可变截面扫描.docx

可变截面扫描（Variable Section Sweep ），单从名字来看我们就知道它的精髓在于一个可变。这是因为可变截面扫描除了可以得到相对规则的曲面外，它丰富的控制属性和可以预见的结果形状让它更能在适当的场合发挥作用。3.6.1.可变截面扫描（Variable Section Sweep）的构成可变截面扫描的控制主要有下面的几项：轨迹（Trajectory），截面的定向和截面的形状。轨迹，在可变截面扫描中有两类轨迹，有且只有一条称之为原始轨迹（Origin）也就是你第一条选择的轨迹，原始轨迹必须是一条相切的曲线链（对于轨迹则没有这个要求），原始轨迹是确定扫描过程中截面的原点的。除了原始轨迹（Origin）外，其它的都是轨迹，一个可变截面扫描指令可以有多条轨迹。在WildFire3.0以后的版本中，原始轨迹和轨迹的功能性差异除了这点外可以说没有任何差异了，截面的定向依赖于两个方向的确定：Z方向和X方向。注意看上面的图片你会发现在每条轨迹后面都有三个可选项分别用X，N和T作标题，它们分别代表的是X向量，Normal （垂直方向也就是Z方向）以及Tangency切向参考，在对应的方框内打勾就表明采用该选项。很多用户对X向量的理解都比较迷惑，对于它的具体含义总是无法完全把握，其实它的含义并不复杂，我们知道可变扫描是一定有一条原始轨迹 的，这个原始轨迹确定了扫描过程中的截面原点，而X向量相当于决定了截面坐标的X轴上的另一个点，过这两个点确定的直线就是截面的X轴了。X轴确定了Y轴也就相当于确定了，这就是X向量的几何意义；而当留空X向量的时候，系统就会自动根据原始轨迹的法向向量来确定截面的X轴了。显然对于可变截面扫描只能有一个X向量和一个Z方向，所以你选择了某个轨迹后会自动定义曲线为其它轨迹中对应的选择。对于切向参考，因为一条轨迹很可能是两面链的交线，所以有两个框来供你选择不同的面链，当然你也可以手工选择作为切向参考的面链。图 vss.1.05 参考（vss/vss-01.prt）在下面的Section Plane Control （截面平面控制）下拉框中，你可以选择你的截面的定向方法，缺省是Norma To Trajectory是由轨迹来确定截面的定向，但是你也可以用其它两个选项来确定：Normal To Projection （垂直于投影）：可以控制你的截面垂直于轨迹在平面上的投影。Constant Normal Direction （恒定垂直向量）：截面法向始终和给定的方向平行，方向可以用轴，直线或平面法向来确定，如使用平面作参考则在整个扫出过程截面始终和指定平面平行。Pro/IntraLink数据管理系统视频教程（3.0G终结版！）水平竖直方向的确定，这可以在Horzontal/Vertical Control下拉框中进行选择。Normal to Surface （垂直于曲面）：截面的Y方向垂直于曲面X-Trajectory（X轨迹）：截面的水平方向由指定的X轨迹来确定。Automatic（自动）：截面的水平方向根据原始轨迹来自动计算下面就来具体看一下各种组合的截面定向方法的表现形式:截面的Z方向始终和轨迹曲线相切，X方向则是曲线的法向当选择垂直于曲面选项时，截面的Y方向将自动调整到选择的曲面的法向方向。如上图如果有两条以上的轨迹并指定轨迹时，截面的Z方向将相切于轨迹并且X方向通过X轨迹和截面的交点。当选择垂直于轨迹（其它）选项时，截面除了坐标原点在原始轨迹上外，轨迹的定向都依靠指定的轨迹来控制。www.Bdcadxn垂直于投影Z轴在所有点与沿投影方向的投影曲线相切。截面Y轴总是垂直于定义的参照平面采用恒定法向选项，Z轴将沿由恒定法向参照所定义的方向。Pro/ENGINEER沿轨迹计算X和Y值如果还指定X轨迹的话Z轴将沿由恒定法向参照所定义的方向。X轴穿过截面（垂直于此点的切线）与X轨迹的交点WWW-88 a .cnZ轴将沿由恒定法向参照所定义的方向。X和Y方向由沿Z轴的参照所定义的方向的投影所确定Z轴将沿由恒定法向参照所定义的方向。Y方向通过在恒定法向上投影曲面法线来设置切向参考（Tangency）很多人都知道用切向参考可以实现扫出面和已有的面实现相切连接，但如果仅是局限于定义面相切的话那就是人为的把这个选项的作用局限在一个点上了，事实上利用这个选项你可以把你的扫出面定以成和参考面成任何角度关系（当然也包括相切的 0度关系）。设定这个选项只是告知系统你需要一条关于参考曲面的切线参考，至于用来定义成什么关系则完全是你的事了。因为参考切线实际上就是已有曲面在截面处的切线，所以当我们在截面中定义截面的图元和参考线相切时那么该图元扫出形成的面自然就是参考 曲面相切了。下面就是对同一条曲面边轨迹不使用切线参考和使用切线参考的情况。可以注意到在使用切线参考的情况下进入草绘环境后会自动生成一条曲面的切线。下图中假设我们截面为一在切线参考上的直线段，那么扫出的面就是一个和参考面相切面额带面，如右下图的效果。但是如果刻意标准直线段和参考线成一角度如30度，那么扫出的带面在公共边的任一垂直截面上两个面的交线都是30度（或说是150度）。如右下图所示在可变截面扫描的Options （选项）中还有几个选项：Vriable Section和Constant Section分别控制在扫出过程中截面的形状变化，分别表示可变和恒定，我们在下面会用图来说明则两者的区别。Merge ends用于在轨迹和已有的实体有交点的时候自动把扫描几何和已有的实体进行融合，和扫描的同名选项的效果是一样的。Sketch Placement Point用来确定草绘平面的位置。下面的两个图分别说明 Vriable Section （可变截面）和Constant Section （恒定截面）所产生的不同效果。使用 Vriable Section选项则表明在扫出过程中截面严格按照在草绘中的约束和尺寸来生成扫出过程的截面形状，所以截面形状是可变的，不变的是截面的约束和尺寸，下例中草绘的截 面是使用拉伸圆柱的边界而得到的圆，那么在扫出的过程中因为草绘平面的定位改变使用边界得到的就有可能是椭圆（因为“使用边界“这个约束 维持不变），所以就会得到如右下图的形状。而如果使用constant Section选项，那么扫出过程中系统就会维持原来的截面形状不改变（本例中是正圆）。如左下图所示。使用可变截面扫描，如果你在生成几何前不能想像出它的大概形状的话可以说你并没有真正理解可变截面扫描。使用可变截面扫描你一定要完完全全明白：你的截面垂直谁？ X方向通过谁？尺寸 和约束变化如何引起截面的变化？前两项我们在前面我们讨论了，下面我们来详细讨论最后一项。可变截面扫描在进入草绘环境的时候会缺省生成在原始轨迹交点处的水平和竖直的参考线，并且生成每条轨迹在草绘平面的交点参考。在草绘中 一旦几何建立和这些参考的尺寸或约束关系也就是建立了截面和对应的轨迹的约束关系。同样的道理，如果你想截面和轨迹建立起约束关系，你 在草绘中就必须显式的进行定义，比如你想在扫出过程中某个几何的端点在轨迹上的话你就要在草绘中添加一个点对齐的约束把几何端点显式的对齐到轨迹的参考点上。当你的可变截面扫描形状并没有跟着轨迹走的话不妨看看约束条件是否错了。下面我们用一个例子来说明，如右图，我们草绘三条直线作为可变截面扫描的轨迹，其中中间那一条是原始轨迹。注意上下两条轨迹的两个端点 只有一端是对称的，另一端不对称。尺寸标注对截面形状的影响我们先来看一下不同的标注形式对扫出形状的影响。因为可变截面扫描只需要用户提供一个草绘截面，所以对于同一形状的截面或许就有不同的标注方法。但是不同的标注方法就有可能带来不同的形状，哪一种才是你想要的呢？这就要根据你的设计意图来定了。要预先知道我们将要扫出的形状如何，我们一定要紧记可变截面扫描过程中系统维持的是截面的尺寸标注和约束而并不一定是形状（当然设了恒定截面的除外）所以我们在创建截面的时候一定要注意约束和尺寸。如下图假设我们用过两个轨迹的交点的圆弧来扫出，并且标注圆弧半径。这 样就相当于我们告诉系统要在扫出的过程中维持这个R30不变并且两个端点在上下两条轨迹上。因为轨迹是渐开的不难想像我们的圆弧“高度“会不断升高。如右下图。同样的圆弧假设我们标注的是“高度“的话，出来的形状又会大不相同，至于为什么会这样个中滋味还是自己慢慢体会一下比较好。高度不变不变细心的人可能注意到了上面的两个扫出得到的面的最高脊线不在原始轨迹（中间那条）的y方向上。但是在草绘的截面上最高点就是在原始的轨 迹的y参考线上阿，为什么得到的形状又会偏离了呢？这是因为尽管我们的草绘的截面的最高点是在 y参考线上，但那仅仅是巧合，因为我们的 轨迹在起点处刚好是对称的，所以通过了两个交点的圆弧的圆心刚好在y参考线上，但这并不是约束条件，所以在扫出的过程中两条轨迹不再是 对称的情况下圆心自然就偏离了原始轨迹的y参考线了。假设我们的设计意图是要求最高脊线是在原始轨迹的y参考线上的话，我们就要对她进 行显式的约束，而且为了避开干扰，我们应该故意把草绘平面定在一个一般位置（非对称）来进行截面的绘制。如下图，注意两个圆心的约束，很显然两边的圆弧不能再保持一致了，所以要把原来的一段圆弧分为两段。改善可变扫出质量的思考过程我们用一个小题来讲述.原题是要用提供的轮廓线来作一个凸15mm的面，侧面形状为正椭圆.另外还要求是单面。不过单面这个要求在Proe中就是勉为其难了，对于catia或sw来说或许就是个填充指令，可对Proe来说就只能自己想办法来解决了 .不过根据题意,假如我们能用一个指令一步做出所有的面，也就是说所有面具有“同等”地位的话也可以说得过去了。第一步.联想到异形按钮的方法，我们不妨试一下作出来的效果.至于侧面是正椭圆，我们可以用rho值为sqrt(2)-1的conic线来代替，在这里我偷懒就用0.41来代替好了.但是扫出来后，就会发现结果并不是很理想.如下图，在外形凹陷的地方顶部面也相应出现凹陷现象.原因仔细想想不难得到，因为我们的截面都是用同样的规则生成的，也就是说rho值都是一样的，这样，对于x方向较短的conic线相对于较长的coinc线变化自然要更快点，这也就是凹陷产生的原因.既然明白了原因,那么我们就想办法来弥补或消减这个凹陷.既然它产生凹陷那我们自然要想办法把凹下去的地方抬起来.要抬起来很容易就能想到增加rho值的方法.但是要增加rho值我们要用什么方法，或者说应该用什么规则来增加呢？首先我们来看一下外形线.梅花状，半径是沿圆发生类似正弦变化的曲线.凭直觉，推断rho值的变化也应该是对应的正弦变化.这样就得到如下图的控制关系.至于为什么我要用0.052来作为正弦变化的振幅那也是根据结果调整出来的一个比较合适的值(太大就抬高过头，太小则不足).结果如下图，是不是改善了很多？结果虽然改善了，但是这样做出的面调整相对来说就比较麻烦了，需要不断的尝试，对于需要经常修改的ID来说这简直就是一个恶梦了。这是因为，不管怎样的调整，凹陷的影响都会一直到中心处的.尽管可以改善但却不能完 全消减.回过头来,我们如果可以把凹陷的影响控制到一定范围外的话应该就可以消除顶部的凹陷情况了。最直观的方法就用一个旋转面来代替顶部中心附近的面了。而为了保证侧面是椭圆，我用了一段椭圆弧作为顶部中心附近的截面.如下图.椭圆弧的长短轴根据外形轮廓确定的.而侧面的可变范围同样用conic线代替.起始conic值维持sqrt(2)-1.同样为了消减凹陷,我们要把抬高控制关系应用到可变的conic先的rho值上，如下图.conver I并且为了维持”单面”这目的，我们需要把这两段线转化成一段spline.指令:edit spline. ItofcelatiFile Edit Insert Utilita es ShgLfick In乾DO001这样就可以完成我们的扫出了，效果如下图,shell 2mm也没问题的面做到这里可以说已经是相当不错了，但回过头来，我们看一下面的内部构造是不是真正合乎逻辑呢？首先从直觉来说，外部轮廓是六边花形的，但是我们的中间的部分是一纯圆的球面，从这点来看似乎在逻辑上不太合适，起码我们的球面的剪切 形状也应该反映轮廓的变化。基于这点考虑，如果球面的剪切轮廓能够随外轮廓比例变化可能会得到比较理想的结果（在没有结果出来之前还无 定论）。为达到这个目的，我们的草绘就要进行一下改造了。同样我们的截面还是分成两部分，中心的圆弧和边上的conic线。但是为了和轮廓发生关系，我们需要添加一个中心点到轮廓的距离尺寸（已知尺寸）kd15，然后约束球面圆弧的长度为已知长度的一定比例值（这里定为0.5）， 这样我们就可以完成剪切圆弧长度的随形变化了。得到的结果如下图，从感觉来说是不是比原来的更合适呢?注：标注已知尺寸的时候需要关掉intent manager （意图总管）选项。应用同样的方法，我们就可以解决异形按钮的轮廓凹陷和剧变的问题。