數(shù)字化精密制造基礎 課件 第4-6章 SurfMill模型創(chuàng)建、三角開關凸模構型、虛擬制造環(huán)境及配置

數(shù)字化精密制造基礎

第四章SurfMill模型創(chuàng)建三、曲面繪制二、曲線編輯一、曲線繪制目錄四、曲面編輯五、變換六、專業(yè)功能七、分析一、曲線繪制點擊Ribbon菜單“曲線”→“點”按鈕，打開“點”導航欄，選擇“等分點”；設置點間距的計算方法；根據(jù)左下角狀態(tài)欄提示，拾取曲線，按間距生成的等分點。鼠標右鍵結(jié)束命令。

（一）基礎曲線繪制

1.繪制點點擊Ribbon菜單“曲線”→“直線”按鈕，打開“直線”導航欄，選擇“兩點線”；點擊“指定角度參考線”；根據(jù)左下角狀態(tài)欄提示，依次拾取或輸入角度參考線的起點和末點；在導航工作條中設置旋轉(zhuǎn)角度回車即可鎖定該值；再拾取直線的起點，輸入直線長度，即可生成兩點線。

2.繪制直線過頂點：該方式創(chuàng)建的樣條完全通過點，定義點可以捕捉存在的點，也可以用鼠標直接定義點。選擇“過頂點”方式，直接在繪圖區(qū)指定點，鼠標右鍵確定完成繪制?？刂泣c：利用該方式繪制樣條曲線時，在曲線定義的同時繪圖區(qū)動態(tài)顯示不確定的樣條曲線，可以交互的改變定義點處的斜率、曲率等參數(shù)。該方式繪制樣條曲線與過頂點方式操作步驟類似。

3.繪制樣條點擊Ribbon菜單“曲線”→“圓弧”按鈕，打開“圓弧”導航欄，系統(tǒng)提供了三點圓弧、圓心半徑角度和圓心首點末點三種方式。下面以“三點圓弧”為例，繪制圓弧。該方法以三個點分別作為圓弧的起點、終點和圓弧上的一點來創(chuàng)建圓弧。另外，也可以選取兩個點和輸入半徑來確定圓弧。其中，還可以增加圓弧約束條件。選擇“三點圓弧”，選擇“切點優(yōu)先捕捉”，在繪圖區(qū)依次選取起點、終點并設置圓弧半徑，此時可能會出現(xiàn)多條符合條件的圓弧。

4.繪制圓弧點擊Ribbon菜單“曲線”→“圓”按鈕，打開“圓”導航欄，系統(tǒng)提供了圓心半徑、兩點半徑圓、三點圓、徑向兩點圓和截面圓5種繪制圓方式。下面以“截面圓”為例，繪制圓。該方法是通過曲線上某一點生成垂直這條曲線的指定半徑的圓。選擇“截面圓”，在導航欄中輸入截面圓的半徑后回車，此時半徑大小為鎖住狀態(tài)，然后拾取截面圓圓心點，即完成截面圓的繪制。

5.繪制圓點擊Ribbon菜單“曲線”→“矩形”按鈕，打開“矩形”導航欄。系統(tǒng)提供了直角矩形、圓角矩形、三點矩形3種方式。下面以“直角矩形”為例，繪制矩形。該方法以矩形對角線上的兩點或矩形的一中心點和對角線上的一點來創(chuàng)建矩形。在繪圖區(qū)依次選取矩形的兩個點，即可完成矩形的繪制。

6.繪制矩形內(nèi)接多邊形：該方法主要通過外接圓和多邊形的邊數(shù)來創(chuàng)建多邊形，即通過指定多邊形的邊數(shù)、外接圓圓心和外接圓半徑來創(chuàng)建。選擇“內(nèi)接多邊形”，指定多邊形的邊數(shù)，在繪圖區(qū)依次選取外接圓的圓心點（多邊形的中心點）、外接圓上的一點（多邊形的頂點），即可完成多邊形的繪制。邊長多邊形：該方法通過給定多邊形的邊數(shù)和邊長來繪制多邊形。選擇“邊長多邊形”，指定多邊形的邊數(shù)，在繪圖區(qū)依次選取多邊形一邊的兩個端點，即可完成多邊形的繪制。

7.繪制矩形點擊Ribbon菜單“派生曲線”→“更多”按鈕，下拉菜單中選擇“借助曲線生成”→“兩視圖構造”。根據(jù)狀態(tài)欄提示，選取視圖一中的曲線，鼠標右鍵確認；再選取視圖二中的曲線，鼠標右鍵確認，即可生成一條新的空間曲線。

（二）借助曲線生成

1.兩視圖構造線點擊Ribbon菜單“曲線”→“拉伸曲線”按鈕，下拉菜單中選擇“中位線”，打開“中位線”導航欄，系統(tǒng)提供了中位線和錐刀劃線兩種生成中位線場景。

2.中位線選擇“投影到面”，拾取要投影的曲線，鼠標右鍵結(jié)束拾取；接下來拾取一個曲面，鼠標右鍵結(jié)束拾?。淮藭r會在投影曲線上產(chǎn)生一個默認的投影方向箭頭，也可自行選擇投影方向；單擊鼠標右鍵結(jié)束命令，即可生成投影到面的一條三維投影曲線；

（三）借助曲面生成

1.投影到面點擊Ribbon菜單“曲線”→“投影到面”按鈕，下拉菜單中選擇“吸附到面”，拾取要吸附的曲線，鼠標右鍵結(jié)束拾?。唤酉聛硎叭∫粋€曲面，鼠標右鍵結(jié)束拾取；即可生成吸附到面的一條三維吸附曲線。

2.吸附到面點擊Ribbon菜單“曲線”→“投影到面”，下拉菜單中選擇“包裹到面”，彈出“包裹到面”導航欄。拾取曲線，鼠標右鍵結(jié)束拾?。煌ㄟ^對坐標系參數(shù)設置可調(diào)整變換后的曲線方位；鼠標右鍵確認，即得到包裹在曲面的曲線。

3.包裹到面點擊Ribbon菜單“曲線”→“曲面交線”按鈕，打開“曲面交線”導航欄，選擇“曲面曲面交線”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取第一組曲面，鼠標右鍵結(jié)束拾?。皇叭〉诙M曲面，鼠標右鍵結(jié)束拾取；鼠標右鍵開始計算，即可生成曲面交線。

4.曲面交線點擊Ribbon菜單“曲線”→“曲面邊界線”按鈕，打開“曲面邊界線”導航欄。選擇“曲面邊界線”，曲面的邊界線被激活，在繪圖區(qū)拾取曲面的邊界線，即可得到曲面邊界線。

5.曲面邊界線點擊Ribbon菜單“曲線”→“曲面流線”按鈕，打開“曲面流線”導航欄，系統(tǒng)提供了等U參數(shù)線、等V參數(shù)線和UV雙向三種方式。下面以“等U參數(shù)線”為例。選擇“等U參數(shù)線”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取一張曲面（非組合面），此時在被拾取曲面上產(chǎn)生了U、V兩個流線方向的指示；用鼠標拾取曲面上流線通過點，即可生成曲面流線，該指定點的參數(shù)值將會反映到導航欄的參數(shù)值編輯框里，鼠標右鍵結(jié)束命令。

6.曲面流線該命令用于提取一組曲面在當前加工坐標系內(nèi)投影的最大外輪廓線，該輪廓線可用在曲面加工中限制加工區(qū)域。

7.曲面邊界線點擊Ribbon菜單“曲線”→“派生曲線”組“更多”按鈕，下拉菜單中選擇“網(wǎng)格曲面等距交線”，打開“網(wǎng)格曲面等距交線”導航欄；拾取網(wǎng)格曲面，可以是單張曲面，也可以是一組光滑相接的曲面，鼠標右鍵結(jié)束拾取；此時系統(tǒng)會預覽生成等距交線；默認的截面方向是X軸，若符合要求，單擊鼠標右鍵結(jié)束命令；若不符合要求，定義新的截面方向，默認定義方式是兩點法；鼠標右鍵結(jié)束命令，即得到生成的網(wǎng)格曲面等距交線。

8.網(wǎng)格曲面等距交線二、曲線編輯該命令用于將兩條曲線的交叉處裁剪掉角部，生成一個與兩個曲線都相切的圓弧。選擇“兩線倒圓角”，在文本框中輸入半徑值，然后依次選取倒圓角的兩條曲線，即生成圓角

（一）曲線倒角

1.兩線倒圓角該命令用于在兩條直線之間進行斜角過渡。選擇“兩線倒斜角”，在文本框中依次輸入距離，然后依次選取倒斜角的兩條直線，即生成斜角。

2.兩線倒斜角快速裁剪命令可以自動對拾取曲線裁剪，如果拾取曲線與其他曲線有交點將在交點位置處被裁剪。選擇“快速裁剪”，拾取待裁剪曲線或長按鼠標左鍵掃過待裁剪曲線，即曲線被裁剪。

（二）曲線裁剪

1.快速裁剪線/面裁剪命令用于對曲線曲面相交或視向相交部分的曲線進行裁剪。選擇“用線/面裁剪”，根據(jù)狀態(tài)提示欄，首先拾取曲面，然后拾取被裁剪曲線，即曲線在面相交處被裁剪。

2.用線/面裁剪點打斷命令用于將某一段曲線分割為多段曲線。選擇“點打斷”，根據(jù)狀態(tài)提示欄，首先拾取被打斷曲線，然后拾取斷開點，即曲線在該點處被打斷。

（三）曲線打斷

1.點打斷快速打斷命令用于將曲線與曲線/曲面在相交處進行打斷。選擇快速打斷命令，拾取被打斷曲線，則該曲線在與其他曲線或曲面相交處被打斷。

2.快速打斷直線延伸命令用于將延伸曲線，按直線延伸至目標處。選擇“直線延伸”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，首先拾取待延伸曲線，移動鼠標將可預覽延伸效果，然后拾取目標點，即得到延伸曲線。

（四）曲線延伸

1.直線延伸延伸到線/面命令用于自動將延伸的曲線按直線或曲線延伸至目標處。選擇“延伸到線/面”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，首先拾取延伸目標，然后拾取被延伸曲線，即得到延伸曲線。

2.延伸到線/面單線等距用于在原始曲線一側(cè)的一定距離處創(chuàng)建“等距”曲線。選擇“單線等距”中的“變等距”，拾取曲線（拾取點靠近處的曲線端點為起始端）；設置等距距離1和等距距離2；拾取偏移方向，即得到變等距曲線。

（五）曲線等距

1.單線等距區(qū)域等距用于將區(qū)域輪廓曲線向區(qū)域內(nèi)或區(qū)域外偏移一定的距離得到其等距輪廓曲線。選擇“區(qū)域等距”，拾取輪廓曲線，鼠標右鍵結(jié)束拾取；設置等距距離和等距個數(shù)；選擇偏移方向等；即得到等距的區(qū)域輪廓線。

2.區(qū)域等距曲線組合命令用于將一條曲線鏈上多條首尾相接的曲線組合成一條組合曲線或樣條曲線。組合曲線常用于構造曲面的輪廓線，如拉伸截面線、旋轉(zhuǎn)截面線、蒙皮截面線、掃掠截面線或軌跡線等。

（六）曲線組合曲線橋接命令用于按照指定的連續(xù)條件、連接部位將兩條曲線或一條曲線和一個點快速的連接起來。曲線橋接是曲線連接中常用的方法。

點擊Ribbon菜單“曲線”→“曲線橋接”按鈕，打開“曲線橋接”導航欄；選擇“線線橋接”，依次拾取要橋接的兩條曲線或曲面邊界線；設置端點連續(xù)條件并調(diào)整控制點。

（七）曲線炸開曲線炸開命令用于將一條組合曲線恢復為組合前的多條首尾相接的曲線。

（八）曲線橋接三、曲面繪制點擊Ribbon菜單“曲面”→“標準曲面”按鈕，打開“標準曲面”導航欄；選擇“球面”，拾取球心坐標，設置球心半徑，鼠標右鍵結(jié)束命令，即得到球面。

（一）標準曲面點擊Ribbon菜單“曲面”→“平面”按鈕，打開“平面”導航欄；系統(tǒng)提供了兩點平面、三點平面和邊界平面三種平面構造方式。選擇“邊界平面”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取邊界線，鼠標右鍵確認，即可得到平面。

（二）平面點擊Ribbon菜單“曲面”→“拉伸面”按鈕，打開“拉伸面”導航欄；選擇“沿方向拉伸”，拾取拉伸曲線，選擇拉伸方向，設置拉伸距離，根據(jù)需要設置拉伸選項，即得到拉伸面。

（三）拉伸面點擊Ribbon菜單“曲面”→“旋轉(zhuǎn)面”按鈕，打開“旋轉(zhuǎn)面”導航欄；根據(jù)狀態(tài)欄提示，依次拾取輪廓線、旋轉(zhuǎn)軸線；設置旋轉(zhuǎn)角度，鼠標右鍵確認，即得到旋轉(zhuǎn)面。

（四）旋轉(zhuǎn)面點擊Ribbon菜單“曲面”→“直紋面”，打開“直紋面”導航欄；選擇“兩曲線”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，依次拾取曲線1和曲線2，即得到直紋面。

（五）直紋面點擊Ribbon菜單“曲面”→“單向蒙面”按鈕，打開“單向蒙面”導航欄，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取截面線，即可預覽蒙面，鼠標右鍵結(jié)束拾取，再次鼠標右鍵結(jié)束命令。

（六）單向蒙面點擊Ribbon菜單“曲面”→“單向蒙面”按鈕，下拉菜單中選擇“雙向蒙面”，打開“雙向蒙面”導航欄；根據(jù)狀態(tài)欄提示，依次拾取至少2條U向截面線，鼠標右鍵確認；再依次拾取至少2條V向截面線，即得到雙向蒙面預覽顯示。

（七）直紋面點擊Ribbon菜單“曲面”→“單軌掃掠”按鈕，打開“單軌掃掠”導航欄；拾取軌跡線，拾取截面線，鼠標右鍵結(jié)束截面線拾取，即可預覽得到單軌掃掠面。根據(jù)需要，也可以在“選項設置”中設置截面變形參數(shù)。

（八）掃掠四、曲面編輯點擊Ribbon菜單“曲面”→“兩面倒角”按鈕，打開“兩面倒角”導航欄；選擇“等半徑倒圓角”，依次拾取曲面1和曲面2，單擊曲面改變箭頭方向，使兩曲面上的箭頭均指向過渡面的圓弧截面的圓心方向；鼠標右鍵確認，即形成圓角。

（一）曲面倒角點擊Ribbon菜單“曲面”→“線面裁剪”按鈕，打開“線面裁剪”導航欄；選擇“分割曲面”，拾取裁剪曲線，鼠標右鍵確認；拾取曲面，鼠標右鍵確認；選擇投影方向，鼠標右鍵確認，即得到被裁剪曲線分割的曲面。

（二）曲面裁剪點擊Ribbon菜單“曲面”→“曲面補洞”按鈕，打開“曲面補洞”導航欄；選擇“所有內(nèi)環(huán)”，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取裁剪曲面，鼠標右鍵確認，拾取裁剪環(huán)，即可預覽待補洞區(qū)域。

（三）曲面補洞曲面延伸命令是指按距離或與另一組面的交點延伸一組面。點擊Ribbon菜單“曲面”→“曲面延伸”按鈕，打開“曲面延伸”導航欄；拾取曲面邊界線，設置延伸長度，即可預覽延伸區(qū)域。

（四）曲面延伸點擊Ribbon菜單“曲面”→“曲面編輯”組中“更多”按鈕，下拉菜單中選擇“曲面等距”，打開“曲面等距”導航欄；選擇“恒等距”，根據(jù)狀態(tài)提示欄，拾取曲面，設置等距距離，即得到等距曲面。

（五）曲面等距曲面組合命令用于將相鄰曲面組合為一張組合曲面，加快交互界面的拾取操作，例如在曲面裁剪和定義加工域時可以加快拾取過程。

（六）曲面組合曲面炸開命令用于將組合在一起的曲面打散為一張張獨立的曲面，可視為曲面組合的逆過程。

（七）曲面炸開曲面光順用于在給定的偏差范圍內(nèi)以及邊界約束條件下自動調(diào)整曲面形狀，使曲面曲率變化較大的部分變得較平滑。

（八）曲面光順五、變換

3D平移命令用于將圖形在3D空間中移動或拷貝至新的位置。點擊Ribbon菜單“變換”→“3D平移”按鈕，打開“3D平移”導航欄，根據(jù)狀態(tài)欄提示，拾取對象，單擊“兩點平移”圖標，依次拾取基準點、平移目標點，即可預覽平移圖形。

（一）3D平移

3D旋轉(zhuǎn)命令用于將圖形繞空間任意軸進行旋轉(zhuǎn)移動或旋轉(zhuǎn)拷貝；點擊Ribbon菜單“變換”→“3D旋轉(zhuǎn)”按鈕，打開“3D旋轉(zhuǎn)”導航欄，拾取旋轉(zhuǎn)對象，拾取旋轉(zhuǎn)軸并設置旋轉(zhuǎn)角度，即可預覽旋轉(zhuǎn)后圖形。

（二）3D旋轉(zhuǎn)將圖形相對于空間任意平面進行鏡像變換。點擊Ribbon菜單“變換”→“3D鏡像”按鈕，打開“3D鏡像”導航欄，拾取鏡像對象，鏡像平面，即可預覽鏡像后的圖形，鼠標右鍵確認。

（三）3D鏡像

3D放縮命令用于將圖形在3D空間中相對于當前用戶坐標系的X、Y和Z三個方向上進行等比例或不同比例的尺寸放縮。點擊Ribbon菜單“變換”→“3D放縮”按鈕，打開“3D放縮”導航欄，拾取對象，鼠標右鍵確認；拾取放縮中心，設置放縮比例，即可預覽放縮后圖形。

（四）3D放縮點擊Ribbon菜單“變換”→“矩形陣列”按鈕，下拉菜單中選擇“曲線陣列”；在圖形路徑上拾取陣列基準點并選擇陣列方向，根據(jù)需要在參數(shù)導航欄中定義陣列參數(shù)，即得到陣列圖形。

（五）陣列點擊Ribbon菜單“變換”→“圖形聚中”按鈕，打開“圖形聚中”導航欄；拾取需要進行聚中操作的曲線或曲面圖形對象，即可預覽聚中對象，在參數(shù)導航欄中定義所選圖形在當前坐標系的XYZ三個軸方向上的特征點與當前坐標系的原點的對應聚中方式。

（六）圖形聚中圖形翻轉(zhuǎn)命令用于將選中的圖形繞當前坐標系的某一坐標軸旋轉(zhuǎn)一個角度。點擊Ribbon菜單“變換”→“圖形翻轉(zhuǎn)”按鈕，打開“圖形翻轉(zhuǎn)”導航欄；拾取需要進行翻轉(zhuǎn)操作的曲線或曲面對象，設置翻轉(zhuǎn)軸和翻轉(zhuǎn)角度，即可預覽翻轉(zhuǎn)后對象。

（七）陣列方向和起點命令用于調(diào)整曲線、流線方向或曲面的法矢或一條閉合組合曲線的起始點。點擊Ribbon菜單“變換”→“方向和起點”按鈕，打開“方向和起點”導航欄；拾取對象，鼠標左鍵單擊圖形，即可進行方向反向。

（八）方向和起點六、專業(yè)功能文字編輯命令用于在繪圖區(qū)完成文字的輸入，并可以對字體的類型、高度、寬度等進行設置。點擊Ribbon菜單“專業(yè)功能”→“文字編輯”按鈕，打開“文字編輯”導航欄；拾取文字基點，在導航欄中輸入文字，設置文字的相關屬性及對齊方式，按回車鍵或在繪圖區(qū)鼠標左鍵，即可預覽所輸入文字。

（一）文字編輯點擊Ribbon菜單“五軸曲線”→“初始化五軸曲線”按鈕，打開“初始化五軸曲線”導航欄，選擇“生成五軸曲線”，拾取曲線，設置初始化參數(shù)、初始化方式和基線類型，即可預覽生成的五軸曲線。

（二）五軸曲線七、分析距離命令用于測量空間上任何兩點間的距離。點擊Ribbon菜單“分析”→“距離”按鈕，打開“距離”導航欄，系統(tǒng)提供了點點和拾取兩種測量模式。選擇“點點模式”，依次拾取兩點，此時兩點被線段連接。

（一）距離線面角度指空間直線與平面間的夾角，即直線與直線在該平面法向的投影線間的夾角。點擊Ribbon菜單“分析”→“直線平面角度”按鈕，依次拾取一條直線和一張平面，則窗口右方顯示對象屬性對話框，給出了直線與平面的夾角。

（二）線面角度兩平面角度指的是兩平面法向所指的那一側(cè)兩面的夾角。點擊Ribbon菜單“分析”→“兩平面角度”按鈕，依次拾取兩張平面，此時系統(tǒng)給出了兩張曲面的法向向量，窗口右方顯示對象屬性對話框，給出了平面與平面的夾角。

（三）兩平面角度曲率半徑用于分析曲線和曲面各點處的法矢方向和曲率半徑大小。點擊Ribbon菜單“分析”→“曲率半徑”按鈕，依次拾取圖形對象（可為曲線或曲面）和輸入點，此時系統(tǒng)在輸入點右上方顯示了最小曲率半徑，窗口右方顯示對象屬性對話框。

（四）曲率半徑曲線曲率圖命令用于繪制出曲線在每一點的曲率變化圖，以更加形象地分析出曲線整體的彎曲變化程度。點擊Ribbon菜單“分析”→“曲線曲率圖”按鈕，拾取曲線，根據(jù)需要對曲線的個數(shù)及倍數(shù)進行設置，此時繪圖區(qū)域的曲線上形成表示曲線變化程度的曲率圖。

（五）曲線曲率圖點擊Ribbon菜單“分析”→“曲面曲率圖”按鈕，打開“曲面曲率圖”導航欄。選擇“區(qū)域顯示”，拾取曲面，鼠標右鍵確認，被拾取的圖形以相應的曲率半徑顏色顯示，并標出曲率半徑最小值。

（六）曲面曲率圖數(shù)字化精密制造基礎

第五章三角開關凸模構型一、草圖及輔助線構建在導航欄中點擊“3D造型”按鈕進入3D造型環(huán)境；點擊“編輯”→“圖層管理”選項彈出圖層管理器，依次新建四個圖層，分別命名為Top、Front、Side及Surface層。

（一）新建繪圖圖層設定Top層為當前繪圖層，點擊視圖工具條中的圖標按鈕切換到俯視圖狀態(tài)，繪制線架曲線。

1.在Top層（XOY平面）繪制三角開關凸模輪廓曲線

（二）繪制主要曲線點擊“曲線繪制”→“直線”按鈕，選擇“兩點線”子命令，勾選導航工具條中的“雙向”選項，并選中屏幕下方的（開啟/關閉正交捕捉）按鈕，通過捕捉坐標原點方式繪制X向中心線L1和Y向中心線L2。

（1）繪制中心線L1和L2選擇“兩點線”子命令，設置參數(shù)，選擇“指定角度參考線”并定義Y向中心線L2的兩端點為參考線的起末點，繪制以坐標原點為起點與Y軸正向夾角為131.3度的直線L3。

（2）繪制角度直線L3在Z=0平面內(nèi)，點擊“曲線繪制”→“矩形”，選擇“直角矩形”子命令，繪制矩形R1，定義兩角點為（-43.0，-40.5）和（40.1，56.2）。

（3）繪制矩形R1在Z=0平面內(nèi)，點擊“曲線繪制”→“圓”，選擇“圓心半徑”子命令，設置圓心坐標為（0，0），半徑為26.67，繪制圓；再設置圓心坐標為（0，45.09）半徑為3.21。

（4）繪制圓C1和C2點擊“曲線編輯”→“曲線等距”，選擇“單線等距”子命令選項，以X向中心線L1為目標曲線進行等距操作，設置等距距離為23.76，繪制出等距直線L4；以直線L4與角度直線L3的交點為圓心，半徑為3.21，繪制圓C3。

（5）繪制圓C3點擊“曲線繪制”→“圓弧”，選擇“三點圓弧”子命令，點擊“切點優(yōu)先捕捉”選項并輸入半徑149.57，依次拾取圓C2和C3，繪圖區(qū)域出現(xiàn)4條可供選擇的圓弧，選擇位置合適的圓弧即可。

（6）繪制圓弧A1按住Shift拾取圓弧A1圓C3，點擊“變換”→“鏡像”，點擊“豎直鏡像”，并勾選上“拷貝對象”選項。

（7）鏡像操作繪制圓弧A2和圓C4點擊“曲線繪制”→“圓弧”，采用STEP6的方式繪制圓弧A3，半徑為47.97。

（8）繪制圓弧A3拾取直線L1、L2、L3和L4，點擊將其隱藏。點擊“曲線編輯”→“曲線裁剪”，選擇“快速裁剪”子命令，對圓C2、C3及C4進行裁剪。

（9）曲線裁剪點擊“曲線編輯”→“曲線組合”，依次拾取如圖5-1-13所示綠色標示曲線（包括圓弧A1、A2、A3和圓裁剪后的部分），生成1條組合曲線M1。

（10）曲線組合M1單擊“曲線繪制”→“圓”，選擇“圓心半徑”子命令，輸入圓心坐標為（0，0，19.7），設定半徑為6.35，得到一個在Z=19.7繪圖平面內(nèi)的一個圓。

（11）繪制中心圓C5選Side層設定為當前繪圖層，并切換到右視圖狀態(tài)；采用直線繪制過坐標原點的Z向中心線L5；采用曲線等距方式繪制與Y向中心線距離為3的等距直線L6。

（1）視圖切換并繪制輔助線單擊“曲線繪制”→“圓”菜單項，選擇“圓心半徑”子命令，繪制圓心在（0，0，-81.88）半徑為100的圓C6，并對所繪圓進行裁剪，得到與Y軸距離為18.12的圓弧A4。

（2）繪制圓弧段A4

2.在（Side層）YOZ平面繪制截面線圓弧段A4選Front層設定為當前繪圖層，并切換到前視圖狀態(tài)；繪制圓心在（0，0，-86.87）半徑為100的圓C7，并對所繪圓進行裁剪，得到與X軸距離為4.25的圓弧A5。

（1）視圖切換并繪制圓弧點擊“顯示”按鈕，將隱藏的曲線顯示，在軸側(cè)視圖下觀察所繪制好的線架曲線。

（2）隱藏曲線

3.在（Front層）XOZ平面繪制截面線圓弧A5二、基于草圖的三維模型構建

（一）構造圓形曲面組設定Surface層為當前繪圖層，點擊“曲面繪制”→“拉伸面”，拾取俯視繪圖XOY面內(nèi)的圓C1為拉伸曲線，設置拉伸方向為Z軸正向進行拉伸操作。

（1）拉伸曲面S1點擊“曲面繪制”→“旋轉(zhuǎn)面”，拾取前視繪圖XOZ面中的圓弧A5為輪廓線，定義坐標系Z軸為旋轉(zhuǎn)軸線，旋轉(zhuǎn)角360°

（2）旋轉(zhuǎn)面S2選擇“曲面編輯”→“曲面裁剪”→“面面裁剪”，選擇“快速裁剪”子命令，分別拾取拉伸曲面S1和旋轉(zhuǎn)面S2為曲面組1和2進行相互裁剪。

（3）面面裁剪點擊“曲面編輯”→“曲面倒角”→“兩面倒角”，選擇“等半徑倒圓角”子命令，拾取裁剪后的拉伸面S1和旋轉(zhuǎn)面S2進行兩面倒角，設置倒角半徑R=1.875。

（4）兩面倒角點擊“曲面編輯”→“曲面組合”，拾取曲面S1、S2中生成的圓角面將其組合，生成一張組合曲面。

（5）曲面組合點擊“曲面繪制”→“拉伸面”→“沿方向拉伸”，拾取組合曲線M1為拉伸曲線，定義Z軸正向為拉伸方向，生成拉伸曲面S3。

（1）拉伸曲面S3

（二）構造三角狀曲面組點擊“曲面繪制”→“旋轉(zhuǎn)面”菜單項，拾取右視繪圖YOZ面中的圓弧A4為輪廓線，定義坐標系Z軸為旋轉(zhuǎn)軸線，旋轉(zhuǎn)角設置360°，生成的旋轉(zhuǎn)面S4。

（2）旋轉(zhuǎn)曲面S4選擇“曲面編輯”→“曲面裁剪”→“面面裁剪”，選擇“分割曲面”子命令，分別拾取拉伸曲面S3和旋轉(zhuǎn)面S4為曲面組1和2進行分割，拾取分割后的曲面進行刪除。

（3）面面裁剪點擊“曲面編輯”→“曲面倒角”→“兩面倒角”，選擇“等半徑倒圓角”子命令，拾取裁剪后的拉伸曲面S3和旋轉(zhuǎn)面S4（曲面上的箭頭方向指向內(nèi)部曲面）進行兩面倒角，設置倒角半徑R=1.875，對圓形曲面和三角狀曲面進行倒角操作，倒角半徑為2.5。

（4）兩面倒角點擊“曲面繪制”→“拉伸面”，拾取繪圖面Z=19.7深度處的圓C5為拉伸曲線，定義Z軸負向為拉伸方向。

（1）拉伸方式構造曲面S5和S6

（三）構造頂部凸臺對拾取拉伸曲面S5和S6進行兩面倒角，設置倒角半徑為0.375；對凸臺側(cè)面與三角狀曲面組進行倒角操作，設置R=0.375。

（2）兩面倒角

（四）構造邊界平面點擊“曲面繪制”→“平面”，選擇“邊界平面”子命令，選擇俯視繪圖面Z=0平面內(nèi)的矩形R1，生成一矩形平面數(shù)字化精密制造基礎

第六章虛擬制造環(huán)境及配置一、虛擬制造簡介

DigitalTwin（DT編程技術，又稱數(shù)字孿生）是將實際加工中物理實體映射到軟件的數(shù)字空間中，利用虛擬仿真技術對加工過程進行建模。即在編程過程中最大程度的復現(xiàn)物理模型信息，形成一種虛擬制造的編程環(huán)境。北京精雕基于DT技術對SurfMill軟件進行了重構，將實際加工環(huán)境映射到軟件中，串聯(lián)起編程端、物料端和機床端，建立起虛擬制造環(huán)境，實現(xiàn)精準虛擬制造。虛擬制造將機床端才能發(fā)現(xiàn)的碰撞風險全部顯示在了編程端。將實際加工中物理實體（機床、刀具、刀柄、夾具...）全部映射到軟件的數(shù)字空間中，利用虛擬仿真技術構建虛擬制造現(xiàn)場，模擬實際加工過程，一旦發(fā)生過切、碰撞等危險信息均會報警提示，將實際加工時會出現(xiàn)的風險提前預警。二、物料標準化

（一）系統(tǒng)毛坯庫用戶結(jié)合工廠實際情況，將毛坯料倉與軟件系統(tǒng)毛坯庫建立映射關系，實現(xiàn)毛坯的統(tǒng)一管理和調(diào)用。

（二）系統(tǒng)夾具庫系統(tǒng)夾具庫是夾具庫房在軟件中的映射，系統(tǒng)夾具主要分為兩大類：標準夾具和非標準夾具；這兩類夾具均可導入系統(tǒng)夾具庫，后續(xù)使用中可直接進行調(diào)用，節(jié)省了繪制夾具時間。

（三）系統(tǒng)刀具庫用戶創(chuàng)建路徑時，需要選擇合適的刀具。SurfMill根據(jù)用戶不同的加工目的，提供了多種類型的刀具，并通過刀具庫進行統(tǒng)一管理，以便用戶直接選用。系統(tǒng)刀具庫對應于實際生產(chǎn)環(huán)境中的刀具倉庫，當系統(tǒng)刀具庫中無目標刀具時，可以通過“系統(tǒng)刀具庫”創(chuàng)建、編輯刀具。

（四）系統(tǒng)刀柄庫

SurfMill根據(jù)生產(chǎn)車間的常用刀柄，建立了系統(tǒng)刀柄庫，從而方便用戶選用或自己創(chuàng)建刀柄，以進行碰撞檢查等操作。三、編程標準化

（一）機床設置主要對機床類型、機床文件和機床輸入文件格式進行設置。

（1）機床類型主要是對機床控制配置和進給倍率進行設置，用于估算路徑組/路徑的加工時間。

（2）基本設置對ENG格式的擴展設置，包括輸出Z軸回參考點指令、子程序模式、特性坐標系設置。

（3）ENG設置擴展該功能主要針對輸出路徑進行統(tǒng)一設置，減少每條路徑單獨設置的繁瑣操作，主要對加工中刀具工藝控制、宏程序選項進行設置。

（4）路徑工藝管控

（二）當前刀具表添加：從系統(tǒng)刀具列表中添加新刀具至當前刀具表；刪除：刪除當前刀具表中選中的刀具，處于加鎖狀態(tài)的刀具不能刪除；加入刀具庫：把當前選擇的刀具添加到系統(tǒng)刀具庫中，方便以后使用；加載刀具表文件：用來加載用戶自己保存或系統(tǒng)提供的不同行業(yè)常用刀具列表文件（*.toolgroup）；加載文件的刀具表：將已經(jīng)存在的（*.escam）文件中的刀具表加載到當前文件中使用；選擇最近使用過的刀具：從最近使用過的臨時刀具列表中選擇刀具添加到當前刀具表中；保存當前刀具表：將用戶在刀具列表中創(chuàng)建好的一些常用的刀具保存為“*.toolgroup”格式的刀具表文件，方便下次可以直接加載該刀具列表文件，實現(xiàn)快速創(chuàng)建多把刀具；保存到機床文件：保存到機床文件后，即當前刀具與該機床綁定，下次選擇該機床后當前刀具表會自動加載保存過的刀具；向上移動：將當前選中的刀具向上移動；向下移動：將當前選中的刀具向下移動；輸出工程圖：當前刀具表中，選中某個刀具后，可對該刀具進行.dxf格式工程圖的輸出；輸出Excel文件：將當前刀具表內(nèi)的各刀具的基本信息輸出到Excel表格內(nèi)。

（三）創(chuàng)建幾何體

1.創(chuàng)建幾何體說明工件設置：在“創(chuàng)建幾何體”命令啟動后，默認為工件設置界面，此時工件面拾取工具被激活。毛坯設置：毛坯是指加工前工件的原材料?？梢栽O置毛坯類型、參考坐標系和毛坯面等。根據(jù)實際毛坯形狀和大小，對毛坯進行合理設置，可以減少空切路徑、提高加工效率。夾具設置：夾具設置主要用于干涉檢查，檢查當前刀具路徑在加工過程中刀具、刀柄是否與夾具發(fā)生干涉碰撞。

2.按鈕功能說明重選：清空當前工件面/毛坯面/夾具面選擇集；拾取所有：點擊該按鈕，拾取當前所有可見的面作為工件面/毛坯面/夾具面；撤銷一步：撤銷上一步操作；快速拾?。狐c擊快速拾取彈出菜單包含所有同色圖形、所有同圖層圖形、所有同類型圖形、所有同色同類型圖形和所有拷貝圖形。定義過濾條件：可以通過設置過濾條件拾取工件面/毛坯面/夾具面。

（四）幾何體安裝

1.自動擺放自動擺放會自動計算幾何體包圍盒，并將該包圍盒的底部中心與機床定位坐標系重合。

2.動態(tài)坐標系動態(tài)坐標系是指用戶指定坐標系原點以及各軸方向來定義裝配坐標系。動態(tài)設定的方式具有最大靈活性，用戶可根據(jù)需要設置裝配坐標系。

3.坐標系偏置坐標系偏置是指用戶可選擇任意已定義的坐標系為基準坐標系，然后對此基準坐標系進行偏移來定義裝配坐標系。

4.世界坐標系直接指定世界坐標系為裝配坐標系。

5.點對點平移點對點平移方式是以工件上的參考點和機床上的目標點構建平移矢量，根據(jù)該矢量調(diào)整機床模型和幾何體之間的位置關系。程序中構建了平行于幾何體定位坐標系XOY面的輔助面，可以設置輔助面距離臺面高度和網(wǎng)格間距。

（五）路徑創(chuàng)建“路徑向?qū)А笔浅Ｓ玫奶砑拥毒呗窂椒绞?，它能夠引導用戶一步步生成刀具路徑。SurfMill支持的加工方式有以下5組，分別是2.5軸加工組、3軸加工組、多軸加工組、特征加工組和在機測量組。

（六）機床模擬檢查通過加工后的模型與檢查模型之間的對比，檢查路徑是否存在過切現(xiàn)象。為了讓用戶更直觀和清晰的看到過切檢查的結(jié)果，SurfMill在路徑樹中添加路徑過切標志，其中：

1.過切檢查路徑的默認狀態(tài)，表示未進行過切檢查，是否過切不可知；表示已經(jīng)進行過切檢查，路徑安全，可以進行后處理；表示已經(jīng)進行過切檢查，路徑過切了，路徑不安全。過切檢查圖標狀態(tài)以用戶最后一次過切檢查結(jié)果為準。經(jīng)過切檢查后的路徑發(fā)生改變時，例如路徑掛起、重算或編輯時，過切圖標將變?yōu)榛疑淮_定狀態(tài)。檢查刀具、刀柄等在加工過程中是否與檢查模型發(fā)生碰撞，保證加工過程的安全，并可以給出不發(fā)生碰撞的最短夾刀長度，指導用戶最優(yōu)化備刀。設置刀柄/刀桿尺寸間隙進行干涉檢查，使檢查結(jié)果更可靠。

2.干涉檢查

3.實體模擬通過模擬刀具切削材料的方式模擬加工過程，以檢查路徑是否合理，是否存在安全隱患。加工過程線框模擬功能如圖，以線框方式顯示模擬路徑加工過程。模擬過程中用戶可以動態(tài)觀察路徑，適用于查看路徑的加工次序、多軸路徑刀軸設置等是否合理。

4.線框模擬機床模擬是基于NC指令對加工過程進行模擬，檢查加工過程中各軸運動是否存在超行程現(xiàn)象，機床主軸、刀柄、工裝和工件等各部件之間是否存在碰撞現(xiàn)象。通過機床模擬可將加工時可能發(fā)生的碰撞和超程問題提前在軟件端報警顯示。

5.機床模擬路徑輸出時檢查路徑安全狀態(tài)，過切、刀柄碰撞或機床碰撞的路徑不允許輸出；安全狀態(tài)未知的路徑需用戶確認之后才能輸出。輸出路徑文件格式：主要有Eng、NC兩種格式。

6.路徑輸出輸出路徑時勾選“輸出工藝單”選項，即可打印輸出當前工件的相關路徑加工參數(shù)，并生成工藝單。工藝單內(nèi)容包括刀具相關參數(shù)信息、物料基本信息和相關加工參數(shù)。工藝單主要用以指導用戶現(xiàn)場進行加工，從而避免出現(xiàn)編程人員和操機人員之間溝通不到位的現(xiàn)象發(fā)生。

（七）創(chuàng)建第一個程序雙擊桌面SurfMill圖標，進入主界面；點擊Ribbon面板“新建”按鈕，進入文件模板類型的選擇界面；選擇“曲面加工”→“精密加工”，點擊“確定”按鈕進入軟件加工環(huán)境；點擊“導航工作條”的按鈕進入“3D造型”環(huán)境；點擊“文件”→“輸入”→“選擇三維曲線曲面”，在列表中選擇“開關模具模型”文件，點擊“打開”導入幾何模型；同樣的操作，選擇“夾具模