫描过程中截平面的Z方向总是指向某一个方向。选取该选项时，系统要求选取一个平面、轴、坐标轴或直图元来定义法向，且截平面的绘图原点落在原点轨迹上。

3．扫描轨迹及扫描截面的要求

1）扫描轨迹的要求

（1）扫描轨迹草图图元可封闭也可开放，但不能有交错情形。

（2）扫描轨迹可以是草绘的直线、圆弧、曲线或者三者的组合，也可以是已存在的基准曲线、模型边界。

（3）截面草图与轨迹截面之间的比例要恰当。比例不恰当通常会导致特征创建失败。若扫描轨迹有圆弧线或是以样条曲线定义的，其最小的半径值与草图的比例不可太小，否则截面在扫描时会自我交错，无法计算特征。

2）扫描截面的要求

（1）扫描截面草图各图元可并行、嵌套，但不可自我交错。

（2）扫描实体时扫描截面必须封闭，扫描曲面和薄壳时扫描截面可开放也可封闭。

（3）系统会自动将截面草图的绘图平面定义为扫描轨迹的法向，并通过扫描轨迹的起点。

4．变截面扫描特征

变截面扫描特征的外形首先取决于扫描截面的形状，其次是扫描截面中各图元与轨迹之间的约束。扫描截面的变化可以通过其他轨迹控制，也可以利用关系式或基准图形控制。

1）使用关系式搭配轨迹参数trajpar

轨迹参数trajpar是变截面扫描特征的一个特有参数。轨迹参数实际上是扫描过程中扫描截面与原点轨迹的交点到扫描起点的距离占整个原点轨迹的比例值，其数值为0~1。用轨迹参数trajpar可以控制大小渐变、螺旋变化以及循环变化，从而可以得到各种各样的截面形状。

2）使用基准图形的方式来控制截面的变化

单击功能区【模型】选项卡中的【基准】按钮，在弹出的下滑面板中选择选项。在弹出的草绘环境中，单击功能区【基准】区域中的【坐标系】按钮，在图形区合适位置单击建立坐标系，再绘制所需的二维图形。扫描过程中，X的坐标是变化的，X轴起点代表扫描起始点，而X轴终点代表扫描结束点。Y值按二维曲线变化，让扫描截面某个尺寸（相当于Y值）按规律变化，可使用下列关系式来控制：