《UG NX7.5高级应用教程第2章 建模课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《UG NX7.5高级应用教程第2章 建模课件.ppt（181页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、UG NX7.5高级应用教材,第2章 建模,本章重点：本章讲述UG三维建模的基本知识与实例。UG的建模分为有历史记录模式建模与无历史记录模式建模两种，本章重点介绍了这两种模式的建模知识及相关命令，使读者在掌握各命令基本操作方法的情况下，进一步掌握相同命令在不同场合的应用方法；另外，本章通过实例，让读者掌握建立三维建模的基本过程与基本方法。本章难点：三维建模建立的基本过程。建议本章学习时，一要勤，读者要进行建模练习的类型和式样要广泛；二要多思考，会总结，在多种建模中，能够确定最佳建模方案；三要善于从不同角度不同方法来解决同一问题，从而具有灵活运用和驾驭建模命令的能力。,建模,建模也称为造型或实体
2、建模（Solid modeling），是用计算机以数学方法来描述物体或物体与物体之间的空间关系。例如，使用方程式在屏幕上生成直线、圆或其他形状，并依据它们相互之间所在的二维或三维空间的关系精确定位与放置。UG建模的目的是为了后续应用，主要包括：工程图、三维装配及装配工程图、加工编程、塑料模具、冲压模具、运动仿真、有限元分析等。其中，三维装配又可以用来进行运动仿真、出装配工程图及爆炸效果图等。因此，三维建模是其它应用的基础。,草图操作特点与技巧,建模时，是否需要草图，是根据模型的形状的复杂程度及操作的方法来决定的，复杂模型一般需要草图。所谓草图，实际上就是为进行三维建模时创建的二维平面图，这个平
3、面图可以放置在不同的图层上，通过诸如“拉伸”、“回转”等不同方式，让其形成三维图。因此，草图是三维建模的基础。初学UG的读者，可能以前曾学过二维绘图软件，如AutoCAD，CAXA等，这些软件制作二维图，实际上和UG的草图类似，控制原理与作图思维模式有所不同，初学者可按本书方法进行练习，很快就可以掌握主要方法。,约束,在UG中，约束分为几何约束与尺寸约束两种。几何约束：通过对图素间相互位置与关系进行限制，从而使图形具有位置与形状的唯一性的操作。如，让几条直线等长、平行或垂直等；让圆弧同心、等半径等；让图素固定位置等；让点在某曲线上等等。UG中，几何约束的命令是“草图工具”工具条中的“约束”命令
4、，先单击“约束”命令按钮，然后单击要进行几何约束的相关图素（可以是一个、两个或两个以上图素对象），此时会在绘图区的左上角显示“约束”浮动工具条 。,自动约束,初学UG草图制作时，系统会自动产生多种约束，这些约束使用得当，可以使作图速度成倍地增加，但一旦没有掌握好，则可能造成妨碍作图。下面介绍自动约束及操作时的注意事项。进入草图后，系统自动使用的绘图工具是“草图工具”工具条中“配置文件” 命令，该命令可制作直线与圆弧，现在就以该命令的操作为例，来说明自动约束及其注意事项。,约束效果,1.“配置文件” 命令,图2-9 不同输入模式,操作该命令时，先输入第一坐标点，读者可以直接在屏幕上适当位置单击来
5、得到第一坐标点，也可以在图2-9左侧所示文本框中输入坐标值后按回车来得到第一坐标点，然后拖动鼠标来制作直线，如果要制作圆弧，则按住鼠标左键拖动一下，就进入绘制圆弧模式，再次按住鼠标左键拖动又可回到绘制直线模式。作图时注意系统的自动约束功能，除有需要外，最好不要让系统进行自动约束，否则，后续操作可能会出现不必要的麻烦，如果出现多余的自动约束，要及时删除。,2.“派生直线” 命令,该命令可以制作中位线或角平分线，如图2-10所示。先作三条任意直线A、直线B及直线C，然后单击“派生直线”，再单击直线A与直线B，拖动鼠标左右移动，就会出现直线A与直线B的中位线M，到适当位置单击左键完成直线M的创建。同
6、样，单击“派生直线” 后，再单击直线B与直线C，拖动鼠标可以制作直线B与直线C的角平分线N。效果如图2-10右侧所示。,图2-10 “派生直线”制作,3.“转换至/自参考对象” 命令该命令可以将曲线转换成参考线，或将参考线转换成活动曲线，在UG中，参考线可作为中心线、对照线等，不参与成形操作，即不能用参考线作出可以拉伸、旋转等用的图形，而活动线则可以通过拉伸、旋转等命令使其转换成实体图形。单击该命令后，然后单击选中要转换成参考线的曲线，再单击鼠标中键，就完成了转换过程。,4.“偏置曲线” 命令“偏置曲线”命令将曲线偏移一定距离，在UG中，“偏置曲线”具有关联性，而早期版本中则不具有关联特性。操
7、作方法是：单击“偏置曲线”命令按钮，弹出“偏置曲线”对话框，在“距离”处输入偏移的距离值，然后单击选中要偏置的曲线，再单击鼠标中键就可完成操作。,5“镜像曲线” 命令该命令可以将草图曲线以某直线为对称中心线进行镜像，操作时，先单击“镜像曲线”命令按钮 ，弹出“镜像曲线”对话框，先单击对称中心线，然后再选中要进行镜像的曲线，再单击鼠标中键即可完成操作。草图中的命令有几十条，除了“草图生成器”工具条上的命令外，“编辑”菜单中的命令也是可用的，其中，常用的命令有“移动对象”（Ctrl+Shift+M），“变换”（Ctrl+T）及编辑曲线等命令，其中，“移动对象”命令在后面有介绍，它不但可以用在草图中
8、，也可以在建模环境中使用，“变换”命令是UG以前的版本中常用的命令，但该命令在UG7.5中等到了改造，操作与前面版本的操作有些不同。在UG中，当制作草图曲线时，系统会自动进行尺寸约束，即每作一段线，系统标出尺寸，若要取消尺寸标出，可以单击草图环境中的“任务”“草图样式”，在弹出的对话框中将“连续自动标注草图尺寸”复选框前面的钩“”去掉即可。,2.1.4 草图操作实例,实例1 铁钩的草图制作如图2-11所示铁钩的草图。,图2-11 钩子草图,操作步骤：（1）新建文件后，单击“特征”工具条上的“草图”命令按钮，弹出“创建草图”对话框，使用默认设置，直接单击鼠标中键，进入草图环境中。（2）使用“配置
9、文件”命令，完成各项操作，得到效果如图2-12所示。,图2-12 作图过程,（3）进行约束：使用尺寸约束及几何约束完成各约束。,图2-13 约束过程1,（5）使用“自动判断的尺寸”命令按钮,图2-14 约束过程2,实例2 机架草图,操作步骤：（1）新建文件，进入草图环境中。（2）使用“配置文件”命令，完成如图曲线效果。,（3）使用“约束”命令按钮让曲线A与G相切。（4）标注弧B、弧D及弧G各圆心间的距离，结果如图2-17左侧图所示。,（4）进行部分约束后效果。,（5）完成所有约束后效果。,2.2 非曲面建模非曲面建模是指在建模时，没有使用“曲面”工具条及“自由曲面形状”工具条中的命令而进行的建
10、模，这类建模常用于一般的机械零件建模，较复杂的主要有箱体类零件、壳体类零件等。而曲面建模则用到曲面命令，可制作难度较大的模型，可用于玩具、汽车及其它复杂外形零件的建模，如玩具中的动物建模、汽车飞机外形设计、化妆品及装饰品外形建模等。,2.2.1 拉伸命令及实例一. 拉伸命令“拉伸”命令是UG建模的重要命令，它功能强大，可以制作沿任意方向增长的实体或片体。单击“插入”“设计特征”“拉伸”或单击“特征”工具条中的“拉伸”命令按钮，均可以弹出“拉伸”对话框，如图2-20所示。,二. 实例操作实例1 吹风机外壳制作吹风机外壳如图2-21所示。,操作步骤：（1）首先，启动UG，新建CFJ.PRT文件，然
11、后单击“特征”工具条中的“拉伸”命令来完成圆锥台的拉伸，效果如图2-22所示。（2）单击“特征”工具条中的“边倒圆”命令按钮，弹出“边倒圆”对话框，将对话框中的“Radius 1”的值设置为20，并回车，然后单击选中图2-22中的拉伸体的上边缘，然后单击鼠标中键，完成边倒圆操作。（3）再次使用“拉伸”命令作如图2-23所示的草图。,作该草图时（4）再次使用“拉伸”命令得到如图2-24所示的草图。,完成草图后，再单击鼠标中键完成拉伸，完成拉伸。（5）依照步骤（3），仍然使用“拉伸”命令，以X-Z为草图平面，制作如图2-25所示的草图。,完成拉伸，结果如图2-26右侧图所示。,（6）完成另一侧拉伸
12、。,（7）使用“特征”工具条中的“边倒圆”命令按钮，对图2-28所示各边倒圆。,（8）单击“特征”工具条中的“抽壳”命令按钮，将弹出“壳”对话框，然后选择图2-29所示的二个面，并将“壳”对话框中的“厚度”修改为1.5，然后单击鼠标中键完成抽壳操作，结果如图2-30所示。,（10）类似地，做出开关孔和拉线孔，结果如图2-32右侧所示。（11）使用变换命令来完成另一侧操作，结果如图2-33所示。,实例2 箱体制作箱体制作是机械产品制作中较复杂的零件，但在UG环境下制作箱体类零件，主要使用“拉伸”命令，下面详细说明一下制作过程。箱体的效果如图2-34所示。,操作步骤：（1）制作箱体底部草图及拉伸得
13、到底部。,（2）用拉伸完成周边制作,（3）制作箱体上表面,（4）制作半圆拉伸。,（5）制作半圆形凸台。,（6）制作对称的半圆形凸台。,（7）以图2-38中所示的前面板为拉伸平面，拉伸出加强筋，并使用“镜像特征”进行镜像，结果如图2-40右侧图所示。（8）制作拔模效果。,（9）制作补充凸台。,（11）制作油标凸台。,（12）制作油标凸台孔。,（13）制作放油孔。,实例3 话筒面板制作话筒的形式多样，如图2-45所示是一种话筒面板效果。,分析：制作话筒面板，可以通过多次拉伸得到，但中间要用到其它多种命令，如“偏置曲面”、“抽壳”、“修剪体”等，同时，由于结构特殊，操作过程也是很重要的。,操作过程：
14、（1）制作主拉伸体。,（2）制作耳机凸台体。,（3）制作拔模效果。,（4）制作凹球面。,（5）制作凸弧部分。,（6）制作凸弧斜面。,制作修剪效果,（7）制作螺钉孔与麦克风槽。,（8）抽壳。（9）制作其它孔。（10）作结合边。,11）图层隐藏,“拉伸”命令小结：“拉伸”命令能完成不同的拉伸效果，是一个十分强大的建模命令，配合适当的其它命令，可拉伸出各种形状的实体，操作拉伸命令时，注意灵活设置拉伸参数，如：改变“截面”参数，使截面封闭或开放时，可分别得到实体或片体；修改“矢量”参数，可得到不同方向的拉伸效果；修改“极限”参数，可得到不同拉伸长度与终端效果；修改“布尔”可得到不同的布尔结果；修改“拔
15、模”则可得到锥形拉伸效果；修改“偏置”参数，则可得到实心实体或空心实体。在实际作图时，注意根据三维图形的不同，适当修改以上各参数，是作图成功的关键之一，分进行图形分解与组合，是获得成功的另一关键因素。读者可通过反复练习逐步掌握“拉伸”命令的各种操作技能。在上面的实例中，出除了进行拉伸加材料、拉伸减材料等常用操作外，还有两种斜拉伸的方法，灵活的草图制作，基准平面制作等多种知识，请读者仔细研究并予以掌握。,2.2.2 回转命令及实例,一. 回转命令“回旋”命令是建模中常用的另一个重要命令，用来制作中心对称的回旋体。“回转”命令的启动后的对话框如图2-56所示。从图中可以看出，“回转”对话框与“拉伸
16、”对话框类似，“截面”区用来获得“回转”曲线，可以是封闭的曲线，也可以是开放的曲线；“轴”区用来指定回转的轴的方向及轴的位置，其位置的设置用“指定点”来完成，由于矢量及点的操作在前面有介绍，读者可以按前面的方法进行，“极限”区指定回转的起始位置与结束位置，其余设置与“拉伸”命令一样，在此不一一介绍。进行“回转”操作，首先选择或草绘截面曲线，然后选择回转轴，再设置回转的起始与结束位置，其它设置类似“拉伸”命令的设置。具体操作请看下面的实例操作。,二. 实例操作实例1 轴制作轴类零件是机械中常用的零件，使用“回转”命令来制作轴类零件方便快捷，如图2-57所示一根轴。操作步骤：（1）制作回转主体。,
17、（2）制作键槽。,（3）制作倒角。（4）制作螺纹。（5）制作两端的中心孔。（6）进行后处理。隐藏不用的其它内容。最终结果如图2-57所示。,实例2通气塞制作通气塞的效果如图2-61所示。操作过程：（1）建立回转主体。,（2）制作退刀槽。（3）制作孔。（4）制作拉伸孔。,（5）制作倒斜角与螺纹。（6）制作螺纹线。,（7）制作草图。,（8）制作切纹。,（9）阵列切纹。,2.2.3 扫掠命令及实例,在UG中，扫掠命令有5个，分别是“扫掠”、“沿引导线扫掠”、“样式扫掠”、“变化的扫掠” 及“管道”，这些命令可以从“插入”“扫掠”菜单中获得，也可以从“特征”工具条、“曲面”工具条及“自由曲面形状”工具
18、条中获得。在这些扫掠命令中，“沿引导线扫掠”与“管道”命令操作不难，因此，只作个简单介绍，而其余的几个扫掠命令则功能强大，操作也较复杂，其中，“变化的扫掠”命令在后面将举例说明，而“扫掠”及“样式扫掠”则要在下一章中讲解曲面时给予介绍。下面先介绍“沿引导线扫掠”的操作步骤：（1）先制作引导线，可以是一根，也可以是由多段线组成的复合曲线（多根线合一），作为扫掠用的引导线，如图2-68左侧所示。,（2）再制作与引导线垂直或成一定角度的封闭式曲线（一段或多段均可，此时产生实体）或开放曲线（此时将产生曲面），作为截面曲线。（3）使用“沿引导线扫掠”进行扫掠操作，先激活该命令，然后单击选中截面曲线，可以
19、选择多段，但这些曲线段须连接成封闭或开放的曲线；单击鼠标中键后，再选中引导曲线。单击鼠标中键就可完成操作。具体做法请参见：“实例2通气塞制作”的步骤(8)”。“管道”命令的操作步骤：（1）先制作一根引导曲线。（2）单击“特征”工具条中的“管道”命令按钮，弹出“管道”对话框，单击选中引导曲线，然后在“管道”对话框中的“横截面”区域输入管道的“外径”及“内径”尺寸，（3）必要时，可修改“设置”处的“输出”为“单段”或“多段”，并修改“布尔”运算规则，再单击鼠标中键，就可完成操作。操作结果如图2-68右侧所示。,二. 变化的扫掠概述“变化的扫掠”命令是从UG5开始新增的命令,它是一个功能强大的命令，
20、其操作思维是通过一根或多根引导线,引导一个截面进行扫描,最终得到一个扫掠体。作“变化的扫掠”时，一般先作扫掠用的引导轨迹线，可以作一根或多根，然后使用“变化的扫掠”命令，再作扫掠用的截面。下面我们来看两则实例，并从实例中让读者明白“变化的扫掠”命令的操作方法。,三. 实例操作实例1 螺母毛坯的制作 六角螺母毛坯效果如图2-69所示（1）制作草图。（2）进入草图环境。,(3)制作交点（4）通过约束完成草图制作,（5）完成操作。上面使用“变化的扫掠”进行了螺母毛坯的制作，其扫掠用的轨迹线是封闭的曲线（圆与倒圆角的多边形），选择轨迹线时要先选择多边形而不能先选择圆；作截面时一定要通过轨迹线与截面草图
21、平面的交点。这些都是作“变化的扫掠”时要注意的关键点。下面我们来看下开放轨迹线的“变化的扫掠”的操作。,2.2.4 实例几何体及实例,一. 实例几何体“实例几何体”命令在UG6中翻译为“引用几何体”，是UG中的一个重要命令，主要用来进行特征的阵列、移动、旋转等多种功能，下面我们来看看如何使用这个命令。先在坐标原点处建立一个直径为20，高度为100的圆柱体，然后，单击“特征”工具条中单击“实例几何体”命令，将弹出“实例几何体”对话框，要注意的是，当我们选择的类型不同时，对话框的形式有所改变，如图2-88左侧图所示是选择“类型”为“来源/目标”时的效果图；单击类型右侧的的向下箭头，可弹出下拉框列表
22、框中五种类型如图1右侧所示。,下面我们分别介绍这五种类型的操作及功能：1.“来源/目标”此选项是从一点到另一点复制特征对象，其特点是在平面上进行复制，可以沿某一方向复制多个副本，也可以根据点位置复制单个副本。,2.“镜像”“镜像”就是对源特征进行镜像。,3.“平移”,4.“旋转”,5“沿路径”,操作过程如下：（1）选中要复制的特征对象。（2）在屏幕上选择一条路径。注意，在UG中，不允许选择多路径。（3）可以在“距离选项”处选择“填充路径长度”与“圆弧长”两种选项之一。（4）输入“角度”值，此“角度”是指副本复制时，前后相邻两个副本间的旋转角度。如图2-94中B图所示是角度为0时的效果，而C图则
23、是设置“角度”为20时的效果。（5）如果你想得到曲面阵列效果，可以使用另一路径来进行再次操作，如图2-94中D图所示，是对B图操作结果再沿Y-Z面内的草图进行“沿路径”操作的结果，从而完成沿曲面阵列的操作效果。以上是对“实例几何体”命令进行了详细解释，下面来看一个使用实例几何体进行操作的实例。,二. 实例操作实例1 楼梯制作操作过程如下：（1）新建一个文件，并建立草图。（2）“拔模” 10。（3）旋转复制后得到最终效果,实例2 曲面上的同向阵列阵列效果如图2-98所示。操作过程：1先制作如图2-99所示的曲面。2作一个草图如图2-100所示。3将图2-101所示的草图投影到曲面上，并隐藏图2-
24、100所示的草图。4制作一个圆柱体，准备用此圆柱体进行阵列，效果如2-102图所示。,5完成阵列,2.2.5 移动对象及实例一. 移动对象UG中新增了“移动对象”命令，该命令功能强大，类似于UG5及以前版本中的“变换”命令，但在UG中还是保留有“变换”命令，只是功能有所改变,两个命令均可用在草图制作中,但在草图环境下,读者需要自己定制工具条才能出现这两个命令按钮。,1.“距离”方式,2.“角度”方式,3.“点之间距离”方式,4.“径向距离”方式,5.“点到点”方向,6.“根据三点旋转”方式,8“CSYS到CSYS”方式,二. 实例操作由于前面众多实例中都有用到“移动对象”命令，所以在此只讲一个
25、简单实例。实例1 雪糕杯制作制作完成的雪糕杯如图2-114所示。,下面解释其制作过程：（1）使用旋转命令制作杯身。（2）制作圆柱体草图如图2-116左侧所示。,（3） “移动对象”命令来完成阵列。,（4）使用“特征”工具条中的“求差”（5）再单击“特征”工具条中的“边倒圆”命令注意：本实例使用了“移动对象”命令来制作圆形阵列，得到8个圆柱体，其实，也可以使用前面学的“实例几何体”来完成，请读者思考两种不同的作法有何异同点？,实例2 排球制作排球制作后的效果如图2-119所示。,制作过程如下：（1）先使用“特征”工具条中的“球”（2）用草图拉伸。（3）再作如图左侧所示草图，拉伸得到两个平面，如图
26、2-121右侧所示。,（4）制作相交曲线。（5）单击“曲面”工具条中的“剖切面曲面” （6）使用“特征”工具条中的“求差”命令对图2-122右侧图的四分之一球体与各剖切曲面进行求差，结果如图2-123左侧所示。,2.2.6 其它命令,一. 孔命令单击“插入”“设计特征”“孔”命令，就可以对孔进行操作了。在UG6及UG7中，“孔”命令较以前的版本有很大的改进，类型较多，有“常规孔”、“钻形孔”、“螺钉间隙孔”、“螺纹孔”及“孔系列”几种；孔的方向可以修改，包括“垂直于面”与“沿矢量”两种确定孔的方向的方法，一般情况下使用“垂直于面”，当使用“沿矢量”方法时，就可以使用矢量构造器等工具来确定任意方
27、向；根据孔的类型的不同，孔的形状又包括“简单”、“沉头孔”、“埋头孔”及“锥孔”等几种。图2-124是几种常见的孔。,操作过程比较简单，其操作过程是：1，修改孔的“类型”，以便制作不同的孔；可修改的项目有：“常规孔”、“钻形孔”、“螺钉间隙孔”、“螺纹孔”及“孔系列”几种；2，指定孔的“位置”点，即孔的中心点；3，确定孔的中心轴的方向；4修改形状；在不同类型下，孔的形状又可分为“简单”、“沉头孔”、“埋头孔”及“锥孔”等不同形状；5修改尺寸参数；就是修改孔的深度、直径等参数。,二. 倒圆命令,UG中有三种倒圆命令，分别是“边倒圆”、“面倒圆”和“软倒圆”，其中“边倒圆”最常用，其操作也较简单，
28、单击要倒圆的边后输入半径值，单击鼠标中键就可以完成倒圆效果，如图2-125左侧图所示。但如果你输入半径后，选中要倒圆的边后，再单击“边倒圆”对话框中的“可变半径点”，就会展开“可变半径点”区域，单击该区域中的“指定新的位置”，再到刚才选择的边的适当位置单击选择一个点，在“V Radius 1”处输入相应的半径值，然后再在要倒圆的边上选择另一点，输入另一个半径值，如图2-125中间图所示，如此做下去，就可以让不同位置倒出半径不同的圆来，结果如图2-125右侧所示。因此，如果有必要，读者可以根据需要倒变半径的圆。而在UG中，另外两个命令可以倒出更复杂的圆来。,单击“特征”工具条中的“面倒圆”命令按
29、钮，会弹出“面倒圆”对话框，如图2-126所示。图中是将“倒圆横截面”区域中的“形状”修改为“二次曲线”时的效果。,操作过程是：单击“面倒圆”命令按钮，出现“面倒圆”对话框；然后单击第一组要倒圆的面，可以是多个面，如图2-127左侧中的第一组面，然后单击鼠标中键，再单击第二组面，第二组面选择完成后，修改“倒圆横截面”下面的“形状”，如果你选择“圆形”，则接着修改“半径方法”为“恒定”、“规律控制”或“相切约束”中某一种，再给出相应的参数即可，如果你选择的是“二次曲线”，则出现众多选项，如图2-126所示。此时，你首先单击类似如图2-127左侧中的边缘线A一样的一条曲线作为脊线，再对“偏置1方法
30、”及其它参数进行修改以及“偏置2方法”及相关参数进行修改，就可以得到相应的倒圆效果，如图2-127右侧所示是按图2-126设置的倒圆效果。,三. 软倒圆,单击“特征”工具条中的“软倒圆”命令按钮，弹出“软倒圆”对话框，单击第一组面，如图2-128左侧所示，再单击鼠标中键后，单击第二组面，单击鼠标中键后，单击第一组相切曲线，再单击鼠标中键后单击第二组相切曲线，然后单击“定义脊线”，再单击如图2-128左侧所示的“边缘曲线A”，最后单击“应用”或“确定”按钮即可得到如图2-128右侧所示的效果。,四. 拔模,单击“特征”工具条中的“拔模”命令按钮，会弹出如图2-129所示“拔模”对话框，“拔模”命
31、令的作用是将某些面做出拔模斜度，操作过程如图2-129所示。,实例1 套筒扳手头套筒头制作,制作出来的套筒扳手套筒头效果如图2-131所示。,启动UG，新建文件修剪后完成的草图。,拉伸效果,拔模拉伸,五. 文字功能UG的文字功能十分强大，平面上的文字。,曲面与曲线上的文本,实例2 公章制作公章制作后的效果如图2-143所示。图2-143 公章效果,2制作公章中间的五角星图案3制作公章中的文字,4作出盖章的效果,六. 规律曲线在制作复杂形体时，有时需要精确的曲线，此时，可以使用UG系统提供的“规律曲线”命令来创建。单击“曲线”工具条中的“规律曲线”命令按钮后，弹出如图2-154左侧所示的“规律函
32、数”对话框。图2-154 规律曲线该命令的操作过程如下：（1）单击“曲线”工具条中的“规律曲线”命令按钮，弹出“规律函数”对话框，此时，单击一种规律函数（即对话框中的某一个图标按钮），就可以定义X坐标上的规律；（2）定义完成X规律后，又回到图2-154左侧的对话框处，再单击需要的“规律函数”图标来定义Y坐标上的规律；（3）同理，定义Z坐标轴上规律，写成三个坐标轴上的规律函数定义后，系统会要求“定义方位”及“点构造器”或“指定CSYS参考”，此时你可以单击“定义方位”来定义规律曲线的X轴方向，也可使用“点构造器”来定义曲线的起始点坐标，如果你都不修改，直接单击鼠标中键，则将曲线起始点制作在坐标原
33、点处。,实例3 齿轮制作在作此题时，先要说明一个问题，在UG6及以前版本中，UG是没有齿轮专用设计命令的，但到了UG7后，系统增加了“GC工具箱”菜单，如图2-155左侧所示。利用该工具箱提供的齿轮设计工具，可以制作出各种齿轮，操作很方便：单击 “GC工具箱”“齿轮建模”“柱齿轮”，弹出“渐开线圆柱齿轮建模”对话框，选择要操作的项，单击确定后，选择齿轮类型及加工方法，单击鼠标中键后进入“渐开线圆柱齿轮参数”对话框中设置参数，完成后，弹出“矢量”对话框来确定齿轮轴的方向，选择方向后，单击确定，出现“点”对话框，用来确定齿轮轴心位置，最后单击鼠标中键完成操作，就可以得到所建齿轮，如图2-155右侧
34、所示是建立好的几种不同类型齿轮效果。图2-155 “GC工具箱”建立齿轮但在本实例中，则使用通过传统模式来建立齿轮模型，目的是让学生能掌握复杂的建模技术，掌握UG参数化建模操作。因此，本例作为“规律曲线”的一个应用，可以让读者了解复杂曲线的建模基础。下面说明操作过程。输入公式。首先，新建一个文件，进入建模环境后，单击“工具”“表达式”，弹出“表达式”对话框如图2-156所示。,在对话框中“名称”处输入变量名称，然后在“公式”处输入相关公式。t=0；A=90*t；m=2.5；准备作一个模数为2.5的齿轮39；齿轮齿数39alf=20；压力角d=m*z；分度圆直径db=d*cos(alf)；基圆直
35、径，作渐开线用xt=db*(cos(A)+A*pi()/180*sin(A)/2；渐开线向方程yt=db*(sin(A)A*pi()/180*cos(A)/2；渐开线向方程da=(z+2)*m；此公式算出齿顶圆直径df(z2.5)*m；此公式计算出齿根圆直径公式输入完成后，效果如图2-156所示。输入参数后制作出曲线,通过镜像、修剪后效果,变换平移后效果最后得到的草图及拉伸效果,类似地，可以制作出各种不同齿轮效果,七. 螺旋线在前面的通气塞的制作实例中，我们用到了螺旋线的操作，使用的是恒定半径的螺旋线，下面就变半径的螺旋线进行讲解。,实例4 异形弹簧制作,2.3 曲面建模,2.3.1 曲面建模
36、的特点曲面建模是建模过程中难度最大的，有的曲面形状要求准确，精度要求高；有的曲面形状要求不特别精确，但可能形状复杂，则操作起来要有较好的处理方法。一般地，日常生活中的用品，大多精度要求不高，形状可能是千差万别的，如玩具、生活器皿等；工业中的产品可能有较高的精度要求，其形体可能也是复杂的，这样就要求进行精确建模。曲面建模可以有多种方法，在UG中，目前应用较多的有以下几种。一. 逆向建模法二. 投影法三. 截面法四. 自由曲面法除了自由曲面法，要作出曲面形体首先要作出线框模型，也就是线架，只有作出了线架，才能作出相应的形体。本节中列举了多个实例，将对截面法与投影法做重点介绍，逆向建模法及自由曲面建
37、模法则只做少量讲解。另外，曲面命令中有编辑命令，会在各实例中用到，就不专门进行讲解了，请读者注意用到的曲面编辑命令及其使用方法。,2.3.2 “直纹”、“通过曲线组”命令及实例一. “直纹”、“通过曲线组”命令,不同对齐方式的比较,二. 实例操作实例1 饮料罐制作（截面法作图）饮料罐的效果图如图2-167所示。分析：本例可以使用截面法来制作，将饮料罐剖切成若干个截面，然后利用曲面命令完成建模。下面详述其操作步骤。1制作罐嘴草图,2.制作罐嘴曲线3.制作罐身曲线,制作罐身曲面,5作罐柄,修剪,6后继处理,启动材料编辑器,实例2 简易喷淋头制作（截面法作图）分析：该建模形状较特殊，从不同位置进行剖
38、切，可以得到该建模的截面图，可以看出是由圆与椭圆组成的，且垂直于该建模的中心线，因此，可以使用截面法来完成该零件的建模。制作过程：（1）作草图（2）处理曲线。,（3）作圆（4）使用“拉伸” 。（5）进行曲面制作,（6）制作螺纹,2.3.3 “通过曲线网格”命令及实例一. “通过曲线网格”命令只要仔细研究一下建模过程就会发现，不论多么复杂的模型，首先要建立框架，然后再建成实体或片体。而在所有曲面命令中，“通过曲线网格”命令是应用最多的命令之一。为了完成复杂曲面的建立，要掌握好此命令的用法。,实际作图时，会遇到主线串数加交叉线串数总数为2条、3条、4条、5条或更多的情况，不同情况，其作曲面的方法不
39、同，下面分别给予简介。如图2-165所示，在正常情况下，主线串大于或等于2条，交叉线串大于或等于2条，在总线串数大于或等于4条，并且各线串间基本平行的情况下，使用“通过曲线网格”命令作图时用的框架。在此框架中，用M1M3表示主线串，C1C4表示交叉线串。作出的曲面如图2-186右侧所示。,如果框架只有3条曲线，则可以按图2-187所示制作。图2-187 3条曲线作曲面如果是两条曲线，则可以如图2-188所示这样来制作。图2-188 2条曲线作曲面另外，还可能有5条曲线的情况，这时作成曲面需要进行特殊处理，读者可以参照本章第2节中的实例12来进行操作。,二. 实例操作实例1 汤匙制作（投影法作图
40、）汤匙的制作过程如下。1建立匙俯视图草图,2建立主视图草图,建立主视图上的草图,3组合投影,4镜像曲线5作样条曲线6作曲面7加厚片体8渲染处理,实例2 自行车坐垫制作（投影法作图）自行车坐垫的效果如图2-198所示。自行车坐垫是一个典型的曲面建模实例，用UG对其进行建模有其独特的优势。分析：本例可以用投影法。作曲面的要点是要作出模型的线框模式，而线框模式则要从主、俯、前等视图分别加以描述，有时还要对产品的特征曲线进行描述，往往难度就集中在作这些视图上，初学者常常是看到曲面形状复杂，无从下手，这与操作思维不成熟、曲面作图较少及没有合适的作图方法有关，因此，对于复杂的建模，可以先分别作出不同视图的
41、最外轮廓，并注意处理好各轮廓间的有机关联与交接点，并在适当时候对曲面进行适当的扩大与延伸，然后进行合理剪裁，最终产生所需要的结果。下面详细说明其操作过程。,1作俯视图草图,2作主视图的草图,3作坐垫外缘线,4作曲面,5生成裙边与实体,制作曲线与曲面,完成的效果。,实例3 风扇叶片制作（投影法作图）风扇叶片的效果如图2-212所示。分析：本例也使用投影法，因风扇形状特殊，其外形投影不是通过投影命令来完成的，而是通过曲线的制作来得到外形的投影的。因此，本例是一种特殊的外形投影。,（4）制作出空间曲线及单个叶片,5、旋转、复制、拉伸后得到最终效果,2.3.4 扫掠命令及实例一. 扫掠命令UG扫掠命令
42、共有5个，前面我们使用了其中的“沿导引线扫掠”、“管道”、“变化的扫掠”等，下面我们来看下“扫掠”命令的使用。,二. 实例操作实例1 铁钩制作（截面法作图）,2建立各截面草图,3作曲面,（1）作钩身主体部分曲面。,2.3.5 剖切曲面及实例一. 剖切曲面命令UG中的“剖切曲面”命令实际上一个命令集，单击“曲面”工具条中的“剖切曲面”命令按钮，会弹出如图2-226所示的对话框，单击其中的“类型”右侧的下拉按钮，会弹出如图2-226右侧所示命令列表，共有20个命令。图2-226 “剖切曲面”对话框,二. 实例操作实例1 特形曲面制作如图2-235左侧所示是一个复杂曲面，由多个曲面组成，各面间连续性
43、为G1或G2，因此是光滑的曲面。,4.“桥接”曲面 5.使用“剖切曲面”6.“缝合” 曲面。,2.3.6 自由曲面成型及实例一. 主要命令1. 四点曲面2. 艺术曲面,3. 样式扫掠,二. 实例操作实例1 人脸制作（自由曲面法）,使用“自由曲面成形”工具条中的“X-成形”命令进行调整,“插入结点”，进行详细调整,完成嘴巴的大致形状，再使用“成比例移动”以及“平移”等命令对嘴巴进行细微调节,2.3.7 曲面建模综合实例下面看些建模较为复杂的情况，同时也反应了一种不同的建模思路。实例1 电熨斗制作（自由曲面法）,进行曲线制作,实例2 化妆品瓶盖制作（综合法）化妆品瓶盖效果如图2-272所示。该瓶盖
44、是塑料件，其形状特殊，其制作可以综合前面所学知识进行综合建模。 操作过程：（1）作草图及曲面。（2）拉伸出曲面（3）修剪曲面。,（4）加厚曲面（5）制作另一曲面（6）作弧形草图。（7）作出新曲面,（8）作草图曲线F。作“通过曲线网格”曲面（9） “通过曲线网格”命令制作曲面 （10）进行相互修剪（11） “缝合” （12）镜像。,（13）作圆形草图制作直纹面（14）将直纹面与前面的曲面缝合。（15）对缝合后的曲面倒圆1.5。（16）使用 “加厚”命令。加厚与拉伸（17）使用拉伸命令，拉伸出底板。（18）进行后处理，包括赋予实体材料、隐藏不必要的内容。,2.4 同步建模同步建模技术是第一个能够借
45、助新的决策推理引擎，同时进行几何图形与规则同步设计建模的解决方案。同步建模技术能够快速地在用户思考创意的时候就将其捕捉下来，因此，具有快速捕捉用户意图的能力；可以在很短时间内自动完成预先设定好的或未作设定设计变更，因此，可以快速进行设计变更；允许用户重用来自其它CAD系统的数据，无需重新建模，因此，可以提高多CAD环境下的数据重用率；它兼具了成熟三维建模器的稳定耐用性以及二维的易用性，使用户得到新的体验。,实例1 制作五角盆新建文件，使用“无历史记录模式”，使用“拉伸”命令制作一个圆柱体，如图2-289左侧所示（尺寸读者自定）。图2-289 五角盆制作过程之一,作业,本章作业：1、4、5,再见,
