运动鞋鞋底模型曲面造型实例.docx
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运动鞋鞋底模型曲面造型实例
运动鞋鞋底模型曲面造型实例
产品名称:
运动鞋鞋底
图1-1板鞋鞋底模型
1.1运动鞋鞋底模型曲面造型设计分析
本实例通过导入的2d工程图逐步绘制出3d曲面模型,主要步骤为整理2d工程图、做大面、求线架、做侧墙面、做倒角、做大面花纹、做侧墙花纹等。
通过本实例可以了解运动鞋鞋底曲面造型流程,了解鞋底模型曲面建模的一些思路,进一步熟悉软件功能,基本流程如表1-1所示。
表1-1基本步骤
序号
步骤
应该功能
完成结果
1
整理2d工程图
图层管理
移动
3D旋转
2
做底面
拉伸面
线面裁剪
3
求线架
两视图构造曲线
曲线打断
曲线桥接
曲线组合、光顺
单轨扫掠
提取曲面边界线
4
做侧墙面
曲线打断
曲线桥接
曲线吸附
单轨扫掠
提取曲面边界线
蒙皮面
5
做倒角
曲线投影
单轨扫掠
提取曲面边界线
线面倒角
面面倒角
线面裁剪
6
做大面花纹
曲线投影
线面裁剪
曲线延伸
线线裁剪
3D平移
7
做侧墙花纹
曲线投影
线面裁剪
直纹面
3D平移
1.2整理2D图
1.2.1整理图素
这个步骤主要是将打开的JDP文件用不同的图层保存,方便在后面的操作中有条理的管理。
具体操作如下:
1.打开surfmill6.0,在【文件】菜单中单击【打开】,如图1-2中弹出的【打开】对话框中选择鞋底模型2D图JDP文件。
此处,一般文输出IGES格式文档截图,因为2D图档用SUFMILL软件是不能绘制的,一般都是通过专业工程图软件来绘制2D图档,所以再这里只能导入,而不是打开。
图1-2输入文件
2.图中的2d图剖面线已经被打断,可以直接进行剖面翻转。
在【图层管理】对话框中单击【新建】建立多个图层,各个图层作用如表1-2。
3.
表1-2图层
图层名称
作用
2d
输入的原始2D图形,作为原图加锁留作备份,以备误操作后恢复使用
bottom
将底视图图素拷贝至此图层保存
top
将顶视图图素拷贝至此图层保存
in
将内腰视图图素拷贝至此图层保存
out
将外腰视图图素拷贝至此图层保存
aa
将龙骨剖视图图素拷贝至此图层保存
sec
将截面剖视图图素拷贝至此图层保存
heel
将鞋头视图图素拷贝至此图层保存
mk
求出模口线后保存到此视图,模口线为重要曲线,工作中需要模口线时可以将此视图中的模口线拷贝到工作层使用
大面
画出大面后移动至此图层保存最好都统一成英文标记
侧墙
将画好的侧墙保存至此图层
work
造型过程中的中间线面操作均在此图层中,不同的步骤完成后拷贝到合适的图层保存
分别设定不同的图层颜色,以便在随后的造型中便于观察区分。
将各个视图分别拷贝至对应图层,2d作为一个备份图层加锁,如果在绘图中出现误操作而造成其他图层中的图素丢失,还可以从2d图层中找到相应的图素还原,如图1-3。
图形要居中
1-3图层管理器此说明要字号要比正文字号小一号
在后续作图中,自己可以继续新建图层管理鞋模的不同部分。
1.2.2挂剖面图
此步骤主要是将各个视图调整到合适的位置,方便在后续的操作中观察分析2D图,方便提取曲线建立曲面。
具体操作如下:
1.在【变换】菜单中单击【3D旋转】,如图1-4所示以旋转out视图为例,绕着XY平面向下旋转90°(旋转时遵循右手定则,大拇指指向旋转轴,四指弯向旋转方向)。
同理将aa、out、in、sec、heal、鞋头绕着XY平面向下旋转90度,完成后如图1-5。
2.
1-43D旋转剖视图
1-5旋转完成后的2D图
2.将sec视图中的鞋底剖视图移动到底视图相应的位置上,先选取一个截面剖视图,单击【变换】—【平移】,如图1-6,将其移至bottom视图中剖面线和鞋跟中心线的交点处。
完成结果如图1-7。
这里已经不是鞋跟中心线了吧,
1-62D平移
前面是鞋头中心线,后面是鞋跟中心线
1-7平移完成
3.将aa龙骨剖面图挂到bottom视图的龙骨线上。
1)将bottom视图中的龙骨线(本例板鞋中龙骨线与鞋头平分线重合),拷贝到work图层。
如图1-8所示,龙骨线在bottom中的位置。
本例龙骨和鞋头平分线是否重合?
2)
1-8龙骨线
3)Z向拉申龙骨线生成拉伸面,选取龙骨线,单击【曲面绘制】—【拉伸面】命令,如图1-9。
拉伸面距离要大于aa的Z向长度。
4)
1-9拉伸
5)将龙骨剖面投影到生成的拉伸面上,单击【曲线绘制】—【借助曲面生成】—【投影到面】,按步骤选取aa剖视图与拉伸面,投影方向为X向,如图1-10所示。
投影完成后删除提取出的龙骨线与拉伸得到的面。
6)
1-10投影
通过上述步骤,整理2d图完毕,生成如1-11所示视图
1-11整理完成
1.3做大面(基面)
此步骤是构造出鞋底模型的基础曲面,即着地面和侧墙面。
鞋底上的花纹是以这些基面为基础构造的。
1.3.1构造着地面
1.在aa(龙骨视图)视图中提取着地线,复制到work图层,两端延伸,组合,重建曲线。
如图1-12。
2.
1-12提出着地线
3.延X向拉伸刚生成的着地线,生成着地面的原始面,如图1-13
4.
1-13拉伸生成着地面的原始面
5.确定下角线角点并绘制下角线(下角线为鞋大底部分的外轮廓线);显示sec视图,单击【曲线】菜单中的【倒角】命令,在弹出导航栏中选取子命令【两线倒尖角】,将sec剖面上部圆角处倒出尖角,并在尖角点绘制一点。
aa视图进行同样的操作。
如图1-23。
6.
1-14倒尖角
隐藏sec、aa视图,单击【曲线】菜单中【借助曲面生成】,在其子菜单中单击【投影到面】命令,将这些点投影至XOY平面。
打开top视图,观察哪条线与投影产生的点是最接近。
如图1-14,那么拷贝这条线到work图层。
1-14投影点与在top中的线对应
如图1-14,蓝色点与top提出的线对照可以看到点与线还有较大的误差,例如在鞋头部分偏差在0.1mm左右。
下面步骤是将top上提取的线调整到边界点上。
绘制出边界点到top上提取出的线的垂线(用点捕捉中的垂足),完成后将所有点删除,如图1-15所示。
1-15绘制垂线
单击【曲面绘制】—【单轨扫掠】命令,使用top提取出的线为轨迹线,绘制出的垂线为截面线绘制一张扫掠面,如图1-16所示。
1-16单轨扫掠
单击【曲线绘制】—【借助曲面生成】——【曲面(组)边界线】,提取出生成扫掠面的边界线,删除多余所有图素,如图1-17所示。
1-17提取曲面边界线
4.单击【曲面编辑】—【曲面裁剪】—【线面裁剪】命令,使用此线延Z向裁剪原始着地面,得到着地面;如图1-18。
使用提取边界线命令提取着地面的边界线,得到的即为下角线,新建一个名字为下角线的图层,将下角线移动到图层,方便后续操作管理。
1-18曲面裁剪
1.3.2构造侧墙线架
本例中侧墙面比较复杂,需要借助辅助面绘制侧墙线架,最后才能做侧墙。
1.将top视图中的模口线复制到work图层,并以龙骨线打断模口线为两条线;复制in视图、out视图、鞋头视图、heel视图中的模口线至work层,如图1-19。
2.
1-19复制出的线
2.为了使用【两视图构造曲线】求出光顺的模口线,需要整理上步由各个视图提出曲线。
a)单击【曲线】菜单中【组合】命令,将in、out、heel、鞋头视图中提取出的线组合起来,如下图1-20。
b)
1-20组合曲线
c)单击【曲线编辑】—【曲线重建】命令,重建上步曲线得到光顺的样条曲线,如图1-21。
d)
1-21曲线重建
说明:
曲线重建功能是用一条新的样条曲线拟合原曲线,在用户允许的误差范围内生成新的节点均匀的样条曲线。
重建曲线可以使组合曲线拟合成光顺的样条曲线,由这样的曲线生成的曲面参数线合理,可以减少在后续的裁剪、偏移等变换操作中的出错几率。
在鞋底模型中,通常重建误差控制在0.02mm即可。
如下图1-22。
1-22曲线重建范例
2.单击【曲线绘制】—【借助曲线生成】—【两视图构造曲线】命令,使用in视图的模口线与top视图的模口线求出一段模口,同理分别使用out、heel、鞋头与top求出一段模口,如图1-23。
可以看到下图的模口线有几处都没有连接,需要自己调整。
3.
1-23两视图构造曲线
方法是【曲线编辑】中选择【曲线打断】命令,在其子菜单中选择【点打断】如图1-24,打断完将不需要的线删除。
整理完的线如图1-25。
1-24曲线打断
1-25
然后再选择【曲线编辑】中得【曲线桥接】命令,把这些线连接起来,如图1-26。
1-26曲线桥接
检查辅助模口线是否准确,是否与各个剖面有正确的对应关系。
首先,求出的模口线与各个剖面上的模口线在视图方向是重合。
其次,观察模口线与sec视图上的尖点差距大小(如图1-27-1),图中尖点和模口线距离大于1mm。
因此需要对模口线进行调整,使模口线靠近尖点。
方法和求上角线沿Z方向在xoy平面的投影一样,首先过尖点做线的垂线,然后用单轨扫掠做曲面,再提取曲面边界线,得到的就是模口线。
如图1-27-2。
新建图层命名模口线保存。
这里模口线的调整,需要再交代一些背景。
可以这么说,“当模口有SEC视图出现较大误差时,应该通过如下的步骤来确认模口线的正确性,
1、应该确认下自己绘制的模口线过程是否有错误
2、与2D工程师确认2D图是否有问题(主要是对照客户提供的板线)
3、通过以上2点,再确定如何修改,一般原则是不修改模口线,修改SEC视图。
本文为一个示例文档,此处直接修改模口线来方便后面的论述。
1-27-1模口线与SEC剖面图的对应点
1-27-2求出的模口线
做侧墙需要上外线、下角线。
下角线已经求出了,现在求辅助上外线。
步骤和求上角线沿Z方向在xoy平面的投影一样,首先过尖点做模口线的垂线,然后用单轨扫掠做曲面,再提取曲面边界线,得到的就是辅助上外线。
在本例中,不能一次生成侧墙,需要把侧墙分成两部分绘制,因此现在得到的辅助上外线。
如图1-28.
1-28新生成的模口线与SEC剖面图尖点
为了做辅助面,还得求出辅助的侧墙线架。
首先将sec剖面和aa龙骨剖面的剖面线取出并拷贝至work图层。
延z方向拉伸剖面线生成剖面,如下图1-29。
1-29拉伸各剖面线
单击【曲线绘制】—【点】—【线面交点】命令,求剖面与辅助上外线、与下角线的交点,求出后删除多余线、面。
如下图1-30。
1-30线面交点
显示sec和aa视图,在【曲线绘制】中【圆弧】的子菜单中选择【三点圆弧】。
用3点圆弧逼近剖面上的侧墙部分的线,已求出的辅助上外线、下角线上的点即为3点圆弧中的2点,依次画出所有的辅助侧墙线架,如图1-31。
1-31辅助侧墙的线架
构造辅助侧墙,用【曲面绘制】中的【双向蒙皮面】,绘制出辅助侧墙。
首先将辅助上外线组合、光顺。
如图1-32。
1-32组合、光顺曲线
辅助上外线不能光顺成一条曲线所以做辅助侧墙时只能分成两部分了。
1-33双向蒙皮面
观察3D图可以看出侧墙部分曲面复杂,必须要分两部分完成,所以借助辅助侧墙生成侧墙线架,将in,out图层中得轮廓线沿X方向投影到辅助面上,如图1-34。
1-34线面投影
将投影生成的曲线用【曲线桥接】命令连接起来,如图1-35。
再用吸附到面,生成吸附到辅助侧墙上的曲线。
如图1-36。
1-35曲线桥接
1-36吸附到面
删除辅助面,以及辅助面线
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