5.3 曲面造型
曲面是一种可以用来生成实体特征的几何体。在SolidWorks2006中建立曲面后，可以用很多方式对曲面进行延伸，既可以将曲面延伸到某个己有的曲面，与其缝合或延伸到指定的实体表面，也可以输入固定的延伸长度，或者直接拖动其红色箭头手柄，实时地将边界拖到新的位置。
另外，利用SolidWorks2006还可以对曲面进行修剪，可以用实体修剪，也可以用另一个复杂的曲面进行修剪，此外还可以将两个曲面或一个曲面一个实体进行弯曲操作。
在对曲面进行编辑修改时，SolidWorks2006将保持其相关性，即当其中一个发生改变时，另一个会同时相应改变。SolidWorks2006可以使用下列方法生成多种类型的曲面：
从一组闭环边线插入一个平面，该闭环边线位于草图或者基准面上。
由草图拉伸、旋转、扫描或放样生成曲面。
从现有的面或曲面等距生成曲面。
从其他应用程序（如Pro／Engineer、Unigraphics、SolidEdge、AutobeskInventor等）导入曲面文件。
由多个曲面组合而成曲面。
曲面实体用来描述相连的零厚度的几何体，如单一曲面、圆角曲面等。一个零件中可以有多个曲面实体。
SolidWorks2006提供了专门的“曲面”工具栏来控制曲面的生成和修改。要打开或关闭“曲面”工具栏，只在选择菜单栏中的“
视图”|“工具栏”|“曲面”命令即可。
5.3.1 平面区域
生成平面区域可以通过草图中生成有边界的平面区域，也可以在零件中生成有一组闭环边线边界的平面区域。具体操作如下：
（1）生成一个非相交、单一轮廓的闭环草图。
（2）单击“曲面”工具栏的“平面区域”
，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“平面区域”命令，会弹出如图5-34所示的对话框。
图5-34 “平面区域”设计树
（3）在“平面区域”
PropertyManager设计树中，选择“边界实体”
，并在图形区域中选择草图或选择 FeatureManager 设计树。
（4）如果要在零件中生成平面区域，则选择“边界实体”
，然后在图形区域中选择零件上的一组闭环边线。注意：所选的组中所有边线必须位于同一基准面上。
（5）单击
（确定）按钮即可生成平面区域，如图5-35所示。
图5-35 生成平面区域
5.3.2 拉伸曲面
拉伸曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，不同点在于曲线拉伸操作的草图对象可以封闭也可以不封闭，生成的是曲面而不是实体。要拉伸曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击草图绘制按钮
，打开一个草图并绘制曲面轮廓。
（2）单击“曲面”工具栏上的
（拉伸曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“拉伸曲面”命令。
（3）此时会出现如图5-36所示的“曲面-拉伸”PropertyManager设计树。
图5-36 “面拉伸”设计树
（4）在如图5-37所示的“方向1”栏中的终止条件下拉列表框选择拉伸终止条件：
“给定深度”：从草图基准面拉伸特征到模型的一个顶点所在的平面以生成特征。这个平面平行于草图其准面且穿越指定的顶点。
“成形到一面”：从草图的基准面拉伸特征到所选的曲面以生成特征。
图5-37 “方向1”面板
“到离指定面指定的距离”：从草图的基准面拉伸特征到距某面或曲面特定距离处以生成特征。
“两侧对称”：从草图基准面向两个方向对称拉伸特征。
（5）在右面的图形区域中检查预览。单击反向按钮
，可以向另一个方向拉伸。
（6）在
微调框中设置拉伸的深度。
（7）如果有必要，可以选择“方向2”复选框，将拉伸应用到第二个方向，方向2的设置方法同方向1。
（8）单击
（确定）按钮，完成拉伸曲面的生成，如图5-38所示。
图5-38 生成拉伸曲面
5.3.3 旋转曲面
旋转曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，要旋转曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击草图绘制按钮
，打开一个草图并绘制曲面轮廓以及它将绕着旋转的中心线。
（2）单击“曲面”工具栏上的
（放置曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“旋转曲面”命令。
（3）此时出现如图5-39所示的“曲面-旋转”PropertyManager设计树，同时在右面的图形区域中显示生成的旋转曲面。
图5-39 “曲面-旋转”设计树
（4）选择一特征旋转所绕的轴
。根据所生成的旋转特征的类型，此旋转轴可能为中心线、直线、或一边线等。
（5）在“旋转类型”
下拉列表框中选择下列选项之一。
“单向”：草图会向正方向旋转指定的角度，如果想要向相反的方向旋转，请单击反向按钮
。
“两侧对称”：草图会以所在平面为中面分别向两个方向旋转相同的角度。
“双向”：草图会以所在平面为中面分别向两个方向旋转指定的角度，这两个角度可以分别指定。
（6）在
微调框中指定旋转角度。
（7）单击
（确定）按钮，生成旋转曲面，如图5-40所示。
草图 单向
两侧对称 双向
图5-40 生成旋转曲面
5.3.4 扫描曲面
扫描曲面的方法同扫描特征的生成方法十分类似，也可以通过引导线扫描，在扫描曲面中最重要的一点，就是引导线的端点必须贯穿轮廓图元。通常必须产生以下个几何关系，强迫引导线贯穿轮廓曲线。
扫描曲面的属性是在如图5-41所示“曲面-扫描”PropertyManager设计树中定义的，下面就来介绍个选项的含义：
（1）“轮廓和路径”面板
（轮廓）选项：利用该选项可以在图形区域中选择轮廓草图。
（路径）选项：利用该选项可以在图形区域中选择路径草图。
注意：如果预选轮廓草图或路径草图，草图将显示在PropertyManager设计树的适当方框中。
（2）“选项”面板（如图5-42所示）
图5-41 “曲面-扫描”设计树
图5-42 “选项”面板
“方向／扭转类型”选项：改选项下拉列表中包括以下选项：
随路径变化：选择该选项可以使截面与路径的角度始终保持不变。
保持法向不变：选择该选项可以使截面总是与起始截面保持平行。
随路径和第一条引导线变化：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随较长的一条引导线变化。
随第一条和第二条引导线变化：如果引导线不只一条，选择该项将使扫描随第一条和第二条引导线同时变化。
“保持相切”复选框：如果扫描截面具有相切的线段，选择此选项可使所产生的扫描中相应曲面保持相切。保持相切的面可以是基准面、圆柱面或锥面。其他相邻的面被合并，截面被近似处理。草图圆弧可能转换为样条曲线。
“高级光顺”选项：如果扫描截面有圆形或椭圆形的圆弧，截面被近似处理，生成更平滑的曲面，而且草图圆弧可能转换为样条曲线。
如果只想显示轮廓、路径和引导线，消除“显示预览”复选框。
（3）“引导线”面板（如图5-43所示）
图5-43 “引导线”面板
（引导线）：在图形区域选择引导线，所选择的引导线出现在后面的选择框中。
（上移）或（下移）
选项：单击这两个选项以改变使用引导线的顺序。
（显示截面）选项：单击该选项，然后单击箭头
来根据截面数量查看并修正轮廓。
“合并平滑的面”复选框：利用该选项可以控制是否要合并平滑的面。
（4）“起始处／结束处相切”面板（如图5-44所示）
图5-44 “起始处／结束处相切”面板
在该面板中可以应用以下项目：
无：没有应用相切。
路径相切：扫描在起始处和终止处与路径相切。
方向向量：扫描与所选的直线边线或轴线相切，或与所选基准面的法线相切。使用时选择方向向量，然后单击边线、轴或基准面。
所有面：扫描在起始处和终止处与现有几何的相邻面相切。此选项只有在扫描附加于现有几何时才可以使用。
注意：扫描的相切选项与放样的相切选项相似。
要扫描生成曲面，可以采用下面的操作：
（1）根据需要建立基准面，并绘制扫描轮廓和扫描路径，如果需要沿引导线扫描曲面，还要绘制引导线。
（2）如果要沿引导线扫描曲面，需要在引导线与轮廓之间建立重合或穿透几何关系。
（3）单击“曲面”工具栏上的
（扫描曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲在”|“扫描”命令。
（4）在“曲面-扫描”PropertyManager设计树，单击
图标（最上面的）右侧的显示框，然后在图形区域中选择轮廓草图，则所选草图出现在该框中。
（5）单击
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择路径草图，则所选路径草图出现在该框中。此时在图形区域中可以预览扫描曲面的效果。
（6）在“方向／扭转类型”下拉列表框中，选择以下选项：随路径变化、保持法向不变、随路径和第一条引导线变化及随第一条和第二条引导线变化等确定扭转类型。
（7）如果需要沿引导线扫描曲面，则激活“引导线”栏，然后在图形区域中选择引导线。
（6）单击
（确定）按钮，即可生成扫描曲面，如图5-45所示。
5.3.5 放样曲面
放样曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，放样曲面是通过曲线之间进行过渡而生成曲面的方法。
图5-45 生成扫描曲面
放样曲面的属性是在如图5-46所示“曲面-放样”PropertyManager设计树中定义的，该设计树与前面介绍的“放样”设计树类似，下面就简单介绍如何对该PropertyManager设计树进行操作：
图5-46 “曲面-放样”设计树
（1）在“轮廓”面板中单击
（轮廓），然后在图形区域按想将其连接的顺序选择轮廓。离选择点最近的顶点用来连接轮廓。
（2）查看预览曲线
如果预览曲线不正确，可能是因为选取草图的顺序有错误。这时可以利用上移
或下移
按钮来重新安排轮廓。
如果预览的曲线指示将连接错误的顶点，单击该顶点所在的轮廓以取消选择，然后再单击以选取轮廓中的其他点。
如要清除所有选择重新开始，请在图形区域中单击鼠标右键，选取清除选择，然后再试一次。
“无”不应用相切。
“垂直于轮廓”放样在起始和终止处与轮廓的草图基准面垂直。
“方向向量”放样与所选的边线或轴相切，或与所选基准面的法线相切。
（4）如果使用引导线（“引导线”面板如图5-48所示），首先在图形区域选择引导线
，然后单击上移
或下移
按钮以改变使用引导线的顺序。
图5-47 “曲面-放样”设计树 图5-48 “引导线”面板
如果要放样曲面，可以采用下面的操作：
（1）在一个基准面上绘制放样别扭轮廓。
（2）建立另一个基准面，并在上面绘制另一个放样轮廓。这两个基准面不一定平行。
（3）如有必要还可以生成引导线来控制放样曲面的形状。
（4）单击“曲面”工具栏上的
（放样曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“放样曲面”命令。
（5）在“曲面-放样”PropertyManager设计树中，单击
图标右侧的显示框，然后在图形区域中按顺序选择轮廓草图，则所选草图出现的该框中，在右面的图形区域中显示生成的放样曲面。
（6）单击上移
按钮或下移
按钮来改变轮廓的顺序，此项操作只针对两个轮廓以上的放样特征。
（7）如果要在放样的开始和结束处控制相切，则设置“起始处／结束处相切”选项。
（6）如果要使用引导线控制放样曲面，在“引导线”一栏中单击
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择引导线。
（9）单击
（确定）按钮，即可完成放样，如图5-49所示。
图5-49 放样的生成
5.3.6 等距曲面
等距曲面的造型方法和特征造型中的对应方法相似，对于已经存在的曲面（不论是模型的轮廓面还是生成的曲面），都可以像等距曲线一样生成等距曲面。
如果要生成等距曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的
（等距曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“等距曲面”命令。此时会出现如图5-50所示的“等距曲面”PropertyManager设计树。
（2）在PropertyManager设计树中，单击
图标右侧的显示框。然后在右侧的图形区域选择在等距的模型面或生成的曲面。
（3）在“等距参数”栏中的微调框中指定等距曲面之间的距离。此时在右面的图形区域中显示等距曲面的效果。
图5-50 “等距曲面”设计树
（4）如果等距面的方向有误，单击反向按钮
，反转等距方向。
（5）单击
（确定）按钮。完成等距曲面的生成，如图5-51所示。
图5-51 等距曲面的生成
5.3.7 延展曲面
延伸曲面是指通过选择面的一条或多条边线来延伸曲面，或者选择整个面用于在其所有边线上相等的延伸整个曲面。
延伸曲面在拆模时最常用。当零件进行模塑，产生公母模之前，必须先生成模块与分模面，延展曲面就用来生成分模面。通常延伸区面有下面的4种方法：
按照给定的距离值延伸区面。
延伸曲面到给定的曲面或模型表面。
延伸曲面到给定模型的顶点。
通过延伸相切曲线延伸曲面。
要延展曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的
（延展曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“延展曲面”命令，此时会出现如图5-52所示的“延展曲面”PropertyManager设计树。
图5-52 “延展曲面”设计树
（2）在该设计树中，单击
图标右侧的显示框，然后在右面的图形区域中选择要延展的边线。
（3）单击“延展参数”栏中加的第一个显示框，然生在图形区域中选择模型面作为处展曲面方向，延展方向将平行于模型面。
（4）注意图形区域中的箭头方向（指示延展方向），如有错误，单击反向按钮
。
（5）在
图标右侧的微调框中指定曲面的宽度。
（6）如果希望曲面继续沿零件的切面延伸，选择“沿切面延伸”复选框。
（7）单击
（确定）按钮，完成曲面的延展，如图5-53所示。
图5-53 曲面的延展
5.4 曲面编辑
曲面是一种可以用来生成实体特征的几何体。可以用很多方式对曲面进行修改，比如可以将曲面延伸到某个己有的曲面，也可以缝合或延伸到指定的实体表面，也可以输入固定的延伸长度，或者直接拖动其红色箭头手柄，实时地将边界拖到新的位置等等。
值得一提的是，SolidWorks2006在对曲面的编辑修改，需要注意保持其相关性，如果其中一个曲面发生改变时，另一个也会同时相应改变。
对曲面的控制包括延伸曲面、圆角曲面、缝合曲面、中面、填充曲面、剪裁曲面、移动/复制实体、移动面、删除面、删除孔、替换面等。这里通过介绍一些常用的功能如延伸曲面等，在掌握其基本操作过程后，读者对于其它修改功能也能灵活运用。
5.4.1 缝合曲面
缝合曲面是将相连的两个或多个曲面连接成一体。缝合后的曲面不吸收用于生成他们的曲面。空间曲面经过剪裁、拉伸和圆角等操作后，可以自动缝合，而不需要进行缝合曲面操作。
缝合曲面最为实用的场合就是在CAM系统中，建立三维侧面铣削刀具路径。由于缝合曲面可以将两个或多个曲面组合成一个，刀具路径容易最佳化，减少多余的提刀动作。要缝合的曲面的边线必须相邻并且不重叠。
如果要将多个曲面缝合为一个曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的
（缝合曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“缝合曲面”命令，此时会出现如图5-54所示的“缝合曲面”PropertyManager设计树。
（2）在PropertyManager设计树中单击“选择”栏中
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择要缝合的面，所选项目列举在该显示框中。
图5-54 “缝合曲面”设计树
（3）单击
（确定）按钮，完成曲面的缝合工作。
缝合后的曲面外观没有任何变化，但是多个曲面已经可以作为一个实体来选择和操作了，如图5-55所示。
图5-55 曲面缝合工作
5.4.2 延伸曲面
延伸曲面可以在现有曲面的边缘，沿着切线方向，以直线或随曲面的弧度产生附加的曲面。
如果要延伸曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的
（延伸曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“延伸曲面”命令，此时会出现如图5-56所示的“延伸曲面”PropertyManager设计树。
图5-56 “延伸曲面”设计树
（2）在PropertyManager设计树中单击“拉伸的边线／面”栏中的第一个显示框，然后在右面的图形区域中选择曲面边线或曲面，此进被选项目出现在该显示框中。
（3）在如图5-57所示的“终止条件”面板中的单选按钮组中选择一种延伸结束条件。
“距离”：在
微调框中指定延伸曲面的距离。
“成形到某一在”：延伸曲面到图开区域中选择的面。
“成形到一点”：延伸曲面到图形区域中选择的某一点。
（4）在如图5-57所示的“延伸类型”面板的单选按钮组中，选择延伸类型。
图5-57 “终止条件”与“延伸类型”面板
“同一曲面”：沿曲面的几何体延伸曲面。
“线性”：沿边线相切于原来曲面来延伸曲面。
（5）单击
（确定）按钮，完成曲面的延伸。
如果在步骤（2）中选择的是曲面的边线，则系统会延伸这些国线形成的曲面；如果选择的是曲面，则曲面上所有的边一相等地延伸整个曲面。
使用同一曲面作为延伸类型来延伸边线的图形效果如图5-58左图所示，使用线性作为延伸类型来延伸边线的图形效果如图5-58右图所示。
图5-58 延伸曲面
5.4.3 剪裁曲面
剪裁曲面是指采用布尔运算的方法在一个曲面与另一个曲面、基准面或草图交叉处修剪曲面，或者将曲面与其他曲面联合使用作为相互修剪的工具。
剪裁曲面主要有两种方式，第一种是将两个曲面互相剪裁，第二种是以线性图元修剪曲面。
如果要剪裁曲面可以采用下面的操作：
（1）打开一个将要剪裁的曲面文件，如图5-59所示。
（2）单击“曲面”工具栏上的
（剪裁曲面）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“剪裁”命令，此时会出现如图5-60所示的“剪裁曲面”PropertyManager设计树。
图5-59 曲面文件 图5-60 “剪裁曲面”设计树
（2）在PropertyManager设计树中的“剪裁类型”单选按钮组中选择剪裁类型：
“标准”：使用曲面作为剪裁工具，在曲面相交处剪裁曲面。
“相互”：将两个曲面作为互相剪裁的工具。
（3）如果选择了“标准”，则在如图5-61所示的“选择”面板中单击“剪裁工具”项目中
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择一个曲面作为剪裁工具。
图5-61 “剪裁曲面”设计树
（4）单击“保留部分”项目中
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择曲面作为保留部分，所选项目会在对应的显示框中显示。
（5）如果选择了“相互”，则在如图5-62所示的“选择”面板中单击“剪裁曲面”项目中
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择作为剪裁曲面的至少两个相交曲面。
图5-62 “选择”面板
（6）单击“保留的部分”项目中
图标右侧的显示框，然后在图形区域中选择需要的区域作为保留部分（可以是多个部分），所选项目会在对应的显示框中显示。
（7）单击
按钮，完成曲面的剪裁，如图5-63所示。
保留部分 剪裁后效果
图5-63 曲面的剪裁
5.4.4 移动／复制曲面
移动／复制曲面是指在制定的坐标系中平移、旋转和复制曲面的操作。在SolidWorks 2006中移动／复制曲面与移动／复制实体的PropertyManager设计树相同，均以移动／复制实体命名，对曲面特征可以像对拉伸特征、旋转特征那样进行移动、复制、旋转等操作。
1．移动／复制曲面
如果要移动／复制曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的
（移动/复制）按钮，选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“移动／复制”命令，此时会出现如图5-64所示的“移动／复制实体”PropertyManager设计树。
图5-64 “移动／复制实体”设计树
提示：该设计树中的“配合方式”将在后面的装配体一章中进行介绍，其中“配合对齐”选项中：
（同向对齐）表示放置实体以使所选面的法向或轴向量指向相同方向；
（反向对齐）表示以所选面的法向或轴向量指向相反方向来放置实体。
（2）在PropertyManager设计树中单击
按钮，此时的设计树如图5-65所示。
图5-65 “移动／复制实体”设计树
（3）在“要移动／复制的实体”面板中
图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器设计树中选择要移动／复制的曲面。
（3）如果要复制曲面，则选择“复制”复选框，然后在
微调框中指定复制的数目。
（4）单击“平移”面板（如图5-66所示）中图标
右侧的显示框，然后右图形区域中选择一条边线来定义平移方向。或者在图形区域中选择两个顶点来定义曲面移动或复制体之间的方向和距离。
图5-66 “移动／复制实体”设计树
（5）也可以在
、
、
微调框中指定移动的距离或复制体之间的距离。此时右面的图形区域中可以预览曲面移动或复制的效果。
（6）单击
（确定）按钮，完在曲面的移动／复制，如图5-67所示。
图5-67 曲面的移动／复制
2．旋转／复制曲面
此外还可以旋转／复制曲面，如果要旋转／复制曲面可采用下面的操作步骤：
（1）选择菜单栏中的“插入”|“曲面”|“移动／复制”命令，此时会出现“移动／复制实体”PropertyManager设计树。
（2）在“移动／复制实体”PropertyManager设计树中单击“要移动／复制的曲面”栏中
图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器设计树中选择要旋转／复制的曲面。
（3）如果要复制曲面，则选择“复制”复选框，然后在
微调框中指定复制的数目。
（4）激活“旋转”面板，单击
图标右侧的显示框，在图形区域中选择一条边线定义旋转方向。
图5-68 “选装”面板
（5）或者在
、
、
、
微调框中指定原点中X轴、Y轴、Z轴方向移动的距离，然后在
、
、
微调框中指定曲面绕X、Y|Z轴旋转的角度，此时在右央的力学珙区域中可以预鉴曲面复制／旋转的效果。
（6）单击
（确定）按钮，完成曲面的旋转／复制，如图5-69所示。
图5-69 移动／复制实体
5.4.5 删除面
从实体删除面以便生成曲面，或者从曲面实体删除面。使用时可以从曲面实体中删除一个面，并能对实体中听面进行删除和自动修补。删除面有下面3种功能：
从曲面实体删除面。
从曲面实体或实体中删除一个面并自动对其进行修补。
从实体中删除一个或者多个面以便生成曲面。
要从“曲面”工具栏上的删除一个曲面，可以采用下面的操作：
（1）单击“曲面”工具栏上的（删除面）按钮
，或选择菜单栏中的“插入”|“面”|“删除”命令，此时会出现如图5-70所示的“删除面”PropertyManager设计树。
（2）在PropertyManager设计树中单击“选择”栏中
图标右侧的显示框，然后在图形区域或特征管理器中选择要删除的面。此时要删除的曲面在该显示框中显示。
图5-70 “删除面”设计树
（3）如果单击“删除”单选钮，将删除所选曲面；如果单击“删除和修补”单选钮，则在删除曲面的同时，对删除曲面后的曲面进行自动修补；如果单击“删除和填充”单选钮，则在删除曲面的同时，对删除曲面后的曲面进行自动填充。
（4）单击
（确定）按钮，完成曲面的删除，如图5-71所示。
图5-71 删除曲面
5.4.6 曲面切除
SolidWorks2006中可以利用曲面来生成对实体的切除。
（1）选择菜单栏中的“插入”|“切除”|“使用曲面”命令，此时出现如图5-72所示的“使用曲面切除”PropertyManager设计树。
（2）在图形区域或特征管理器中选择切除要使用的曲面，所选曲面出现在“曲面切除参数”栏的显示框中。
图5-72 “使用曲面切除”设计树
（3）图形区域中箭头指示实体切除的方向，如有必要，单击反向
按钮改变切除方向。
（4）单击
（确定）按钮，即可完成对实体进行的切除。
（5）使用
（剪裁曲面）工具，对曲面进行剪裁，得到实体切除效果如图5-73所示。
除了这几种常用的曲面编辑方法，还有圆角曲面、加厚曲面、填充曲面等多种编辑方法。它们的操作大多同特征的编辑类似，这里就不再一一赘述。
