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1、第5章实体建模 UG实体建模是基于特征的参数化系统 具有交互创建和编辑复杂实体模型的能力 能够帮助用户快速进行概念设计和细节结构设计 另外系统还将保留每步的设计信息 与传统基于线框和实体的CAD系统相比 具有特征识别的编辑功能 本章主要介绍三维实体模型的创建和编辑 5 1实体建模综述 UGNX6提供了特征建模模块 特征操作模块和特征编辑模块 具有强大的实体建模功能 并且在原有版本基础上进行了一定的改进 提高了用户设计意图表达的能力 使造型操作更简便 更直观 更实用 在建模和编辑的过程中能够获得更大的 更自由的创作空间 而且花费的精力和时间相比之下更少了 5 1 1实体建模的优点 UG实体建模
2、通过拉伸 旋转 扫描等建模方法 并辅之以布尔运算 使用户既可以进行参数化建模 又可以方便地使用非参数方法生成三维模型 另外还可以对部分参数化或非参数化模型再进行二次编辑 以方便生成复杂机械零件的实体模型 具体有以下优点 UG实体建模充分继承了传统意义上的线 面 体造型特点及长处 能够方便迅速地创建二维和三维线实体模型 而且还可以通过其它特征操作和特征编辑模块对实体进行各种操作和编辑 将复杂的实体造型大大简化 UG实体建模能够保持原有的关联性 可以引用到二维工程图 装配 加工 机构分析和有限元分析中 UG实体建模提供了概念设计和细节设计 提高创新设计能力 UG实体建模具备对象显示和面向对象交互技
3、术 不仅显示效果明晰而且可以改进设计进度 UG实体建模采用主模型设计方法 驱动后续应用 如工程制图 加工等 实现并行工程 主模型修改后 其它应用自动更新 避免重复UG实体建模可以进行测量和简单物理特性分析 5 1 2术语 UGNX6实体建模中 通常会使用一些专业的术语 了解和掌握这些术语是用户实体建模的基本需要 这些术语通常用来简化表述 另外便于与相似的概念相区别 UG实体建模中主要涉及到以下几个常用的术语 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 特征 指所有构成实体 片体的参数化元素 包括体素特征 扫描特征 设计特征等 实体 指封闭的边和面的集合
4、片体 一般是指一个或多个不封闭的表面 体 实体和片体总称 一般是指创建的三维模型 面 边围成的区域 引导线 用来定义扫描路径的曲线 目标体 是指需要与其它实体运算的实体 工具体 是指用来修改目标体的实体 5 1 3工具栏 UGNX6在操作界面上有很大的改进 各实体建模功能除了通过菜单条来实现外 还可以通过工具栏上的图标来实现 实体建模功能主要包括特征 特征操作和特征编辑三种实体建模方式 其工具栏如图5 1所示 5 1 4布尔运算 布尔运算在实体建模中应用很多 用于实体建模中的各个实体之间的求加 求差和求交操作 布尔运算中的实体称为工具体和目标体 只有实体对象才可以进行布尔运算 曲线和曲面等无法
5、进行布尔运算 完成布尔运算后 工具体成为目标体的一部分 三种布尔运算分别介绍如下 5 1 5建模首选项 在建模前 一般需要根据用于要求 需要使用 建模首选项 设定建模参数和特性 包括距离 角度 密度 密度单位和曲面网格等参数 在大多数情况下 一旦定义首选项 以后创建的对象便会使用该默认设置 执行 首选项 建模 命令 进入 建模首选项 对话框 如图5 11所示 该对话框包括4个选项卡 下面分别介绍 5 2创建基准特征 UGNX6实体建模过程中 经常需要建立基准特征 其在产品设计过程中起辅助设计作用 特别是在圆柱 圆锥 球和旋转体的回转面上创建特征时 没有基准几乎无法操作 再者在目标体实体表面的非
6、法线角度上创建特征时 通常需要基准特征 另外在产品装配过程中 经常需要使用两个基准平面进行定位 基准特征包括基准平面 基准轴和基准CSYS等 下面分别介绍其创建和编辑过程 5 2 1创建基准平面 基准平面是实体建模中经常使用的辅助平面 通过使用基准平面可以在非平面上方便的创建特征 或为草图提供草图工作平面位置 如 借助基准平面 可在圆柱面 圆锥面 球面等不易创建特征的表面上 方便地创建孔 键槽等复杂形状的特征 基准平面分为相对平面基准平面和固定基准平面两种 下面介绍其含义 相对基准平面 根据模型中的其他对象而创建 可使用曲线 面 边缘 点及其他基准作为基准平面的参考对象 与模型中其他对象 如曲
7、线 面或其他基平面 关联 并受其关联对象的约束 固定基准平面 没有关联对象 即以坐标 WCS 产生 不受其他对象的约束 可使用任意相对基准平面 取消选择基准平面对话框中的 关联 选项方法创建固定基准平面 用户还可根据WCS和绝对坐标系并通过使用方程中的系数 使用一些特殊方法创建固定基准平面 5 2 2编辑基准平面 编辑基准平面主要是指对于定义基准平面的对象和参数进行编辑 编辑基准平面操作可以在创建基准平面过程中进行 也可以在创建后进行编辑 下面具体介绍两种编辑方法 编辑正在创建的基准平面 在没有单击按钮创建基准平面前 可对定义的基准平面进行编辑 当按住Shift键并用鼠标再次定义对象时 可将该
8、对象移除 之后根据需要选择新的定义对象 编辑已经创建的基准平面 对于已经创建的基准平面 可以用鼠标双击要编辑的基准平面 在弹出的 基准平面 对话框中对已下定义的对象和参数进行编辑 5 2 3创建基准轴 基准轴是一条用作其他特征参考的中心线 分为相对基准轴和固定基准轴 固定基准轴没有任何参考 是绝对的 不受其它对象约束 相对基准轴与模型中其他对象 例如 曲线 平面或其它基准等 关联 并受其关联对象约束 是相对的 实体建模过程中一般选择相对基准轴 原因在创建基准平面时已经介绍过 这里不再介绍 创建基准轴 执行 插入 基准 点 基准轴 命令 或者单击 特征操作 工具栏中的 基准轴 按钮 打开 基准轴
9、 对话框 如图5 23所示 5 2 4编辑基准轴 编辑基准轴与编辑基准平面类似 可以参照编辑基准平面的方法 这里不再介绍 5 3体素特征 UGNX6实体建模中的体素特征主要包括块体 圆柱体 圆锥体和球体等 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 另外体素特征一般作为第一个特征出现 因此进行实体建模时首先需要掌握体素特征的创建方法 下面分别来介绍 5 3 1块体 块体主要包括正方体和长方体 也是最基本的体素特征之一 利用块体可以创建规则的实体模型 创建块体 执行 插入 设计特征 长方体 命令 或单击 特征 工具栏中 长方体 按钮 进入 长方体 对话框 如图5 29
10、所示 在 类型 下拉列表框中 系统提供了3种长方体创建方法 具体介绍如下 原点 边长 利用点方式选项在视图区创建一点 然后在长度 XC 宽度 YC 和高度 ZC 数值输入栏输入具体数值 单击确认按钮生成长方体 两个点 高度 利用点方式选项在视图区创建两个点 然后在高度数值输入栏输入高度值 单击确认按钮生成长方体 两个对角点 利用两个点方式选项在视图区创建两个点作为长方体对角点 单击确认按钮生成长方体 5 3 2圆柱体 圆锥体是指以指定参数的圆为底面和顶面 具有一定高度的实体模型 圆柱体在工程设计中使用广泛 也是最基本的体素特征之一 用户在初级阶段学习需要好好其操作方法 创建圆柱体 执行 插入
11、设计特征 圆柱体 命令 或单击 特征 工具栏中 圆柱体 按钮 进入圆柱体对话框 如图5 30所示 5 3 3锥体 锥体包括圆锥体和圆锥台 使用 圆锥 命令不仅可以创建圆柱体 还同样可以创建圆锥台 通常广泛应用于各种实体建模中 创建锥体 执行 插入 设计特征 圆锥 命令 或单击 特征 工具栏中 圆锥 按钮 进入 圆锥 对话框 如图5 33所示 5 3 4球体 球体特征主要是构造球形实体 执行 插入 设计特征 球体 命令 或单击 特征 工具栏中 球体 按钮 进入 球体 对话框 如图5 35所示 5 4成型特征 前面介绍的体素特征可以作为模型的第一个特征出现 但本节介绍的成型特征必须在现有模型的基础
12、上来创建 包括创建孔 凸台 刀槽等 下面分别介绍几种常用的成型特征的方法 5 4 1孔 孔特征是指在实体模型中去除部分实体 此实体可以是长方体 圆柱体或圆锥体等 通常在创建螺纹孔的底孔时使用 在菜单栏中执行 插入 设计特征 孔 命令 或单击 特征 工具栏中 孔 按钮 进入 孔 对话框 如图5 38所示 5 4 2凸台 单击 特征 工具栏中的 凸台 按钮 进入凸台对话框 如图5 41所示 凸台特征与孔特征类似 区别在于生产方式和孔的生成方式相反 凸台是在指定实体面的外表面生成实体 而孔则是在指定实体面内部去除指定的实体 其操作方法与孔的操作相似 这里不再叙述 5 4 3腔体 型腔是创建于实体或者
13、片体上 其类型包括圆柱形型腔 矩形型腔和常规型腔 单击 特征 工具栏中的 腔体 按钮 进入 腔体 对话框 如图5 42所示 此对话框中 提供了3种类型选项 各选项的操作基本类似 此处以圆柱形腔体为例简单介绍其创建步骤 1 选中图5 42 腔体 对话中 圆柱形 选项 2 在 腔体直接 深度 底部面半径 和 拔锥角 文本框分别键入数值80 50 2 10 指定一个参考面 3 指定 圆柱形腔体 的位置或单击 确定 按钮 完成圆柱形腔体创建 如图5 43所示 5 4 4凸垫 凸垫 的生成原理与前面介绍的 凸台 特征相似 都是向实体模型的外表面增加实体形成的特征 创建 凸垫 单击 特征 工具栏中的 凸垫
14、 按钮 进入 凸垫 对话框 如图5 44所示 5 4 5键槽 键槽是指创建一个直槽的通道穿透实体或通到实体内 在当前目标实体上自动执行求差操作 所有键槽类型的深度值均按垂直于平面放置面的方向测量 此工具可以满足建模过程中各种键槽的创建 键槽在机械工程中应用广泛 通常情况用于各种轴类 齿轮等产品上 起到轴向定位和传递扭矩的作用 单击 特征 对话框中的 键槽 按钮 进入 键槽 对话框 如图5 49所示 5 4 6沟槽 沟槽用于用户在实圆柱形或圆锥形面上创建一个槽 就好象一个成形工具在旋转部件上向内 从外部定位面 或向外 从内部定位面 移动 如同车削操作 沟槽在选择该面的位置 选择点 附近创建并自动
15、连接到选定的面上 单击 特征 对话框中的 割槽 按钮 进入如图5 52所示的 割槽 对话框 5 5扫描特征 扫描特征包括拉伸体 回转体 沿轨迹扫掠体和管道等特征 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线发生变化时 生产的扫描特征也将随之变化 下面具体介绍几个常用的扫面特征 5 5 1拉伸 拉伸是将实体表面 实体边缘 曲线 链接曲线或者片体通过拉伸生成实体或者片体 创建拉伸体 执行 插入 设计特征 拉伸 命令 或单击 特征 工具栏中的 拉伸 按钮 进入 拉伸 对话框 如图5 53所示 5 5 2回转 回转操作与拉伸操作类似 不同在于使用此命令可使截面曲线绕指定轴回
16、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 执行 插入 设计特征 回转 命令 或单击 特征 工具栏中的 回转 按钮 进入 回转 对话框 选择曲线和指定矢量 如图5 55所示 并设置回转参数 单击 确定 按钮完成回转体创建 如图5 56所示 5 5 3沿引导线扫掠 沿引导线扫掠与前面介绍的拉伸和回转类似 也是将一个截面图型沿引导线运动来创造实体特征 此选项允许用户通过沿着由一个或一系列曲线 边或面构成的引导线串 路径 拉伸开放的或封闭的边界草图 曲线 边缘或面来创建单个实体 该工具在创建扫描特征时应用非常广泛和灵活 执行 插入 扫掠 沿引导线扫掠 命令 或单击 特征 工具栏中的 沿引导线扫掠 按钮 进入 沿轨迹扫掠 对话框 选择截面曲线和引导线 如图5 57所示 5 5 4管道 管道是指通过沿着一个或多个相切连续的曲线或边扫掠一个圆形横截面来创建单个实体 用户可以使用此选项来创建线捆 线束 管道 电缆或管道等模型 执行 插入 扫掠 管道 命令 或单击 特征 工具栏中的 管道 按钮 进入 管道 对话框 如图5 59所示 指定如图5 55所示曲
