昆氏曲面

昆氏曲面

昆氏曲面英文coons曲面,是基於四邊形面片的一種曲面構造方法。首先要理解引導方向綴面數和截斷方向綴面數的意思(相互垂直的方向)。從引導方向上順延過去,有幾個面,那么綴面數就是多少;截斷方向綴面數也一樣。譬如一個四面片,那么從任何一個方向的綴面數都是1。如果兩個四面片相接,那么一個方向的綴面數是2,另外一個是1。如果是一個“田”字型的4個四邊形面片組成的,那么引導和截斷方向綴面數都是2。在連線的時候先連引導方向的線,每次都是一個四邊形面片的一邊,注意看提示。如果特殊的,譬如三角面片,那就把點重複。

理論

昆氏曲面是由熔接4個邊界曲線生成的許多個曲面片組成的。有兩種選取串連的方式用 來定義曲面的曲面片:自動串連方式和手動串連方式。

自動串連方式用3條邊界曲線來定義曲面片;這3條邊界曲線分別是兩個左上角的曲線 和一個右下角的曲線。最小的分枝角度供系統用來分析要串連的邊界曲線。當邊界曲線的相 交角度大於最小分枝角度,系統不能串連該邊界曲線。

串連方式

(l)在主選單中順序選擇Create→Surface→Coons。

(2)系統彈出的 Automatic Coons Chaining對話框,單擊Yes按鈕。

(3)若要改變最小分枝角,則選擇Angle選項輸入最小分枝角。

(4)選取左上角兩條相交的邊界曲線。

(5)選取右下角的一條邊界曲線。

(6)設定 Coons子選單中的相應參數後選擇 Do it選項。

(7)系統繪製出昆氏曲面,按Esc鍵可返回Surface子選單。

注意:

選取的邊界曲線及選取邊界曲線時選取點的位置都將影響自動串連 操作是否能夠成功。選取的前兩個邊界曲線必須交於一個角點,選取點應儘量靠近該角點;選 取的第3條邊界曲線應為交於對角點的兩條邊界曲線中的一條,

Coons surface子選單中的 Blending選項用來設定產生昆氏曲面時的熔接方式,可以設定為 L、P、C或S。設定為L時為線性(Linear)熔接,當曲面是非常平直的時候選用該選項;設定為P 時為拋物線(Parabolic)熔接,當曲面有較大的曲率的時候選用該選項;設定為C時為三次式曲 線(Cubic)熔接,當曲面有較大的曲率的時候選用該選項;設定為S時為三次式曲線配合斜率 ( Cubic with Slope Matching),用於當拋物線或三次式曲線在曲面上產生平點的時候。

手動串連

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,下面 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,這兩條邊界曲線中一條設定為引導方向,另一條設定為切割方向。 接著要確定順(引導)方向和交(切割)方向的曲面片數。引導方向的曲面片數為交(切割)方向的邊界曲線數減 l,截面方向的曲面片數為引導方向的邊界曲線數減1。

綴面數的計算:

銑削方向綴面數 = (銑削)引導方向外形線數-1

截面方向綴面數 = 截面方向外形線數-1

綴面總數 = 銑削方向綴面數×截面方向綴面數

注意:

封閉式外形第一個外形和最後一個外形相連線,開放式外形第一個外形和最後一個外形不連線。

對於封閉的多單位昆氏曲面:切削方向的綴面數目=切削方向外形數目;

截面方向的數目=截面方向外形數目-1;

最後要確定邊界曲線的選取順序。首先沿引導(橫向)方向依次選取第一條引導方向邊界的各邊界曲線,接著依次選取第二條引導方向邊 界到最後一條邊界的各邊界曲線。選擇完引導方向的邊界曲線後,選取截面(縱向)方向的邊界曲線.選擇方法與截面方向相同。注意在選取邊界曲線時,其串連方向應與引導方向或截面方向一致。

有時候會遇到外形封閉的邊界。實際上如何將該外形在起始點處分開,即將曲面邊界中的一條線看作為兩條曲面邊界線段,則該外形與前面介紹的外形可以看成是相同的。實際上在 Mastercam系統中,在計算曲面片也是按此方式處理的。所以在選取引導方向邊界曲線時,第一 條引導方向邊界的各邊界曲線需在開始和結束時選擇兩次。

補充: 當選取曲面的線段時,如果,該曲面的綴面是由一個單獨的線段組成.就用"單體"來選取線段,如果綴面是由幾段線段組成時,就用"部分串聯"來選取線段,部分串聯的只能是選取兩次來確定綴面的形狀,也就是說,當一個綴面由三條以上的線段組成時,用部分串聯的時,先選取第一條線段,再選取最後一條線段,還有記得是,一個綴面有時,可以是由一點或兩點組成,有時是由一點加一條線段或圓狐組成。有時,也由兩點加一條圓狐組成,具體要根據你所要生成的曲面也區別。記得一點,引導方向或是截面方面每一個邊界的綴面數必須是相等。

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