三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造 課件 項(xiàng)目2 渦輪葉片 任務(wù)3 逆向建模（Geomagic Design X）

《三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造》任務(wù)3逆向建模（GeomagicDesignX）目錄2.3.1主體建模12.3.2葉片建模22.3.1主體建模（1）選擇特征樹中的平面1和線1，單擊【刪除】，在彈出的對(duì)話框中單擊【是】，如圖3-45所示。圖3?45刪除平面1和線1（2）單擊【模型】模塊中的【線】按鈕，彈出【追加線】對(duì)話框。如圖

3?46所示，單擊下拉箭頭，在彈出的下拉列表中選擇【2平面交差】。選擇【上】平面和【右】平面，單擊【OK】按鈕

后，創(chuàng)建得到【上】平面和【右】平面的交線，即“線1”。圖3?46【添加線】對(duì)話框（3）單擊【草圖】模塊中的【面片草圖】按鈕，彈出【面片草圖的設(shè)置】對(duì)話框，如圖3?47所示。選擇【回轉(zhuǎn)投影】，單擊【中心軸】后選擇“線1”，單擊【基準(zhǔn)平面】后選擇“右平面”，【輪廓投影范圍】設(shè)為30，效果如圖3?48（b）所示。圖3?47面片草圖圖3?48不同輪廓投影范圍的效果圖3?49投影輪廓線單擊【OK】按鈕后，投影輪廓線如圖3-49（a）所示。在特征樹中關(guān)閉【面片】前面的眼睛圖標(biāo)，隱藏面片，可以更清楚地看到創(chuàng)建生成的投影輪廓線，如圖3-49（b）所示。（4）單擊【草圖】模塊中的【直線】按鈕，彈出【直線】對(duì)話框。選擇坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為直線的起點(diǎn)，向右拖動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)捕捉到水平約束

，在超過(guò)投影輪廓線的位置單擊選擇直線的終點(diǎn)，如圖3-50所示。創(chuàng)建直線過(guò)程中按下鍵盤上的esc鍵可以取消連續(xù)直線的創(chuàng)建。用同樣的方法創(chuàng)建第二條直線，可以左右拖動(dòng)該直線，使其通過(guò)投影輪廓線的端點(diǎn)，如圖3-51所示。用同樣的方法繼續(xù)創(chuàng)建其余直線，如圖3-52所示。圖3?50創(chuàng)建第一條直線圖3?51創(chuàng)建第二條直線圖3?52繼續(xù)創(chuàng)建直線（5）單擊【草圖】模塊中的【圓角】按鈕，如圖3?53所示。依次選擇圖3?52所示的直線6和直線5，繼續(xù)按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖動(dòng)改變圓角的大小，使其與輪廓線重合，如圖3?54（a）、（b）和（c）所示。釋放鼠標(biāo)左鍵后，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建該圓角的半徑尺寸，雙擊該半徑尺寸，輸入80.8。圖3?53單擊【圓角】按鈕圖3?54創(chuàng)建圓角并拖動(dòng)改變其形狀（6）單擊【草圖】模塊中的【剪切】按鈕，在需要修剪的部位點(diǎn)擊，修剪后的效果如圖3?54（d）所示。（7）單擊【草圖】模塊中的【智能尺寸】按鈕，進(jìn)行如圖3?55所示的尺寸標(biāo)注。圖3?55標(biāo)注尺寸并設(shè)置約束（8）當(dāng)需要添加草圖要素間的相互約束條件時(shí)，可以先選擇第一個(gè)需要約束的草圖要素，再按住Shift鍵雙擊另一個(gè)草圖要素，此時(shí)彈出關(guān)于兩者約束條件的操作窗口，如圖3?56所示。在【共同的約束條件】中顯示的是兩個(gè)要素之間的相互約束條件，在【獨(dú)立的約束條件】中顯示的是兩個(gè)要素各自的約束條件。在圖3?56中存在過(guò)約束，過(guò)約束用紅色表示。直線3和直線4的垂直約束，直線1和直線3的90°角度尺寸約束，以及直線1和直線4之間的平行約束，這三者中去掉一個(gè)就能解決過(guò)約束的問(wèn)題。如果要?jiǎng)h除約束條件，可以在【約束條件】對(duì)話框中選擇要?jiǎng)h除的約束，然后單擊下方的【移除約束】。圖3?56設(shè)置約束條件（9）單擊界面左上角的退出按鈕，或界面右下角的退出按鈕，退出草圖。（10）單擊【模型】模塊中【創(chuàng)建實(shí)體】組中的【回轉(zhuǎn)】按鈕，如圖3?57所示。自動(dòng)生

成了回轉(zhuǎn)實(shí)體，如圖3?58所示。圖3?57單擊【回轉(zhuǎn)】按鈕圖3?58生成回轉(zhuǎn)實(shí)體（11）單擊模型特征樹中“面片”前面的方框，出現(xiàn)眼睛圖標(biāo)，使面片可見，如圖3-59所示。觀察面片和回轉(zhuǎn)實(shí)體的接近程度，可以發(fā)現(xiàn)在渦輪的上端部分，回轉(zhuǎn)實(shí)體與面片不夠接近，如圖3-60所示。圖3?59使面片可見圖3?60上端部分回轉(zhuǎn)實(shí)體與面片不夠接近（12）雙擊特征樹中的“草圖1(面片)”，如圖3?61所示，進(jìn)入草圖模塊。雙擊圖3?62所示的尺寸，將其由原來(lái)的29.3修改至29.5，然后退出草圖?？梢钥吹叫薷暮蠡剞D(zhuǎn)實(shí)體與面片的相接近，如圖3?63所示。圖3?61雙擊“草圖1(面片)”圖3?62將尺寸值修改至29.5圖3?63修改后回轉(zhuǎn)實(shí)體與面片相接近（13）渦輪葉片的主體部分建模完成，如圖3?64所示。圖3?64渦輪葉片的主體2.3.2葉片建模（1）檢查渦輪葉片主體的擬合精度。單擊界面右側(cè)的【AccuracyAnalyzer(TM)】，如圖3?65（a）所示，在彈出的對(duì)話框中選擇【體偏差】，偏差圖如圖3?65（b）所示，從偏差圖中可以看出擬合精度符合要求。圖3?65偏差圖圖3?66【自動(dòng)分割】對(duì)話框（2）單擊【領(lǐng)域】模塊中的【自動(dòng)分割】按鈕，彈出圖3-66所示的對(duì)話框，保持默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置，單擊【OK】按鈕后，結(jié)果如圖3-67所示，不同的顏色表示不同的領(lǐng)域?！咀詣?dòng)分割】對(duì)話框中主要選項(xiàng)說(shuō)明如下：【敏感度】：指曲率敏感度，敏感度值越低，劃分的領(lǐng)域數(shù)量越少，反之，劃分的領(lǐng)域數(shù)量越多，選擇范圍是0~100?！久嫫拇植诙取浚褐府?dāng)前多邊形模型的粗糙度情況，用于計(jì)算曲率時(shí)，忽略粗糙度對(duì)領(lǐng)域劃分的影響。自平滑至粗糙分為4個(gè)等級(jí)，一般單擊估算按鈕，自動(dòng)計(jì)算粗糙度情況。【保持當(dāng)前領(lǐng)域】：指不改動(dòng)已劃分的領(lǐng)域區(qū)域，對(duì)未劃分區(qū)域進(jìn)行領(lǐng)域劃分?！竞喜⑾嗤脑夹螤睢浚褐笇⑶首兓嗤幌嗷ミB接的領(lǐng)域合并為同一領(lǐng)域。圖3?67自動(dòng)分割后領(lǐng)域（3）查找質(zhì)量較好且相鄰的一個(gè)大葉片和一個(gè)小葉片。選擇大葉片其中一側(cè)上的領(lǐng)域，然后單擊【領(lǐng)域】模塊中的【合并】按鈕，將這三個(gè)領(lǐng)域合并，如圖3?68所示。用同樣的方式將大葉片另一側(cè)上的領(lǐng)域合并。小葉片兩側(cè)上的領(lǐng)域也要分別合并。圖3?68大葉片其中一側(cè)上的領(lǐng)域（4）單擊【模型】模塊中的【放樣向?qū)А堪粹o，彈出【放樣向?qū)А繉?duì)話框，選擇圖3-70（a）所示的領(lǐng)域，參數(shù)設(shè)置如圖3-69所示，單擊【下一步】按鈕，觀察效果，然后單擊【OK】

按鈕，結(jié)果如圖3-70（b）所示。用同樣的方式對(duì)大葉片另一側(cè)的領(lǐng)域進(jìn)行【放樣向?qū)А坎僮鳌D3?69【放樣向?qū)А繉?duì)話框圖3?70從領(lǐng)域中提取放樣對(duì)象（5）單擊界面右側(cè)的【AccuracyAnalyzer(TM)】，在彈出的對(duì)話框中選擇【體偏差】，偏差圖如圖3?71所示，從偏差圖中可以看出放樣面的絕大部分都是綠色的，雖然有一部分是紅色，表示偏差較大，但是該部分后面會(huì)被裁剪掉。圖3?71放樣面的偏差分析（6）用同樣的方式對(duì)小葉片兩側(cè)的領(lǐng)域分別進(jìn)行【放樣向?qū)А坎僮?，結(jié)果如圖3?72所示。圖3?72創(chuàng)建的4個(gè)放樣面（7）單擊【草圖】模塊中的【面片草圖】按鈕，彈出【面片草圖的設(shè)置】對(duì)話框，如圖3?73所示。選擇【回轉(zhuǎn)投影】，單擊【中心軸】后選擇“上平面”和“右平面”，以這兩個(gè)平面的交線作為中心軸，單擊【基準(zhǔn)平面】后選擇“右平面”，將【輪廓投影范圍】設(shè)為30。單擊【OK】按鈕后，并在特征樹中關(guān)閉【面片】前面的眼睛圖標(biāo)，隱藏面片，可以更清楚地看到創(chuàng)建生成的投影輪廓線，如圖3-74所示。圖3?73面片草圖的設(shè)置圖3?74投影輪廓線（8）單擊【草圖】模塊中的【直線】按鈕，彈出【直線】對(duì)話框。選擇投影輪廓中的一條直線后，單擊對(duì)話框中的按鈕，一條直線就自動(dòng)創(chuàng)建好了。如圖3-76所示，直線1、直線2和直線3就是采用這種方法創(chuàng)建，直線4是通過(guò)選擇兩個(gè)端點(diǎn)的方式創(chuàng)建的，并且其中一個(gè)端點(diǎn)要通過(guò)坐標(biāo)系的原點(diǎn)。圖3?75【直線】對(duì)話框圖3?76創(chuàng)建直線（9）拖動(dòng)直線3的端點(diǎn)使其延長(zhǎng)。選擇直線3，按住Shift鍵選擇直線4，此時(shí)彈出【約束條件】對(duì)話框，單擊【共同的約束條件】中的【垂直】，單擊【OK】按鈕，為直線3和直線4添加垂直約束，如圖3-77所示。圖3?77添加垂直約束（10）單擊【草圖】模塊中的【三點(diǎn)圓弧】按鈕，選擇圖3-76中直線2和直線3之間的圓弧，單擊【OK】按鈕，圓弧就自動(dòng)創(chuàng)建完成了。（11）拖動(dòng)直線的端點(diǎn)使其延長(zhǎng)，然后使用【草圖】模塊中的【剪切】工具進(jìn)行修剪。（12）單擊【草圖】模塊中的【智能尺寸】按鈕，進(jìn)行如圖3-78所示的尺寸標(biāo)注，其中下方的尺寸值為120mm，右側(cè)的尺寸值為85.8mm，并設(shè)置相切等約束條件。單擊界面左上角的退出按鈕，或界面右下角的退出按鈕，退出草圖。圖3?78調(diào)整后的草圖曲線（13）單擊【模型】模塊中【創(chuàng)建曲面】組中的【回轉(zhuǎn)】按鈕，彈出圖3-79所示的【回轉(zhuǎn)】對(duì)話框，設(shè)置【方法】為【兩方向】，拖動(dòng)圖3-80（a）所示的兩個(gè)箭頭，使創(chuàng)建的回轉(zhuǎn)曲面能夠與之前創(chuàng)建的四個(gè)放樣面相交。單擊【回轉(zhuǎn)】對(duì)話框上的【OK】按鈕，結(jié)果如圖3-80（b）所示圖3?79【回轉(zhuǎn)】對(duì)話框圖

3?80創(chuàng)建回轉(zhuǎn)曲面（14）單擊【草圖】模塊中的【面片草圖】按鈕，彈出【面片草圖的設(shè)置】對(duì)話框，如圖3?73所示。選擇【回轉(zhuǎn)投影】，單擊【中心軸】后選擇“上平面”和“右平面”，以這兩個(gè)平面的交線作為中心軸，單擊【基準(zhǔn)平面】后選擇“右平面”，調(diào)整【輪廓投影范圍】和【由基準(zhǔn)平面偏移角度】這兩個(gè)參數(shù)值，直至小葉片上端的截面線投影到草圖平面上，如圖3?82（a）所示。圖3?81面片草圖的設(shè)置圖3?82創(chuàng)建小葉片上端的截面線（14）單擊【草圖】模塊中的【直線】按鈕，彈出【直線】對(duì)話框，選擇圖3-82（b）中箭頭所指的直線后，單擊對(duì)話框中的按鈕，直線就自動(dòng)創(chuàng)建好了。拖動(dòng)這條直線的兩個(gè)端點(diǎn)使其延長(zhǎng)，如圖3-82（c）所示。單擊界面左上角的退出按鈕，或界面右下角的退出按鈕，退出草圖。（15）單擊【模型】模塊中【創(chuàng)建曲面】組中的【回轉(zhuǎn)】按鈕，彈出圖3-79所示的【回轉(zhuǎn)】對(duì)話框，設(shè)置【方法】為【兩方向】，拖動(dòng)圖3-84（a）所示的兩個(gè)箭頭，使創(chuàng)建的回轉(zhuǎn)曲面能夠與小葉片相交。為便于觀察，單擊圖3-83所示模型特征樹中“曲面體”前面的方框，出現(xiàn)眼睛圖標(biāo)，使之前創(chuàng)建的曲面可見，如圖3-84（b）所示。單擊【回轉(zhuǎn)】對(duì)話框上的【OK】按鈕，結(jié)果如圖3-84（c）所示。圖3?83模型特征樹圖3?84創(chuàng)建回轉(zhuǎn)曲面（16）單擊【模型】模塊中的【曲面偏移】按鈕，彈出圖3-85所示的【曲面偏移】對(duì)話框，輸入【偏移距離】為0mm，選擇渦輪主體上的三個(gè)面，單擊【OK】按鈕，結(jié)果如圖3-86所示。圖3?85【曲面偏移】對(duì)話框圖3?86抽取渦輪主體上的三個(gè)面（17）觀察模型后發(fā)現(xiàn)，步驟（13）創(chuàng)建的回轉(zhuǎn)曲面并未完全與放樣曲面相交，如圖3-88（a）所示。因此雙擊圖3-87所示特征樹中的“回轉(zhuǎn)2”，拖動(dòng)箭頭對(duì)回轉(zhuǎn)角度進(jìn)行修改，修改后結(jié)果如圖3-88（b）所示，圖

3?87雙擊“回轉(zhuǎn)2”對(duì)其進(jìn)行修改圖3?88調(diào)整回轉(zhuǎn)面的回轉(zhuǎn)范圍（18）觀察模型后發(fā)現(xiàn)，之前創(chuàng)建的四個(gè)放樣面并未與渦輪主體完全相交，如圖3-90（a）所示，因此需要對(duì)這四個(gè)放樣面進(jìn)行延長(zhǎng)。單擊【模型】模塊中的【延長(zhǎng)曲面】按鈕，出現(xiàn)圖3-89所示的對(duì)話框，設(shè)置【距離】為10mm，選擇圖3-90（a）中箭頭所指的放樣面，出現(xiàn)所示圖3-90（b）的預(yù)覽效果，此時(shí)放樣面與渦輪主體完全相交，單擊【OK】按鈕。用同樣的方法延長(zhǎng)其余三個(gè)放樣面。圖3?89【延長(zhǎng)曲面】對(duì)話框圖3?90延長(zhǎng)放樣面（19）單擊【模型】模塊中的【剪切曲面】按鈕，出現(xiàn)圖3-91（a）所示的對(duì)話框，單擊【工具要素】，選擇圖3-92（a）所示的三個(gè)面作為工具，單擊【對(duì)象體】，選擇四個(gè)放樣面作為對(duì)象。單擊【下一步】按鈕，出現(xiàn)圖3-91（b）所示的對(duì)話框，在圖形窗口中選擇要保留的曲面，如圖3-92（b）所示。單擊【OK】按鈕，完成對(duì)四個(gè)放樣面的修剪。圖3?91【剪切曲面】對(duì)話框圖3?92剪切曲面（20）單擊【模型】模塊中的【剪切曲面】按鈕，出現(xiàn)圖3-93（a）所示的對(duì)話框，單擊【工具要素】，選擇剪切后的四個(gè)放樣面、回轉(zhuǎn)3和曲面偏移1作為工具，單擊【對(duì)象體】，選擇回轉(zhuǎn)2作為對(duì)象。單擊【下一步】按鈕，出現(xiàn)圖3-93（b）所示的對(duì)話框，在圖形窗口中選擇要保留的曲面，如圖3-94所示。單擊【OK】按鈕，完成對(duì)回轉(zhuǎn)2的修剪，結(jié)果如圖3-95所示。圖3?93【剪切曲面】對(duì)話框圖3?94選擇要保留的區(qū)域圖3?95曲面修剪后效果（21）單擊【模型】模塊中的【剪切曲面】按鈕，出現(xiàn)圖3-96（a）所示的對(duì)話框，單擊【工具要素】，選擇上平面作為工具，單擊【對(duì)象體】，選擇曲面偏移1作為對(duì)象。單擊【下一步】按鈕，出現(xiàn)圖3-96（b）所示的對(duì)話框，在圖形窗口中選擇要保留的曲面，單擊【OK】按鈕，從主體上抽取的3個(gè)面被剪切掉一半，如圖3-97所示。圖3?96【剪切曲面】對(duì)話框圖3?97曲面修剪后效果（22）用同樣的方法對(duì)回轉(zhuǎn)3曲面進(jìn)行修剪，結(jié)果如圖3?98（b）所示。圖3?98回轉(zhuǎn)3剪切曲面后效果（22）用同樣的方法繼續(xù)剪切曲面，如圖3?99所示。圖3?99曲面剪切后效果（23）單擊【模型】模塊中的【縫合】按鈕，出現(xiàn)圖3-100（a）所示的對(duì)話框，選擇組成小葉片的所有面片。單擊【下一步】按鈕，出現(xiàn)圖3-100（b）所示的對(duì)話框，單擊【OK】按鈕，組成小葉片的面片被縫合成一個(gè)實(shí)體。用同樣的方法縫合大葉片，縫合后結(jié)果如圖3-101所示。圖3?100【縫合】對(duì)話框圖3?1