Proe可变截面扫描教程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四讲,可变截面扫描,14-1,以扫描的方式创建实体特征或曲面特征时，剖面必须,垂直,轨迹线。,但很多零件的剖面与轨迹线并不垂直，如,图14-1,所示。此时就必须考虑以,可变截面扫描,的方式进行实体特征或曲面特征的创建。,轨迹线,轨迹线,剖面线垂直于,轨迹,线,剖面线不垂直于轨迹线,图14-1 以,扫描方式创建实体特征,14-2,当给定的剖面较少，轨迹线的尺寸很明确，且轨迹线较多的场合，则较适合使用,可变截面扫描,，也就是说我们可以利用,一个剖面,及,多条轨迹线,来创建,一个“多轨迹”的特征,。,例如在,图14-2,中，剖面垂直轨迹线0作扫描时，,Point1、Point2,及,Point3,分别沿着轨迹线1、轨迹线2及轨迹线3走，最后剖面缩成一个点。,图14-2 可变截面,扫描,Point2,Point3,Point1,轨迹线0,轨迹线3,轨迹线2,轨迹线1,剖面,扫描结果,14.1,可变截面扫描,14-3,l,原始轨迹线：,在扫描的过程中，剖面的原点永远落在此轨迹线上。此线可由多条线段构成，但各线段间需相切。,l,x,向量轨迹线：,即水平向量轨迹线，用来定义剖面在扫描过程中，剖面,x,轴的走向。,l,垂直轨迹线：,用来指定在扫描过程中，剖面永远垂直此轨迹线。,轨迹线,的,种类与作用,如下：创建新特征时，在,【实体选项】,或,【曲面选项】,菜单中选取,【高级】/【可变截面扫描】,选项，即进入,【扫描选项】,菜单,，,如,图14-3,所示。,图14-3,【可变截面扫描】菜单,14-4,在,【扫描选项】,菜单中，剖面的,垂直方向,有以下,3种,设置方式：,1.,【,垂直于原始轨迹】,在扫描过程中，剖面垂直原始轨迹线，且剖面的绘图原点落在原始轨迹线上。用该方式创建特征，,除了原点始轨迹线外，必须要有,x,向量轨迹线，才能决定,x,轴。,l,x,轴：,剖面在扫描的过程中，任何时候都有十字形、互相垂直的,x,轴和,y,轴出现，如,图14-4,所示。其中,x,轴和,y,轴的交点即为剖面的原点，而,x,轴的方向则以原始轨迹线为起点，,x,向量轨迹线为终点。,l,z,轴,：,落在原始轨迹线上。,l,y,轴：,利用右手定则，由,x,轴和,z,轴决定。,l,坐标系原点：,落在原始轨迹线上。,原始轨迹线,X,向量轨迹线,剖面的绘图原点,z,轴,x,轴,图14-4,【垂直于原始轨迹】,14-5,2.,【轴心方向】,在扫描过程中，,剖面将永远与“由轴心方向看过去的原始轨迹线”互相垂直且剖面的绘图原点落在原点轨迹线上,。轴心方向有以下,3种,设置方式，如,图14-5,所示。,图14-5,轴心方向的设置方式,l,【,平面,】,：,选取一个平面作为轴心平面，此平面的垂直方向即为所需的轴心方向。,l曲线/边/轴,】,：,选取一条曲线、面的边界线或中心轴线作为轴心线，此线的指向即为所需的轴心方向。,l,【,坐标系,】,：,选取一个坐标系的,x,轴、,y,轴或,z,轴作为轴心坐标轴，此轴的指向即为所需的轴心方向。轴向的决定原则如下：,y,轴：,轴心方向。,x,轴：,由轴心方向看到的原始轨迹线的方向（即是原始轨迹线在轴心方向上的投影线的方向）。,z,轴：,根据右手定则，由,y,轴和,z,轴决定。,坐标轴原点：,落在原始轨迹线上,14-6,在,图14-6,中，轴心平面设置为,RIGHT,基准面，轴心方向垂直,RIGHT,面、朝右的方向，则由此轴心方向看到的原始轨迹线为垂直,TOP,基准面的直线。剖面,A-A,将垂直此直线，剖面的原点落在原始轨迹线上，且剖面,A-A,的圆心沿着原点轨迹线作实体或曲面的扫描。,轴心平面,RIGHT,z,轴,y,轴,轴心方向,原始轨迹线,TOP,图14-6,【轴心方向】/【平面,】,14-7,3.,【垂直于轨迹】,剖面的绘图原点落在原始轨迹线上，而剖面垂直另一条轨迹线，称为,垂直轨迹线,。如,图14-7,所示。,垂直轨迹线,原始轨迹线,剖面的绘图原点,x,轴,z,轴,图14-7,【垂直于轨迹】,14-8,图14-8,例14-1题图,例,14-1,创建如,图14-8,所示的斜圆柱实体。,14-9,步骤1：,首先以草绘方式创建,2,条基准曲线,作为轨迹线创建步骤,如下：,以,FRONT,基准面为草绘平面（,TOP,为参考面），绘制两条图线。生成的曲线如图所示,14-10,步骤2：,依次选取,【创建】,/,【实体】,/,【加材料】,/,【高级】,/,【可变截面扫描】,选项,作法1:,以,【垂直于原始轨迹】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面,原始轨迹线,x,向量轨迹线,选取轨迹线,绘制剖面图,剖面圆的圆心落在,x,向量轨迹线上,14-11,生成的扫描实体,在,扫描过程中，剖面的绘图原点始终落在原始轨迹线上,在,扫描过程中，剖面始终垂直于原始轨迹线,剖面的绘图原点,x,轴,y,轴,z轴,x,向量,作法1:,（续）,x,轴：,原始轨迹线到,x,向量轨迹线的连线,z,轴：,落在原始轨迹线上,y,轴：,利用右手定则，由,x,轴和,z,轴决定,14-12,作法2:,以,【轴心方向】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面,选取轨迹线,绘制剖面图,轴心平面,轴心方向,原始轨迹线,x,轴,y,轴,原始轨迹线,14-13,作法2:,（续）,轴心平面,轴心方向,在,扫描过程中，剖面始终垂直于由此方向看过去的原始轨迹线,原始轨迹线,z,轴,x,轴,y,轴,剖面的绘图原点,y,轴：,轴心方向,z,轴：,由轴心方向看到的原始轨迹线的方向,x,轴：,利用右手定则，由,y,轴和,z,轴决定,z,轴,由,轴心方向看过去的原点轨迹线,原始轨迹线,生成的扫描实体,14-14,选取轨迹线,绘制剖面图,作法3:,以,【垂直于轨迹】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面,原始轨迹线,法向轨迹线,原始轨迹线的指向,x,轴,y,轴,原始轨迹线,法向轨迹线,14-15,作法3:,（续）,z,轴：,法向轨迹线的方向,x,轴：,原始轨迹线到法向轨迹线的连线,y,轴：,利用右手定则，由,z,轴和,x,轴决定,生成的扫描实体,剖面垂直于法向轨迹线作扫描,剖面的绘图原点落在原始轨迹线上,剖面的绘图原点,y,轴,z,轴,x,轴,14-16,图14-9,例14-2题图,例,14-2,创建如,图14-9,所示的实体模型。,14-17,步骤1：,首先以草绘方式创建,4,条基准曲线作为轨迹线,创建步骤,如下：,以,FRONT,基准面为草绘平面（,TOP,为参考面），绘制图线。生成的曲线如,图所示,以,TOP,基准面为草绘平面（,FRONT,为参考面），绘制两条圆锥曲线。生成的曲线如图所示。,14-18,步骤2：,依次选取,【创建】,/,【实体】,/,【加材料】,/,【高级】,/,【可变截面扫描】,选项,作法1:,以,【垂直于原始轨迹】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最后生成实体特征。,轨迹线,x,向量轨迹线,原始轨迹线,轨迹线,选取轨迹线,绘制剖面图,生成的扫描实体,14-19,作法2:,以,【轴心方向】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最后生成实体特征,轴心方向,轴心平面（,TOP）,轨迹线,轨迹线,轨迹线,原始轨迹线,轨迹线的选取,绘制剖面图,生成的扫描实体,14-20,作法3:,以,【垂直于轨迹】,方式创建扫描实体特征，各类轨迹线的选取如下图所示。设置完轨迹线后，系统自动进入草绘模式，绘制剖面，最后生成实体特征,轨迹线,法向轨迹线,原始轨迹线,轨迹线,轨迹线的选取,绘制剖面图,生成的扫描实体,14-21,图14-9,例14-2题图,例,14-2,创建如,图14-9,所示的实体模型。,14-22,创建步骤,如下：,步骤1：,首先以草绘方式,创建,3,条基准曲线,作为轨迹线,该实体模型有斜面存在，可以用拉伸实体的方法创建，也可用曲面合并的方法创建，,现用可变截面扫描的方法创建,。,以,FRONT,基准面为草绘平面（,TOP,为参考面），绘制图中的图线，生成第1条及第2条基准曲线,以,TOP,基准面为草绘平面（,FRONT,为参考面），绘制图中的图线，生成第3条基准曲线,画,中心线,画,中心线对齐端点,14-23,步骤2：,依次选取,【创建】,/,【实体】,/,【加材料】,/,【高级】,/,【可变截面扫描】/【垂直于原始轨迹】,选项,选取轨迹线,x,向量轨迹线,原始轨迹线,轨迹线,扫描方向,绘制剖面,原始轨迹线,x,向量轨迹线,轨迹线,生成的实体特征,14-24,步骤3：,创建圆角特征,圆角半径为2,圆角半径为0.5,圆角半径为0.375,最后完成的实体特征,14-25,剖面在扫描时的,外形变化,除了受到,x,向量轨迹线所控制外，也可以由下列,两种方式,来,控制,：,1.,使用,关系式,搭配,trajpar,参数,来控制剖面参数的变化,例如在,图14-10（,c）,的实体上，剖面左下角的点落在原点轨迹线上，而右下角的点落在,x向量轨迹线上（见,图14-10（,a）,），,因此在扫描时，这两点受到该两条直线的拖动。另一方面，剖面的高度参数,sd4,受到,sd4=trajpar+1,的关系式所控制，因此在扫描开始时，剖面高度为,1（因为,trajpar=0）,，,而在扫描结束时，剖面高度为,2（因为,trajpar=1）,。,而中间的部分则呈线性变化。在,图14-10（,d）,中，剖面的高度尺寸,sd4,呈现正弦曲线变化，因此生成波浪形的曲面。,trajpar,是从,0到1,的一个变量，在扫描的起始点为0，结束的地方为1。,14.2,控制剖面参数变化的两种方式,14-26,a:,剖面与轨迹线,b:,没有设置关系式,csd4=trajpar+1,d:,sd4=sin(trajpar*360)+1.5,图14-10 使用关系式搭配,trajpar,参数控制剖面参数的变化,剖面,x,向量轨迹线,原始轨迹线,14-27,2.,使用,关系式,搭配,基准图形,及,trajpar,参数,来控制剖面参数的变化,可以使用,二维图形（基准图形）,的方式来控制剖面的变化，即以二维图形来控制三维实体或曲面的造型变化。,在基准图形中绘制二维剖面，并给定坐标，则,x,轴会随着扫描变化（,x,轴起点代表扫描起点，而,x,轴终点代表扫描结束点），得到,y,值即是变量值。,使用基准图形特征控制剖面的格式如下：,sd#=evalgraph(“graph_name”,x_value),在该公式中，,sd#,代表欲变化的参数的符号，,graph_name,为基准图形的名称，,x_value,代表扫描的行程，,而,evalgraph,为,Pro/E,系统的默认字，,为,Evaluate Graph,的缩写，,其意义是由基准图形取得对应于,x_value,的,y,值，然后指定给,sd#,参数。,14-28,在,图14-11,中，,sd4=evalgraph(“height_graph”,trajpar*16),，,扫描的行程为,16,，,剖面的高度参数,sd4,是受到,基准图形,“,height_graph”,的,y,值,而变化，因而创建出顶面为波浪形的实体特征。,控制剖面高度参数,sd4,的基准图形“,height_graph,”,剖面与轨迹线,原始轨迹线,x,向量轨迹线,完成的实体特征,图14-11 使用关系式搭配基准图 形及,trajpar,参数控制剖面参数的变化,14-29,14.3,使用,可变截面扫描的约束条件,1.,不可以利用可变截面扫描的方式做第一个特征，,因此可先做其它如默认基准面,FRONT、TOP,及,RIGHT,的特征后，再以可变截面扫描的方式作实体或曲面特征。,2.,原始轨迹线必须为相切的连续线段。,3.以,【垂直于原始轨迹】,方式做可变截面扫描时，,x,向量轨迹线不能与原始轨迹线相交,（否则,x向量会变为0，造成无法决定绘图平面的,x,轴轴向）,如,图14-12,所示。以,【轴心方向】,方式做可变截面扫描时，,轴心线与原始轨迹线可以在两个端点相交，在其它位置则不可以相交，,如,图14-13,所示。,4.,所有的轨迹线与绘图平面都必须相交,，,许多条轨迹线不一定要长度相等，,创建的特征会与最短的轨迹线相等。若以基准图形来控制参数值的变化时，则最短的轨迹线被基准图形的,x,轴数值参数化。,原始轨迹线,x,向量轨迹线,图14-12 不能相交,原始轨迹线,轴心线,图14-13 只能在起始点相交,14-30,图14-14,例14-3题图,例,14-3,使用关系式搭配,trajpar,参数控制剖面参数的变化，创建如,图14-14,所示的实体模型。,14-31,步骤1：,首先以草绘方式,创建,2,条基准曲线,作为轨迹线,创建步骤,如下：,以,TOP,基准面为草绘平面（,FRONT,为参考面）绘制图线，生成的曲线如,图所示,14-32,步骤2：,以可变截面扫描方式创建实体特征：,【垂直于原始轨迹】,绘制剖面（此时的高度尺寸可为任意数值）。,选取轨迹线,原始轨迹线,x,向量轨迹线,在,【草绘】,下拉菜单中选取,【关系】,/,【增加】,选项，输入如下关系式，以控制剖面的高度：,sd5=sin(trajpar*360)+1.5,。,再生图形后，该高度变为,1.5,，则表示关系式输入成功,1433,步骤3：,修改,x,向量轨迹线的角度,90,为,120,(,对基准曲线作修改,),修改角度后的实体特征,14-34,步骤4：,修改剖面的关系式:,依次选取,【特征】/【重定义,】选项，选取扫描特征，,在模型对话框中选择,截面,作重定义。,更改剖面如图所示，左侧尺寸为,1.5,，右侧尺寸任意,在,【草绘】,下拉菜单中选取,【关系】,/,【增加】,选项，输入如下关系式，以控制剖面右侧线段的高度：,sd8=cos(trajpar*360)+2,。,再生图形后，右侧高度变为,3,，则表示关系式输入成功,14-35,图14-15,例14-4题图,例,14-4,使用关系式搭配基准图形及,trajpar,参数控制剖面参数的变化，创建如,图14-15,所示的实体模型。,14-36,步骤1：,创建第,1,个基准图形：,在,【插入】,下拉菜单中依次选取,【基准】,/,【图形】,选项，输入图形名称为,“,gr1,”,，,系统自动进入二维草绘模式，,插入一个坐标系,，绘制如图所示的圆锥曲线,创建步骤,如下：,第,1,个基准图形“,gr1,”,画,中心线,画,中心线,14-37,步骤2：,创建第,2,个基准图形：,用同样的方式创建基准图形，输入图形名称为,“,gr2,”,，,系统自动进入二维草绘模式，,插入一个坐标系,，绘制如图所示的样条曲线,第,2,个基准图形“,gr2,”,步骤3：,创建两条基准曲线：,以,TOP,基准面为草绘平面，绘制如图所示的两条线段。,两条,基准曲线,14-38,步骤4：,以可变截面扫描方式创建实体特征：,【垂直于原始轨迹】,绘制剖面（此时尺寸可为任意数值）,选取轨迹线,在,【草绘】,下拉菜单中选取,【关系】,/,【增加】,选项，输入如下关系式，,以便能利用基准图形控制剖面的长与高：,sd4=evalgraph(“gr2”,250*trajpar),sd5=evalgraph(“gr1”,200*trajpar),再生图形后，长度和高度变为,100,和,60,，则表示关系式输入成功,原始轨迹线,x,向量轨迹线,14-39,步骤5：,修改轨迹线的长度：,选取基准曲线，更改原始轨迹线的长度为,500,，,x,向量轨迹线的长度为,400,，再生后模型如图所示（两条轨迹线的长度不一定相等，然而所创建的特征会与最短的轨迹线相等长度）,修改前的实体特征,说明：,在右图所示的模型中，原始轨迹线的长度为500，,x,向量轨迹线的长度为400；另一方面，基准图形“,gr1”,的,x,轴数值为0至200，而轨迹线的长度为400，因此,“,gr1”x,轴的1个单位相当于轨迹线的2个（即400/200）长度单位,，即,x=0，,相对于轨迹线的0，,x=1,相对于轨迹线的2，依此类推，,x=100,相对于轨迹线的200，,x=200,相对于轨迹线的400。同理，,“,gr2”x,轴的1个单位相当于轨迹线的400/250个长度单位,，即,x=0，,相对于轨迹线的0，,x=1,相对于轨迹线的400/250，依此类推，,x=100,相对于轨迹线的100（400/250），,x=250,相对于轨迹线的400。,修改后的实体特征,14-40,图14-16,例14-5题图,例,14-5,创建如,图14-16,所示的实体模型。,14-41,步骤1：,创建两条基准曲线：,以,TOP,基准面为草绘平面，绘制两个圆,创建步骤,如下：,两条基准曲线,该实体模型可视为,一条直线绕着圆弧扫描,，而在扫描过程中，,直线的高度呈正弦曲线的变化,。,14-42,步骤2：,以可变截面扫描方式创建曲面特征：,【垂直于原始轨迹】,绘制剖面（此时尺寸可为任意数值）,选取轨迹线,在,【草绘】,下拉菜单中选取,【关系】,/,【增加】,选项，输入如下关系式，,控制剖面直线的高度位置尺寸：,sd4=sin(trajpar*360*6),(6,条正弦曲线）,再生图形后，高度位置尺寸变为,0,，则表示关系式输入成功,原始轨迹线,x,向量轨迹线,画,中心线,14-43,步骤3：,新建图层“,curves,”，,使曲线不显示在屏幕上。,步骤4：,以曲面生成薄壳实体：,依次选取【,创建】,/,【实体】,/,【加材料】,/,【使用面组】,/,【薄板】,选项，选取曲面上任一位置，两侧生长，输入薄壳厚度为“,0.25,”，完成的薄壳实体如图所示,生成的曲面,曲线不显示,生成的薄壳实体特征,14-44,图14-17,例14-6题图,例,14-6,创建如,图14-17,所示的实体模型。,14-45,步骤1：,创建两条基准曲线：,以,TOP,基准面为草绘平面，绘制两个圆,创建步骤,如下：,两条基准曲线,该模型可视为,一颗小球的圆环上环绕旋转，挖出或长出一个环形区域。小球扫描的轨迹为一条环形螺旋线。,14-46,选取,20的曲线为轨迹线,步骤2：,用实体扫描的方式创建圆环：,【创建】/【实体】/【加材料】/【扫描】,选项,绘制剖面,对齐前,对齐后,再通过查询选取表中的选项,对齐时，先选圆周上靠近,23.5圆的点注意：,此处的剖面不标注圆的直径，其目的是以后若更改曲线的直径尺寸,20或,23.5时，则剖面的圆能随之更改，以达到设计变更的目的。,14-47,以,【,选取轨迹,】/,【,曲线链,】/,【,选取全部,】,分别选取,20的曲线为原始轨迹线、,23.5的曲线为,x,向量轨迹线,步骤3：,以可变截面扫描的方式生成圆弧形螺旋曲面：依次选取,【创建】/【曲面】/【新建】/【高级】/【可变截面扫描】/【垂直于原始轨迹】,选项,生成的圆环,x,向量轨迹线,原始轨迹线,14-48,绘制如图所示的结构圆（即点划线圆）和直线，,不要做任何对齐,，结构圆大约与背景的圆弧同样大小。由于原始轨迹线、,x,向量轨迹线直线及结构圆为同一特征的图元，因此,Pro/E,系统会假设如下的几何条件：,i),结构圆落在,x,向量轨迹线上；,ii),直线的一个端点落在结构圆上；,iii),结构圆的圆心及直线的另一端点都落在原始轨迹线上。,步骤3：,以可变截面扫描的方式生成圆弧形螺旋曲面（续）,结构圆,注意,结构圆的画法：,先画一个圆，然后按,Ctrl+G,即可,在,【草绘】,下拉菜单中选取,【关系】/【增加】,选项，输入如下关系式，以控制直线的高度位置尺寸：,sd5=trajpar*360*8,。,再生图形后，高度位置尺寸变为0，则表示关系式输入成功,14-49,完成曲面后的模型,说明：,在扫描过程中，直线的一端沿着20的圆周走，另一端则落在结构圆的圆周上，且借助关系式“,sd5=trajpar*360*8”，,直线在扫描时，会绕着结构圆旋转，如,trajpar=0,时，旋转角为0、,trajpar=1/16,时，旋转角为180、,trajpar=1/8,时，旋转角为360、,trajpar=1/4,时，旋转角为720,，以此类推，共旋转8圈，达到形成圆弧形螺旋曲面的效果。,14-50,步骤4：,以扫描方式切削实体特征,：,【创建】,/,【实体】,/,【减材料】,/,【扫描】,选取上一步所建曲面的边界线作为轨迹线（以,【相切链】,方式选取）,绘制剖面：直径为“1.75”的圆,确认切减方向为剖面内侧,生成的实体特征,14-51,步骤5：,新建图层“,crv_srf,”，,将所有曲线和曲面不显示在屏幕上,生成的实体特征,步骤6：,若将步骤4中创建实体的,【减材料】,改为,【加材料】,，用同样的的方法构建实体，生成的实体模型如下图所示,