CATIA 曲面造型的原理就是基于上述曲面数学 模型来描述任意空间曲面。在汽车产品设计中,一般采用B 样条曲面为双三次B 样条曲面。 2.2 CATIA 主要曲面造型方法 CATIA 曲面造型技术主要有规则曲面造型和复杂曲面造型两种。规则曲面造 型,如柱面、球面、管面由旋转、拉伸等方式生成,相对简单,此处不作介绍; 复杂曲面的造型设计是产品设计中的难点和重点。CATIA 软件中复杂曲面造型即 SURF2、FREE FORM DESIGN、PATCH、NET 等功能提供了十几种曲面造型方法,根 据其曲面构造的方式,分为以下几类: 1)扫描曲面:发生线沿“脊线”运动扫过形成的曲面; 2)截面驱动曲面:控制各截面形状/面积,按“脊线”运动形成的曲面; 3)连接曲面:以确定的控制线对两个曲面倒圆形成的曲面; 4)填充曲面:在已有的曲面围成的区域的空白处填充形成的曲面; 5)网格曲面:由一系列纵横交错的曲线逼近形成的曲面; 6)规律描述曲面:对构成曲面的某一特征量如角度、半径、面积等按定义的 规律变化形成的曲面; 7)布尔运算曲面:对几个曲面的布尔运算形成的曲面。 复杂曲面造型是以不同曲线、曲面及各种边界为约束条件,由一组曲线按一 定的规律运动和变化产生的[3]。曲面的质量即曲面的光顺性取决于曲线的光 顺性,因此构造高质量的曲面,必须先构造高质量的曲线。CATIA 提供了REFLECT、 COMBINE,PROP 等生成光顺曲线的强大功能。通过光顺处理的曲线构造出的光顺 曲面还可进一步借助于曲面上光着色等方法进行检验、修正,使之达到更满意的 效果。 曲面造型设计流程CATIA 曲面造型设计流程框图: 下面结合汽车排气歧管的设计,讨论CATIA 复杂曲面造型的过程和各步骤要 对于排气歧管的设计。具体设计时,应结合排气歧管的功能和结构要求进行,步骤如下: (1)零件分析、曲面分解 按零部件的功能和结构要求对零件进行分析,将构成零部件整体的曲面分解 为基本曲面和过渡曲面。基本曲面为形成零部件主要轮廓的曲面,过渡曲面为配 合面或结合面。排气歧管整体曲面划分为4 个基本曲面1~4 和一个过渡曲面5, 如图2 所示。在曲面分解时,应使分解的曲面数量尽可能少。 (2)曲面的设计 首先,根据功能的要求及结构的特点,选择正确的曲面设计方法。其次,按 曲面造型方法的要求,构造“脊线”和其他约束曲线。“脊线”为曲面造型的方 向约束线,其他约束线指形状约束线和边界条件。确定约束条件时应注意:“脊线”应比要生成的曲面长些,以保证生成的曲面足够大;“脊线”尽量与其他 约束线平行,生成曲面的质量较好;通过“脊线”上任何位置的法线与其他约 束曲线的交点不应多于2 个。对这类封闭型管状零件,可选其分模面与断面的交 点来生成约束线。对生成的各种约束曲线进行评价,满意后,用SURF2、NURBS 等功能即可构建曲面。曲面2 的“脊线”和约束曲线 曲面约束曲线 (3)曲面质量评价 对生成的单个曲面进行简单的上光着色检查,确认生成的曲面平滑、无扭曲 变形。 (4)曲面组合,构造零部件整体曲面 将前述生成的曲面两两连接为一个整体。曲面连接时利用生成的曲面的边 界,用SURF2+FILLET 功能作变半径倒圆,实现曲面3 与曲面4 的光滑连接,曲 面连接 (5)曲面整体的评价 光顺的独立曲面连接并不能保证一定能生成光顺的整体曲面,因而对整体曲 面的评价是保证设计零件光顺的重要一步。 CATIA 曲面造型技术应用于汽车零件复杂曲面造型设计中,使设计过程简 化、快捷、精确,缩短了产品开发周期 以下为引用的内容: 本文没有着重讲解A 级曲面的作法,只是概括介绍A 级曲面。让大家对A