關(guān)于MasterCAM典型昆氏曲面構(gòu)建方法的解析

摘 要:MasterCAM中曲面構(gòu)建方法主要有舉升曲面、昆氏曲面、直紋曲面、旋轉(zhuǎn)曲面、掃描曲面、牽引曲面，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常遇到復(fù)雜曲面的構(gòu)建問(wèn)題，由于復(fù)雜曲面的邊界很不規(guī)則，復(fù)雜曲面采用昆氏曲面構(gòu)建是最為常用的方法。由于昆氏曲面構(gòu)建極其復(fù)雜，步驟繁瑣，又有許多的參數(shù)設(shè)定和限制，昆氏曲面的構(gòu)建是最難掌握的，本文以實(shí)例形式對(duì)幾種典型昆氏曲面的構(gòu)建方法進(jìn)行解析，以便更好的理解和掌握昆氏曲面的構(gòu)建方法和技巧。

關(guān)鍵詞:昆氏曲面 引導(dǎo)方向 截面方向 網(wǎng)格數(shù) 構(gòu)建方法

中圖分類號(hào):TH12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)06(c)-0013-02

昆氏曲面就是由空間四個(gè)圖素構(gòu)成的一個(gè)單元的網(wǎng)格曲面如圖1所示。昆氏曲面有兩種模式，一種是開(kāi)放模式，開(kāi)放模式的第一個(gè)引導(dǎo)方向外形和最后一個(gè)引導(dǎo)方向外形不連接如圖1所示。另一種是封閉模式，封閉模式的第一個(gè)引導(dǎo)方向外形和最后一個(gè)引導(dǎo)方向外形相連接如圖2所示。昆氏曲面的結(jié)構(gòu)主要有這兩種模式，構(gòu)成昆氏曲面的圖素可以是點(diǎn)、線、曲線、邊界，由多個(gè)一單元的網(wǎng)格曲面按行列式排列組成的曲面稱為高級(jí)昆氏曲面如圖2所示。

1 典型昆氏曲面構(gòu)建方法

昆氏曲面的構(gòu)建有兩種方式，分別是自動(dòng)串聯(lián)方式和手動(dòng)串聯(lián)方式，對(duì)于大多數(shù)類型的昆氏曲面需要使用手動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建，下面對(duì)幾種典型昆氏曲面的構(gòu)建方法，以實(shí)例形式進(jìn)行解析。

1.1 采用自動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建昆氏曲面

第一種典型昆氏曲面，這種類型昆氏曲面采用自動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建，這類型昆氏曲面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩對(duì)平行或近似平行的曲線組成，其構(gòu)建步驟如以下幾點(diǎn)。

(1)用MasterCAM開(kāi)啟文檔，繪制線架。

(2)選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3)提示是否使用自動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建昆氏曲面？選擇Y。

(4)提示請(qǐng)選擇在左上角相交的兩曲線，靠近A點(diǎn)位置選擇AB和AD曲線。

(5)提示請(qǐng)選取右下角的任意曲線，靠近C點(diǎn)位置選擇BC曲線。

(6)按執(zhí)行得到如圖3所示的曲面。

1.2 手動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建一個(gè)單元網(wǎng)格或者多個(gè)單元網(wǎng)格的昆氏曲面

手動(dòng)串連方式是一個(gè)繁雜的過(guò)程。定義昆氏曲面的外形也是一件相當(dāng)繁雜的工作，通過(guò)選取曲面邊界來(lái)介紹手動(dòng)串連方式中應(yīng)注意的事項(xiàng)。首先是選擇C點(diǎn)起始點(diǎn)，通常選擇一個(gè)角點(diǎn)作為起始點(diǎn)。同時(shí)，起始點(diǎn)應(yīng)為兩條邊界曲線的交點(diǎn)，這兩條邊界曲線中CD設(shè)置為引導(dǎo)方向外形，CB設(shè)置為截面方向外形。

網(wǎng)格數(shù)的計(jì)算:

引導(dǎo)方向綴面數(shù)=引導(dǎo)方向外形數(shù)-1=2-1=1。

截面方向綴面數(shù)=截面方向外形數(shù)-1=2-1=1。

總網(wǎng)格數(shù)=引導(dǎo)方向綴面數(shù)×截面方向綴面數(shù)=1×1=1。

注意:封閉模式的第一個(gè)引導(dǎo)方向外形和最后一個(gè)引導(dǎo)方向外形相連接，開(kāi)放模式的第一個(gè)引導(dǎo)方向外形和最后一個(gè)引導(dǎo)方向外形不連接。對(duì)于封閉模式的多單位網(wǎng)格的昆氏曲面:引導(dǎo)方向的綴面數(shù)目=引導(dǎo)方向外形數(shù)目，截面方向綴面數(shù)=截面方向外形數(shù)目-1。

(1)用手動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建的一個(gè)單元網(wǎng)格的昆氏曲面，這類昆氏曲面是開(kāi)放模式，如以下幾點(diǎn)。這類型昆氏曲面構(gòu)建步驟如下。

①用MasterCAM開(kāi)啟文檔，繪制線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動(dòng)串聯(lián)來(lái)建立昆氏曲面？選擇N。

網(wǎng)格數(shù)的計(jì)算:

引導(dǎo)方向綴面數(shù)=引導(dǎo)方向外形數(shù)-1=2-1=1。

截面方向綴面數(shù)=截面方向外形數(shù)-1=2-1=1。

網(wǎng)格總數(shù)=引導(dǎo)方向綴面數(shù)×截面方向綴面數(shù)=1×1=1。

④采用單體選擇模式選擇AC、BC曲線為引導(dǎo)方向圖素，要注意選擇兩條曲線的位置和箭頭的方向要一致。

⑤采用單體選擇模式選擇AC曲線為截?cái)喾较驁D素，更改選擇模式為單點(diǎn)，選擇C點(diǎn)為截?cái)喾较驁D素。

⑥連結(jié)完畢，選擇執(zhí)行，完成一個(gè)單元網(wǎng)格的昆氏曲面構(gòu)建如圖4所示。

(2)用手動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建封閉模式多個(gè)單元網(wǎng)格的昆氏曲面，其構(gòu)建步驟如以下幾點(diǎn)。

①用MasterCAM開(kāi)啟文檔，繪制線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動(dòng)串聯(lián)來(lái)建立昆氏曲面？選擇N。

網(wǎng)格數(shù)的計(jì)算:

引導(dǎo)方向綴面數(shù)=引導(dǎo)方向外形線數(shù)=4。

截面方向綴面數(shù)=截面方向外形線數(shù)-1=2-1=1。

網(wǎng)格總數(shù)=引導(dǎo)方向綴面數(shù)×截面方向綴面數(shù)=4×1=4。

④采用單體選擇模式分別選擇AB、BC、CD、DA為引導(dǎo)方向圖素，更改選擇模式為點(diǎn)，分別四次選擇E點(diǎn)為引導(dǎo)方向圖素，引導(dǎo)方向選擇結(jié)束。

⑤采用單體選擇模式分別選擇AE、BE、CE、DE為截?cái)喾较驁D素，再次AE為截面方向圖素，截面方向選擇結(jié)束。

⑥選擇執(zhí)行，完成一個(gè)封閉多單元網(wǎng)格的昆氏曲面構(gòu)建如圖5所示。

(3)用手動(dòng)串聯(lián)方式構(gòu)建開(kāi)放模式多單元網(wǎng)格的昆氏曲面，其構(gòu)建步驟如下:

①用MasterCAM開(kāi)啟文檔，繪制如圖-6的線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動(dòng)串聯(lián)來(lái)建立昆氏曲面？選擇N。

網(wǎng)格數(shù)的計(jì)算:

引導(dǎo)方向綴面數(shù)=引導(dǎo)方向外形線數(shù)-1=3-1=2。

截面方向綴面數(shù)=截面方向外形線數(shù)-1=3-1=2。

網(wǎng)格總數(shù)=引導(dǎo)方向綴面數(shù)×截面方向綴面數(shù)=2×2=4。

④采用區(qū)段選擇模式分別選擇AB、BC、DE、EF、GI、IJ為引導(dǎo)方向圖素，引導(dǎo)方向選擇結(jié)束，注意在選擇每個(gè)引導(dǎo)方向圖素時(shí)，選擇圖素的位置和方向要一致。

⑤采用區(qū)段選擇模式分別選擇AD、DG、BE、EI、CF、FJ為截?cái)喾较驁D素，截?cái)喾较蜻x擇結(jié)束，注意在選擇每個(gè)截?cái)喾较驁D素時(shí)，選擇圖素的位置和方向要一致。

⑥選擇執(zhí)行，完成多個(gè)單元網(wǎng)格開(kāi)放模式昆氏曲面的構(gòu)建如圖6所示。

2 結(jié)語(yǔ)

昆氏曲面的類型很多，歸納起來(lái)主要有四種類型，在構(gòu)建昆氏曲面時(shí)，注意繪制線架時(shí)曲線不能重疊，定義好引導(dǎo)方向和截面方向，正確的計(jì)算出昆氏曲面的網(wǎng)格數(shù)，在選擇時(shí)能夠靈活的采用不同的選擇模式對(duì)圖素進(jìn)行選擇，選擇時(shí)要注意同種類型方向圖素選擇的位置和箭頭方向要保持一致，在實(shí)際應(yīng)用中掌握好以上這幾點(diǎn)，那么就可以構(gòu)建出理想的昆氏曲面。