汽车轮毂曲面造型－北京精雕

轮毂

知识要点：旋转曲面、曲线投影、线面裁剪、直纹面等。

图8-1 轮毂渲染图

图8-2 轮毂的轮廓截面曲线图

图8-3 轮毂的凹槽及圆孔的构造曲线图

新建图层

• 在图层管理器中新建三个图层，名称分别为Top、Front、及Surface层；
  

绘制曲线

• 1) 设定Front层为当前绘图层；根据图8-2，在前视绘图XOZ面，Y=0平面内绘制轮毂的轮廓曲线，如图8-4所示，并将它们组合为两条组合曲线；
  

图8-4 前视绘图面XOZ内绘制的轮毂的轮廓曲线

• 2) 设定Top层为当前绘图层，在俯视绘图XOY面，Z=0平面内绘制生成轮框上的六个圆孔的六个圆，如图8-5所示；
  

• 3) 在俯视绘图XOY面，Z=30平面内绘制凹槽的两个外形，如图8-6所示；这两个外形曲线将被投影到轮框的两个曲面上，然后由这两条投影曲线生成凹槽曲面；
  

        

图8-5 俯视绘图XOY面Z=0平面内绘制的圆   图8-6 俯视绘图面Z=30内绘制凹槽的两条外形曲线

• 4) 在轴侧视图下观察绘制好的线架曲线，如图8-7所示；
  

图8-7  轴侧视图下绘制好的线架曲线图
构造曲面

• 1) 设定Surface层为当前绘图层；
  

• 2) 旋转曲面：选择图8-4所示的轮毂的两条轮廓组合曲线，旋转轴为世界坐标系Z轴正向，旋转角度为(0~60)，结果如图8-8所示；
  

• 3) 曲线投影：选择俯视绘图面内的凹槽外形曲线1，将其沿Z轴负方向投影至轮框的顶部曲面，绘制→投影到面，投影结果如图8-9所示；
  

• 4) 投影裁剪：用得到的投影曲线裁剪轮框顶部曲面，裁剪类型为投影裁剪，裁剪结果如图8-10所示；
  

      

          图8-8 旋转曲面                    图8-9 将凹槽外形曲线1投影至轮框的顶部曲面

图8-10 用得到的投影曲线裁剪轮框顶部曲面结果

• 5) 曲线投影：将俯视绘图面内的凹槽外形曲线2向轮框的底部曲面沿Z轴负方向投影，投影结果如图8-11所示；
  

• 6) 投影裁剪：用得到的投影曲线裁剪轮框的底部曲面，裁剪类型为投影裁剪，裁剪结果如图8-12；
  

        

图8-11将凹槽外形曲线2投影到轮框的底部曲面    图8-12用得到的投影曲线裁剪轮框的底部曲面

• 7) 直纹面生成凹槽曲面：将顶面和底面的投影曲线进行组合来作为直纹面的两截面曲线，注意组合时采用限制串链的方式来保证两条组合曲线起点一致。生成的凹槽面如图8-13所示；
  

图8-13 直纹面构造凹槽曲面

• 8) 两面倒角：凹槽曲面与轮框的顶面倒圆角，倒角半径R=1，结果如图8-14所示；
  

• 9) 两组面倒角：凹槽曲面与轮框的两个底面倒圆角，倒角半径R=1结果如图8-15；
  

  

图8-14 凹槽曲面与轮框的顶面倒圆角         图8-15  凹槽曲面与轮框的两个底面倒圆角

• 10) 3D旋转变换：选择所有曲面进行变换，旋转轴为世界坐标系Z轴正向，选择“保留原始图形”选项，旋转数目为5，旋转角度为60度，结果如图8-16所示；
  

• 11) 线面裁剪：选择俯视绘图面中的六个小圆来裁剪轮框顶部曲面，裁剪类型为投影裁剪，投影方向矢量为(0,0,1)，结果如图8-17所示；
  

   

      图8-16  3D旋转变换后结果         图8-17用俯视绘图面中的六个小圆裁剪轮框顶部曲面

要点说明

• （1）完成后的曲面模型可参考范例文件“轮毂.jdp”；
  

• （2）根据模型线架曲线或曲面的特征，常采用3D旋转变换来实现曲线或曲面的圆型阵列（本例中轮框部分曲面的制作）。图8-18(a) 为采用3D旋转变换制作水龙头把手部分曲面；图8-18(b)为采用3D旋转变换制作玩具车车轮曲面模型；
  

(a)  3D旋转变换构造水龙头把手曲面

file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsE736.tmp.png                

(b) 3D旋转变换构造玩具车车轮曲面

图8-18 3D旋转变换

• （3）本例中凹槽曲面的生成方法为生成凹陷类或凸起类曲面的另外一种方法，与前面所讲的“交错法”生成凹陷/凸起类曲面的方法不同，其基本思路为（以凹槽构造为例）：
  

a) 造在不同深度处的两张曲面，即凹槽的底面和凹槽的开口处曲面, 如图8-19(a)；通常可根据情况分别有以下二种构造方法：

• ① 构造这两张曲面（本例中就采用这种方法）；
  

• ② 对一个曲面进行等距或平移等变换操作，来得到另外一张曲面（这种方法经常用在上下落差不大的情况下使用）；
  

b) 这两张曲面上构造凹槽的开口部分截面曲线和底部截面曲线（根据情况，可对凹槽底面和开口曲面进行裁剪），如图8-19(b)；

c) 据这两条截面曲线及其它曲线，利用直纹面、蒙皮面、扫掠面或其它曲面构造方式生成凹槽部分的侧面，如图8-19(c)；

d) 据需要进行凹槽侧面与底面和开口曲面之间的光滑圆角过渡，如图8-19(d)。

        

(a) 构造凹槽底面和开口面             (b) 构造凹槽开口部分和底部截面曲线

               

(c) 扫掠面生成凹槽的侧面                   (d)凹槽侧面与底面和开口面进行圆角过渡

图8-19  凹槽构造步骤

• 下面以吹风机曲面模型中凹陷部分曲面(如图8-20)制作为例，进一步说明这种凹陷部分曲面的制作方法，步骤分别如图8-21---图8-27所示：（完成后的模型可参考范例文件“凹陷曲面2.jdp”）
  

图8-20 吹风机曲面模型

   

图8-21 构造凹陷部分的曲线和曲面       图8-22 将曲面1沿Z轴负向平移2.0生成曲面2

            

     图8-23 将圆分别投影到曲面1及其曲面2     图8-24两条投影曲线生成凹陷部分直纹面

                  

  图8-25 用两条投影曲线分别对两曲面进行裁剪    图8-26直纹面与凹槽顶面和底面分别倒圆角

• 图8-27 构造曲线中的三条组合曲线对凹陷底部曲面进行裁剪 (裁剪类型为：投影线裁剪，投影放向矢量(0,0,1) )，凹陷部分曲面制作完闭。
  

• 大家还可以参考图5-15和图5-16所示的瓶子的曲面模型中瓶身曲面上的凹陷部分，看看能不能用类似的方法来构造。