1、第2章 UG NX 10.0 建模基础2.1 草图2.2 实体建模2.3 实体建模实例2.4 曲线、曲面2.5 UG 建模综合实例2.6 装配建模 草图是指位于二维平面内的曲线和点的集合，是参数化造型的重要工具。设计者可以按照自己的思路随意绘制二维草图曲线，然后添加几何约束、尺寸约束及定位，从而能精确地控制曲线的尺寸、形状和位置，以满足设计要求。2.1.1 草图环境草图环境 1.进入和退出草绘环境进入和退出草绘环境 新建一个文件，进入建模环境后，可选择菜单“插入”“任务环境中的草图”，系统进入草图环境。 进入草绘环境后，“草图工具”工具条中的草绘命令被激活，如图2-1所示。 绘制草图后，单击按
2、钮，系统退出草图环境。 2.草图环境设置草图环境设置 进入草图环境后，选择菜单“首选项”“草图”命令，弹出如图2-2所示的“草图首选项”对话框。在该对话框中可以设置草图的显示参数和默认名称前缀等参数。 图2-1图2-22.1.2 创建草图创建草图 创建草图首先要创建一个二维草绘平面，然后在此平面上创建草图对象。 单击“成型特征”工具栏中的“任务环境中的草图” 按钮 ，弹出如图2-3所示的“创建草图”对话框，选取某个平面作草绘平面后，单击对话框的“确定”按钮，即可进入草绘环境。 在选取草图平面时，应优先选取实体表面或基准平面，因为此时创建的草图与指定的草图平面之间存在相关性，方便使用和修改。如果
3、没有合适的平面选取，可事先创建基准平面，然后再选取。图232.1.3 草图的约束草图的约束 草图约束包括3种类型：尺寸约束、几何约束和定位约束。 1. 尺寸约束尺寸约束 草图的尺寸约束就是对草图进行标注，来控制图素的几何尺寸。单击“草图工具”工具条中的“自动判断尺寸”按钮，弹出如图2-4所示的不同的尺寸约束类型供用户选择。 2几何约束几何约束 尺寸约束的作用在于限制草图对象之间的几何关系，如相切、平行、共线等(图25)。2.1.4 草图的编辑草图的编辑 草图的编辑主要有快速延伸、修剪，倒圆角，倒斜角，草图的镜像等。 1.快速修剪快速修剪 该工具可以以任一方向将曲线修剪到最近的交点或选定的边界。
4、选择该命令后，当鼠标摸到需要修剪(移除)的对象时，该对象将高亮显示，单击左键即可实现快速修剪，如图2-8所示。选取曲线 修剪 图2-82快速延伸3.圆角 4斜角图2-166）采用“圆角”命令绘制4段与小圆相切的圆弧。单击“草图工具”工具条中的“圆角”按钮，用鼠标选取12和14两个小圆上面的两点，在合适的位置单击左键，创建一段圆弧，如图2-24所示，同时系统自动显示相切符号。双击图中的尺寸R25.5，在弹出的文本框中输入R23.29并单击鼠标中键确认，绘制第一段圆弧，如图2-25所示。常用术语常用术语 UG 实体建模中，通常会使用一些专业术语，了解和掌握这些术语是用户进行实体建模的基础，这些术语
5、通常用来简化表述，另外便于与相似的概念相区别。UG实体建模中主要涉及以下几个常用的术语。l几何物体、对象：UG环境下所有的几何体均为几何物体、对象，包括点、线、面和三维图形。l实体：指封闭的边和面的集合。l片体：一般是指一个或多个不封闭的表面。l体：实体和片体总称，一般是指创建的三维模型。l面：边围成的区域。l引导线：用来定义扫描路径的曲线。l目标体：是指需要与其他实体运算的实体。l工具体：是指用来修剪目标体的实体。2.2 实体建模实体建模 1基准轴 基准轴是一条可供其他特征参考的中心线。2基准平面3基准坐标系 选择菜单栏中的“插入”“基准/点”“基准坐标系”命令，弹出如图2-31所示的“基准
6、CSYS”对话框，在对话框的“类型”下拉列表中提供了多种创建基准坐标系的方法，如图2-32所示。 UG实体建模中的体素特征主要包括长方体、圆柱体、圆锥体和球体。这些特征实体都具有比较简单的特征形状，通常利用几个简单的参数便可以创建。 成型特征必须在现有模型的基础上来创建，包括创建孔、凸台、键槽等。下面分别介绍几种常用的成型特征的方法。【例2-2】 创建孔特征为如图2-37所示的定模板创建安装导套用的沉孔。图 2-37图2-38 修改孔的定位尺寸 选择孔的放置面 1 2 3 4 5 7 6 扫描特征包括拉伸、回转、扫掠等特征。其特点是创建的特征与截面曲线或引导线是相互关联的，当其用到的曲线或引导
7、线发生变化时，其扫描特征也将随之变化。 1拉伸生成片体 封闭曲线 非封闭曲线 生成实体 2回转 回转特征是使截面曲线绕指定轴回转一个非零角度，以此创建一个特征。可以从一个基本横截面开始，然后生成回转特征或部分回转特征。 3扫掠 扫掠是将一个截面图形沿引导线扫描来创造实体特征，其中的导引线可以是直线、圆弧、样条曲线等。 选择菜单栏中的“插入”“设计特征”“扫掠”命令，弹出“扫掠”对话框。建立扫掠特征的操作步骤如图2-47所示，分别选取圆和样条曲线为截面曲线和引导曲线，单击“确定”按钮，生成扫掠特征(操作文件见附带光盘ch02/ch02_02/saolue.prt)。图2-47 选择截面 选择引导
8、线 1 3 2 1和运算 和运算将两个或两个以上的实体组合成一个新实体。2差运算 差运算将目标体中与刀具体相交的部分去掉而生成一个新的实体。3交运算 相交运算截取目标体与工具体的公共部分构成新的实体。 特征操作是对已创建特征模型进行局部修改，从而对模型进行细化，也叫细节特征。通过特征操作，可以用简单的特征创建比较复杂的特征实体。常用的特征操作有拔模、边倒圆、倒斜角、镜像特征、阵列、螺纹、抽壳、修剪体等。2.3.1 拔模“从面”方式拔模“从边”方式拔模 选择固定面 选择拔模面 1 6 5 2 3 4 选择固定边 捕捉该点 1 6 2 5 4 3 7 抽壳是指按照指定的厚度将实体模型抽空为腔体或在
9、其四周创建壳体。可以指定不同表面的厚度，也可以移除单个面。 图2-56 通过指定半径将实体或片体边缘变成圆柱面或圆锥面，可以对实体或片体边缘进行恒定半径或变半径倒圆角。 图2-57 选择 3 条边线 1 4 3 2 修剪体是通过指定的平面把实体的某部分修剪去除掉 选择工具体 3 1 2 选择目标体 【例2-4】 创建定模板沉孔的矩形阵列本例的实体模型是例2-2中已经创建了一个沉孔的定模板，如图2-38所示，现对该沉孔进行矩形阵列。选择沉孔 3 7 5 1 2 4 6 8 实体建模实例：仪表盖造型设计 设计如图2-67所示的仪表盖模型。图2-67 1进入建模环境 选择菜单栏中的“文件”“新建”命
10、令，新建一个名称为 yibiaogai.prt的实体模型文件。按“Ctrl +M” 进入建模环境。 2创建仪表盖轮廓4抽壳选择移除面 选择 8 条边线 1 4 2 3 6拉伸创建模型侧面的开放区域 在UG NX中，曲线功能应用非常广泛，它是曲面建模的基础。曲线功能可以建立实体截面的轮廓线，通过拉伸、旋转等操作构造三维实体；在特征建模过程中，曲线也常用作建模的辅助线（如定位线、中心线等）；创建的曲线还可添加到草图中进行参数化设计。曲线可以是二维曲线，也可以是三维曲线，它与草绘曲线的区别是，草图中的曲线仅是在草绘平面内绘制的二维曲线。利用曲线功能绘制的曲线，一般作为空间曲线来使用。2.6.1 曲线
11、的绘制1直线 直线的绘制可通过如图2-86所示的3个工具按钮进行绘制。 绘制直线(一) 曲线的操作是指对已创建的曲线进行偏置、桥接、投影、合并、镜像等操作，以快速创建较复杂的曲线。1偏置曲线2投影曲线 原曲线 2 4 3 1 偏置曲线 选择曲线 3桥接曲线主曲线 桥接曲线 2 2.7.1 曲面概述 1曲面的有关术语 自由曲面自由曲面： B样条曲面： 片体： 补片类型: 。 U向和V向： 阶次：2曲面的构造方法 1) 使用点构造曲面 在UG中用户可以使用“通过点”、“从极点”或“从点云”方式来创建曲面.2) 使用曲线构造曲面 用户可以选取曲线作为截面线串或引导线串来创建曲面，主要包括“直纹面”、
12、“通过曲线组”、“通过曲线网格”、“扫掠”等创建方式。 3) 使用已有的曲面构造曲面 该方法是通过使用相关的曲面操作和编辑命令，对已有曲面进行诸如延伸、偏置、桥接和修剪等操作来创建曲面。1通过点 “通过点”创建曲面是通过指定一系列的矩形阵列点来创建曲面，所创建的曲面通过所有指定的点。【例2-6】 “通过点”创建曲面2从极点 “从极点”创建曲面是指通过定义曲面的矩形阵列点来创建曲面，其创建方法同“通过点”相似。该方法选取的点作为曲面的控制点，曲面不一定均通过这些点，效果如图2-127所示。3从点云 “从点云”创建曲面是指通过一组无序排列的点集来创建曲面，所创建的曲面将尽量逼近于所选的点，效果如图
13、2-128所示。该方法可直接框选所有点，鼠标框选的起始位置及点云的视图方向不同，生成的曲面亦不同。图2-127图2-1281直纹面“直纹面”是通过一组假想的直线，将两组截面线串之间的对应点连结起来而形成的曲面。创建直纹面时只能使用两组线串，这两组线串可以封闭，也可不封闭。【例例2-7】 创建直纹面创建直纹面 3 1 2 选择线串 1 选择线串 2 4 【例2-8】 通过曲线组创建曲面图2-1306 1 3 线串 1 线串 2 线串 3 2 4 5 3通过曲线网格 “通过曲线网格”是指通过选取不同方向上的两组线串作为截面线串来创建曲面。一组线串定义为主曲线，另外一组定义为交叉曲线。【例2-9】
14、通过曲线网格创建曲面 主曲线 交叉曲线 2 3 4 1 6 5 4扫掠扫掠创建曲面是使截面曲线沿所选的引导线进行扫掠而生成曲面。【例2-10】 通过扫掠创建曲面截面线串 引导线 1 5 2 4 3 由曲面构造曲面是指在已有的曲面上，通过偏置、延伸、桥接、N边曲面等方法生成新的曲面。1偏置曲面图2-133选择该曲面 1 2 3 2延伸曲面选择该边线 1 2 4 3 3N边曲面 使用“N边曲面”命令，可以通过曲线、实体或片体的边来创建曲面。在模具设计中可以使用N边曲面对模型进行修补。【例2-11】 创建N边曲面 选择曲线 1 2 3 4 1 6 选择边线 2 选择边线 3 选择边线 4 5 【例2
15、-12】 修剪片体1) 打开附带光盘ch02/eg/eg_13/xiujian.prt文件。2) 选择菜单“插入”“修剪”“修剪片体”命令，打开“修剪片体”对话框。选择曲面为目标体，选择圆为边界对象，在“投影方向”下拉列表中选择“垂直于面”选项，单击“确定”按钮，完成修剪。操作步骤如图2-136所示。图2-136 修剪片体边界对象 目标体 2 3 5 1 4 设计如图2-137所示的咖啡壶模型。图2-144 绘制样条曲线 选择 4 个象限点 4 3 1 2 5 图2-146 创建网格曲面 主曲线：4 个圆 交叉曲线： 4 条样条曲线 2 3 4 1 5 3抽壳4创建壶把特征 目标体 工具体 2
16、 4 3 1 5 修剪方向 装配模块是UG NX集成环境中的一个应用模块，它可以将产品中的各个零部件快速组合起来，从而形成产品的装配结构。装配设计过程就是在装配中建立部件之间的链接关系，即通过关联条件在部件间建立约束关系，以确定部件在产品中的位置。2.9.1 装配概述1装配中的术语装配部件：组件：子装配： 单个零件：显示部件：工作部件： 2装配方法 UG 中常用的创建装配体的方法有自顶向下装配、自底向上装配和混合装配。自顶向下装配：自顶向下装配是指在装配中创建与其他部件相关的部件模型，是在装配部件的顶级向下产生子装配和部件的装配方法。自底向上装配：自底向上装配是先创建部件几何模型，再组合成子装
17、配，最后生成装配部件的装配方法。混合装配：混合装配是指自顶向下装配和自底向上装配相结合的装配方法。3装配导航器 装配导航器是一种装配结构的图形显示界面，又被称为装配树，如图2-154所示。在装配树形结构中，每个组件作为一个节点显示。它能清楚反映装配中各个组件的装配关系，而且能让用户快速便捷地选取和编辑各个部件。例如，用户可以在装配导航器中改变显示部件和工作部件、隐藏和显示组件。本节通过实例介绍UG 装配的一般过程，采用自底向上的装配方法。1组件的添加与配对 1 2 3 4 端面 端面 圆柱面 圆柱面 添加 daotao.prt 零件 2 3 1 6 5 4 9 8 7 10 11 12 2创建组件阵列 选择组件 2 3 1 8 4 5 6 7 3爆炸视图设计如图2-167所示电瓶车充电器下盖的实体模型。图2-1672创建充电器下盖壳体固定面 拔模面 移除面 图2-174草绘平面 2) 单击“特征”工具栏中的“拉伸”按钮，弹出“拉伸”对话框。单击对话框中的“绘制截面”按钮，选择图2-182的基准平面作为绘图平面；绘制如图2-183所示的截面草图(绘制一个矩形并添加约束，其余通过镜像获得)；在“拉伸”对话框的“极限”分组中设置“结束”距离值为3，布尔运算选择“求差”，确保拉伸方向正确，单击“确定”按钮，创建拉伸修剪特征，如图2-184所示。5创建凸台图2-197图2-198
