基于三维设计的工程制图(第2版)
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1.6 扫掠造型

拉伸造型一般生成的是侧面垂直于草图平面的柱体,不能生成倾斜的柱体。扫掠造型是一个平面草图或闭合图线沿倾斜方向移动生成立体的一种造型方法。

扫掠造型通常需要两个草图,一个是横截面草图,另一个是路径草图,称为单路径、单横截面扫掠。扫掠造型可以是多个横截面、多个路径,称为多路径、多横截面扫掠,其更为复杂一些,生成的表面也更为复杂。

1.6.1 单路径、单横截面的扫掠造型

如图1-102a所示,单路径、单横截面扫掠需要先画两个草图,草图1是横截面草图,草图必须封闭,草图2是扫掠线草图(路径草图),扫掠线必须与横截面草图所在的平面相交。横截面草图沿扫掠线草图的方向移动形成立体的方法称为扫掠造型。图1-102b所示为扫掠造型生成的斜柱体。图1-102c所示为斜柱体的投影。在三视图中可以用直线作为辅助线求出曲面上点的投影,如点3在直线12上,在主视图中的投影3′也位于直线的投影1′2′上。点3位于前半柱面上,在主视图中,3′应当是可见的点。

图1-102 单路径、单截面扫掠与斜柱体的投影

a)扫掠草图 b)扫掠造型生成的斜柱体 c)斜柱体的投影

扫掠造型操作方法:单击“扫掠”按钮,在“扫掠选项”对话框中选择“单一路径和横截面”单选按钮(如果没有弹出对话框,可以单击命令条上的“选项”按钮),如图1-103所示;选择路径确认,再选择截面草图链,最后单击命令条上的“完成”按钮。

图1-103 扫掠造型命令条与“扫掠选项”对话框

单一路径的路径指的是一组首尾相接的图线,不一定是一条,可以是直线也可以是曲线,它们之间可以相切也可以不相切。操作过程中自动生成立体之间的交线。如图1-104所示,草图1是扫掠线,草图2是横截面。横截面沿着草图1移动生成立体,选择扫掠线时如果扫掠线是封闭的,选择扫掠线后自动进入选择横截面步骤。单一路径扫掠结果如图1-104b所示。

图1-104 闭合图线作为扫掠线的扫掠造型

a)闭合扫掠线草图 b)单一路径扫掠结果

注意:扫掠线虽然可以由多条图线组成,但是应满足在横截面沿扫掠线移动过程中,相邻两个横截面是不能相互干涉的,这就要求扫掠线设计时注意曲线上转折处不能出现太尖的线段,否则前后的横截面就会出现自相交的情况,扫掠造型就不能完成。图1-105a所示曲线的上部曲率半径太小,扫掠就不能完成。可以修改扫掠线或改小横截面圆的半径也可以实现。扫掠曲线也不能自相交成麻花的形状,扫掠也不能进行,如图1-105b所示。

图1-105 扫掠造型对扫掠线的要求

a)横截面自相交的情况 b)扫掠曲线也不能自相交

扫掠造型过程中,可以使用模型边线作为扫掠线进行设计,直接选择即可,边线相切时可以一次选中,不相切时需要一条一条地选择,如果选择的最后边线与开始选择的边线封闭,将自动进入横截面的选择步骤,否则需要进行确认操作(在命令条上选择或右击选择)。图1-106所示为使用边线作为扫掠线的扫掠。

扫掠过程中默认横截面垂直于扫掠线,但是有时可能不能生成需要的立体,此时可以选择如图1-103所示截面对齐选项组中的平行、参数、弧长试试,可以解决一些问题。

图1-106 使用边线作为扫掠线的扫掠

a)使用边线作为扫掠线 b)边线周边扫掠结果

扫掠除料造型与增料造型的操作是一样的,按钮不一样,位于实体扫掠按钮的下面。

1.6.2 多路径、多横截面的扫掠造型

多路径、多横截面扫掠能够更好地控制扫掠产生立体的形状,可以生成很复杂的立体。通常横截面草图都是封闭的轮廓,路径可以是开放的轮廓,也可以是封闭的轮廓。多路径、多横截面扫掠操作:选择扫掠命令,在“扫掠选项”对话框选择“多个路径和横截面”,选择第一条路径后右击或命令条上确认,选择第二条路径并确认,如果仅有两条路径,可以单击命令条上“下一步”按钮进入横截面选择步骤,如果还有第三条路径则重复上面的操作,路径最多只能有三条,第三条路径选择并确认以后自动进入横截面选择步骤;依次选择各横截面(不需要确认操作),最后单击命令条上“预览”和“完成”按钮即可。图1-107所示为两条路径、三个横截面的扫掠结果与立体的投影。图1-108所示为多路径、多横截面扫掠造型命令条。

图1-107 两条路径、三个横截面的扫掠结果与立体的投影

a)草图 b)扫掠立体 c)立体的投影

图1-108 多路径、多横截面扫掠造型命令条

提示:有时所设计的立体使用多路径、多横截面扫掠不能生成,可以在选项对话框中,选择其他的截面对齐方式试一下,有时就可以生成。

图1-107所示生成的立体各横截面都是圆形,因此也称为圆纹面,用水平面去截立体,交线都是圆。

当横截面为多边形时,选择横截面时必须选择顶点。选择其他横截面时,选择的顶点应当与前面选择的顶点相对应,否则立体的表面就发生扭曲,如图1-109所示。

图1-109 多边形横截面时横截面的选择(需要选择对应顶点)

a)多边形横截面 b)选1、2、3 点结果 c)选1、2、4 点结果

提示:多路径、多横截面扫掠可以构造更复杂的立体,但是还是使用下一节介绍的放样更好一些。