Proe5.0
曲面特征
第一节 曲面编辑与修改
曲面完成后，根据新的设计
要求
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，可能需要对曲面进行修改与调整。在曲面模型的建立过程中，恰当使用曲面编辑与修改工具，可提高建模效率。
本课重点练习偏移曲面、移动曲面、修剪曲面、镜像曲面、复制曲面、延伸曲面等编辑与修改工具。
一、曲面偏移
曲面偏移有4种类型：“标准”、“展开”、“具有斜度”和“替代”。
在曲面偏移过程中，用户可以控制偏移的方式。
∙ 垂直偏移：垂直于原始面进行偏移。
∙ 自动调整：系统自动确定坐标系、比例，并沿其坐标轴控制偏移。
∙ 控制调整：按用户定义的坐标系及指定的坐标轴来控制偏移。
∙ 平移偏移：沿指定的方向移动曲面
【练习12-1】： 打开附盘“\ch12\12-1.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面，如图12-1所示。
图12-1 练习12-1操作示意图
操作步骤提示
1、选择图12-1中箭头指示的面，然后单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。2、设置偏移类型为“标准”。 3、设定偏移值为“10”，在【选项】面板中选中“侧面”选项。
【练习12-2】： 打开附盘“\ch12\12-2.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为25），如图12-2所示。
图12-2 练习12-2操作示意图
使用展开型曲面偏移，可在选择的面之间创建连续的包容体，也可对开放曲面或实体表面的局部进行偏移。
【练习12-3】： 打开附盘“\ch12\12-3.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为15），如图12-3所示。
图12-3 练习12-3操作示意图
操作步骤提示
1、选择模型的上表面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。2、设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。 3、在【控制】面板中选中“垂直偏移”选项，以垂直于上端面进行偏移。4、在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与草绘正交”，如图12-4所示。5、单击偏移特征操控板中的按钮，选择上端面为草绘平面，绘制如图12-3所示的图形。6、单击操控板右侧的按钮，调整草绘截面的材料增减方向，完成模型的建立。
图12-4 【选项】面板参数的设置
【练习12-4】： 打开附盘“\ch12\12-4.prt”文件，使用【偏移】命令偏移复制选定的面（偏移尺寸为15），如图12-5所示。
图12-5 练习12-4操作示意图
操作步骤提示
1. 选择模型的弧面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。 2. 设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。
在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与曲面正交”。
选择TOP基准面为草绘平面，绘制如图12-5所示的3个圆。
操作步骤提示
1. 选择模型的弧面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。 2. 设置偏移类型为“展开”，设定偏移值为“15”。
在【选项】面板设置展开区域类型为“草绘区域”选项，在激活的“侧面类型”选项中选择“与曲面正交”。
选择TOP基准面为草绘平面，绘制如图12-5所示的3个圆。
使用“具有斜度”偏移曲面可建立模型局部拔模特征，该方法有很强的实用性。
【练习12-5】： 打开附盘“\ch12\12-5.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”偏移复制选定的面（偏移尺寸为35，拔模角度为20°），建立如图12-6所示的模型。
图12-6 练习12-5操作示意图
操作步骤提示
1. 选择模型的上端面，然后单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板，设置曲面偏移值为“35”。
2. 在【选项】面板中，进行如图12-7所示的设定。
3. 选择曲面偏移类型为“具有斜度”。
4. 选择模型的上端面为草绘平面，绘制如图12-6左图所示的圆和椭圆。
5. 设置拔模角度为“20°”，调整偏移方向，完成模型建立。
图12-7 【选项】面板
【练习12-6】： 打开附盘“\ch12\12-6.prt”文件，使用【偏移】命令中的“具有斜度”，偏移复制选定的面（偏移尺寸为8，拔模角度为45°），建立如图12-8所示的模型。
图12-8 练习12-6操作示意图
使用替换型曲面偏移可将实体表面用一个曲面来替换。
【练习12-7】： 打开附盘“\ch12\12-7.prt”文件，使用【偏移】命令中的“替换”选项，建立如图12-9所示的模型。
图12-9 练习12-7操作示意图
操作步骤提示
选择长方体的上表面，单击菜单【编辑】→【偏移】命令，打开偏移特征操控板。
选择偏移类型为“替换”，选择模型中的曲面片，该曲面片的形状将替代长方体的上表面。
二、平移或旋转曲面
使用移动工具可对曲面进行平移或旋转，或者对曲面进行平移或旋转复制。
【练习12-8】： 打开附盘“\ch12\12-8.prt”文件，使用【移动】命令，建立如图12-10所示的曲面模型。
图12-10 练习12-8操作示意图
三、曲面的剪切或分割
使用修剪工具可以完成对曲面的剪切或分割。既可在曲面与另一曲面或基准面的交界处修剪曲面，也可使用位于曲面上的基准曲线来修剪曲面。
【练习12-9】： 打开附盘“\ch12\12-9.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如图12-11所示的曲面模型。
图12-11 练习12-9操作示意图
操作步骤提示
1. 把曲线投影到曲面，以便分割曲面用。
选中曲线，单击菜单【编辑】→【投影】命令，打开投影特征操控板。
系统提示：“选取一组曲面，以将曲线投影到其上。”，选择图12-11所示的曲面，选择基准面“DTM1”为投影方向参照。
曲线切剪曲面。 单击修剪工具按钮，打开修剪特征操控板。 选择图12-11所示的曲面为被修剪对象，选择曲面上投影得到的曲线。
调整修剪方向可得到不同的修剪结果。
【练习12-10】： 打开附盘“\ch12\12-10.prt”文件，使用【修剪】命令，建立如图12-12所示的曲面模型。
图12-12 练习12-10操作示意图
操作步骤提示
1. 曲面修剪曲面。
（1） 选择图12-12所示的半圆曲面为被修剪对象，选择波浪曲面为修剪曲面。 （2） 调整修剪方向可得到不同的修剪结果（结果1、结果2）
四、平面的镜像
使用镜像工具，用户可建立一个或多个曲面关于某个平面的镜像。镜像工具在建立对称模型时经常使用，灵活使用镜像工具，可大大提高设计效率。
【练习12-11】： 打开附盘“\ch12\12-11.prt”文件，使用【镜像】命令完成如图12-13所示的曲面模型。
图12-13 练习12-11操作示意图
使用编辑特征工具栏中的复制工具可复制曲面，有如下几种复制形式。
∙ 按原样复制所有曲面：精确复制原始曲面。
∙ 排除曲面并填充孔：有选择的复制曲面，并在曲面内填充孔。
∙ 复制内部边界：仅复制位于边界内的曲面，使用该选项可以对原始曲面中的一部分区域进行复制。
【练习12-12】： 打开附盘“\ch12\12-12.prt”文件，使用【复制】、【移动】命令完成如图12-14所示的模型
图12-14 练习12-12操作示意图
操作步骤提示
1. 按下Ctrl键，在模型中依次选择要复制的曲面。
单击按钮，打开复制特征操控板，接受系统默认设置，单击按钮，完成所选曲面的复制。
使用【移动】命令将复制的曲面移出。
【练习12-13】： 打开附盘“\ch12\12-12.prt”文件，使用【复制】、【移动】命令完成如图12-15所示的模型。
图12-15 练习12-13操作示意图
操作步骤提示
1. 选择箭头1指示的模型表面。
2. 单击按钮，打开复制特征操控板。
3. 在【选项】面板中选择“排除曲面并填充孔”选项。
4. 勾选“填充孔/曲面”对应的文本框。
5. 选择箭头2、箭头3指示的孔。
6. 单击按钮，完成曲面的复制
7. 使用【移动】命令将复制的曲面移出。
【练习12-14】： 打开附盘“\ch12\12-14.prt”文件，使用【投影】、【复制】、
【移动】等命令完成如图12-16所示的模型。
图12-16 练习12-14操作示意图
操作步骤提示
1. 建立封闭轮廓曲线。
2. 将封闭轮廓曲线投影到模型表面。
3. 单击按钮，打开复制特征操控板。
4. 在【选项】面板中选择“复制内部边界”选项，选择投影到模型表面的封闭轮廓曲线。
5. 单击按钮，完成曲面的复制。
6. 使用【移动】命令将复制的曲面移出。
操作步骤提示
1. 建立封闭轮廓曲线。
2. 将封闭轮廓曲线投影到模型表面。
3. 单击按钮，打开复制特征操控板。
4. 在【选项】面板中选择“复制内部边界”选项，选择投影到模型表面的封闭轮廓曲线。
5. 单击按钮，完成曲面的复制。
6. 使用【移动】命令将复制的曲面移出。
五、曲面延伸
【练习12-15】： 打开附盘“\ch12\12-15.prt”文件，使用【延伸】命令完成如图12-17所示的模型，尺寸如图12-18所示。
图12-18 练习12-15操作示意图
图12-19 练习12-15参考尺寸
操作步骤提示
1、“相同”方式曲面延伸。
（1） 选择图12-18中箭头1指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。 （2） 系统默认的延伸方式“相同”，接受系统默认的设置并更改延伸距离为“45”。（3） 单击按钮，完成曲面延伸。
2、“至平面”方式曲面延伸。
（1） 选择图12-18中箭头3指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。（2） 在【延伸类型】栏中选择“至平面”选项，选择RIGHT基准面。（3） 单击按钮，完成曲面延伸
3、建立曲面变延伸特征。
（1） 选择图12-18中箭头4指示的一条边，单击菜单【编辑】→【延伸】命令，打开延伸特征操控板。 （2） 在【延伸类型】栏中选择“相同”选项，在【延伸】面板中，添加两个控制点，如图12-19所示设定控制点的位置和尺寸。 （3） 单击按钮，完成曲面延伸。
图12-6 设定控制点的位置和尺寸
六、曲面合并
使用合并工具，可将两个曲面以相交或结合的形式合并成一个曲面。
合并曲面有如下两种形式。
∙ 相交合并：当两个曲面相互交错时，则选择相交形式进行合并。
∙ 相邻合并：当一个曲面的边位于另一个曲面的表面时，使用该选项，将与边重合的曲面合并在一起。
【练习12-16】： 打开附盘“\ch12\12-16.prt”文件，使用【合并】命令完成如图12-20所示的模型。
图12-20 练习12-16操作示意图
操作步骤提示
1. 建立第1个合并曲面。
（1） 选中箭头1、箭头2指示的两个曲面特征，单击菜单【编辑】→【合并】命令，打开合并特征操控板。
（2） 选择“相交”合并，调整两曲面的合并方向。
镜像曲面。
在模型树中选中刚生成的合并曲面特征，选择基准面DTM1为镜像平面镜像复制该曲面。
建立第2个合并曲面。
在模型树中选中第1个合并曲面和镜像曲面，选择“相交”合并，调整两曲面的合并方向，完成第2个合并曲面的建立。
建立第3个合并曲面。 在模型树中选中第2个合并曲面和箭头3指示的曲面，选择“相交”合并，调整两曲面合并方向，完成第3个合并曲面的建立。
【练习12-17】： 使用【拉伸】工具和【偏移】曲面工具，完成如图12-21所示的模型。
图12-21 练习12-17完成的模型
操作步骤提示 模型的基本制作过程如图12-22所示。
图12-22 练习12-17模型的构建过程
【练习12-18】： 打开附盘“\ch12\12-18.prt”文件，综合运用曲面建立与编辑工具完成如图12-23所示的曲面模型。
图12-23 练习12-18完成的模型
操作步骤提示 模型的基本制作过程如图12-24所示：
图12-24 练习12-18模型的构建过程
第二节 曲面与实体
在Pro/E中完成的曲面模型可转化为实体模型，实体模型也可根据实际需要转化为曲面模型，此外，还可实现曲面替换实体表面、曲面切割实体等功能。
本课重点练习如下内容。
∙ 曲面转为实体。
∙ 实体转为曲面。
∙ 曲面切割实体。
∙ 曲面展平与实体弯曲。
一、曲面转为实体
曲面转为实体有两种情况：一是整个曲面模型转为实体，二是曲面转为薄实体。 在Pro/ E中，将曲面转为实体一般有三种途径。
∙ 在特征操控板中直接转换。
∙ 使用【加厚】命令。
∙ 使用【实体化】命令。
1、使用特征操控板将曲面转化为薄壳实体
【练习13-1】： 打开附盘“\ch13\13-1.prt”文件，使用特征操控板将曲面转化为薄壳实体，如图13-1所示。
图13-1 练习13-1操作示意图
操作步骤提示
1. 打开特征操控板。 在模型树或模型中选中图13-1所示的曲面特征，在右键快捷菜单中单击【编辑定义】命令打开特征操控板。
2. 曲面转实体 在打开的特征操控板中选中按钮，因为是非闭合曲面，该按钮同时被激活，设定薄板厚度值为“15”。
【练习13-2】： 打开附盘“\ch13\13-2.prt”文件，使用特征操控板将曲面转化为实体，如图13-2所示。
图13-2 练习13-2操作示意图
2、使用【加厚】命令将曲面转化为实体
【练习13-3】： 打开附盘“\ch13\13-3.prt”文件，使用【加厚】命令将曲面转化为实体，如图13-3所示。
图13-3 练习13-3操作示意图
操作步骤提示
1. 曲面转为实体。
(1) 在模型树中选中曲面特征，单击菜单【编辑】→【加厚】命令，打开加厚特征操控板。
(2) 设定厚度值为“10”。
(3) 在【控制】面板中选择生成厚度的方式为“曲面法向”，激活【排除】栏，间隔选择要排除的曲面，调整材料生成方向，完成如图13-4所示的模型。
图13-4 曲面转为实体的模型
2. 切割曲面。
(1) 在模型中选中图13-4箭头指示的一个曲面，单击菜单【编辑】→【加厚】命令。在打开的特征操控板中选中按钮，调整材料移除方向切除该曲面。
(2) 同样方法去除另两个三角曲面。
【练习13-4】： 打开附盘“\ch13\13-4.prt”文件，使用【复制】、【移动】、【加厚】命令，在原有的实体模型中派生一个零件模型（该方法有很好的实用意义），如图13-5所示。
图13-5 练习13-4操作示意图
3、实体化
在设计中利用实体化工具，可在原有的模型中添加实体材料、删除实体材料或替换实体材料。
【练习13-5】： 打开附盘“\ch13\13-5.prt”文件，使用【实体化】、【镜像】命令，建立如图13-6所示的实体模型。
图13-6 练习13-5操作示意图
操作步骤提示
1. 曲面剪切实体。
(1) 选择图13-6中箭头1指示的曲面，然后单击菜单【编辑】→【实体化】命令，打开实体化特征操控板。
(2) 单击按钮，调整材料移除方向切除该曲面及其与之相交的实体。
(3) 同样方法，选择图13-6中箭头2指示的“嵌片”曲面，使用【实体化】命令修剪实体，结果如图13-7所示。
2. 镜像复制模型本身两次，完成如图13-6所示的模型。
图13-7 曲面剪切实体后的模型
二、实体转为曲面
实体转为曲面有两种情况：一是在特征操控板中直接选择按钮，并在【选项】面板中选择“曲面端口是否封闭”即可。在这种情况下，只能将单一的实体特征转化为曲面，其基本操作过程与曲面转为实体中的有关操作类似，这里不再做练习。另一种情况是通过选择实体特征的若干表面，将选中的表面转为曲面。
【练习13-6】： 打开附盘“\ch13\13-6.prt”文件，建立如图13-8所示的曲面模型。
图13-8 练习13-6操作示意图
【练习13-7】： 打开附盘“\ch13\13-7.prt”文件，建立如图13-9所示的曲面模型。
图13-9 练习13-7操作示意图
操作步骤提示
1. 实体表面转为曲面。 选择图13-9中箭头指示的实体表面进行复制、移动。
2. 镜像复制建立的曲面，并进行曲面合并。
三、曲面切割实体
在Pro/E中使用曲面切割实体的方法一般有两种。
∙ 使用【加厚】命令，可完成对实体的切割。
∙ 使用【实体化】命令，可完成曲面对实体的切割。
【练习13-8】： 打开附盘“\ch13\13-8.prt”文件，通过使用曲面切割实体的方法完成如图13-10所示的模型。
图13-10 练习13-8操作示意图
操作步骤提示
使用【加厚】命令实现曲面对实体的切割。
四、展平面组
使用【展平面组】命令，可以将选择的曲面展平。曲面展平时应选择一个明确的原点。按照系统默认的方式，展平的曲面将放置在以原点为切点，且与原始曲面相切的平面上。
【练习13-9】： 打开附盘“\ch13\13-9.prt”文件，使用【展平面组】命令将如图13-11所示的曲面展平。
图13-11 练习13-9操作示意图
操作步骤提示
1. 单击菜单【插入】→【高级】→【展平面组】命令，打开【展平面组】对话框。
2. 选择图形窗口中的曲面为“源面组”（即需要展平的曲面）。
3. 建立一基准点为原点（展平的曲面将在该点与源曲面相切）。
4. 在XY平面放置展平曲面。
所谓“展平曲线”是指源曲面上的曲线展平在源曲面的展平面上。
【练习13-10】： 打开附盘“\ch13\13-10.prt”文件，使用【折弯实体】命令完成曲线的展平操作，如图13-12所示。
图13-12 练习13-10操作示意图
操作步骤提示
1. 单击菜单【插入】→【高级】→【折弯实体】命令，打开【实体折弯】对话框。
2. 在【折弯选项】栏中选择“扁平曲线” 选项。
3. 在图形窗口中选择已经建立的曲面展平特征，以【依次】方式选择源曲面中的曲线，完成曲线的展平操作。
在【实体折弯】对话框的【折弯选项】栏中选择“折弯实体”选项，可以将展平平面上的实体弯曲在源曲面上。
【练习13-11】： 打开附盘“\ch13\13-11.prt”文件，使用【折弯实体】命令完成如图13-13所示的模型，相关尺寸参见图13-14所示。
图13-13 练习13-11操作示意图 图13-14 练习13-11参考尺寸
操作步骤提示
1. 在展平平面上建立拉伸实体特征，如图13-13右图所示。
2. 弯曲实体。
（1） 在【实体折弯】对话框选择“折弯实体” 选项。
（2） 在模型树中或在模型中选择已经建立的曲面展平特征。
（3） 单击按钮，完成实体折弯特征的操作。
【练习13-12】： 打开附盘“\ch13\13-12.prt”文件，使用“拉伸”、“曲面切割实体”、“自由变形”等方法完成如图13-15所示的模型
图13-15 练习13-12操作示意图
第三节 高级曲面特征
在复杂的三维建模中经常使用曲面特征。特别是高级曲面特征的巧妙使用，可构建出非常复杂和美观的外形。
本课重点练习如下内容。
∙ 建立边界混合曲面。
∙ 建立圆锥曲面和多边曲面。
∙ 建立自由曲面。
∙ 由文件创建曲面。
一、边界混合
使用边界混合工具，可以通过定义边界的方式产生曲面。
【练习10-1】： 打开附盘“\ch10\10-1.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-1所示的模型。
图10-1 练习10-1操作示意图
操作步骤提示
1. 单击菜单【插入】→【边界混合】命令，打开边界混合特征操控板。
2. 按下Ctrl键，依次选中图形窗口中的三条曲线。
3. 在【曲线】面板选中“封闭的混合”选项。
提示：曲线选择的顺序不同，生成的曲面可能有所不同。
【练习10-2】： 打开附盘“\ch10\10-2.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-2所示的模型。
图10-2 练习10-2操作示意图
操作步骤提示
1. 单击菜单【插入】→【边界混合】命令，打开边界混合特征操控板。
2. 按下Ctrl键，依次选中图形窗口中的三条曲线作为第1方向曲线。
3. 按下Ctrl键，依次选择另两条曲线，作为第二方向的曲线。
【练习10-3】： 打开附盘“\ch10\10-3.prt”文件，使用【边界混合】命令完成如图10-3所示的模型。
图10-3 练习10-3操作示意图
操作步骤提示
1. 初步建立边界混合曲面。
2. 使用【拟合曲线】功能，调整建立的曲面。
【练习10-4】： 打开附盘“\ch10\10-4.prt”文件，使用【边界混合】、【镜像】命令完成如图10-4所示的模型。
图10-4 练习10-4操作示意图
二、圆锥曲面和N侧曲面片
圆锥曲面和多边曲面（N侧曲面片）的建立也是基于边界的方式，其中构成圆锥曲面需要利用圆锥曲线形成曲面，即曲面的截面为圆锥线；若是构成多边曲面，则需由5条以上线段围成曲面，且所有的线段构成一个封闭环。
【练习10-5】： 打开附盘“\ch10\10-5.prt”文件，使用【圆锥曲面和N侧曲面片】命令完成如图10-5所示的模型。
图10-5 练习10-5操作示意图
操作步骤提示
1. 肩曲线方式建立圆锥曲面。
(1) 单击菜单【插入】→【高级】→【圆锥曲面和N侧曲面】命令。
(2) 在【边界选项】菜单中单击【圆锥曲面】命令，然后单击【肩曲线】、【完成】选项。
(3) 选择箭头2、箭头3指示的曲线为边界曲线、箭头1指示的曲线为肩曲线。
2. 相切曲线方式建立圆锥曲面。 操作同上，只是在【边界选项】选择【相切曲线】。
【练习10-6】： 打开附盘“\ch10\10-6.prt”文件，使用【圆锥曲面和N侧曲面片】命令完成如图10-6所示的模型。
图10-6 练习10-6操作示意图
三、自由曲面
建立自由曲面有两种方法，一种是对存在的曲面进行整体调整，另一种是在曲面的局部进行曲面调整。
【练习10-7】： 打开附盘“\ch10\10-7.prt”文件，使用【曲面自由形状】命令完成如图10-7所示的模型。
图10-7 练习10-7操作示意图
操作步骤提示
选择基本曲面并设定网格数。 选择模型的上表面，作为基本曲面。
第一方向的控制曲线数量为“9”、第二方向的控制曲线数量为“6”。
1. 如图10-7所示设置局部曲面。
2. 自由构建曲面。
四、系列点坐标生成曲面
Pro/E 允许用户直接输入包含曲线关键点坐标的文件（文件格式为“*.ibl”），系统会自动生成曲面。
【练习10-8】： 使用【从文件混合】命令，输入附盘“\ch10\c2.ibl”文件，完成如图10-8所示的曲面模型。
图10-8 练习10-8完成的模型
浙公网安备 33021202002483