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1、Pro/E高级曲面建模培训,2,大数据时代 BIG DATA,3,开源,4,5,3D打印,4D打印,目 录,6,目的,适用范围,曲面建模方法步骤,PRO/E建模技术总结,1,2,3,4,目 的,7,“工欲善其事，必先利其器”。本次培训的目的是在产品外观建模、复杂造型结构设计过程中，结合PTC公司高级曲面建模方法与本公司产品外观建模的实际例子，对Pro/E曲面建模思路及方法进行总结与指引。便于在实际产品开发设计过程中解决问题，提高工作效率及达到产品设计要求。,8,向“三板斧”建模(拉伸、剪切、倒角）说不！,目 的,美学-合理的建模方法及思路能够使产品外观模型美观。比如形体有流线型、动感，造型有层
2、次，整体简洁等等。,方法-合理的建模方法使建模不再是一件难事。合理的布局及设计规划，造型能够胸有成竹，事半功备。,9,适用范围,适用于公司产品结构工程师、工业设计师结构设计、产品外观设计选用。,10,曲面建模方法步骤（前言）,什么是造型艺术,？,用一定的物质材料,以一定的表现技法,创造可视的平面或立体形象的艺术。,11,曲面建模方法步骤（前言）,艺术家是怎么造型的,？,12,整体到局部方法（先塑造形体在刻画细节，如画画。举例）注解：先画出产品整体的轮廓，再在轮廓里面进行细节刻画。,曲面建模方法步骤（前言）,13,曲面建模方法步骤（前言）,要做到造型艺术，建模前需要做到以下几点准备。,？,1、心
3、中有数：头脑有个初步的形体三维模型。对形体有个基本的认识或了解。,2、把握形体的灵魂：对形体的亮点或给人印象深刻的地方找出来。整体的感觉是什么？,14,曲面建模方法步骤,导入参照（图片或DXF文件）创建曲面模型步骤。,Pro/E曲面建模前期设计好的效果图或(DXF)文件输入。准确输入外部参照文件，外部参照文件是建模过程重要的参考依据。,1,15,创建曲线、基准点和基准平面（创建模型骨架）,曲面建模方法步骤,通过导入的外部参照文件，建立曲线、基准点、基准面特征构建模型骨架。要创建稳健的曲面模型，必须使用曲线、基准点和基准面创建参照。构建完美的模型骨架需要对模型造型了解通透。在绘制模型骨架时最好的
4、方式就是，先预备搭建一个草稿模型，来验证，曲线布局方式和建立模型骨架方式是否合理。最后合理构建好的曲线、基准点和基准面可为以后构建好的模型进行微调或修整。,2,16,创建曲线的思路介绍：创建曲线前，先需要观察分析整个造型，一般造型是通过若干主要曲面和连接各主要曲面的过渡曲面组成，拆出这些主要曲面，再辨认出每个曲面的边界线，若曲面的内部有较明显的造型变化，则找出曲面的剖面线，以用于铺设出所需的主要曲面；对于过渡曲面，一般仅需要构建好其边界线（首尾是用的两主要曲面的边界），只有过渡形状较复杂的才需要构件剖面线；创建曲线的方法：1、直接在基准面上绘制曲线。2、曲面边界、实体边界生成曲线。3、曲面与曲
5、面相交生成曲线。4、曲线投影曲面生成曲线。5、空间曲线绘制。空间曲线一般是先在对应的2个视图分别构建好平面曲线，再按视图投影关系组合投影即可得到所需的空间曲线。创建基准点的思路介绍：1、直接在曲线端点或节点生成。2、曲线与曲线相交生成。3、曲线与基准面相交生成。4、通过基准面绘制。创建基准面的思路介绍：1、通过菜单栏中插入模型基准偏移平面 建立基准面。2、通过已有基准面参考进行基准面的建立。3、通过已有曲线参考建立基准面。4、通过已有基准点参考建立基准面。5、通过已有曲面参考建立基准面。,17,使用曲线网络来创建边界混合曲面（边界 混合，建立模型整体形体）。利用建立好的曲线（创建好的模型骨架）
6、，边界混合所生成的曲面。再通过曲面就能围起所需要的造型形体。边界混合曲面是用于捕捉设计意图功能最强大与最灵活的曲面生成方式中的一种。在创建曲面特征时也会使用它们。另外边界混合曲面是使用由曲线或边所定义的边界边所创建的，可以应用边的相切条件，使曲面形状与邻接几何对齐。构建曲面的顺序一般是先构建整体形体曲面，后构建局部曲面。或先构建主要曲面，再构建过渡曲面。,曲面建模方法步骤,3,18,曲面编辑、曲面组编辑。（模型形体体块塑造、修改）建立模型形体不能一步到位，根据形体要求需要通过曲面与面组、或面组与面组合并、剪切，得到想要的造型。曲面编辑、曲面组编辑，是Pro/E建模重要的造型处理方式。在处理曲面
7、造型时，为捕捉设计意图通常需要操做曲面组编辑。曲面编辑主要指曲面延伸、修剪、偏移、加厚、实体化等。曲面组编辑方式，如：延伸曲面组、修剪面组、复制面组、合并面组、偏移面组、转换面组等。,曲面建模方法步骤,4,19,在基础曲面模型中添加细节定义曲面模型的整体形状后，即可在基础曲面上创建详细的特征以完善产品形状。在创建模型细节是，通常要添加“切口”、“通风孔”、“凸起”、“凹槽”等特征。“切口”、“通风孔”、“凸起”、“凹槽”是父曲面子集。他们是基于美学角度考虑的特殊造型，或是为内部零件创建间隙的常用形状。要在曲面中创建各种类型的“凸起”、“凹窝”请使用该方法。,曲面建模方法步骤,5,20,曲面、曲
8、面组镜像一般产品的造型都是有对称性的，所以在绘制曲面组的过程中，可以使用镜像面组功能。产品即能做到对称性、也能做到节约绘制制图的时间和步骤。,曲面建模方法步骤,6,21,曲面组实体化，曲面组合实体切割、实体修补曲面造型大致完成，需要曲面实体化。在实体化后，复杂曲面不能抽壳需要借助曲面组剪切实体方式来获得。还包括使用面组修改实体曲面或使用它们来切割实体、用面组替换实体曲面、用面组修补实体曲面等。,曲面建模方法步骤,7,22,使用截面及轨迹来构建曲面建模（变截面扫描、混合曲面扫描）,截面对显示、代表及创建形状非常重要。可使用截面及混合所循轨迹的信息来构建设计模型。Pro/ENGINEER Wild
9、fire 提供了“扫描”和“混合”等工具，以及“扫描混合”和“可变截面扫描”等高级工具，可允许使用截面和轨迹信息来设计复杂且可控的形状。将尺寸和约束参数用作设计参照，者些工具将特别有用。,曲面建模方法步骤,8,23,评估曲面模型创建具有高质量曲面的模型，要求经常性地使用不同的分析工具检查曲线和曲面质量。要创建从审美角度考察令人满意的曲面模型，您就需要用不同的分析工具评估模型特征。（注：高级曲面建模的思路有多种，以上为典型的曲面建模过程步骤。在曲面建模的过程中，造型的形体不同可能其中有些步骤不一定按上述步骤应用，可能会交叉、重复使用。最终的目的是曲面建模能达到预期造型效果。）,曲面建模方法步骤,
10、9,24,举例：,IKEYE-2 电脑小钥匙建模过程为例,25,导入图片（外观效果图，如ID设计的平面效果三视图）做外部参照。下面以样例建模过程为例。步骤:1、设置工作目录(文件存储地点)2、创建一个新的零件文件(文件名用产品型号)。创建新零件文件时注意选择缺省模板选择mmnns-part-solid。3、在(Front)“前面”创建一个草绘框，定义草绘框的大小尺寸。（注：定义草绘框的尺寸主要是用来约束导入图片的大小比例和位置。）4、创建一个“造型”特征。单击“插入”(Insert)“样式”(Style)。5、单击“造型”(Styling)“跟踪草绘”(Trace Sketch)。6、在“跟踪
11、草绘”(Trace Sketch)对话框中，单击“前面”(Front)。7、在“打开”(Open)对话框中，从工作目录选取需要的图片。单击“打开”(Open)。8、图片导入界面中，在“跟踪草绘”(Trace Sketch)对话框中，展开“属性”(Properties)对话框。利用属性栏菜单中缩放、移动菜单对图片进行大小缩放、位置移动。请注意，插入图片大小与3步骤草绘框重合。9、点击确定。点击右侧“”退出当前造型特征。导入外部参照图片步骤完成。(注：如需导入其他试图，用同样方法。),第一步：,（例图）,26,导入（DXF）文件。（注：提供外观参考图时，可提供DXF格式矢量文件，DXF格式Pro/
12、E可认并能够打开，DXF文件导入更有利于造型建模。）以下以E匙通小钥匙建模过程为例。步骤:1、设置工作目录(文件存储地点)2、在文件打开目录中找到所需要打开文件路径，类型菜单中选择为打开所有文件，双击打开所需（DXF）文件。3、出现输入模型对话框，选择“模型”（part）。按确认。4、创建基准面。菜单栏中插入模型基准偏移平面，点击偏移平面，下方出现对话框输入值全部设定0.00，打钩即可。5、对创建的基准面进行重命名。依次修改为 FRONT、RIGHT、TOP。也可点击右键对创建的基准面进行重新编辑，调整基准面的位置。（注：建立FRONT、TOP、RIGHT基准面最好分别建立在参外部照图形的中心
13、位置。有利于建模时的尺寸控制及镜像曲面或面组用。）6、设置尺寸参数，在编辑菜单设置，菜单管理器中选择单位，在单位管理器中选择mmNs(毫米牛顿秒)。点击设置。结束尺寸参数设置。或者（config.pro文件中加入：PRO_UNIT_LENGTH UNIT_MM。Set up-Units-Principal sys,选单位就可以了）7、导入完成。,（例图）,27,导入（DXF）文件方法二。步骤:1、设置工作目录(文件存储地点)2、创建一个新的零件文件(文件名用产品型号)。创建新零件文件时注意选择缺省模板选择mmnns-part-solid。3、进入界面选择，选择“插入”菜单“共享数据”点击“来自
14、文件”。4、双击所需打开文件，关闭信息对话框。点击对话框确认。（DXF）文件导入完成，,（例图）,28,创建空间曲线（骨架）创建空间曲线（骨架），首先要分析造型的形状，其次是找出关键的曲线线条，就能搭建完成形体的骨架。（注：并非绘制的骨架曲线越多越好，而是越简练越好。在绘制空间曲线的时候要考虑边界混合的可行性。）以下以E匙通小钥匙建模过程为例。步骤：1、点击右上角“草绘工具”进入草绘栏，选择草绘平面，点击草绘进入草绘界面。2、根据导入的参照图形外轮廓进行绘制曲线,绘制完成按右侧“”完成当前线条曲线1特征，（如图3）。3、根据同样方法绘制曲线2、曲线3。（不同的是在绘制曲线2、曲线3需根据造型侧
15、视图建立不同的基准面），（如图4）。,（如图5）,（如图4）,第二步：,29,使用曲线网络来创建混合曲面（边界混合，建立模型整体形体）步骤：1、启动“边界混合工具”。2、点击第一方向链，选取第一条曲线链，按 CTRL 键同时依次单击第二条、第三条，（如图6）。3、点击第二方向链，按 CTRL键依次选择第四、第五条，（如图7）。,（如图7）,（如图6）,第三步：,30,4、点击右侧“”退出当前造型特征，边界混合完成，（如图8）。5、镜像曲面。用鼠标选取需要镜像的曲面点击“镜像工具”出现镜像栏点击镜像参考基准面（RIGHT）点击右侧“”退出当前造型特征，镜像完成，（如图9）。,（如图8）,（如图9
16、）,31,曲面编辑、曲面组编辑。（模型形体体块调整、修改）步骤：1、曲面合并。鼠标点击选中需要合并的曲面按住CTRL键点击另外一个曲面点击“合并工具”。点击右侧“”退出当前合并特征，合并完成，（如图10）。2、绘制曲面。点击“插入”“扫描”“曲面”进入扫面曲面菜单“选择草绘轨迹”绘制草绘轨迹、截面轨迹。右侧“”完成确认，（如图11）。,（如图10）,（如图11）,第四步：,32,3、曲面与面组合并。鼠标点击选中需要合并的曲面按住CTRL键点击另外一个面组点击“合并工具”。调节工具栏“改变要保留的第一面组的侧”、“改变要保留的第一面组的侧”达到需要的面组。点击右侧“”退出当前合并特征，合并完成。
17、同样方法绘制另外一侧，（如图12）。4、曲面偏移。鼠标点击面组选择“编辑”菜单点击“偏距”菜单在偏移菜单中“偏移距离”中输入偏移数值。点击右侧“”退出当前合并特征，偏移完成，（如图13）。,（如图12）,（如图13）,33,在基础曲面模型中添加细节。步骤；1、参照输入模型绘制投影曲线。点击“草绘工具”进入草绘菜单栏，选择“草绘基准面”（FONT）进入草绘界面进行绘制点击右侧“”退出当前草绘特征，（如图14）。,（如图14）,第五步：,34,2、投影曲线。点击曲线选择“编辑”菜单点击“投影”菜单在视图中选择需要投影所在的曲面点击右侧“”退出当前投影特征，投影完成，（如图15）。同样方法制作投影线
18、2，（如图16）。,（如图15）,（如图16）,35,3、曲面剪切。点击“拉升工具”进入拉伸菜单栏选择拉伸曲面、选择剪切、选择剪切方向和距离数值在视图中选择需要剪切的面组定义基准面进入绘制草图界面绘制草图点击右侧“”退出当前拉伸特征，拉伸完成，（如图17）。,（如图17）,36,4、绘制基准曲线。点击“绘制曲线”菜单管理中选择“经过点”完成进入“连接类型”菜单选择连接的两个点，点1、点2，（如图18）点击确认完成。同样方法绘制其他曲线1、2、3、4，（如图19）。,（如图18）,（如图19）,37,5、采用边界混合创建曲面（步骤参考上述边界混合）。曲面1、曲面2、曲面3、曲面4，（如图20）。
19、,（如图20）,38,6、曲面组剪切。点击“拉升工具”进入拉伸菜单栏选择拉伸曲面、选择剪切、选择剪切方向和距离数值在视图中选择需要剪切的曲面组定义基准面进入绘制草图界面绘制草图点击右侧“”退出当前拉伸特征，拉伸完成，（如图21）。7、同样方法创建投影曲线、边界混合。创建形体面组，（如图22）。,（如图21）,（如图22）,39,曲面组镜像。步骤：用鼠标选取需要镜像的曲面组点击“镜像工具”出现镜像栏点击镜像参考基准面（RIGHT）点击右侧“”退出当前造型特征，镜像完成，（如图23）。,（如图23）,第六步：,40,曲面组实体化，曲面组合实体切割、实体修补。步骤：用鼠标选取需要用来剪切的曲面组点击
20、“编辑”“实体”出来对话框选择剪切、选择剪切方向点击右侧“”退出当前造型特征，（如图24）。实体剪切完成，（如图25）。,（如图24）,（如图25）,第七步：,41,注：依照上述面组的制作方式，直至模型创建完成，（如图26）。,（如图26）,第八步：,42,评估曲面模型评估曲面模型主要有“高斯曲率”、“反射”、“双向曲率”。高斯曲率。主菜单“分析”“几何”“着色曲率”选项，点击曲面，对话框中将显示出曲率的数值。高斯曲率为0是用绿色面表示的，表示曲面越光顺。高斯曲率在PROE中一个有效分析曲面连接情况的一个分析功能。他通过颜色的分布情况来表达曲面曲率的分布情况，颜色的过度越自然越缓慢表明曲面过度
21、越好，反之颜色出现凸变或颜色过度不自然则曲面过去不顺滑或有连接线。（如图说明，G2为颜色为逐渐变化，曲面质量高。G0有明显棱边，不光滑。G1表面连接顺滑，但是颜色有凸变，说明曲面质量不高），（如图27）。,（如图27）,第八步：,43,（如图28）,如图，曲面着色颜色过度自然且颜色无明显凸变，曲面质量合格，（如图28）,举例：,44,反射主菜单“分析”“几何”“反射（N）”选项斑马线来检测曲面是否光滑。用眼睛即可观察，表面斑马状条纹是否光滑。斑马线来检测曲面是否光滑。用眼睛即可观察，表面斑马状条纹是否光滑，（如图29）。双向曲率：主菜单“分析”“几何”“曲率（C）”选项曲率线来检测曲面是否光滑
22、。用眼睛即可观察，根据放大曲率波动情况观察是否光滑，（如图30）。,（如图29）（如图30）,45,消失渐隐线建模方法,其他建模技巧,46,消失渐隐面建模方法,其他建模技巧,47,其他建模技巧,48,PRO/E建模技术总结,1、尽量使用外部导入参照文件来进行建模。外部参照给的越详细（视图详细），在绘制过程中越能准确把握造型。,2、由于曲面造型运用到的辅助点、线、面、基准较多，建模前需要将图层按个人习惯规划好，方便后续的修改。譬如：将原始曲线（DXF导入）单独一层，用于镜像操作的基准面一层，每个主要曲面的构件曲线、点、面各一层，所有过渡曲面的构件曲线、点一层等，一般可根据个人习惯规划。,3、导入
23、外部参照文件之前或之后建立的三个基准平面，最好分别位于在参考文件的居中位置。基准平面居中参考文件有利于后面镜像特征等功能。,49,4、高级曲面建模流程一般情况是：点、线、面，然后才是实体!,5、建立模型骨架时，尽量将轮廓线删繁就简再构造曲面。所谓“复杂的形体要用简单的线条来做”。是建模的高境界。,6、建立主要骨架曲线时，尽量考虑其后续的修改和调整。可同时验证曲线的曲率是否有问题。,50,7、PRO/E在建复杂模型过程中，尽量不要使用前面特征来用做参照。如果参照较多且复杂的情况下不容易模型后期调整。一旦参照就形成“父子”关系，其中一个特征变化，相应后面特征全会发生变化。,8、创建连续的混合曲面，其曲线（curve）要连续定义，以保证曲率连续;而曲面则可以先分开生成，再创建中间的连接面。,9、边界混合曲面如果质量要求较高，尽可能用四边曲面。,51,11、产品三维造型的最终目的是制造。公司涉及的塑胶、压铸产品零件大都由模具生产出来。因此，在三维造型时，要从模具的角度去考虑，在确定产品出模方向后，应检查曲面能否出模，是否有倒扣现象（即拨模角为负角），如发现有倒扣现象，应对曲面的控制线进行修改，重构曲面。这一点往往被忽略，却是非常重要的。,12、注重曲面光顺的评估。,10、扫描曲面尽可能安排在前面，因为它不能定义边界连接。,谢谢！请提宝贵意见,
