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1、运动鞋鞋底模型曲面造型实例产品名称：运动鞋鞋底图1-1板鞋鞋底模型1.1运动鞋鞋底模型曲面造型设计分析本实例通过导入的2d工程图逐步绘制出3d曲面模型，主要步骤为整理2d工程图、做大面、求线架、做侧墙面、做倒角、做大面花纹、做侧墙花纹等。通过本实例可以了解运动鞋鞋底曲面造型流程，了解鞋底模型曲面建模的一些思路，进一步熟悉软件功能，基本流程如表1-1所示。 表1-1 基本步骤序号步骤应该功能完成结果1整理2d工程图图层管理移动3D旋转 2做底面拉伸面线面裁剪3求线架两视图构造曲线曲线打断曲线桥接曲线组合、光顺单轨扫掠提取曲面边界线4做侧墙面曲线打断曲线桥接曲线吸附单轨扫掠提取曲面边界线蒙皮面5做
2、倒角曲线投影单轨扫掠提取曲面边界线线面倒角面面倒角线面裁剪6做大面花纹曲线投影线面裁剪曲线延伸线线裁剪 3D平移7做侧墙花纹曲线投影线面裁剪直纹面3D平移1.2 整理2D图1.2.1 整理图素 这个步骤主要是将打开的JDP文件用不同的图层保存，方便在后面的操作中有条理的管理。具体操作如下：1打开surfmill6.0，在【文件】菜单中单击【打开】，如图1-2中弹出的【打开】对话框中选择鞋底模型2D图JDP文件。此处，一般文输出IGES格式文档截图，因为2D图档用SUFMILL软件是不能绘制的，一般都是通过专业工程图软件来绘制2D图档,所以再这里只能导入，而不是打开。 图1-2输入文件2 图中的
3、2d图剖面线已经被打断，可以直接进行剖面翻转。在【图层管理】对话框中单击【新建】建立多个图层，各个图层作用如表1-2。 表1-2图层图层名称作用2d输入的原始2D图形，作为原图加锁留作备份，以备误操作后恢复使用bottom将底视图图素拷贝至此图层保存top将顶视图图素拷贝至此图层保存in将内腰视图图素拷贝至此图层保存out将外腰视图图素拷贝至此图层保存aa将龙骨剖视图图素拷贝至此图层保存sec将截面剖视图图素拷贝至此图层保存heel将鞋头视图图素拷贝至此图层保存mk求出模口线后保存到此视图，模口线为重要曲线，工作中需要模口线时可以将此视图中的模口线拷贝到工作层使用大面画出大面后移动至此图层保存
4、 最好都统一成英文标记侧墙将画好的侧墙保存至此图层work造型过程中的中间线面操作均在此图层中，不同的步骤完成后拷贝到合适的图层保存分别设定不同的图层颜色，以便在随后的造型中便于观察区分。将各个视图分别拷贝至对应图层，2d作为一个备份图层加锁，如果在绘图中出现误操作而造成其他图层中的图素丢失，还可以从2d图层中找到相应的图素还原，如图1-3。 图形要居中 1-3 图层管理器 此说明要字号要比正文字号小一号在后续作图中，自己可以继续新建图层管理鞋模的不同部分。1.2.2 挂剖面图 此步骤主要是将各个视图调整到合适的位置，方便在后续的操作中观察分析2D图，方便提取曲线建立曲面。具体操作如下：1 在
5、【变换】菜单中单击【3D旋转】，如图1-4所示以旋转out视图为例，绕着XY平面向下旋转90（旋转时遵循右手定则，大拇指指向旋转轴，四指弯向旋转方向）。同理将aa、out、in、sec、heal、鞋头绕着XY平面向下旋转90度，完成后如图1-5。1-4 3D旋转剖视图 1-5 旋转完成后的2D图2将sec视图中的鞋底剖视图移动到底视图相应的位置上，先选取一个截面剖视图，单击【变换】【平移】，如图1-6，将其移至 bottom视图中剖面线和鞋跟中心线的交点处。完成结果如图1-7。 这里已经不是鞋跟中心线了吧， 1-6 2D平移前面是鞋头中心线，后面是鞋跟中心线 1-7 平移完成3将aa龙骨剖面图
6、挂到bottom视图的龙骨线上。1) 将bottom视图中的龙骨线（本例板鞋中龙骨线与鞋头平分线重合），拷贝到work图层。如图1-8所示，龙骨线在bottom中的位置。 本例龙骨和鞋头平分线是否重合？ 1-8 龙骨线2) Z向拉申龙骨线生成拉伸面，选取龙骨线，单击【曲面绘制】【拉伸面】命令，如图1-9。拉伸面距离要大于aa的Z向长度。 1-9 拉伸3) 将龙骨剖面投影到生成的拉伸面上，单击【曲线绘制】【借助曲面生成】【投影到面】，按步骤选取aa剖视图与拉伸面，投影方向为X向，如图1-10所示。投影完成后删除提取出的龙骨线与拉伸得到的面。 1-10 投影通过上述步骤，整理2d图完毕，生成如1-
7、11所示视图 1-11 整理完成1.3 做大面（基面） 此步骤是构造出鞋底模型的基础曲面，即着地面和侧墙面。鞋底上的花纹是以这些基面为基础构造的。1.3.1 构造着地面1 在aa(龙骨视图)视图中提取着地线，复制到work图层，两端延伸，组合，重建曲线。如图1-12。 1-12 提出着地线2 延X向拉伸刚生成的着地线，生成着地面的原始面，如图1-13 1-13 拉伸生成着地面的原始面3 确定下角线角点并绘制下角线（下角线为鞋大底部分的外轮廓线）；显示sec视图，单击【曲线】菜单中的【倒角】命令，在弹出导航栏中选取子命令【两线倒尖角】，将sec剖面上部圆角处倒出尖角，并在尖角点绘制一点。aa视图
8、进行同样的操作。如图1-23。 1-14 倒尖角 隐藏sec、aa视图，单击【曲线】菜单中【借助曲面生成】，在其子菜单中单击【投影到面】命令，将这些点投影至XOY平面。打开top视图，观察哪条线与投影产生的点是最接近。如图1-14，那么拷贝这条线到work图层。 1-14 投影点与在top中的线对应如图1-14，蓝色点与top提出的线对照可以看到点与线还有较大的误差，例如在鞋头部分偏差在0.1mm左右。下面步骤是将top上提取的线调整到边界点上。绘制出边界点到top上提取出的线的垂线（用点捕捉中的垂足），完成后将所有点删除，如图1-15所示。 1-15绘制垂线单击【曲面绘制】【单轨扫掠】命令，
9、使用top提取出的线为轨迹线，绘制出的垂线为截面线绘制一张扫掠面，如图1-16所示。 1-16 单轨扫掠单击【曲线绘制】【借助曲面生成】【曲面（组）边界线】，提取出生成扫掠面的边界线，删除多余所有图素，如图1-17所示。 1-17 提取曲面边界线4单击【曲面编辑】【曲面裁剪】【线面裁剪】命令，使用此线延Z向裁剪原始着地面，得到着地面；如图1-18。使用提取边界线命令提取着地面的边界线，得到的即为下角线，新建一个名字为下角线的图层，将下角线移动到图层，方便后续操作管理。 1-18 曲面裁剪1.3.2 构造侧墙线架本例中侧墙面比较复杂，需要借助辅助面绘制侧墙线架，最后才能做侧墙。1 将top视图中
10、的模口线复制到work图层，并以龙骨线打断模口线为两条线；复制in视图、out视图、鞋头视图、heel视图中的模口线至work层，如图1-19。 1-19复制出的线2为了使用【两视图构造曲线】求出光顺的模口线，需要整理上步由各个视图提出曲线。a) 单击【曲线】菜单中【组合】命令，将in、out、heel、鞋头视图中提取出的线组合起来，如下图1-20。 1-20组合曲线b) 单击【曲线编辑】【曲线重建】命令，重建上步曲线得到光顺的样条曲线，如图1-21。 1-21曲线重建说明：曲线重建功能是用一条新的样条曲线拟合原曲线，在用户允许的误差范围内生成新的节点均匀的样条曲线。重建曲线可以使组合曲线拟合
11、成光顺的样条曲线，由这样的曲线生成的曲面参数线合理，可以减少在后续的裁剪、偏移等变换操作中的出错几率。在鞋底模型中，通常重建误差控制在0.02mm即可。如下图1-22。 1-22 曲线重建范例2 单击【曲线绘制】【借助曲线生成】【两视图构造曲线】命令，使用in视图的模口线与top视图的模口线求出一段模口，同理分别使用out、heel、鞋头与top求出一段模口，如图1-23。可以看到下图的模口线有几处都没有连接，需要自己调整。 1-23 两视图构造曲线 方法是【曲线编辑】中选择【曲线打断】命令，在其子菜单中选择【点打断】如图1-24，打断完将不需要的线删除。整理完的线如图1-25。 1-24 曲
12、线打断 1-25 然后再选择【曲线编辑】中得【曲线桥接】命令，把这些线连接起来，如图1-26。 1-26 曲线桥接 检查辅助模口线是否准确，是否与各个剖面有正确的对应关系。首先，求出的模口线与各个剖面上的模口线在视图方向是重合。其次，观察模口线与sec视图上的尖点差距大小（如图1-27-1），图中尖点和模口线距离大于1mm。因此需要对模口线进行调整，使模口线靠近尖点。方法和求上角线沿Z方向在xoy平面的投影一样，首先过尖点做线的垂线，然后用单轨扫掠做曲面，再提取曲面边界线，得到的就是模口线。如图1-27-2。新建图层命名模口线保存。 这里模口线的调整，需要再交代一些背景。可以这么说，“当模口有
13、SEC视图出现较大误差时，应该通过如下的步骤来确认模口线的正确性，1、应该确认下自己绘制的模口线过程是否有错误2、与2D工程师确认2D图是否有问题（主要是对照客户提供的板线）3、通过以上2点，再确定如何修改，一般原则是不修改模口线，修改SEC视图。本文为一个示例文档，此处直接修改模口线来方便后面的论述。 1-27-1 模口线与SEC剖面图的对应点 1-27-2 求出的模口线 做侧墙需要上外线、下角线。下角线已经求出了，现在求辅助上外线。步骤和求上角线沿Z方向在xoy平面的投影一样，首先过尖点做模口线的垂线，然后用单轨扫掠做曲面，再提取曲面边界线，得到的就是辅助上外线。在本例中，不能一次生成侧墙
14、，需要把侧墙分成两部分绘制，因此现在得到的辅助上外线。如图1-28. 1-28 新生成的模口线与SEC剖面图尖点 为了做辅助面，还得求出辅助的侧墙线架。首先将sec剖面和aa龙骨剖面的剖面线取出并拷贝至work图层。延z方向拉伸剖面线生成剖面，如下图1-29。1-29 拉伸各剖面线单击【曲线绘制】【点】【线面交点】命令，求剖面与辅助上外线、与下角线的交点，求出后删除多余线、面。如下图1-30。 1-30 线面交点 显示sec和aa视图，在【曲线绘制】中【圆弧】的子菜单中选择【三点圆弧】。用3点圆弧逼近剖面上的侧墙部分的线，已求出的辅助上外线、下角线上的点即为3点圆弧中的2点，依次画出所有的辅助
15、侧墙线架，如图1-31。 1-31 辅助侧墙的线架构造辅助侧墙，用【曲面绘制】中的【双向蒙皮面】，绘制出辅助侧墙。首先将辅助上外线组合、光顺。如图1-32。 1-32 组合、光顺曲线辅助上外线不能光顺成一条曲线所以做辅助侧墙时只能分成两部分了。 1-33 双向蒙皮面 观察3D图可以看出侧墙部分曲面复杂，必须要分两部分完成，所以借助辅助侧墙生成侧墙线架，将in，out图层中得轮廓线沿X方向投影到辅助面上，如图1-34。 1-34 线面投影将投影生成的曲线用【曲线桥接】命令连接起来，如图1-35。再用吸附到面，生成吸附到辅助侧墙上的曲线。如图1-36。 1-35 曲线桥接 1-36 吸附到面删除辅
16、助面，以及辅助面线架，留下辅助上外线、下角线和新生成的吸附到面的侧墙线架。如图1-37. 1-37 显示aa、sec图层，可以看到如图1-38中，1、2两处上外线、侧墙线架和2D视图中线架差距较大，因此需要像前面对下角线做得处理一样，需要过尖点做线的垂线，然后单轨扫掠生成扫掠面，最后提取扫掠面边界线，删除原来的上外线、侧墙线架。新生成的上外线、侧墙线架就是做侧墙面的线架，如图1-39. 1-38 上外线和侧墙线架和aa、sec、尖点对比显示aa、sec图层，选择【曲线绘制】中【圆弧】的子菜单【三点圆弧】命令，以sec、aa剖面线沿Z轴拉伸的面与1-39图中线的交点为两个端点，构造出侧墙线架，如
17、图1-40. 1-39 提取曲面边界线 1-40 三点圆弧构造侧墙线架1.3.3 构造侧墙图1-40中侧墙面所需要的线都做出来了，用双向蒙皮面分上下两部分构造侧墙，如图1-41. 1-41 双向蒙皮面构造侧墙1.4 做大底花纹1.4.1 侧墙和着地面倒圆角1 在剖视图上测量出着地面和侧墙的过渡圆角大小；注意：每个剖面上的圆角都需要测量，大部分鞋底着地面与侧墙的过渡圆角都是变半径的。由于龙骨剖面有过一步投影操作，会导致圆弧变成了样条曲线，可以使用【分析】中的【3点角度】命令得到近似的半径值，如图1-42。 1-42 三点角度测倒角角度2单击【曲面编辑】菜单中的【曲面倒角】，在其子菜单中单击【两面
18、倒角】，在弹出的导航栏中选择【变半径倒角】对着地面面和侧墙进行倒圆角，注意在倒角时先不裁剪曲面，因为着地面比侧墙面要大很多，在倒角时同时裁剪曲面将使着地面被减破，如图1-43。所有倒角完成后，裁剪多余曲面如图1-44。 1-43 变半径倒角 1-44 完成倒角1.4.2 底面花纹显示aa、sec、top图层，对比观察大底花纹应该怎样绘制。首先把aa中对应图素复制到work图层，如图1-45。然后点击【曲线编辑】【曲线延伸】【直线延伸】命令，把复制的曲线向两边延伸一段距离，如图1-46，这是为了确保做出的拉伸面足够底面花纹投影。 1-45 复制曲线 1-46 曲线延伸再将这条曲线沿x方向拉伸成曲
19、面，将top图层的花纹沿Z方向投影到面，如图1-47. 1-47 投影到面 投影完以后，以拉伸面作为拾取曲面，拾取1-48中图素沿Z向进行线面裁剪，如图1-48.裁剪完删除多余图素。 1-48 线面裁剪对照3D图可以看出顶面花纹在哪一部分是应该沿Z轴下移，具体平移的距离用【分析】中【距离】命令，在3D图中用两点距离测得是0.8，如图1-49. 1-49 两点距离 选择【分析】中的【3D平移】命令，将要平移的对象选中，向Z轴负方向平移0.8。如图1-50. 1-50 3D平移 用线面分割完成底面镂空字母部分的绘制。因为线面裁剪时线条太多软件会死机。所以裁剪时将花纹平均分为5部分依次进行裁剪，选择
20、【采用吸附方式】。裁剪完删除多余图素。如图1-51。在画图的过程中可以根据自己的需要隐藏一些图素，这样就可以对正在画得部分看的很清楚。 1-51 线面裁剪将底面花纹的轮廓线提取出来，为做曲面倒角做准备。点击【曲线绘制】【借助曲面生成】【曲线（组）边界线】，提取出曲面边界线。如图1-52. 1-52 提取曲面边界线将这段轮廓线沿Z轴向下拉伸，生成的曲面与大面相交。隐藏顶面花纹部分的曲面，只留下轮廓线，然后点击【曲面绘制】【拉伸面】，拉伸方向选择-Z。如图1-53 1-53 拉伸面点击【曲面裁剪】【面面裁剪】，裁剪完以后删除多余曲面。如图1-54. 1-54 面面裁剪显示sec图层，用三点角度法测
21、量倒角半径大小。单击【分析】【三点角度】，多测几处得到此处是等半径倒角，半径为1.0.如图1-55. 1-55 三点角度测量倒角大小选择【曲面编辑】【曲面倒角】【两面倒角】。如图1-56。 1-56 两面倒角 显示sec、aa图层。复制这部分图素到work图层。然后将几条线段组合、光顺。然后再将曲线两端延伸，得到一条曲线如图1-60. 1-60 复制、组合、光顺、延伸曲线将处理后的曲线进行拉伸，沿x方向。如图1-61。 1-61 拉伸面选中已经被裁剪的上部侧墙，点击【曲面编辑】【曲面修补】【提取原始面】。如图1-62. 1-62 提取原始面显示aa、sec，用三点角度测量两面倒角的大小。如图1
22、-63. 1-63 三点角度首先将两部分上部侧墙原始面组合，然后进行两面倒角。得到的图形如图1-64。 1-64 两面倒角显示top图层，按图1-65进行线、面的选择。点击【曲面编辑】【曲面裁剪】【线面裁剪】，投影方向选择Z轴方向。裁剪完删除多余曲面。如图1-65. 1-65 线面裁剪将top图层中的凹槽图素沿Z轴投影裁剪曲面。如图1-66 点击【曲面编辑】【曲面裁剪】【线面裁剪】，绘制凹槽。先找出top图层中凹槽对应到aa中得图素，如图1-67。在用测量距离，得到Z向距离为0.51，如图1-68. 1-67 找出对应图素 1-68 测量两点距离选中凹槽面，点击【分析】【3D平移】命令，如图1
23、-69. 1-69 3D平移1.5 做侧墙条纹1.5.1 侧墙和模口线倒圆角显示out、in、侧墙图层。将in、out图层中得这部分图素沿x方向投影到面。如图1-70。下图示范的是in图层投影到侧墙，只保留靠近in图层这侧的侧墙上的投影线，删掉另一侧的。 1-70 线投影到面用【曲线编辑】【曲线桥接】，将两端线连接起来，如图1-71。显示侧墙，将连接的线段沿Y方向投影到侧墙面上，如图1-72. 隐藏侧墙图层，对图1-73曲线进行组合、光顺处理。 1-73 曲线组合、光顺显示aa、sec图层，过尖点做线的垂线。如图1-74. 1-74 过点做线的垂线 垂线段做好后，用前面介绍过的方法进行【单轨扫
24、掠】做出扫掠面，提取曲面边界线。如图1-75 1-75 单轨扫掠、提取曲面边界线接下来进行线面倒角的准备工作，先测量各处倒角的大小。如图1-76. 1-76 显示侧墙，点击【曲面编辑】【曲面倒角】【曲线曲面倒角】，倒角时注意方向的选择，曲面上箭头的方向要指向曲线所在的一侧。如图1-77.用同样的方法把下面的倒角也做出来。 1-77 线面倒角上半部分线面倒角是线和一张面进行倒角，倒角面很完整。下半部分线面倒角是线和两张面进行倒角，因此，有缺口，如图1-78。这个需要自己修补，先调整视图到线框显示，在用【曲线桥接】中得线线桥接，把两个面的边界线相连，再把这段线吸附到曲面上。 1-78 曲线桥接、曲
25、线吸附到面点击【曲面编辑】【双向蒙面】，把不相连的面补好，改变颜色，如图1-79.用同样的方法将四处不相连的面补上。 1-79 双向蒙皮面显示上外线，用前面用过的方法，找到倒角对应的尖点，过尖点做边界线垂线，用单轨扫掠做面，提取曲面边界线，生成模口线。在用上面线面倒角中的方法，测量各处倒角大小，完成线面倒角，如图1-80。倒角之间的缺口用图1-78和图1-79的方法补好。 1-80 侧墙线面倒角隐藏倒角，显示aa、sec、heel图层，将1-81图中所示线条分别沿x轴、Y轴投影到侧面上，经过整理，得到线面倒角所需的曲线。 1-81 投影到面测量各处的倒角大小，进行线面倒角，测量得到上下倒角半径
26、都接近1，于是取半径倒角为1。如图1-82. 1-82 线面倒角显示in、out侧墙图层，选择曲线沿X轴投影到侧墙。 1-83 曲线投影到面拾取投影到侧墙的曲线沿X方向向内侧偏移2.5。点击【分析】【3D平移】进行操作。如图1-84.用同样的方法对另一侧进行3D平移曲线。 1-84 3D平移因为侧墙下部分面和曲线倒角生成的倒角面不平顺，为了生成的面效果好一些，先进行曲面延伸，用延伸做出的面作为辅助面。如图1-85 1-85 曲面延伸箭头所指曲线和侧墙面进行线面倒角，如图1-85. 1-85 线面倒角提取倒角面边界线。点击【曲线绘制】【借助曲面生成】【曲面（组）边界线】，如图1-86。提取之后删
27、除倒角面。 1-86 提取曲面边界线点击【曲线编辑】【曲线延伸】【直线延伸】，对下图三条曲线进行延伸。如图1-87 1-87 曲线延伸将延伸得到的两条蓝色曲线吸附到侧墙。然后三条曲线分别打断，删除一部分。如图1-88. 1-88 对剩下的曲线进行曲线桥接。打开【曲线编辑】【曲线桥接】，选择线点桥接。用三条线分别和端点桥接。如图1-89。 1-89 线点桥接将两侧桥接生成的线吸附到侧墙面上，组合光顺。打开【曲面编辑】【双向蒙皮面】命令，生成尖角面。如图1-90。用同样方法完成另一侧尖角面的绘制。 1-90 双向蒙皮面 侧面倒角做完后，全部显示，开始进行多余曲面的裁剪。首先把倒角面进行分割，（如果
28、不分割，做线面裁剪时，曲线沿x方向裁剪，左右两边都会被裁剪到。） 显示heel图层，选中鞋跟中心线，沿Y方向裁剪倒角面。 1-91 线面裁剪 接下来可以根据曲面相交的情况有选择的采用线面裁剪或是面面裁剪。为了使裁剪后的面比较完整，裁剪时要先思考裁剪的顺序。裁剪整理完后如图1-92. 1-92 侧墙倒角1.5.2 侧墙花纹用右视图显示，显示in、侧墙图层。用线面裁剪将侧墙上得曲面分割开。 1-93 线面裁剪测量得到分割面应向内等距的距离为2.4，如图1-94。 1-94 从图中测量出分割面等距距离将曲线投影到面，如图1-95. 1-95 曲线投影到面选中向内等距的面，【曲面编辑】【曲面等距】命令。 1-96 曲面等距然后用【曲面绘制】【直纹面】。如图1-97. 1-97 两条曲线生成直纹面靠近鞋头端侧墙上得商标花纹向内等距的距离经过测量为1，偏移的时候注意不要设置为2.4了。用同样方法完成其他花纹的绘制。如图1-98 1-98 1.6 做内仁
