關于MasterCAM典型昆氏曲面構建方法的解析

摘 要:MasterCAM中曲面構建方法主要有舉升曲面、昆氏曲面、直紋曲面、旋轉曲面、掃描曲面、牽引曲面，在實際應用中會經常遇到復雜曲面的構建問題，由于復雜曲面的邊界很不規則，復雜曲面采用昆氏曲面構建是最為常用的方法。由于昆氏曲面構建極其復雜，步驟繁瑣，又有許多的參數設定和限制，昆氏曲面的構建是最難掌握的，本文以實例形式對幾種典型昆氏曲面的構建方法進行解析，以便更好的理解和掌握昆氏曲面的構建方法和技巧。

關鍵詞:昆氏曲面 引導方向 截面方向 網格數 構建方法

中圖分類號:TH12文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0013-02

昆氏曲面就是由空間四個圖素構成的一個單元的網格曲面如圖1所示。昆氏曲面有兩種模式，一種是開放模式，開放模式的第一個引導方向外形和最后一個引導方向外形不連接如圖1所示。另一種是封閉模式，封閉模式的第一個引導方向外形和最后一個引導方向外形相連接如圖2所示。昆氏曲面的結構主要有這兩種模式，構成昆氏曲面的圖素可以是點、線、曲線、邊界，由多個一單元的網格曲面按行列式排列組成的曲面稱為高級昆氏曲面如圖2所示。

1 典型昆氏曲面構建方法

昆氏曲面的構建有兩種方式，分別是自動串聯方式和手動串聯方式，對于大多數類型的昆氏曲面需要使用手動串聯方式構建，下面對幾種典型昆氏曲面的構建方法，以實例形式進行解析。

1.1 采用自動串聯方式構建昆氏曲面

第一種典型昆氏曲面，這種類型昆氏曲面采用自動串聯方式構建，這類型昆氏曲面的結構特點是由兩對平行或近似平行的曲線組成，其構建步驟如以下幾點。

(1)用MasterCAM開啟文檔，繪制線架。

(2)選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3)提示是否使用自動串聯方式構建昆氏曲面？選擇Y。

(4)提示請選擇在左上角相交的兩曲線，靠近A點位置選擇AB和AD曲線。

(5)提示請選取右下角的任意曲線，靠近C點位置選擇BC曲線。

(6)按執行得到如圖3所示的曲面。

1.2 手動串聯方式構建一個單元網格或者多個單元網格的昆氏曲面

手動串連方式是一個繁雜的過程。定義昆氏曲面的外形也是一件相當繁雜的工作，通過選取曲面邊界來介紹手動串連方式中應注意的事項。首先是選擇C點起始點，通常選擇一個角點作為起始點。同時，起始點應為兩條邊界曲線的交點，這兩條邊界曲線中CD設置為引導方向外形，CB設置為截面方向外形。

網格數的計算:

引導方向綴面數=引導方向外形數-1=2-1=1。

截面方向綴面數=截面方向外形數-1=2-1=1。

總網格數=引導方向綴面數×截面方向綴面數=1×1=1。

注意:封閉模式的第一個引導方向外形和最后一個引導方向外形相連接，開放模式的第一個引導方向外形和最后一個引導方向外形不連接。對于封閉模式的多單位網格的昆氏曲面:引導方向的綴面數目=引導方向外形數目，截面方向綴面數=截面方向外形數目-1。

(1)用手動串聯方式構建的一個單元網格的昆氏曲面，這類昆氏曲面是開放模式，如以下幾點。這類型昆氏曲面構建步驟如下。

①用MasterCAM開啟文檔，繪制線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動串聯來建立昆氏曲面？選擇N。

網格數的計算:

引導方向綴面數=引導方向外形數-1=2-1=1。

截面方向綴面數=截面方向外形數-1=2-1=1。

網格總數=引導方向綴面數×截面方向綴面數=1×1=1。

④采用單體選擇模式選擇AC、BC曲線為引導方向圖素，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曲線為截斷方向圖素，更改選擇模式為單點，選擇C點為截斷方向圖素。

⑥連結完畢，選擇執行，完成一個單元網格的昆氏曲面構建如圖4所示。

(2)用手動串聯方式構建封閉模式多個單元網格的昆氏曲面，其構建步驟如以下幾點。

①用MasterCAM開啟文檔，繪制線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動串聯來建立昆氏曲面？選擇N。

網格數的計算:

引導方向綴面數=引導方向外形線數=4。

截面方向綴面數=截面方向外形線數-1=2-1=1。

網格總數=引導方向綴面數×截面方向綴面數=4×1=4。

④采用單體選擇模式分別選擇AB、BC、CD、DA為引導方向圖素，更改選擇模式為點，分別四次選擇E點為引導方向圖素，引導方向選擇結束。

⑤采用單體選擇模式分別選擇AE、BE、CE、DE為截斷方向圖素，再次AE為截面方向圖素，截面方向選擇結束。

⑥選擇執行，完成一個封閉多單元網格的昆氏曲面構建如圖5所示。

(3)用手動串聯方式構建開放模式多單元網格的昆氏曲面，其構建步驟如下:

①用MasterCAM開啟文檔，繪制如圖-6的線架。

②選擇【主功能表】—【繪圖】—【曲面】—【昆氏曲面】。

③提示是否使用自動串聯來建立昆氏曲面？選擇N。

網格數的計算:

引導方向綴面數=引導方向外形線數-1=3-1=2。

截面方向綴面數=截面方向外形線數-1=3-1=2。

網格總數=引導方向綴面數×截面方向綴面數=2×2=4。

④采用區段選擇模式分別選擇AB、BC、DE、EF、GI、IJ為引導方向圖素，引導方向選擇結束，注意在選擇每個引導方向圖素時，選擇圖素的位置和方向要一致。

⑤采用區段選擇模式分別選擇AD、DG、BE、EI、CF、FJ為截斷方向圖素，截斷方向選擇結束，注意在選擇每個截斷方向圖素時，選擇圖素的位置和方向要一致。

⑥選擇執行，完成多個單元網格開放模式昆氏曲面的構建如圖6所示。

2 結語

昆氏曲面的類型很多，歸納起來主要有四種類型，在構建昆氏曲面時，注意繪制線架時曲線不能重疊，定義好引導方向和截面方向，正確的計算出昆氏曲面的網格數，在選擇時能夠靈活的采用不同的選擇模式對圖素進行選擇，選擇時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，在實際應用中掌握好以上這幾點，那么就可以構建出理想的昆氏曲面。