第5章　掃描類零件的建模

5.1　掃描命令簡(jiǎn)介

掃描功能是使用一個(gè)截面沿一條或多條軌跡掃描出所需的實(shí)體、曲面或薄殼的建模方法。創(chuàng)建掃描特征需要?jiǎng)?chuàng)建兩類草圖特征：掃描軌跡和掃描截面。掃描軌跡可以有多條，可指定現(xiàn)有的曲線、邊，也可進(jìn)入草繪模式繪制軌跡。掃描截面包括恒定截面和可變截面兩種。

圖5.1.1所示為利用一個(gè)截面及多條軌跡（見圖5.1.2）創(chuàng)建的一個(gè)變截面掃描特征。掃描時(shí)掃描截面垂直于原點(diǎn)軌跡即圖中直線，截面上各頂點(diǎn)受三條軌跡驅(qū)動(dòng)，最后截面縮成一個(gè)點(diǎn)，掃描完成。

1．【掃描】操控板

單擊功能區(qū)【模型】選項(xiàng)卡【形狀】區(qū)域中的【掃描】按鈕，界面頂部彈出【掃描】操控板，如圖5.1.3所示。

2．【參考】下滑面板

單擊【掃描】操控板上的【參考】按鈕，彈出【參考】下滑面板，如圖5.1.4所示。在該面板指定掃描軌跡的類型及掃描截面的控制方向。

1）掃描軌跡

（1）軌跡的類型。

●　原點(diǎn)軌跡：在掃描的過(guò)程中，截面的原點(diǎn)永遠(yuǎn)落在此軌跡上，創(chuàng)建掃描特征時(shí)必須選擇一條原點(diǎn)軌跡。

●　鏈軌跡：掃描過(guò)程中截面頂點(diǎn)參考的軌跡，用于變截面掃描。可以有多條，其中一條可以是截面X方向上的控制軌跡。

（2）字母選項(xiàng)含義。

●　【X】選項(xiàng)：該軌跡作為X方向上的控制軌跡。

●　【N】選項(xiàng)：該軌跡作為法向軌跡，掃描截面與該軌跡垂直。

●　【T】選項(xiàng)：切向參考。

2）掃描截平面控制

掃描截平面控制就是在掃描過(guò)程中對(duì)掃描截面的X方向和Z方向進(jìn)行選擇和控制。Z方向控制有三種：垂直于軌跡、垂直于投影和恒定法向，如圖5.1.5所示。

（1）【垂直于軌跡】選項(xiàng)：在掃描過(guò)程中，掃描截面始終垂直于指定的軌跡，系統(tǒng)默認(rèn)是垂直于原點(diǎn)軌跡。選擇方法是：在【截平面控制】下拉列表框中，選擇【垂直于軌跡】選項(xiàng)，回到【軌跡】選項(xiàng)框中，在對(duì)應(yīng)的軌跡右側(cè)勾選【N】列復(fù)選框。

選擇了【垂直于軌跡】后，會(huì)出現(xiàn)【水平/豎直控制】選項(xiàng)。這個(gè)選項(xiàng)用于控制截面的X方向，有兩個(gè)選擇，如圖5.1.6所示。

●　【X軌跡】選項(xiàng)：選擇一條軌跡作為X向軌跡。【X軌跡】的幾何意義是：掃描過(guò)程中，以原點(diǎn)軌跡上的點(diǎn)與X向軌跡上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線作為X軸。X軸確定了，草繪平面的Y軸自然也就確定了，整個(gè)草繪平面也就被完全控制了。

●　【自動(dòng)】選項(xiàng)：系統(tǒng)自動(dòng)選擇X軸方向。

（2）【垂直于投影】選項(xiàng)：掃描過(guò)程中掃描截平面始終與軌跡在某個(gè)平面的投影垂直。當(dāng)選取該選項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)要求選取一個(gè)平面、軸、坐標(biāo)系軸或直圖元來(lái)定義軌跡的投影方向。

（3）【恒定法向】選項(xiàng)：掃描過(guò)程中截平面的Z方向總是指向某一個(gè)方向。選取該選項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)要求選取一個(gè)平面、軸、坐標(biāo)軸或直圖元來(lái)定義法向，且截平面的繪圖原點(diǎn)落在原點(diǎn)軌跡上。

3．掃描軌跡及掃描截面的要求

1）掃描軌跡的要求

（1）掃描軌跡草圖圖元可封閉也可開放，但不能有交錯(cuò)情形。

（2）掃描軌跡可以是草繪的直線、圓弧、曲線或者三者的組合，也可以是已存在的基準(zhǔn)曲線、模型邊界。

（3）截面草圖與軌跡截面之間的比例要恰當(dāng)。比例不恰當(dāng)通常會(huì)導(dǎo)致特征創(chuàng)建失敗。若掃描軌跡有圓弧線或是以樣條曲線定義的，其最小的半徑值與草圖的比例不可太小，否則截面在掃描時(shí)會(huì)自我交錯(cuò)，無(wú)法計(jì)算特征。

2）掃描截面的要求

（1）掃描截面草圖各圖元可并行、嵌套，但不可自我交錯(cuò)。

（2）掃描實(shí)體時(shí)掃描截面必須封閉，掃描曲面和薄殼時(shí)掃描截面可開放也可封閉。

（3）系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將截面草圖的繪圖平面定義為掃描軌跡的法向，并通過(guò)掃描軌跡的起點(diǎn)。

4．變截面掃描特征

變截面掃描特征的外形首先取決于掃描截面的形狀，其次是掃描截面中各圖元與軌跡之間的約束。掃描截面的變化可以通過(guò)其他軌跡控制，也可以利用關(guān)系式或基準(zhǔn)圖形控制。

1）使用關(guān)系式搭配軌跡參數(shù)trajpar

軌跡參數(shù)trajpar是變截面掃描特征的一個(gè)特有參數(shù)。軌跡參數(shù)實(shí)際上是掃描過(guò)程中掃描截面與原點(diǎn)軌跡的交點(diǎn)到掃描起點(diǎn)的距離占整個(gè)原點(diǎn)軌跡的比例值，其數(shù)值為0~1。用軌跡參數(shù)trajpar可以控制大小漸變、螺旋變化以及循環(huán)變化，從而可以得到各種各樣的截面形狀。

2）使用基準(zhǔn)圖形的方式來(lái)控制截面的變化

單擊功能區(qū)【模型】選項(xiàng)卡中的【基準(zhǔn)】按鈕，在彈出的下滑面板中選擇選項(xiàng)。在彈出的草繪環(huán)境中，單擊功能區(qū)【基準(zhǔn)】區(qū)域中的【坐標(biāo)系】按鈕，在圖形區(qū)合適位置單擊建立坐標(biāo)系，再繪制所需的二維圖形。掃描過(guò)程中，X的坐標(biāo)是變化的，X軸起點(diǎn)代表掃描起始點(diǎn)，而X軸終點(diǎn)代表掃描結(jié)束點(diǎn)。Y值按二維曲線變化，讓掃描截面某個(gè)尺寸（相當(dāng)于Y值）按規(guī)律變化，可使用下列關(guān)系式來(lái)控制：

在該關(guān)系式中，sd#代表欲變化尺寸的符號(hào)，graph_name為基準(zhǔn)圖形的名稱，x_value代表掃描的行程，而evalgraph是用于計(jì)算基準(zhǔn)圖形的橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)值的函數(shù)。關(guān)系式的含義是由基準(zhǔn)圖形求得對(duì)應(yīng)于x_value的Y值，然后指定給參數(shù)sd#。

5．掃描屬性

單擊【掃描】操控板上的【選項(xiàng)】按鈕，彈出【選項(xiàng)】下滑面板，如圖5.1.7所示。

（1）掃描實(shí)體或薄殼時(shí)，【選項(xiàng)】下滑面板中的【合并端】復(fù)選框?yàn)榭蛇x項(xiàng)，未勾選則認(rèn)為是自由端，合并端和自由端的特性如下。

●　合并端：系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算掃出幾何延伸并和已有的實(shí)體進(jìn)行合并，從而消除掃出幾何和已有幾何之間的間隙，勾選【合并端】復(fù)選框的效果如圖5.1.8所示。

●　自由端：掃描命令在端部不做任何特殊處理，幾何和已有幾何之間產(chǎn)生間隙，未勾選【合并端】復(fù)選框的效果如圖5.1.9所示。

（2）掃描曲面時(shí)，【選項(xiàng)】下滑面板中的【封閉端】復(fù)選框?yàn)榭蛇x項(xiàng)，未勾選則認(rèn)為是開放端，封閉端和開放端的特性如下。

●　封閉端：掃描的曲面端部封閉，如圖5.1.10所示。

●　開放端：掃描的曲面端部開放，如圖5.1.11所示。