关于MasterCAM典型昆氏曲面构建方法的解析

昆氏曲面就是由空间四个图素构成的一个单元的网格曲面如图1所示。昆氏曲面有两种模式, 一种是开放模式, 开放模式的第一个引导方向外形和最后一个引导方向外形不连接如图1所示。另一种是封闭模式, 封闭模式的第一个引导方向外形和最后一个引导方向外形相连接如图2所示。昆氏曲面的结构主要有这两种模式, 构成昆氏曲面的图素可以是点、线、曲线、边界, 由多个一单元的网格曲面按行列式排列组成的曲面称为高级昆氏曲面如图2所示。

1 典型昆氏曲面构建方法

昆氏曲面的构建有两种方式, 分别是自动串联方式和手动串联方式, 对于大多数类型的昆氏曲面需要使用手动串联方式构建, 下面对几种典型昆氏曲面的构建方法, 以实例形式进行解析。

1.1 采用自动串联方式构建昆氏曲面

第一种典型昆氏曲面, 这种类型昆氏曲面采用自动串联方式构建, 这类型昆氏曲面的结构特点是由两对平行或近似平行的曲线组成, 其构建步骤如以下几点。

(1) 用M a st e r C A M开启文档, 绘制线架。

(2) 选择【主功能表】—【绘图】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3) 提示是否使用自动串联方式构建昆氏曲面?选择Y。

(4) 提示请选择在左上角相交的两曲线, 靠近A点位置选择AB和AD曲线。

(5) 提示请选取右下角的任意曲线, 靠近C点位置选择BC曲线。

(6) 按执行得到如图3所示的曲面。

1.2 手动串联方式构建一个单元网格或者多个单元网格的昆氏曲面

手动串连方式是一个繁杂的过程。定义昆氏曲面的外形也是一件相当繁杂的工作, 通过选取曲面边界来介绍手动串连方式中应注意的事项。首先是选择C点起始点, 通常选择一个角点作为起始点。同时, 起始点应为两条边界曲线的交点, 这两条边界曲线中CD设置为引导方向外形, CB设置为截面方向外形。

网格数的计算:

引导方向缀面数=引导方向外形数-1=2-1=1。

截面方向缀面数=截面方向外形数-1=2-1=1。

总网格数=引导方向缀面数×截面方向缀面数=1×1=1。

注意:封闭模式的第一个引导方向外形和最后一个引导方向外形相连接, 开放模式的第一个引导方向外形和最后一个引导方向外形不连接。对于封闭模式的多单位网格的昆氏曲面:引导方向的缀面数目=引导方向外形数目, 截面方向缀面数=截面方向外形数目-1。

(1) 用手动串联方式构建的一个单元网格的昆氏曲面, 这类昆氏曲面是开放模式, 如以下几点。这类型昆氏曲面构建步骤如下。

(1) 用MasterCAM开启文档, 绘制线架。

(2) 选择【主功能表】—【绘图】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3) 提示是否使用自动串联来建立昆氏曲面?选择N。

网格数的计算:

引导方向缀面数=引导方向外形数-1=2-1=1。

截面方向缀面数=截面方向外形数-1=2-1=1。

网格总数=引导方向缀面数×截面方向缀面数=1×1=1。

(4) 采用单体选择模式选择AC、BC曲线为引导方向图素, 要注意选择两条曲线的位置和箭头的方向要一致。

(5) 采用单体选择模式选择AC曲线为截断方向图素, 更改选择模式为单点, 选择C点为截断方向图素。

(6) 连结完毕, 选择执行, 完成一个单元网格的昆氏曲面构建如图4所示。

(2) 用手动串联方式构建封闭模式多个单元网格的昆氏曲面, 其构建步骤如以下几点。

(1) 用MasterCAM开启文档, 绘制线架。

(2) 选择【主功能表】—【绘图】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3) 提示是否使用自动串联来建立昆氏曲面?选择N。

网格数的计算:

引导方向缀面数=引导方向外形线数=4。

截面方向缀面数=截面方向外形线数-1=2-1=1。

网格总数=引导方向缀面数×截面方向缀面数=4×1=4。

(4) 采用单体选择模式分别选择AB、BC、CD、DA为引导方向图素, 更改选择模式为点, 分别四次选择E点为引导方向图素, 引导方向选择结束。

(5) 采用单体选择模式分别选择AE、BE、CE、DE为截断方向图素, 再次AE为截面方向图素, 截面方向选择结束。

(6) 选择执行, 完成一个封闭多单元网格的昆氏曲面构建如图5所示。

(3) 用手动串联方式构建开放模式多单元网格的昆氏曲面, 其构建步骤如下:

(1) 用MasterCAM开启文档, 绘制如图-6的线架。

(2) 选择【主功能表】—【绘图】—【曲面】—【昆氏曲面】。

(3) 提示是否使用自动串联来建立昆氏曲面?选择N。

网格数的计算:

引导方向缀面数=引导方向外形线数-1=3-1=2。

截面方向缀面数=截面方向外形线数-1=3-1=2。

网格总数=引导方向缀面数×截面方向缀面数=2×2=4。

(4) 采用区段选择模式分别选择AB、BC、DE、EF、GI、IJ为引导方向图素, 引导方向选择结束, 注意在选择每个引导方向图素时, 选择图素的位置和方向要一致。

(5) 采用区段选择模式分别选择AD、DG、BE、EI、CF、FJ为截断方向图素, 截断方向选择结束, 注意在选择每个截断方向图素时, 选择图素的位置和方向要一致。

(6) 选择执行, 完成多个单元网格开放模式昆氏曲面的构建如图6所示。

2 结语

昆氏曲面的类型很多, 归纳起来主要有四种类型, 在构建昆氏曲面时, 注意绘制线架时曲线不能重叠, 定义好引导方向和截面方向, 正确的计算出昆氏曲面的网格数, 在选择时能够灵活的采用不同的选择模式对图素进行选择, 选择时要注意同种类型方向图素选择的位置和箭头方向要保持一致, 在实际应用中掌握好以上这几点, 那么就可以构建出理想的昆氏曲面。

摘要：MasterCAM中曲面构建方法主要有举升曲面、昆氏曲面、直纹曲面、旋转曲面、扫描曲面、牵引曲面, 在实际应用中会经常遇到复杂曲面的构建问题, 由于复杂曲面的边界很不规则, 复杂曲面采用昆氏曲面构建是最为常用的方法。由于昆氏曲面构建极其复杂, 步骤繁琐, 又有许多的参数设定和限制, 昆氏曲面的构建是最难掌握的, 本文以实例形式对几种典型昆氏曲面的构建方法进行解析, 以便更好的理解和掌握昆氏曲面的构建方法和技巧。

关键词：昆氏曲面,引导方向,截面方向,网格数,构建方法