三维线架模型和曲面基础 教研室主任（签名） 备课日期 年 月 日周 授课班级 授课日期 星期 周 Mastercam

第6章 三维线架模型的建立 6.1三维线架模型概述 6.2三维线架模型和曲面模型关系 6.2设置构图面、构图深度 6.3设置视角 第6章 三维线架模型的建立 6.1三维线架模型概述 6.2三维线架模型和曲面模型关系 6.2设置构图面、构图深度 6.3设置视角 Mastercam

6.1 三维造型概述 Mastercom 8中的三维造型可以分为线架造型、曲面造型以及实体造型三种，这三种造型生成的模型从不同角度来描述一个物体。它们各有侧重，各具特色。图a为线架模型，图b为曲面模型，图c为实体模型。 a) b) c) 三维造型示例 Mastercam

6.2 三维线架和曲面模型的关系 线架模型用来描述三维对象的轮廓及断面特征，它主要由点、直线、曲线等组成，不具有面和体的特征，但线架模型是曲面造型的基础。 曲面模型用来描述曲面的形状，一般是对线架模型经过进一步处理得到的。它显示零件的外形，它将占有一定的空间，能被编辑和上色，mastercam可以直接利用其作为加工的对象，来生成3D刀具路径，产生加工G代码。 Mastercam

6.2 设置构图面、视角及构图深度 6.2.1 设置构图面 6.2.2 设置视角 6.2.3 设置构图深度 6.2 设置构图面、视角及构图深度 进行三维造型时，需要对Cplane（构图面）、Gview（视角）及“Z”（构图深度）进行设置后，才能准确地绘制和观察三维图形，这三个选项均可在辅助菜单中选择。 6.2.1 设置构图面 6.2.2 设置视角 6.2.3 设置构图深度 Mastercam

6.2.1 设置构图面 1. 3D三维空间构图 2. Top俯（顶）视构图平面 6.2.1 设置构图面 1. 3D三维空间构图 在子菜单中选择该选项或在工具栏中单击按钮，可以将构图面设置为三维构图面，可以在三维空间内绘制图形，并允许在三维空间创建实体。这时选取点，可以同时确定该点的X、Y、Z坐标值。 2. Top俯（顶）视构图平面 在子菜单中选择该选项或在工具栏中单击按钮，可以将构图面设置为俯视平面图。这时选取点时，仅能确定该点的X、Y坐标值，Z坐标为设置后的构图深度值。 Mastercam

在子菜单中选择该选项或在工具栏中单击按钮，可以将构图面设置为前视平面。这时选取点时，仅能确定该点的X、Z坐标值，Y坐标为设置的构图深度值。 3. Front 前视构图平面 在子菜单中选择该选项或在工具栏中单击按钮，可以将构图面设置为前视平面。这时选取点时，仅能确定该点的X、Z坐标值，Y坐标为设置的构图深度值。 4. Side右（侧）视构图平面 在子菜单中选择或在工具栏中单击按钮，可以将构图面设置为右视平面。这时选取点，仅能确定该点的Y、Z坐标值，X坐标为设置的构图深度值。 Mastercam

5. Number构图面号码 选择该选项，可以在提示区输入定义平面的编号，系统将该编号对应的构图面作为当前构图面，其中1～8是系统默认的构图面号码：1—Top（俯视平面）；2—Front（前视平面）；3—Back（后视平面）；4—Bottom（仰视平面）；5—Right Side（右视平面）；6—Left Side（左视平面）；7—Isometric（等轴测平面）；8—Axonometric（轴测平面），当设置了8号以外的构图时，系统会自动地顺序分配一个对应的数字。 “构图面号码”输入框 Mastercam

6. Named构图面名称 7. Entity 选取对象定面 选择该选项，系统将打开“View Manager”（查看）对话框。“查看”对话框在“View list”列表框中列出了当前对象的所有构图面编号和名称，直接选取构图面的编号或名称，单击“OK”按钮，即可将该构图面置为当前构图面。 7. Entity 选取对象定面 选择该选项，可以通过绘图区已存在的几何对象来设置新的构图面。可以选择实体的一个面或几个面的几何对象来定义构图面，也可以选取相交（或延伸相交）的两条直线或3个点来定义构图面。 Mastercam

选择该选项，可以通过旋转当前构图面来创建新的构图面。 9. Normal法线定面 8. Rotate 旋转定面 选择该选项，可以通过旋转当前构图面来创建新的构图面。 9. Normal法线定面 选择该选项，可以通过设置构图面的法线来定义构图面。选取三维空间的一条直线后，新的构图面垂直于该直线。 10. =Gview等于构图视角 选择该选项，可以将构图平面设置为当前的视角平面。 Mastercam

6.2.2 设置视角 1. 自动旋转 在选择辅助菜单中的Gview选项后，按下键盘上的〈End〉键，绘图区中的几何图形和三维坐标轴将自动转动，直至按下〈Esc〉键，转动才会停止，系统将此时的视角设置为当前视角。 2. Top 俯视图 在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，系统将当前视角设置为俯视图。 Mastercam

在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，系统将当前视角设置为前视图。 4. Side侧视图 3. Front前视图 在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，系统将当前视角设置为前视图。 4. Side侧视图 在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，系统将当前视角设置为侧视图。 5. Isometric等角视图 在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，系统将当前视角设置为等角视图。 Mastercam

6. Dynamic动态视角 在子菜单中选择该选项或单击工具栏中的按钮，可以动态改变当前视角。操作步骤如下： (1) 从辅助菜单中选取Gview→Dynamic（视角→动态）命令。 (2) 主菜单区显示“点输入”菜单，输入要旋转的图形中心点。 (3) 采取下列方法之一，动态视角有四种方法来观察图形： 分别键入〈R〉 、〈S〉、 〈T〉、 〈F〉后，移动鼠标，图形将绕坐标轴旋转、缩小、平移、自由旋转。 (4) 当得到需要的视角后，单击鼠标左键，图形将静止不动。 Mastercam

选择该选项，系统将当前构图平面设置为当前的视角。 7. Mouse鼠标 该选项的功能与Dynamic选项功能相同。所不同的是选Dynamic选项时，在动态改变视角的过程中，图形也动态改变其显示；而选Mouse选项时，在动态改变视角的过程中，只是一个三维坐标轴随视角变化而改变其显示。 8. =Cplane等于构图面 选择该选项，系统将当前构图平面设置为当前的视角。 Mastercam

6.2.3 设置构图深度 选择辅助菜单中的“Z”选项，可用来改变当前的构图深度。单击辅助菜单“Z”选项后，提示栏显示“Select point for new construction depth”（选取一个点设置新的构图深度）。这时在主菜单区显示出“Point Entry”（点输入）菜单，在绘图区选取一点，系统利用该点来定义当前的构图深度，即当前的构图面为平行于原构图面且通过该点的平面。 选择辅助菜单中的“Z”选项后，也可以使用键盘直接输入数值来定义构图深度，这时当前构图面与过原点的构图面的距离为输入值。 Mastercam

6.3 线架模型 通常构建曲面时，先要绘制线架模型，线架模型是构建曲面模型的基础。下面将通过几个练习说明线架模型的绘制方法： 6.3 线架模型 通常构建曲面时，先要绘制线架模型，线架模型是构建曲面模型的基础。下面将通过几个练习说明线架模型的绘制方法： 练习一：绘制如图a所示的线架模型图，图b为此线架模型构建的举升曲面。 b) 线架模型练习一 Mastercam

操作步骤如下： (1) 绘制矩形，在主菜单中选取File→New（文件→新文件）命令。其设置如下： Gview（视角）：Top（俯视图）；Cplane（构面图）自动设置为Top（俯视图）；构图深度Z：0。 (2) 在主菜单中选择Create→Rectangle→ 1Point（绘图→矩形→一点法）命令。然后键盘输入：Width（矩形宽度）：80；Height（矩形高度）：66；选取矩形中心点：0,0。 (3) 绘制三个圆。在主菜单区依次选择Create→are →Circ pt+dia（绘图→圆弧→中心直径圆）命令。 绘制圆C1：深度Z为25；圆心为0,0；直径为60。 绘制圆C2：深度Z为15；圆心为0,0；直径为40。 绘制圆C3：深度Z为40；圆心为0,0；直径为30。 (4) 系统绘制出图形。 Mastercam

练习二：绘制如图a所示的线架模型图，图b为此线架模型构建的曲面模型。 线架模型练习二 Mastercam

(1) 绘制两矩形，在主菜单中选取File→New（文件→新文件）命令，其设置：视角为俯视图；构图面为俯视图；构图深度“Z”为20。 (2) 在主菜单中选取Create→Rectangle→1Point（绘图→矩形→一点法）命令。打开“矩形一点法”对话框，设置如下： 绘制矩形P1：矩形中心点为0,0；Width（宽度）为100；Height（高度）为150。 绘制矩形P2：构图深度为-20；矩形中心点为0,0；宽度为100；高度为150。 (3) 绘制四棱柱。设置Plane（构图面）为3D（三维构图平面），在主菜单中选择Create→Line→ Endpoints（绘图→直线→端点）命令，捕捉绘图区中的P1，P2点，连接这两个端点，使用同样方法连接其他对应端点。 Mastercam

(4) 绘制左侧面小圆弧。设置Cplane（构图面）为Side（侧视图）。选择构图深度“Z”选项，然后单击P4点，构图深度“Z”应为-50。将构图平面设置在与当前构图平面平行，且通过P1点的平面上。在主菜单中选取Create→Arc→Endpoints（绘图→圆弧→端点）命令，然后单击P3和P4点（其中P3是P2P4线段的中点），并输入半径65，选取所需要的圆弧。用同样方法绘制出P2P3段圆弧。 (5) 绘制右侧面大圆弧。单击构图深度“Z”选项，然后单击P5点，此时构图深度“Z”为50，在主菜单中选取Create→Arc→Endpoint命令，分别捕捉绘图区中P5，P6点，并输入半径130，选取所需要的圆弧部分。 Mastercam

a) b) c) 绘制线架模型练习二示例 Mastercam

(6) 绘制前面圆弧。改变构图平面，将Cplane（构图平面）设置为Front（前视图）选择构图深度“Z”，单击P7点（直线P1P6的中点），“Z”值显示为75。在主菜单中选取Create→Line →Endpoints命令，绘制出直线P7P8。 然后在主菜单中选取Create→Arc→ Endpoint命令。单击P2和P9点（其中P9是直线P7P8的中点），并输入半径50，选取所需要的圆弧。 (7) 同样方法绘制P9、P6段圆弧。 (8) 删除图中的辅助线。 Mastercam

练习三：绘制图a所示的线架模型图，图b为由此线架模型图生成的昆氏曲面。 线架模型练习三 Mastercam

(1) 绘制六边形D1、D2、D3和顶点P，设置：构图面为俯视图；视角为俯视图；构图深度“Z”为0。 操作步骤如下： (1) 绘制六边形D1、D2、D3和顶点P，设置：构图面为俯视图；视角为俯视图；构图深度“Z”为0。 (2) 绘制六边形D1。在主菜单中选取Create →Next menu→Polygon（绘图→下一页→多边形）命令。打开“多边形”对话框，其设置如下：Number of sides（边数）：6，Radius（半径）：30，Rotation（旋转角度）：0。 选中Measure radius to corner（外接圆）复选框。 单击“OK”按钮，选取Center pt（中心点）：0,0。可以得到六边形D1。 (3) 绘制六边形D2，改变的设置有： 构图深度“Z”：10；Radius（半径）：20；输入中心点(0,0)。 Mastercam

a) b) c) 线架模型练习三示例 Mastercam

(4) 绘制六边形D3，改变的设置有： 构图深度“Z”：20；半径：10；输入中心点(0,0)。 (5) 绘制顶点P1。 在主菜单中选取Create→point→Position（绘图→点→位置）命令。 构图深度“Z”：25；输入点坐标(0,0)。 (6) 连接各六边形角点。设置如下： Cplane（构图面）：3D（三维空间）；Gview（视角）：Top（俯视图）。 在主菜单中选取Create→Line→Endpoints（绘图→直线→端点）命令。依次连接各角顶点连线。 Mastercam

练习四：绘制图b中牵引曲面的线架模型，如图a所示。 线架模型练习四 Mastercam

操作步骤如下： (1) 设置：视角为侧视图、构图面自动设置为侧视图。 (2) 在主菜单中选取Create→Line→Polar（绘图→直线→极坐标）命令。选择原点为直线的一个端点，角度为10，长度为50，系统绘制出直线L1。 (3) 选取直线L1端点P1为端点，指定角度为75，长度为50，系统绘制出直线L2。 (4) 选取直线L2端点P2为端点，指定角度为15，长度为50，系统绘制出直线L3。按〈Esc〉键返回“Line”子菜单。 (5) 在主菜单中选取Modify→Fillet（修整→倒圆角）命令，半径值设置为10。 (6) 分别选取直线L1和L2，L2和L3后，绘出倒圆角。 Mastercam

a) b) 线架模型练习四示例 Mastercam

练习五：绘制图b中扫描曲面的线架模型，如图a所示。 a) b) 线架模型练习五 Mastercam

(1) 绘制直线L1和L2，如图5-20a所示，设置如下：构图面为俯视图；视角为俯视图；构图深度“Z”为0。 操作步骤如下： (1) 绘制直线L1和L2，如图5-20a所示，设置如下：构图面为俯视图；视角为俯视图；构图深度“Z”为0。 (2) 在主菜单中选取Create→Line→Polar（绘图→直线→极坐标）命令。 绘制直线L1：直线端点P1坐标为(0,0)；极坐标角度为135；直线长度为40。 绘制直线L2：直线端点为L1的另一端点P2；极坐标角度为45；直线长度为40。 (3) 修整相切圆弧R10。在主菜单中选取Modify→ Fillet→Radius（修整→倒圆角→半径）命令，输入半径10，选取直线L1和L2。 Mastercam

a) b) 绘制直线和相切弧示例 a) b) c) 绘制圆弧示例 Mastercam

(4) 构建经过P1点且以直线为法线的构图平面。在辅助菜单选取Cplane命令，在主菜单中选取Normal（法线）选项，靠近P1点选取直线L1，可以在主菜单中选取Next选项，来改变绘图区显示的坐标系正方向，在主菜单中选取Save（保存）选项，辅助菜单显示为Cplane：9，构图平面9完成。 (5) 将构图平面9设置为当前构图平面。在辅助菜单选取Gview命令，在主菜单中选取Number（构图面号码）选项，在输入框中键入9，按〈Enter〉键，完成设置。 (6) 绘制圆弧A。在主菜单中选取Create→Arc→ Polar（绘图→圆弧→极坐标）命令，输入圆心坐标为0,0；圆半径为15；Initial angle（起始角度）为0；Final angle（终止角度）为180，完成线架模型。 Mastercam