第1章自由曲面设计

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1、第1章自由曲面设计自由曲面设计（FreeStyle）功能模块提供使用方便的基于曲面的工具，用以创建符合审美要求的外形，其界面如图1-1所示。通过草图或数字化的数据，设计人员可以高效地创建任意的3D曲线和曲面，通过实时交互更改功能，可以在保证连续性规范的同时调整设计，使之符合审美要求和质量要求。为保证质量，该模块提供了大量的曲线和曲面诊断工具进行实时质量检查。该模块也提供了曲面修改的关联性，曲面的修改会传送到所有相关的拓扑上，如曲线和裁剪区域。该模块提供强大的、使用方便的曲面工具，帮助设计者创建风格化外形，即使是临时用户也可以很容易地光顺和裁剪曲线和曲面。大量的面向

2、企业的曲线和曲面诊断工具可以执行实时质量检查，以保证设计质量。自由曲面优化模块扩展了CATIA自由曲面造型设计的外形和曲面造型功能，主要针对复杂的多曲面外形的变形设计。设计者可以像处理一个曲面片一样对多曲面进行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。系统能够使一个设计和其他的几何元素（比如一个物理样机的扫描形状）匹配。为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通过计算出的反射光线对曲面进行检查。图1-11.1曲线创建自由曲面设计模块提供了多种建立和编辑曲线的方法，如空间曲线、曲面上曲线、投影曲线、桥接曲线、圆角造型和匹配曲线等。1.1.1空间曲线空间

3、曲线（3Dcurve）功能，是在空间的一系列点上建立样条线，或者在指南针的XY平面上建立样条线。打开附带光盘中“第1章自由曲面设计”目录下的文件3DCurve.CATPart，如图1-2所示。图1-2（1）在CurveCreation工具栏中单击“空间曲线”功能按钮，弹出如图1-3所示的3Dcurve对话框。图1-3（2）在对话框中的Creationtype下拉列表框中选择一种建立曲线的方式。qThroughpoints是选择一系列点，作为样条线上的点，如图1-4所示，建立的样条线通过所选择的点。图1-4qControlpoints是选择一系列点作为样条线的控制点

4、，如图1-5所示，所选择的点构成了一个多边形，决定了样条线的形状。图1-5qNearpoints是选择一系列点，在用户设定的误差范围内建立样条线，如图1-6所示。图1-6（3）对于用Nearpoints方式建立样条线，可以在对话框中设定所选择点与生成的样条线之间的最大偏差值（Deviation），以及所建立的样条线的最大段数（Segmentation）。可以在几何显示区中右键单击N值，在弹出的菜单中选择设定样条线的阶数（Order），如图1-7所示。图1-7（4）在对话框中单击按钮，可以插入一个点。首先单击按钮，再单击需要插入的位置，如图1-8所示，最后选择一个点

5、，如图1-9所示。图1-8图1-9（5）在对话框中单击按钮，可以将样条线中的某点删除。首先单击该按钮，再选择需要删除的点，如图1-10所示，结果如图1-11所示。图1-10图1-11（6）在对话框中单击按钮，可以对样条线上的点或者控制点进行约束或者取消约束。单击该按钮，选择一个需要改变约束方式的点，如果该点是某几何元素上的点，那么单击选择该点，在几何显示区出现“Freethispoint”字样，如图1-12所示；拖动该点的方向控制器，可以将该点移动到其他位置，如图1-13所示。如果该点没有被限制在某个几何元素上，将鼠标移动到该点上时，显示出“Constrainth

6、ispoint”字样，如图1-14所示；再选择一个几何点作为所选择点的新位置，如图1-15所示。图1-12图1-13图1-14图1-15（7） 同样地，可以对样条线的控制点，应用增加控制点，首先确定增加控制点的位置，再选择需要增加的点，如图1-16所示；应用删除控制点，直接单击选择需要删除的点即可，如图1-17所示；应用约束控制点，如图1-18所示。图1-16图1-17图1-18（8）在选择一点插入样条线中时，如果选择一个几何元素，并且同时按住Ctrl键，可以选择该几何元素上距离样条线最近的点，如图1-19所示，左图是没有按住Ctrl键的情况，右图是按住Ctrl键

7、的情况。图1-19（9）可以选择一个开放部件中的所有几何点建立样条线。首先单击“建立空间曲线”按钮，接着在开放部件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Selectallpointsintheopenbody选项，如图1-20所示。系统将自动按照开放部件中点的顺序建立样条线，图1-21所示是用Throughpoints方式建立样条线的情况。改变点的顺序，建立样条线也相应发生变化，图1-22所示是移动点位置的结果。图1-20图1-21图1-22（10）可以在指南针的XY平面上自由选择任意点建立样条线。首先将指南针移动到平面上，在几何显示区上单击选择适当的点作为样条线的点

8、，如图1-