1、1.1本课程的研究对象、任务及1.2Siemens NX软件1.3NX建模概念与过程2.1基本体的概念和构形2.2体素特征建立基本体2.3草图2.4扫描特征建立基本体2.5习题3.1组合体的组合方式与表面连接3.2组合体的形体分析3.3组合体的构形设计3.4组合体的尺寸标注3.5习题4.1构形设计第3章已经介绍了仿真粗加工的设计特征，下面介绍仿真精加工的特征操作。1.1本课程的研究对象、任务及1.1.1本课程的研究内容1.1.2本课程的任务1.1.3本课程的学习方法1.1.2本课程的任务1)培养学生空间构思能力和创造性的三维形体设计能力，为机械设计相关课程的学习奠定基础。2)学习投影理论，培养
2、学生绘制和阅读二维机械工程图样的基本能力。3)培养学生熟练地查阅机械制图中的常用标准的能力，培养贯彻、执行国家标准的意识。4)培养学生的自学能力、独立分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和耐心细致、一丝不苟的工作作风。1.1.3本课程的学习方法1.空间想象和空间思维与构形过程和投影分析紧密结合在学习过程中，必须随时进行空间想象和空间思维，并与构形过程和投影分析紧密结合。一方面，运用NX软件建立三维实体建模，培养对三维形状与相关位置的空间逻辑思维能力和形象思维能力；另一方面，对视图中不易看懂的难点部分，借助三维实体建模，仔细观察其具体形状，进一步理解它们在二维视图中的投影画法。2.理
3、论联系实际，掌握正确的方法和必要的技能1.1.3本课程的学习方法本课程实践性极强，在掌握基本概念和理论的基础上，还必须用较多的时间完成一系列的建模和绘图实践及适量的手工绘图作业。在这一过程中学会和掌握运用理论去分析和解决实际问题的正确方法和步骤，掌握运用NX软件进行三维建模以及从三维模型上获取二维视图的技巧和方法。3.加强标准化意识和对国家标准的学习国家标准对投影法、图样画法、尺寸标注、图纸幅面及格式、比例、字体、图线、三维实体模型等很多方面都作了规定，每个学习者都必须从开始学习本课程时就树立标准化意识，认真学习并坚决执行国家标准的各项规定，保证自己所绘制的图样正确、规范。4.与工程实际相结合
4、1.1.3本课程的学习方法本课程是服务于工程实际的工具课，因此，在学习中必须注意学习和积累相关工程实践知识，如机械设计知识、机械零件结构知识和机械制造工艺知识等，这些知识的积累对建立符合工程实践的三维模型和机械工程图样，包括阅读零件图和装配图都是很有帮助的。5.具有认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风由于图样在生产建设中起着很重要的作用，绘图和读图错误，都会带来损失，所以在学习过程中，应培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。1.2Siemens NX软件1.2.1NX软件简介1.2.2NX软件特点1.2.3NX CAD建模简介1.2.2NX软件特点图1-1NX数字孪生全覆盖图1)提
5、供高效的产品建模环境。1.2.2NX软件特点2)提供创成式设计和验证。3)提供工业化增材制造。4)提供无缝集成的机电一体化设计。5)提供协同设计与管理。6)提供集成化仿真与制造。1.2.3NX CAD建模简介1.装配设计运用强大的CAD装配设计工具，创建和管理任何尺寸或复杂的装配模型，如图1 2所示；支持自顶向下和自底向上技术，可以管理和导航装配模型，让用户的团队具有较好组织性。系统具有以下特点：1)处理复杂的装配设计能力。2)为参数化装配提供控制结构和约束，简化设计更改并加速配置、选项和变量的建模能力。3)允许在产品的真实环境中进行设计。4)支持全数字模型来验证设计，能够识别并解决问题。2.
6、特征建模1.2.3NX CAD建模简介NX具有很强的拓展能力、通用性和灵活性，能够更快、更经济地设计下一代产品。它将参数线框、曲面、实体建模与同步技术的直接建模功能结合在一个单一的建模解决方案中，将特性建模技术与同步技术紧密结合，可以为用户提供创建所需产品设计的最快方法，如图1 3所示。图1-2装配设计示例1.2.3NX CAD建模简介图1-3特征建模示例3.自由形状建模1.2.3NX CAD建模简介NX软件的自由形状建模为用户提供了快速探索替代设计概念的能力和创造的灵活性。作为一个通用、集成的工具，NX集合了2D、3D、曲线、曲面、实体和同步建模技术，用于快速而方便地创建、评估和编辑自由形状
7、。图1-4自由形状建模示例1.2.3NX CAD建模简介4.钣金建模NX基于材料性能和制造工艺的行业知识，使用熟悉的专业术语和工作流程，协助用户高效地创建钣金类零部件。图1-5钣金建模流程1.2.3NX CAD建模简介5.基于模板的设计重用设计信息和过程知识可以帮助用户降低设计成本，增加创新点和提高产品设计的效率，实现产品设计流程的标准化。用户可以从现有的设计中快速创建模板，并很容易地将它们用于新的设计。使用简单的拖放工具，用户可以快速、轻松地创建控制模板的设计输入和工程操作的自定义接口。图1-6基于模板的设计示例1.3NX建模概念与过程1.3.1NX实体建模概念1.3.2NX建模过程1.3.
8、3主模型概念【案例】轴类零件主模型1.3.1NX实体建模概念1.NX复合建模NX软件建模是基于特征的复合建模，是显式建模、基于特征的参数化建模、基于约束建模以及同步建模几种建模技术的有效结合。1)传统的显式建模。NX不局限于参数化实体建模，还包括一个为显式定义线框、曲面和实体几何体的完整系统。通过这些传统的建模工具，设计人员能够用一系列不受限制的操作来处理二维或三维几何体，包括曲线和样条定义，扫掠、旋转和放样后的实体，求和、求减和求交实体的布尔操作，通过曲线或点网络的精密曲面建模。2)基于特征的参数化建模。1.3.1NX实体建模概念利用参数化、基于特征的CAD建模功能，设计人员能够从一个基础形
9、状开始应用共用的机械产品特征（如孔、凸台、切口和圆角等）快速地创建实体模型。基于特征的建模方法将根据设计人员选择的特征参数值，在模型元件中自动地执行细节操作。3)基于约束的建模。基于约束的建模是在建立模型几何体的时候定义约束，包括尺寸约束(如草图尺寸)或几何约束(如等长或相切)。4)同步建模。1.3.1NX实体建模概念从NX 60开始，NX提供了独特的同步建模功能，使设计人员能够改动模型，而不用考虑这些模型来自哪里；也不用考虑创建这些模型所使用的技术；也不用考虑是原生的NX参数化、非参数化模型，还是从其他CAD系统导入的模型。利用直接处理任何模型的能力，NX节约了在重新构造或转换几何模型上的时
10、间。使用同步建模，设计人员能够继续使用参数化特征，却不再受特征历史的限制。2.NX的建模模式1)基于历史的建模模式。1.3.1NX实体建模概念此模式利用显示在部件导航器中的有时序的特征线性树来建立与编辑模型。这是传统的基于历史的特征建模模式，也是在NX中进行设计的主要模式。此模式对创新产品中的部件设计是有用的；对利用基于植入草图及特征内的设计意图、预定义的参数和用建模时序去修改设计的部件也是有用的。2)独立于历史的建模模式。此模式是一种没有线性历史的设计方法，设计改变仅强调修改模型的当前状态，并用同步关系维护存在于模型中的几何条件。在几何构建或修改期，特征操作历史不被储存，对线性特征建立时间表
11、没有依赖。3)设计意图与建模思路设计意图由下列两方面组成：1.3.1NX实体建模概念 设计考虑：在实际部件上的几何需求，包括决定部件细节配置的工程和设计规则。潜在的改变区域：称为设计改变或迭代,它们影响部件配置。设计意图决定建模策略的选用，体现在以下方面：零件的潜在改变区：决定零件建模的关键设计变量与关联变量。装配件组件间的关联性:形状与位置，决定部件间相关建模技术的选用。设计数据的重用。1.3.2NX建模过程1.创建模型的实体毛坯1)由一体素特征形成：NX的设计特征功能提供了基于WCS直接生成解析形状的块、柱、锥、球等体素特征的能力，是创建实体毛坯的一种方法；2)由一草图特征扫掠形成：利用草
12、图模块去绘制一草图，并标注曲线外形尺寸，然后利用拉伸或旋转体功能进行扫掠去创建一实体毛坯。2.仿真粗加工过程，创建模型的实体粗略结构1)NX的设计特征功能提供了在实体毛坯上生成各种类型的孔、型腔、凸台与凸垫等特征的能力，以仿真在实体毛坯上移除或添加材料的加工过程，来创建模型的实体粗略结构；1.3.2NX建模过程2)NX的体素特征也可相关于已存实体创建，然后通过布尔运算来仿真在实体毛坯上移除或添加材料的加工过程，是创建模型的实体粗略结构的另一种方法。3.仿真精加工过程，完成模型的实体精细结构NX的细节特征功能提供了在实体上创建边缘倒圆、边缘倒角、面倒圆、拔模与体拔模等特征的能力；NX的偏置与比例
13、功能提供了片体增厚与实体挖空操作。最后完成模型的实体精细结构设计。1.3.3主模型概念图1-7主模型方法1.3.3主模型概念图1-8制图装配结构【案例】轴类零件主模型图1-9轴的零件图1)新建NX文件，选择“模型”模板，单位为mm，【案例】轴类零件主模型文件名为axis.prt。2)确认后进入“建模”模块。3)创建零件毛坯。图1-10草图 选择“插入”任务环境中的草图，选择基准坐标系的YC-ZC为草图平面。【案例】轴类零件主模型在草图环境中，创建图1-10所示草图轮廓线，合理添加约束。选择“插入”“设计特征”“拉伸”命令，选择完成的草图，旋转360，生成轴毛坯体，如图1-11所示。4)粗加工操
14、作。对键槽设置安放表面及定位基准，创建图1-12所示的辅助基准平面。图1-11轴毛坯体【案例】轴类零件主模型图1-12辅助基准平面【案例】轴类零件主模型图1-13创建键槽 根据实际尺寸创建键槽，如图1-13所示。【案例】轴类零件主模型5)精加工操作。选择图1 14所示边缘，作R1mm的边缘倒圆。选择图1 15所示边缘，作C2的边缘倒角。6)完成轴零件模型的创建。图1-14倒圆【案例】轴类零件主模型图1-15倒角【案例】轴类零件主模型图1-16轴的三维模型7)应用主模型方法创建工程图。【案例】轴类零件主模型图1-17新建制图文件8)根据实际需要修改首选项的相关参数。【案例】轴类零件主模型9)插入
15、合适大小的图纸页。图1-18插入图框【案例】轴类零件主模型10)添加视图，如图1-19所示。图1-19添加视图【案例】轴类零件主模型11)添加尺寸标注、几何公差、表面粗糙度符号及文本注释等，完成工程图的创建，如图1-9所示。D2Z.TIF2.1基本体的概念和构形2.1.1基本体的概念2.1.2基础特征的创建2.1.3常用曲线曲面2.1.1基本体的概念图2-1平面立体2.1.1基本体的概念图2-2曲面立体2.1.2基础特征的创建1)可以使用四种基本体素作为基础特征：块(长方体)，圆柱，圆锥，球，如图2-3所示。2)通过旋转、移动、沿引导线扫掠截面几何对象操作来创建扫掠特征作为基础特征。1.旋转法
16、旋转法是指任一平面图形（截面）绕指定的轴旋转构建基础特征的方法。指定的轴是旋转轴，如图2 4所示。图2-3基本体素2.1.2基础特征的创建图2-4旋转截面线创建基础特征2.移动法2.1.2基础特征的创建移动法是指由任一平面图形（截面）沿引导线方向移动来创建基础特征的方法。引导线可以是直线或者曲线。(1)平移法创建基础特征如图2-5所示，将六边形沿指定方向平移一段距离形成的体称为六棱柱。(2)导向法创建基础特征图2-6所示为由两个同心圆沿着一曲线扫掠形成体。图2-5平移法创建基础特征2.1.2基础特征的创建图2-6两个同心圆扫掠创建基础特征2.1.2基础特征的创建图2-7平面图形扫掠创建基础特征
17、2.1.2基础特征的创建图2-8由已有体表面扫掠创建基础特征2.1.3常用曲线曲面1.曲线的分类除了简单的直线，机械建模中常用的曲线可按照形状分类，也可以按照数学定义分类。通常可以把常见的曲线简单分成二维曲线和三维曲线两类。1)二维曲线：也称平面曲线，曲线位于某一平面上，草图、圆弧、抛物线、艺术样条等命令可以创建二维曲线。2)三维曲线：曲线无法完全位于某一平面上，如螺旋线。2.曲面的形成曲面可以看作是一条线（直线或曲线）运动的轨迹。这条运动的直线或曲线称为母线，曲面上的任一位置的母线称为素线。母线运动时受到的约束称为运动的约束条件，其中控制母线运动的线和面分别称为导线和导面。2.1.3常用曲线
18、曲面图2-9曲面的形成3.曲面的分类根据不同的分类标准，曲面有不同的分类方法，以下是两种常见的分类方法。2.1.3常用曲线曲面(1)按照母线运动方式分类1)回转面：由任意形式的母线绕一固定轴线旋转而形成的曲面。2)非回转面：由任意形式的母线根据其他约束条件运动而形成的曲面。(2)按照母线形状分类1)直纹曲面：由直线运动而形成的曲面，如圆柱面、圆锥面等。2)双曲曲面：由曲线运动而成的曲面，如球面、环面等。通常工程上常见的曲面有以下几类：1)回转面：如图2-10所示，通常可由旋转、扫掠等命令生成。2.1.3常用曲线曲面图2-10回转面2)直纹曲面：如圆柱、圆锥等，可由体素特征的相关命令生成，2.1
19、.3常用曲线曲面也可由拉伸、旋转、扫掠等命令生成。3)圆纹曲面：由圆运动而形成的曲面，例如球可由球这个命令生成，也可由旋转、扫掠等命令生成。4)螺纹面：由任意形式的母线沿螺纹线运动而形成的曲面，如图2-11所示，可由扫掠等命令生成。5)复杂曲面：不能按照简单规则形成的曲面，如图2-12所示，可以通过曲线网格、艺术曲面等命令生成。图2-11螺纹面2.1.3常用曲线曲面图2-12复杂曲面2.2体素特征建立基本体2.2.1块(长方体)2.2.2圆柱2.2.3圆锥2.2.4球【案例2-1】创建体素特征2.2体素特征建立基本体图2-13体素特征命令2.2.1块(长方体)图2-14“块”对话框(1)功能区
20、选择“主页”选项卡“基本”“更多”“设计2.2.1块(长方体)特征”“块”(长方体)命令。(2)菜单选择“插入”“设计特征”“块”(长方体)命令。有三种方法可以创建“块”（长方体）：1)原点和边长：给定定位点位置和长方体的长、宽、高，如图2-15a所示。2)两点和高度：给定长方体底面两个2D对角点位置和长方体高度，如图2-15b所示。3)两个对角点：给定长方体两个3D对角点位置，如图2-15c所示。用这一命令创建的长方体的边与WCS的轴平行。2.2.1块(长方体)图2-15创建块(长方体)方式2.2.2圆柱(1)功能区选择“主页”选项卡“基本”“更多”“设计特征”“圆柱”命令。(2)菜单选择“
21、插入”“设计特征”“圆柱”命令。有两种方法可以创建圆柱：(1)轴、直径和高度给定圆柱的轴方向、直径和高度，如图2-17a所示。(2)圆弧和高度选择已有的圆弧和给定圆柱高度，如图2-17b所示。图2-16“圆柱”对话框2.2.2圆柱图2-17创建圆柱方式2.2.3圆锥(1)功能区选择“主页”选项卡“基本”“更多”“设计特征”“圆锥”命令。(2)菜单选择“插入”“设计特征”“圆锥”命令。有五种方法可以创建圆锥或者圆台：1)直径和高度：给定底部直径、顶部直径和高度。2)直径和半角：给定底部直径、顶部直径和半角。3)给定底部直径、高度和半角。4)给定顶部直径、高度和半角。5)两个共轴的圆弧：给定共轴的
22、基圆弧和顶圆弧，如果选择的圆弧不共轴，则顶圆弧投射到平行于基圆弧平面的面上，直到两个圆弧是同轴的。圆锥各参数含义如图2 19所示。2.2.3圆锥图2-18“圆锥”对话框2.2.3圆锥图2-19圆锥参数2.2.4球(1)功能区选择“主页”选项卡“基本”“更多”“设计特征”“球”命令。(2)菜单选择“插入”“设计特征”“球”命令。有两种方法可以创建球：1)中心点和直径：给定球心位置和球的直径，如图2-21a所示。2)圆弧：给定一段圆弧，这个圆弧不一定是完整的圆，球的球心和直径由所给定的圆弧决定，如图2-21b所示。图2-20“球”对话框2.2.4球图2-21创建球的方式【案例2-1】创建体素特征1
23、)打开文件2-22.prt，实体模型如图2-22所示。图2-22实体模型2)进入“长方体”命令，选择“两点和高度”类型，【案例2-1】创建体素特征选择两点如图2-23a所示，高度设为10mm，布尔类型选择“合并”，生成实体如所示。3)进入“球”命令，选择“圆弧”类型，选择如图2-24a所示的圆弧，布尔类型选择“减去”，生成实体如图2-24b所示。图2-23创建长方体(布尔合并)【案例2-1】创建体素特征图2-24创建球(布尔减去)4)进入“圆柱”命令，选择“轴、直径和高度”类型，如图2-25a所示，在平面上选择一个点作为轴的原点，选择ZC轴作为轴的方向，直径设为50mm，高度设为10mm，生成
24、实体如图2-25b所示。【案例2-1】创建体素特征图2-25创建圆柱5)进入“圆锥”命令，选择“直径和高度”类型，选择如图2-26a所示的轴的原点和方向，底部直径设为50mm、顶部直径设为20mm、高度设为15mm，生成实体如所示。【案例2-1】创建体素特征图2-26创建圆锥2.3草图1)作为设计的轮廓或特定截面。2)作为扫掠、拉伸或者旋转等特征的截面线，用草图生成实体或片体。3)创建大规模的2D概念布局。4)用于构造运动路径或者间隙圆弧。2.3.1创建草图2.3.2草图曲线2.3.3草图约束【案例2-2】草图约束【案例2-3】创建草图2.3.1创建草图1)在菜单选择“插入”“草图”命令。2)
25、在“主页”选项卡单击“草图”或“草图曲线”命令。3)在已创建的基准面或平面上右击选择“草图”命令，进入草图环境。1.创建草图常用的步骤1)选择对象来自动判断草图坐标系(或者手动选择草图平面、草图参考方向和草图2)根据需要设置自动判断约束和自动判断尺寸选项。3)创建草图几何图形。4)添加、修改或删除约束。5)根据设计意图修改尺寸参数。6)退出草图任务环境。2.3.1创建草图2.草图类型草图类型包括基于平面和基于路径两类。要将草图特征创建在平面对象上（如基准平面或面），可以将草图类型设置为基于平面创建草图，如图2 27所示。图中草图1是基于基准 CSYS 平面绘制草图，草图2是基于拉伸草图的面绘制
26、草图。为了保证草图的定位正确以及与下游特征的相关性，在开始建模时建议使用WCS（工作坐标系）作为第一个草图的放置平面，然后通过拉伸、旋转草图生成实体或片体。后面再创建草图时，建议将草图创建在实体面上或者相关基准面上，从而得到相关性。2.3.1创建草图图2-27在平面上创建草图2.3.1创建草图图2-28基于路径创建草图2.3.2草图曲线图2-29草图曲线1.锁定约束2.3.2草图曲线在创建草图曲线的过程中，系统会与已有的曲线自动判断出一些位置关系并显示一个约束符号在线的附近，可以用MB2（鼠标中键）锁定约束。例如，在创建一条直线的过程中，与一条已有直线垂直，此时在线的附近会出现一个“垂直”的约
27、束符号，用户可以通过单击MB2进行锁定，锁定后无论怎么移动光标，要创建的线始终与已有的直线保持垂直，如图2 30所示。2.辅助对准线在绘制草图曲线的过程中，辅助对准线可以帮助用户对准曲线的控制点，包括端点、中点、弧或圆的圆心等。同时会显示两种类型的辅助对准线，如图2 31所示，1表示对齐中点；2表示保持垂直约束。2.3.2草图曲线图2-30锁定约束2.3.2草图曲线图2-31辅助对准线3.对齐角2.3.2草图曲线对齐角的作用是在允许的范围内捕捉一条直线使其呈水平或者垂直方向。默认情况下对齐角的度数为3，也就是说，当一条正在创建的直线与水平（或者垂直）方向之间的夹角不超过3时，这条直线会自动捕捉
28、到水平（或者垂直）方向。对齐角可以在“草图首选项”“会话设置”中进行设置，设置范围为020，如图2 32所示。图2-32对齐角4.捕捉点2.3.2草图曲线捕捉点可以在创建草图线时帮助用户快速精准地捕捉到想要的控制点。例如端点、中点、线上的点等。当需要捕捉某种类型点（如中点、端点）时，注意激活正确的捕捉点图标，如图2 33所示。图2-33启用捕捉点2.3.3草图约束1.控制点草图求解器分析点称为控制点。控制这些点的位置可以控制草图曲线。如对一条线段来说，它是由两个端点来控制的。1)直线的控制点为它的起点和终点。2)圆弧的控制点为它的圆心和圆弧的起点和终点。3)圆的控制点是它的圆心和圆周上一点。4
29、)艺术样条的控制点是它的起点、终点和中间的定义点。2.自由度箭头图2-34自由度箭头2.3.3草图约束3.自动标注尺寸/自动判断约束及设置“连续自动标注尺寸”“创建自动判断约束”“自动判断约束和尺寸”命令可以通过下面路径找到：(1)功能区选择“主页”选项卡“约束”约束工具下拉菜单。图2-35“自动判断约束和尺寸”对话框2.3.3草图约束(2)菜单选择“工具”“约束”命令。“连续自动标注尺寸”命令可在每次操作后自动对草图曲线标注尺寸，可以完全约束草图。拖动草图曲线时，标注的尺寸会更新，即自动标注的尺寸会移除草图的自由度，但不会永久锁定尺寸值。如果添加一个与自动尺寸标注冲突的约束，则会删除自动尺寸
30、标注。可将自动尺寸标注转换成驱动尺寸标注。4.尺寸约束尺寸约束命令可以通过下面路径找到：(1)功能区选择“主页”选项卡“量纲”选项。(2)菜单选择“插入”“尺寸”命令。2.3.3草图约束不同类型的尺寸约束，如图2 36所示。一般地，应用“快速”选项就可以满足添加各类尺寸约束的需求，除非有特别的要求才指定特定的尺寸类型。图2-36尺寸约束类型2.3.3草图约束1)“测量方法”下拉菜单：创建尺寸约束过程中，通过选择、设置尺寸测量方法，创建不同的尺寸。例如水平、竖直、斜角、径向等。2)创建“参考尺寸”：如果该选项处于选中状态，将会添加一个“参考尺寸”而非“尺寸约束”，如图2-38所示。图2-37“快
31、速尺寸”对话框2.3.3草图约束图2-38参考尺寸3)“设置”对话框：单击该图标，将弹出“尺寸设置”对话框。2.3.3草图约束图2-39创建内错角4)在“角度尺寸”对话框中的创建“内错角”：当约束两个线性2.3.3草图约束对象之间的角度时，单击该图标可以创建可能存在的不同角度值。5.几何约束“几何约束”命令可以通过下面路径找到：(1)功能区选择“主页”选项卡“约束”选项。(2)菜单选择“插入”“几何约束”命令。单击“几何约束”图标将启动“创建几何约束”对话框。首先选择想要创建的几何约束类型，然后选择草图对象。此时几何约束已经被创建在所选的草图对象上。要注意的是，相同的约束是不能创建在同一个选定
32、对象上的，用户可以在同一个对象上创建多个不重复和不矛盾的约束，可以用草图外部的对象创建约束，如基准面、面的边等。2.3.3草图约束图2-40几何约束类型2.3.3草图约束6.草图约束浏览器“草图约束浏览器”可以通过下面路径找到：(1)功能区选择“主页”选项卡“约束”“约束工具”下拉菜单“草图约束浏览器”选项。(2)菜单选择“工具”“约束”“草图约束浏览器”选项。图2-41“草图约束浏览器”对话框2.3.3草图约束7.草图的约束状态在创建草图过程中，状态栏会显示当前草图的约束状态。一个草图可能是处于完全约束状态，欠约束状态或者过约束状态，其中有一种全约束的状态是通过“自动尺寸”功能完成的，对于这
33、种情况，在状态栏会显示出草图是被几个自动尺寸完全约束。当草图处于欠约束状态时，在状态栏中会指出当前草图还需要几个约束。每添加一个约束，草图求解器会及时对草图进行求解并更新。NX允许对欠约束、过约束以及被自动尺寸全约束的草图进行移动、旋转等操作。1)完全约束：为了能够完全捕捉到草图的设计意图，最好将草图处于完全约束状态。2.3.3草图约束2)欠约束：如果一个草图处于欠约束状态说明没有足够的条件控制每个草图点，自由度箭头会在欠约束的草图点显示出来，这些点仍旧可以移动或作为转动中心。3)过约束：如果一个草图有过多的约束，那么草图处于过约束状态，这时约束冲突的相关对象包括尺寸和约束会显示成过约束对象的
34、颜色。4)冲突约束：在草图中，添加的约束可能会与其他约束存在冲突，冲突的尺寸约束和几何约束预示着草图求解器对当前草图提供的约束是不可解的。【案例2-2】草图约束【案例2-2】草图约束【案例2-2】草图约束图2-42草图示意图1)新建NX文件，选择“模型”模板，单位为mm，【案例2-2】草图约束单击“确认”后进入“建模”模块。2)选择“插入”“草图”，选择基准坐标系的YC-ZC作为草图平面，单击MB2进入草图环境。3)进入草图后，自动执行“轮廓线”命令。4)单击“几何约束”图标，选择“共线”约束。图2-43绘制草图轮廓曲线【案例2-2】草图约束图2-44添加几何约束15)继续添加几何约束。【案例
35、2-2】草图约束6)单击“圆角”图标创建圆角。图2-45添加几何约束2【案例2-2】草图约束图2-46创建圆角7)单击“快速尺寸”图标，添加尺寸约束。【案例2-2】草图约束图2-47添加大范围的尺寸约束8)继续添加尺寸约束，如图2-48所示。【案例2-2】草图约束图2-48添加其余的尺寸约束9)此时系统会提示“草图已完全约束”。【案例2-2】草图约束【案例2-3】草图约束【案例2-2】草图约束10)单击图标，保存文件并退出。【案例2-3】创建草图图2-49草图实例1)将XY平面作为放置面创建草图，如图2-50所示。【案例2-3】创建草图图2-50创建草图平面2)打开“创建自动判断约束”和“连续
36、自动标注尺寸”，【案例2-3】创建草图根据图例使用“轮廓”命令画出草图的大致轮廓，如图2-51所示。图2-51草图大致轮廓3)使用“设为对称”命令创建出关于X轴对称约束，如图2-52所示。【案例2-3】创建草图图2-52细化草图尺寸和约束14)选择两条直线并且创建平行约束，如图2-53所示。5)用同样的方法使下面两条直线平行，如图2-54所示。6)启动“快速尺寸”对话框进行尺寸标注，如图2-55所示。【案例2-3】创建草图图2-53细化草图尺寸和约束2【案例2-3】创建草图图2-54细化草图尺寸和约束3【案例2-3】创建草图图2-55细化草图尺寸和约束47)同样的方法对其余草图对象进行尺寸标注
37、，如图2-56所示。【案例2-3】创建草图图2-56细化草图尺寸和约束58)创建“中点”约束，如图2-57所示。【案例2-3】创建草图图2-57细化草图尺寸和约束69)创建“点在曲线上”约束，如图2-58所示。【案例2-3】创建草图图2-58细化草图尺寸和约束710)创建一条直线并将其转换为参考线，如图2-59所示。【案例2-3】创建草图图2-59细化草图尺寸和约束811)创建“竖直”约束，如图2-60所示。【案例2-3】创建草图图2-60细化草图尺寸和约束912)创建“同心”约束，如图2-61所示。【案例2-3】创建草图图2-61细化草图尺寸和约束1013)创建“相切”约束，如图2-62所示
38、。【案例2-3】创建草图图2-62细化草图尺寸和约束1114)最终完成草图，实现草图全约束，如图2-63所示。【案例2-3】创建草图图2-63草图完成全约束15)单击“完成”退出草图，进行下游特征的创建。【案例2-3】创建草图JT.TIF2.4扫描特征建立基本体2.4.1拉伸【案例2-4】拉伸体操作2.4.2旋转【案例2-5】旋转体操作2.4.3沿引导线扫掠2.4.4管2.4扫描特征建立基本体图2-64扫描特征命令2.4.1拉伸(1)功能区选择“主页”选项卡“基本”“拉伸”命令。(2)菜单选择“插入”“设计特征”“拉伸”命令。单击“拉伸”命令，选择截面线并按指定方向将它们拉伸一段线性距离，当截
39、面线是闭合曲线时，将会创建实体；当截面线是非闭合曲线时，将会创建片体，如图2 65所示。图2-65拉伸示例2.4.1拉伸图2-66“拉伸”对话框1.创建拉伸特征的基本步骤2.4.1拉伸1)选择“曲线”或“绘制截面”命令。2)选择拉伸方向。3)选择布尔运算及布尔运算的目标体，拉伸提供的布尔运算的选项包括合并、减去、相交和自动判断。4)输入拉伸参数，包括起始值、结束值以及偏置、拔模等参数。5)选择生成的拉伸体类型，包括实体和片体。2.限制限制选项用来定义截面线拉伸的开始位置和结束位置。开始与结束的限制选项如下：1)值：确定拉伸特征的起点与终点数值。2)对称值：截面线的两边拥有相同的拉伸值。3)直至
40、下一个：将截面线沿拉伸方向延伸到下一个体。2.4.1拉伸4)直至选定对象：将截面线延伸到选定的面、基准平面或体。5)直至延伸部分：当选择的限制面与拉伸的截面线并不完全相交时，将延伸限制面直至与拉伸截面线相交。6)贯通：沿指定方向拉伸截面线，使其完全穿过该方向所有的可选体。3.拔模拔模可将拔模角度添加到拉伸体的一个或多个侧面上。拔模选项如下：1)从起始限制：创建从拉伸起始限制开始的拔模，如图2-67a所示。2)从截面：创建从拉伸截面开始的拔模，如图2-67b所示。2.4.1拉伸3)从截面-不对称角：创建一个从拉伸截面开始，在该截面的两侧都可以指定拔模角的拔模，两侧拔模角可以不同。4)从截面-对称
41、角：从拉伸截面开始，截面线两侧以相同角度进行拔模，如图2-67d所示。5)从截面匹配的终止处：从拉伸截面开始，在该截面的拉伸双方向进行拔模，终止限制处的形状与开始限制处的形状相匹配，并且开始限制处的拔模角将更改，以保持形状与终止限制处一致，如图2-67e所示。图2-67拔模类型2.4.1拉伸4.偏置偏置选项可以为拉伸特征指定一个或两个偏置值。图2 68a所示为单侧偏置，适用于填充孔与创建凸台。图2 68b所示为双侧偏置，可以赋两个偏置值。图2 68c所示为对称偏置，从截面相对的两侧偏置值相同。图2-68偏置选项【案例2-4】拉伸体操作1)打开文件des14_extrude_edges_1.pr
42、t，如图2-69所示，确认后系统进入“建模”模块。2)单击“插入”“设计特征”“拉伸”命令，或输入快捷键X，将截面线的“曲线规则”改为“面的边”，然后选择实体的顶面，如图2-70所示。图2-69原始模型【案例2-4】拉伸体操作图2-70选择截面线3)系统自动判断的方向是已选择顶面的法向方向，【案例2-4】拉伸体操作并指向实体外部。4)在“布尔”选项中，选择“自动判断”。5)选择“偏置”选项为单侧，设置偏置值为-5，再调整视图视角，如图2-71所示。图2-71输入偏置参数6)单击“应用”按钮，拉伸结果如图2-72所示。【案例2-4】拉伸体操作图2-72拉伸结果2.4.2旋转(1)功能区选择“主页
43、”选项卡“基本”“旋转”命令。(2)菜单选择“插入”“设计特征”“旋转”命令。单击“旋转”命令，可将截面线绕某一轴以非零角度旋转建立实体或者片体，如所示。图2-73旋转体示例2.4.2旋转图2-74“旋转”对话框1)一个封闭的截面线串，且体类型设置为实体。2.4.2旋转2)一个非封闭截面，且旋转角度为360，体类型设置为实体。3)带偏置值的非封闭的截面。回转以下对象时可以获取片体：1)一个封闭截面，且体类型设置为片体。2)一个非封闭的截面，且角度小于360，没有偏置。【案例2-5】旋转体操作1)打开文件des13_revolve_1.prt，如图2-75所示。2)单击“插入”“设计特征”“旋转
44、”命令。图2-75原始模型与截面线【案例2-5】旋转体操作图2-76选择截面线3)模型中基准坐标系的Z轴为旋转的中心轴，输入开始角为0，【案例2-5】旋转体操作结束角为360，此时截面线绕轴旋转的方向按照右手定则。4)在“布尔”选项中，选择“减去”。5)单击“应用”按钮，结束旋转操作。图2-77旋转参数【案例2-5】旋转体操作图2-78旋转结果2.4.3沿引导线扫掠(1)功能区选择“曲面”选项卡“基本”“更多”“扫掠”“沿引导线扫掠”命令。(2)菜单选择“插入”“扫掠”“沿引导线扫掠”命令。单击“沿引导线扫掠”命令，可以通过沿一条引导线扫掠一个截面来创建实体或片体，“沿引导线扫掠”对话框如图2
45、 79所示。引导线可以是草图、曲线或面的边，并且可以包含尖角。图2-79“沿引导线扫掠”对话框2.4.3沿引导线扫掠图2-80沿引导线扫掠实例2.4.3沿引导线扫掠沿引导线扫掠2.4.3沿引导线扫掠图2-81创建管2.4.3沿引导线扫掠创建管实例2.4.4管(1)功能区选择“曲面”选项卡“基本”“更多”“扫掠”“管”命令。(2)菜单选择“插入”“扫掠”“管”命令。单击“管”命令，将一个圆形横截面沿一个曲线串扫掠来创建一个实体，圆形横截面尺寸由用户定义的外径值和内径值组成。可以使用此命令来创建线束、导线、电缆或管道组件等模型。“管”对话框和创建管实例如图2 81所示，图中实例内径为6mm，外径为
46、10mm，所以可以得到一个管状实体。JT.TIF2.5习题练习图(1)2.5习题练习图(2)2.5习题练习图(3)2.5习题练习图(4)2.5习题练习图(5)2.5习题练习图(6)2.5习题练习图(7)2.5习题练习图(8)2.5习题练习图(9)2.5习题练习图(10)2.5习题练习图(11)2.5习题练习图(12)2.5习题练习图(13)2.5习题D3Z.TIF3.1组合体的组合方式与表面连接3.1.1组合体的组合方式3.1.2组合体相邻表面的连接关系3.1.3布尓操作【案例3-1】求和操作3.1.1组合体的组合方式1.叠加式组合体叠加式是将若干基本体的表面重叠或相切、相交而构成一个整体的组
47、合方式。工程中又可细分为简单叠加和相交叠加，如图3 1所示。图3-1叠加式组合体2.切割式组合体3.1.1组合体的组合方式图3-2切割式组合体3.复合式组合体3.1.1组合体的组合方式实际工程中单一的叠加式或切割式组合体并不是最常见的，常见的是既有叠加又有切割的复合式，即综合运用叠加、切割方式形成新的形体。这种组合方式相对比较复杂，形成的组合体接近于实际产品零件的主要几何形体，并且能体现产品零件的某些功能。需要注意的是，组合体是一个整体。所谓“叠加”“切割”只是形体分析的具体体现，不能因此增加组合体本身不存在的轮廓线；在许多情况下，同一组合体既可以按“叠加”进行分析，也可以按“切割”进行分析，
48、还可以视为“复合式”进行分析，如图33所示。3.1.1组合体的组合方式图3-3复合式组合体3.1.2组合体相邻表面的连接关系图3-4组合体相邻表面连接关系(1)两表面平齐平齐是相叠加的两个基本体某一相邻表面共面，并且两表面之间没有分界线。3.1.2组合体相邻表面的连接关系(2)两表面不平齐不平齐是相叠加的两个基本体某一相邻表面不共面，因此两表面之间会有分界线。(3)两表面相切相切是相组合的基本体的某个平面与曲面或某个曲面与曲面相切，两表面光滑过渡，无交线。(4)两表面相交相交是相组合的基本体的某两个表面相交时，不是光滑过渡，它们之间产生明显的转折，从而产生交线。【案例3-1】求和操作【案例3-
49、1】求和操作【案例3-1】求和操作图3-5底板与圆柱体1)打开文件des14_bracket_Boolean.prt，如图3-5所示。【案例3-1】求和操作2)单击“主页”选项卡“合并”命令，单击“合并”对话框(图3-6)右上角的“重置”图标。3)选择中心体为目标体，选择图3-7所示高亮的实体。4)选择6个小圆柱体作为工具体，即图3-8所示高亮的六个实体。图3-6“合并”对话框【案例3-1】求和操作图3-7选择目标体5)单击“确认”，完成合并操作，【案例3-1】求和操作在底盘部分建立了六个小凸台，如图3-9所示。图3-8选择工具体【案例3-1】求和操作图3-9合并操作6)同样可以进行“减去”和
50、“求交”操作，【案例3-1】求和操作结果分别如图3-10和图3-11所示。图3-10减去操作【案例3-1】求和操作图3-11求交操作3.2组合体的形体分析3.2.1形体分析法3.2.2CSG体素构造法3.2.3复杂组合体的分析3.2.1形体分析法图3-12组合体分解一3.2.1形体分析法图3-13组合体分解二3.2.2CSG体素构造法图3-14集合运算图3-15轴套零件模型3.2.2CSG体素构造法图3-16初始基本体3.2.2CSG体素构造法图3-17交运算3.2.2CSG体素构造法图3-18并运算3.2.2CSG体素构造法图3-19差运算3.2.2CSG体素构造法图3-20轴套的CSG树3
