造物笔记/Fusion 教程(原 Fusion 360)
基于 Autodesk Fusion 2705.1.30(个人版)
造物笔记 / Fusion 教程 / 第 5 章 · 实体建模完全手册

5.10 检验与分析

「检验」菜单里有一组“分析”工具。它们不改模型,只是给模型“上色”或“画辅助线”,帮你看出肉眼看不出的问题:表面顺不顺、零件能不能从模具里取出来、刀具够不够得着、重心在哪。做 3D 打印的小零件,大部分用不上;做外观件、注塑件、CNC 件时才需要。

⏱ 约 20 分钟🖱️ 含曲率梳互动✅ Fusion 2705.1.30 实测
「检验 ▾」菜单:下半部分是这一页讲的分析工具
图 5.10-1「检验 ▾」菜单:下半部分是这一页讲的分析工具
分析一句话谁会用到
曲率梳在一条边上画“梳齿”,齿越长说明这里弯得越厉害做曲面外观
斑纹把黑白条纹“映”在表面上,条纹断了、折了就说明表面不顺做曲面外观
曲率映射用颜色表示表面各处弯得多厉害做曲面外观
等参曲线在曲面上画出网格线,看曲面内部的走向做曲面外观
拔模分析按“能不能顺利从模具里拔出来”给每个面上色注塑件、铸造件
可访问性从某个方向看,哪些面被挡住了CNC 加工、注塑件
质心标出重心在哪判断会不会倒、平衡

所有分析的用法都一样:点菜单里的分析 → 选要分析的实体(或边)→ 有的还要选一个方向 → 点「确定」。结果会一直显示在模型上,并存进浏览器的「分析」文件夹。点那一行前面的小眼睛就能关掉,截图、渲染前记得关。

先搞懂一个词:曲率#

曲率就是“弯的程度”。

  • 直线不弯,曲率是 0。
  • 圆弧处处弯得一样,曲率是一个固定的数:半径越小,弯得越急,曲率越大(曲率 = 1 ÷ 半径)。
  • 样条曲线(自由曲线)每一点弯得都不一样。

两个面(或两条线)接在一起时,按“接得有多顺”分三档:

档位意思例子看起来
G0(位置连续)只是接上了,有一个尖角方块的棱边一条明显的折线
G1(相切连续)接上了,而且没有尖角,方向一致普通圆角:直面接圆弧面摸着是圆的,但反光在交界处会“跳”一下
G2(曲率连续)连“弯的程度”都是慢慢变的,不会突然变手机边框、汽车车身反光是一条顺滑的线

G1 和 G2 用肉眼几乎看不出区别,这就是要用曲率梳、斑纹来“看”的原因。

曲率梳(Curvature Comb)#

这是什么:在你选的边上,沿着边每隔一段画一根短线(梳齿)。梳齿越长,那一点弯得越厉害;没有梳齿,就是直的。梳齿顶端连起来的那条线叫包络线。

🧪 实验:看梳齿怎么变#

点三个按钮对比;选“自由曲线”可以拖动圆点
“直线 + 圆弧”和“曲率连续过渡”转的角度一样,都是 90°,区别只在“弯的程度”是突然变还是慢慢变。

在 Fusion 里实际看一下:两个方块,前面那条边分别倒了一个普通圆角(G1)和一个曲率连续圆角(G2,圆角对话框里把「连续性」改成「曲率」),从侧面看它们的轮廓:

G1 普通圆角:梳齿突然出现、一样长、又突然消失
图 5.10-2G1 普通圆角:梳齿突然出现、一样长、又突然消失
G2 曲率连续圆角:梳齿从 0 慢慢长起来,再慢慢缩回 0
图 5.10-3G2 曲率连续圆角:梳齿从 0 慢慢长起来,再慢慢缩回 0
  1. 「检验 ▾ → 曲率梳分析」。
  2. 点要看的边(可以按住 ⇧ 选多条)。
  3. 调「密度」「缩放」直到梳齿看得清,点「确定」。
曲率梳分析对话框
图 5.10-4曲率梳分析对话框
曲率梳分析
选项含义
边要分析的实体边。草图里的样条曲线也能看曲率:选中曲线后右键,菜单里有「切换曲率显示」(以界面为准)
密度梳齿有多密。太稀会漏掉细节
缩放梳齿画多长。只是显示比例,不影响结果;梳齿太短看不清就调大

怎么看:包络线(梳齿顶端连成的线)越平顺,曲线越好看。包络线上有竖直的跳变 → 那里只有 G1;梳齿翻到另一边 → 曲线在那里换了弯的方向。

斑纹分析(Zebra)#

这是什么:想象把零件放进一个挂满黑白灯管的房间,表面会映出一道道条纹。汽车厂就是这样检查车身漆面的。

怎么看:盯着两个面的交界处看条纹:

  • 条纹在交界处断开、错开 → 那里是尖角(G0)。
  • 条纹连着,但在交界处突然拐个弯 → 相切(G1)。
  • 条纹连着,而且顺滑地弯过去 → 曲率连续(G2)。
一个前边倒了普通圆角的方块:圆角处条纹接上了;右上角的棱边是尖角,条纹直接断开
图 5.10-5一个前边倒了普通圆角的方块:圆角处条纹接上了;右上角的棱边是尖角,条纹直接断开
斑纹分析对话框
图 5.10-6斑纹分析对话框
斑纹分析
选项含义
实体要显示条纹的实体,可以选多个
方向条纹竖着排还是横着排。两个方向都看看,有的问题只在一个方向上明显
重复条纹的数量,越大越密
不透明度条纹的浓淡
锁定条纹勾选后转视角时条纹“贴”在零件上不动;不勾时条纹随视角流动(更像真实反光)
高质量显示更精细,曲面复杂时才需要

曲率映射(Curvature Map)#

这是什么:直接用颜色告诉你每个地方弯得多厉害。怎么看:颜色平缓过渡 = 表面顺;颜色在某条线上突然变 = 那里不顺(和曲率梳的“跳变”是一回事,只是从“线”换成了“面”)。

“天圆地方”放样体的曲率映射
图 5.10-7“天圆地方”放样体的曲率映射
曲率映射对话框
图 5.10-8曲率映射对话框

这张图里,平的面(顶面、侧面平的部分)是绿色,弯得多的地方偏紫、偏蓝。

曲率映射
选项含义
实体要上色的实体
类型三个图标,是三种不同的曲率算法(鼠标停在图标上会显示名字)。新手用默认的第一个就行
显示两个图标:颜色是连续渐变,还是分成一段一段的色带
缩放颜色范围对应多大的曲率。整个零件全是一种颜色时,调这里
不透明度 / 高质量颜色浓淡 / 显示精度

等参曲线(Isocurve)#

这是什么:曲面在 Fusion 内部是一张“弹性网”,等参曲线就是把这张网的网格线画出来。怎么看:网格线排列均匀、走向自然,曲面就好;网格挤成一团或者扭在一起的地方,往往是曲面变形太大、容易出问题的地方。

放样体上的等参曲线
图 5.10-9放样体上的等参曲线
等参曲线对话框:类型(U / V 方向)、数量,还可以顺便显示曲率梳
图 5.10-10等参曲线对话框:类型(U / V 方向)、数量,还可以顺便显示曲率梳

拔模分析(Draft)#

拔模分析做的事:你告诉它开模方向,它按每个面的倾斜角度上色。下面这个演示方块的 4 个侧面,我故意做成了 4 种不同的斜度:

从左前方看:1° 的面和 −5° 的面
图 5.10-11从左前方看:1° 的面和 −5° 的面
从右后方看:+5° 的面和 0° 的面
图 5.10-12从右后方看:+5° 的面和 0° 的面
颜色意思本例
🟩 绿斜度够了(大于对话框里设的上限,这里是 2°),能顺利拔出来+5° 的侧面、顶面
🟥 红斜度不够(在 −2°~2° 之间),基本是竖直的,会刮模具0° 和 1° 的侧面
🟦 蓝反向倾斜(小于 −2°),是倒扣,拔不出来−5° 的侧面
  1. 「检验 ▾ → 拔模分析」。
  2. 「实体」选零件;「方向」点一个平面或一条边,表示开模方向(这里选的是 XY 平面,方向就是垂直于它的 Z 轴)。
  3. 点「确定」。
拔模分析对话框
图 5.10-13拔模分析对话框
拔模分析
选项含义
实体要分析的零件
方向开模方向:选一个平面(取它的法线方向)或一条直边
拔模斜度两个数:低于左边的数算“倒扣”,高于右边的数算“够了”,夹在中间的算“不够”。拖下面的滑块也能改
公差带勾选后,在“刚好够 / 刚好不够”附近的一小段角度(下面「公差」设的范围)单独标出来,方便找“差一点点”的面
不透明度 / 高质量颜色浓淡 / 显示精度

可访问性分析(Accessibility)#

这是什么:选一个方向,Fusion 假装你的眼睛(或者刀具)从这个方向往零件看,看得到的面标绿色,被别的部分挡住的面标红色。

有什么用:

  • CNC 加工:刀具是从上往下伸进去的,被挡住的地方刀具够不着,这个方向就加工不出来,要换方向装夹或改设计。
  • 注塑件:被挡住的地方往往就是倒扣,模具要做复杂的滑块。
演示零件:上面伸出一块“屋檐”
图 5.10-14演示零件:上面伸出一块“屋檐”
方向选“从上往下”:屋檐底下的面全是红色
图 5.10-15方向选“从上往下”:屋檐底下的面全是红色
可访问性分析对话框
图 5.10-16可访问性分析对话框
可访问性分析
选项含义
实体要分析的零件
方向从哪个方向看:选一个平面或一条边
更改方向三个图标:沿正方向看 / 沿反方向看 / 两个方向都看(零件可以翻过来加工时用)
不透明度颜色浓淡

质心(Center of Mass)#

这是什么:零件的重心。Fusion 会在模型上放一个小标记。

有什么用:比如手机支架放上手机后会不会往后倒、一个摆件能不能站稳。重心越低、越靠近底面的中间,越稳。

放样体的质心:标记在实体内部,靠下的位置(底下大、上面小,重心自然偏下)
图 5.10-17放样体的质心:标记在实体内部,靠下的位置(底下大、上面小,重心自然偏下)
  1. 「检验 ▾ → 质心」,选实体或零部件,点「确定」。
  2. 要算准,先给零件设「物理材料」(1.3)。所有零件同一种材料时,重心只和形状有关;不同材料混在一起(比如塑料外壳 + 金属配重),设对材料重心才准。
  • 我知道曲率 = 弯的程度,直线是 0、半径越小越大
  • 我能用曲率梳分辨普通圆角(G1)和曲率连续圆角(G2)
  • 我知道拔模分析里绿 / 红 / 蓝分别是什么意思
  • 我知道可访问性分析里红色是“从这个方向够不着”