在使用CADICAM软件进行三维造型设计中会发现，尽管现有的CAD/CAM软件提供了十分强大的曲面造型功能，但对于习惯于实体建模的读者，面对众多造型功能普遍感到无从下手，即使是一些有经验的造型人员，也常常在造型思路或功能使用上存在一些误区，使产品造型的正确性和可靠性打了折扣。为突破这个造型思路或功能上的设计误区，需要尽快掌握曲面设计的一般学习方法和步骤，这样在进行曲面设计的过程中，才能有清晰的设计思路和方法，从而准确、有效地完成设计任务。

在所有3D软件中，构造和编辑曲线是最重要、最基础的操作，不论再简单的实体模型，还是复杂多变的曲面造型，一般都是从绘制曲线开始的，只有成功的曲线才能创建出各类靓丽的CAD曲面模型。在工业产品设计过程中，由于大多数曲线属于非参数性曲线类型，在绘制过程中具有较大的随意性和不确定性。因此在利用曲线构建曲面时，一次性构建出符合设计要求的曲线特征比较困难，中间还需要通过各种编辑曲线特征的工具进行编辑操作，这样才能创建出符合设计要求的曲线。

曲面造型的学习方法

1.学好必要的基础知识

应学习必要的基础知识，包括自由曲线（曲面）的构造原理，这对正确地理解软件功能和造型思路是十分重要的。不能正确理解也就不能灵活运用UG曲面造型功能，必然给日后的造型工作留下隐患，使学习过程中出现反复。所以说学习和掌握曲线和曲面的一些基本知识是很重要的一个环节。

2.针对性地学习软件

每个CAD/CAM软件一般都包含多个工程设计模块，初学者往往陷入其中不能自拔。
其实在实际工作中能用得上的只占其中很小一部分，完全没有必要求全。因此需要针对性地学习常用的、关联性的知识，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通。

3，重点学习造型基本思路

造型技术的核心是造型的思路，而不在于软件功能本身。大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短时间内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者常常遇到的问题。只要真正掌握了造型的思路和技巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。

曲面设计的基本步骤

曲面设计主要分为三种应用类型，一是原创产品设计，由草图建立曲面模型；二是根据平面效果或图纸进行曲面造型，即所谓图纸造型；三是逆向工程，即点测绘造型。下面以其中的图纸造型为例，简要概述曲面设计的基本步骤。
1，造型分析
在对一个产品进行造型设计之前，首先需要熟悉和掌握该产品的各个曲面内容和特点，然后在此基础上确定创建的思路和方法，这是实现整个产品的起步环节，同样也是最重要的一个提纲挈领的一步。同时确定正确的造型思路和方法，这一个阶段也是整个造型前期工作的核心，它决定以下设计过程的操作方法。可以说，在CADICAM软件上画第一条线之前，已经在其头脑中完成了整个产品的造型，做到“胸有成竹"。
造型分析阶段主要工作包括：详细分析产品的各个曲面，将产品分解成单个曲面或面组：然后确定每个面组的生成方法，例如直纹曲面、拔模曲面或扫描曲面等；确定各曲面之间的连接关系，如相切、自由以及倒角、裁剪等。

2.造型设计

造型设计是将造型分析的内容通过CAD/CAM软件转化为可视性效果的过程。获取造型的方法有很多，包括根据图纸在CAD/CAM软件中画出必要的二维视图轮廓，并将各视图变换到空间的实际位置。针对各曲面的类型，利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型。
然后根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等工作，以获得完整的曲面设计效果。

曲面造型设计的基本技巧

在进行产品实体造型设计中，许多产品的外观形状都由自由型曲线曲面组成，其共同点是必须保证曲面光顺。曲面光顺从直观上可以理解为保证曲面光滑而且圆顺，不会引起视觉上的凹凸感。从理论上是指具有二阶几何连续，不存在奇点与多余拐点，曲率变化较小以及应变较小等特点。要保证构造出来的曲面既光顺又能满足一定的精度要求，就必须掌握一定的曲面造型技巧。

1，化整为零，各个击破

用一张曲面去描述一个复杂的产品外形是不切实际和不可行的，这样构造的曲面往往会不够光顺，产生大的变形。这时可根据应用软件的曲面造型方法，结合产品外形情况，将其划分为多个区域来构造几张曲面，然后将其缝合，或用过渡面与其连接。
UG NX系统中创建的曲面大多是定义在四边形域上，因此，在划分区域时，应尽量将各个子域定义在四边形域内，即每个子面都具有四条边。而在某一边退化为点时构成三角形域，这样构造的曲面也不会在该点处产生大的变形。

2，建立光顺的曲面片控制线

曲面的品质与生成它的曲线及控制曲线有着密切的关系。因此，要保证光顺的曲面，必须有光顺的控制线。要保证曲线的品质主要考虑3点，首先必须满足精度要求，其次是为创建光滑的曲面效果，在创建曲线时，曲率主方向尽可能一致，并且曲线曲率要大于作圆角过度的半径值。
在建立曲线时，利用投影、插补、光顺等手段生成样条曲线，然后通过其曲率图来调整曲线段的函数次数、曲线段数量、起点及终点结束条件、样条刚度参数值等来交互式地实现曲线的修改，达到其光顺的效果。有时通过线束或其他方式生成的曲面发生较大的波动，往往是因为构造的样条曲线的U、V参数分布不均或段数参差不齐引起的。这时可通过将这些空间曲线进行参数一致性调整，或生成足够数目的曲线上的点，再通过这些点重新拟合曲线。
在曲面片之间实现光滑连接时，首先要保证各连接片间具有公共边，更重要的一点是要保证各曲面片的控制线连接要光滑，这是保证曲面片连接光顺的必要条件。此时，可通过修改控制线的起点、终点约束条件，使其曲率或切向矢量在接点保持一致。

3，将轮廓线"删繁就简”再构造曲面

产品造型曲面轮廓往往是已经修剪过的，如果直接利用这些轮廓线来构造曲面，常常难以保证曲面的光顺性，所以造型时在满足零件几何特点的前提下，可利用延伸、投影等方法将三维轮廓线还原为二维轮廓线，并去掉细节部分，然后构造出“原始”曲面，再利用面的修剪方法获得曲面外轮廓。
4，从模具的角度考虑
产品三维造型的最终目的是制造模具。大多产品的零件由模具生产出来，因此，在三维造型时，要从模具的角度去考虑。在确定产品拔模方向后，应检查曲面能否出模，是否有倒扣现象（即拔模角为负角），如发现有倒扣现象，应对曲面的控制线进行修改，重构曲面。这一点往往被忽视，但却是非常重要的。

5·曲面光顺评

估在构造曲面时，要检查所建曲面的状态，注意检查曲面是否光顺、是否扭曲、曲率变化情况等，以便及时修改。检查曲面光顺的方法可将构成的曲面进行渲染处理，即通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的逼真性和观察性良好的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光顺度。图像的明暗度变化比较均匀，则曲面光顺度好；如果图像在某区域的敏感度与其他区域相比变化较大，则曲面光顺度差。
另外，可显示曲面上的等高斯曲率线，进而显示高斯曲率的彩色光栅图像，从等高斯曲率线的形状与分布、彩色光栅图像的明暗区域及变化，可直观地了解曲面的光顺情况。

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