基于Pro/E 提高三角曲面品质的解决方案

万春芬，李志刚

(1.黄石职业技术学院，湖北 黄石 435003;2.冶钢集团，湖北 黄石 435001)

0 引言

在Pro/E 中，三角曲面就是由三条曲线围成边界的曲面，该曲面的前端渐渐地收敛于一点。通过对该曲面进行偏距网格分析，它的U、V 方向网格线相交于一点，对后期的曲面偏距和生成的薄壳，会在尖角处出现褶皱，影响造型，甚至不能生成实体。

1 产生三角曲面

1.1 创建三条边界曲线。

a)以基准平面TOP 为绘图平面，创建曲线1;单击曲线按钮，选取基准平面TOP 为绘图平面，选取圆弧按钮，创建如图1 所示的曲线1。

b)同样，以基准平面FRONT 为绘图平面，创建曲线2;单击曲线按钮，选取基准平面FRONT 为绘图平面，选取圆弧按钮，以曲线1 为参照，生成如图1 所示的曲线2。

c)同样，以基准平面RIGHT 为绘图平面，创建曲线3;单击曲线按钮，选取基准平面RIGHT 为绘图平面，选取圆弧按钮，以曲线1 和曲线2 为参照，生成如图1 所示的曲线3，使曲线1、曲线2 和曲线3 首尾相连成闭合曲线。如图1。

图1 三条边界曲线

1.2 创建边界曲面

单击“特征”→“创建”→“曲面”→“新建”→“高级/完成”→“边界/完成”→“混合曲面/完成”→在第一方向上选取曲线1 和曲线2 →“选取完成”→选择“第二方向”→选取曲线3 和曲线2 与曲线1 的交点→“完成选取”→“确认曲线”→“确定”，生成如图2 所示的曲面。

2 曲面品质分析

点击“分析”→“曲面分析”→在类型下拉菜单下选“偏距网格”→选取上一步创建边界曲面→点击“计算”，曲面上将出现u、v 方向的网格线，在收敛角处(即第三条边的对边)u、v 方向的网格线相交于一点。曲面分析如图3 所示。

图2 边界曲面

图3 曲面分析

3 在收敛角处裁剪曲面

3.1 在曲面收敛角处创建投影曲线

点击创建曲线图标，点击“投影/完成”→“草绘/完成”→选取基准平面TOP 为绘图平面→“正向”→“正向”→“缺省”→在绘图区域创建圆弧曲线→点击“√”→选取上一步创建的曲面→“完成”→“垂直于草绘平面/完成”→“确定”。生成如图4 所示投影曲线1。同样，在绘图区域创建直线，生成如图4 所示投影曲线2。

图4 投影曲线的创建

3.2 以上一步创建的曲线裁剪曲面

点击“特征”→“创建”→“曲面/裁剪”→“使用曲线/实体/完成”→选取上一步创建的曲面和投影曲线→“完成”→选择“第2 侧”(即要保留的曲面)→“确定”。裁剪后的曲面如图5 所示。

图5 裁剪后的曲面

3.3 在收敛角处创建尖角曲面，并定义尖角曲面与相邻曲面相切

单击“特征”→“创建”→“曲面”→“新建”→“高级/完成”→“边界/完成”→“混合曲面/完成”→选择曲线1 和投影曲线1→“完成选取”→“第二方向”→选取曲线2 和投影曲线2→“完成选取”→“确认曲线”→在对话框中选择“边界条件”→“定义”→“边界#2”→选择“边界条件/自由”→“定义”→“相切/完成”→“确定”→“边界#4”→选择“边界条件/自由”→“定义”→“相切/完成”→“确定”→“完成”→“确定”。生成如图6 所示曲面。

图6 尖角曲面的创建

3.4 合并曲面

单击“特征”→”创建”→“曲面/合并”→选择裁剪后的曲面与上一步创建的尖角曲面→“√”。

4 曲面品质分析

单击“分析”→“曲面分析”→在类型下拉菜单中，选择“网格偏距”，→在图形窗口处单击曲面，选择“计算”。发现u、v 方向的网格线在曲面的前端不再相交于一点。曲面品质分析如图7 所示。

图7 处理后的曲面品质分析

5 结语

造成三角曲面品质不好的原因:三角曲面有一条边退化，u、v 方向的网格线相交于一点，使得曲面在u、v 方向边界线的交点处收敛。通常将三边曲面转换成四边曲面，使曲面不再有退化边，并且通过控制边界条件，使相邻曲面相切，从而使三角曲面品质得到提高。

［1］詹友刚.Pro/ENGINEER 中文野火版5.0 产品设计实例精解［M］北京:机械工业出版社，2010.

［2］张沛欣，裴建昌，黄圣杰.Pro/E2001 高级攻略［M］.北京:人民邮电出版社，2002.

［3］林清安.Pro/E2001 零件设计 高级篇(下)［M］.北京:清华大学出版社，2003.

［4］陈永辉.Pro/ENGINEER 中文野火版5.0 产品造型设计与破面修补［M］.北京:电子工业出版社，2010.