骑式摩托车油箱三维CAD建模技术（下）

HEATS

　　(4)曲线主要是通过样条线描述，在保证精度的前提下，尽量降低样条线的段数和阶数，同一方向的曲线应具有相同的段数和阶数，一般建议生成3阶或4阶曲线;

. T% X0 s q |4 Y

　　(5)曲线的光顺性调节是非常重要的，利用软件的相关功能模块进行调节。曲线经过光顺处理后，在数学上保证C2连续，没有多余拐点，曲率变化均匀;

6 w* I0 O& q" r3 H3 ^" y/ @ & R+ s0 \/ @. f% d2 j6 l

　　(6)曲线曲率要大于过渡曲面曲率值。

. r/ W( L, l! h: H9 y

　　UG软件提供了大量的曲线分析和调整工具，熟练掌握和使用这些工具是快速重构曲面的基本保障。UG软件曲线调整最常用的是“Edit Spline/Edit pole”选项。打开“曲率梳”可以实时检查曲线的曲率变化。图4所示为图3中面片C、F、I、G的曲线和曲面模型。

0 V4 h. ^( n/ S$ d; e! C9 `4 b$ J ( j/ U/ q, j, k% C9 n# ? $ M* P4 F: ], P3 r x' g ' F* b. J; p. P8 Y& m" ~

　　图4油箱部分曲面和曲线模型

　　对于油箱中的对称曲面如A、B，先依据一侧测量数据，构造一半的曲面。在曲面调整到一定精度时，将构造曲面的网格线以对称平面镜像处理，将与对称面垂直方向上的曲线重新连接，进行光顺处理，生成一个对称的网格，而后构造一个完整的曲面。

6 `" W" i. ^1 J3 G9 y" F- o

　　3.连接曲面模型的建立

　　在摩托车造型中一般C1连续就可以满足造型的需要。连接曲面的产生通用的有两种方法:

% D3 A1 N+ A) R1 }0 k/ Z

　　(1)倒角法:以需要进行连接的两曲面的交线作为导引线，进行等半径倒角或变半径倒角。不需要预先确定相切边，通过调整倒角半径值来调整曲面形状变化，逼近测量数据。通过控制相交线的光顺性和趋势可以有效地控制倒角曲面的生成质量。这是一种比较容易实现的方法;

/ I* [; t2 t% C% L% k

　　(2)直接建模法:建立具有边界约束的连接曲面。在曲面片之间实现光滑连接时，首先要保证各连接面片间具有公共边，更重要的一点是要保证各曲面片的控制线连接要光顺，这是保证面片连接光顺的必要条件。此时，可通过修改控制线的起点、终点约束条件，使其曲率或切矢在接点保证一致。这种方法需要对连续边界和控制线进行反复的调整，不容易实现。

; N4 v# ^2 h4 T* w6 L0 b) n

　　在建模过程中，经常同时使用到这两种方法。图5所示为曲面模型的线框显示。从中可以很容易地看出曲面的生成顺序及连接曲面的生成方式，除曲面C1～C6是直接生成具有边界约束的连续曲面外，其余连接面是通过倒角直接生成的。

' J4 i8 c$ `9 h* B2 u% ~ $ v }+ l/ S; V

　　图5油箱曲面模型线框显示

% W8 Y- j& j6 w

　　摩托车油箱表面对曲面质量要求很高，因此在曲面建模过程中，一直贯穿着曲面质量的检查。曲面光顺性常用高斯曲率法和反射条纹法来检查，图6所示为油箱上体曲面模型光顺性检查。为了正确反映曲面的造型特征，曲面与数据的偏差一般控制在±1mm左右。

6 K4 A9 a6 Z! x0 N/ b4 E: s3 N 8 M6 i% {) P q( u. y

　　图6油箱曲面反射条纹检查

; X8 V2 U/ ^% x. e& L1 g; E

　　油箱上体曲面完成后，利用UG功能将其增厚，转换为实体模型，然后与油箱盖配合设计注油口结构。由于油箱盖顶面与油箱上体平齐，因此特别设计出水管，以便使油箱盖内的存水排出。图7所示为油箱上体三维模型。

　　图7油箱上体三维实体模型

* O8 W" o) v1 g p- k( e % I% G- `' Q" j! X9 }

　　三、油箱下体3D建模

8 c0 M$ }1 l/ t& D* C* t4 W) u 7 Y& g3 u- }7 |( L3 t m/ a$ H

　　油箱下体的曲面建模相对比较容易，参考同类车型的结构，满足油箱在车架上安装及油位传感器、油箱前卡耳和出油口在油箱上安装的需要，按照出模方向设计曲面。一般通过对拉伸曲面进行倒角连接，就能完成造型。油箱上体与油箱下体的焊接滚边需要配合设计。图8所示为油箱下体三维模型。

) F* M: L4 k5 h4 q+ [' q$ G ! f: }# a* ^9 o% K0 U' C& ~9 L 1 n3 O7 D2 s. T9 M- j

　　图8油箱下体三维实体模型

' @* m2 n- J1 p& e1 O' ]2 Y 3 ]& C4 Y6 m/ l" C

　　在油箱所有零部件三维模型完成后，进行虚拟装配检查，如图9所示。审定后的模型，可以直接传给模具厂，进行模具加工。

$ ^& o8 }5 E9 w* K2 t f3 q $ P, ^1 c* z% h+ {3 J

　　　 图9油箱三维模型

2 z& G% X0 U- N( B* u7 Z' I

　　四、结论

, Q* i9 R& h7 D

　　现阶段，对于基于点云数据的复杂曲面三维建模，通用CAD/CAM软件和逆向设计软件相结合是行之有效的方法。其中，对复杂曲面的合理分块，判断曲面的连续边界是造型的关键。曲面的质量取决于曲线的质量，对曲线进行调整是曲面建模的主要工作。

% ~5 [- e- Q% m; Q: }, k8 \ 2 w9 h$ _3 N- g