《UG NX 基礎(chǔ)與案例教程》 課件 項目五 曲面設(shè)計技術(shù)

LOGOUGNX基礎(chǔ)教程與案例精講項目簡介曲面建模與設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，要想熟練掌握并使用UG對各種曲面零件進行設(shè)計，僅僅依靠理論學(xué)習(xí)是遠遠不夠的。本項目通過矩形螺紋軸、果盤、花朵、節(jié)能燈、電吹風(fēng)、噴淋頭等經(jīng)典實例的設(shè)計，要求大家能在短時間內(nèi)迅速掌握各種常用曲面零件的建模方法與技巧。項目五曲面設(shè)計技術(shù)水運儀象臺模型案例導(dǎo)入C919飛機

，全稱COMAC919，是中國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機。15年攻堅克難成就國之重器。在外形設(shè)計方面，不同于傳統(tǒng)飛機的6塊風(fēng)擋玻璃，C919只用了4塊，并采用了曲面設(shè)計。這能為飛行員提供更廣闊的視野，更流暢的機頭線條能幫助飛機減少空氣阻力，讓飛機更省油。同學(xué)們，本章我們就將走進UG曲面設(shè)計的殿堂，讓我們張開翅膀，像C919一樣在天空中翱翔吧！項目五曲面設(shè)計技術(shù)圖5.0.1國產(chǎn)C919飛機

項目五曲面設(shè)計技術(shù)矩?形?螺?紋?軸任務(wù)一果盤任務(wù)二風(fēng)扇任務(wù)三節(jié)能燈任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸

通過對本任務(wù)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能正確掌握“螺旋線”與“掃掠”命令的使用方法，能熟練完成矩形螺紋軸的各項繪制任務(wù)，并了解軸類零件的加工方法。任務(wù)要求

矩形螺紋軸結(jié)構(gòu)由軸肩、溝槽、倒角、螺紋等部分組成，造型設(shè)計時，采用“回轉(zhuǎn)”命令完成零件主體造型，通過“倒斜角”命令完成倒角設(shè)計。本任務(wù)的工作重點在于“螺旋線”與“掃掠”兩項。學(xué)習(xí)“螺旋線”命令時要注意“圈數(shù)”、“螺距”、“定義方位”、“點構(gòu)造器”等選項的設(shè)置；學(xué)習(xí)“掃掠”命令時要注意截面大小的設(shè)計，以免造成“布爾運算”失敗的情況。任務(wù)分析

一、“螺旋線”命令按圖5.1.1中所示輸入?yún)?shù)后，可以生成右旋螺旋線。在設(shè)置這些參數(shù)時需要注意以下幾方面：(1)根據(jù)圖紙尺寸選擇螺距；(2)根據(jù)螺紋長度與螺距大小確定螺旋線的圈數(shù)；(3)根據(jù)圖紙設(shè)置螺紋部分的半徑值；(4)螺紋旋轉(zhuǎn)方向一般默認為右旋，特殊要求時選擇左旋；(5)定義方位作用為確定螺旋線的方向，可選擇直線確定，默認情況以Z軸的正方向為螺旋線的方向；(6)點構(gòu)造器作用為確定螺旋線的起點位置，一般選擇輪廓的圓心位置。任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸知識鏈接

一、“螺旋線”命令任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸

二、“掃掠”命令使用“掃掠”命令時需注意“截面”、“引導(dǎo)線”、“截面選項”等項，如圖5.1.2所示。(1)這里所說的“截面”為生成特征的截面形狀。當(dāng)截面為閉合曲線時，生成實體特征；截面為開放曲線時，生成曲面特征。(2)引導(dǎo)線是控制特征軌跡的曲線，最多可設(shè)置3條，通常情況下引導(dǎo)線與截面是垂直關(guān)系。(3)截面選項中定位方法對掃掠特征的形狀影響很大。引導(dǎo)線為螺旋線時，應(yīng)選用螺旋線的軸線為矢量方向。任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸

二、“掃掠”命令任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施此任務(wù)中要求完成下圖的造型設(shè)計。教學(xué)視頻任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施Step1以Y-Z面為草繪平面，完成草圖1，如圖5.1.3所示。Step2選擇“回轉(zhuǎn)”命令，以草圖1為截面，以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸，完成回轉(zhuǎn)1造型，如圖5.1.4所示。任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施Step3選擇“倒斜角”命令，將“偏置”選項中橫截面設(shè)置為“對稱”，“距離”分別設(shè)置為“1.5”和“3”，選擇對應(yīng)的輪廓邊，完成倒斜角操作，如圖5.1.5所示。Step4選擇“螺旋線”命令，“圈數(shù)”選項設(shè)置為“25”，“螺距”選項設(shè)置為“6”，“半徑方法”選擇“輸入半徑”，“半徑”值設(shè)置為“12”，“旋轉(zhuǎn)方向”設(shè)置為“右旋”，如圖5.1.6所示。“定義方位”選擇草圖1中Y方向線，如圖5.1.7所示?！包c構(gòu)造器”選擇左端面圓心位置，如圖5.1.8所示。點擊“確定”按鈕完成螺旋線的創(chuàng)建，如圖5.1.9所示。任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施Step5選擇任務(wù)環(huán)境中的“草圖”命令，將“類型”選項設(shè)置為“基于路徑”，“軌跡”項選擇“螺旋線”，“平面位置”選項中的“弧長百分比”值設(shè)置為“0”，利用“矩形”等命令完成草圖2的創(chuàng)建，如圖5.1.10所示。任務(wù)一矩?形?螺?紋?軸任務(wù)實施Step6選擇“掃掠”命令，“截面”選擇“草圖1”，“引導(dǎo)線”選擇“螺旋曲線”，將“定位方法”選項中的“方向”設(shè)置為“矢量方向”選項，“指定矢量”選擇Y軸，點擊“確定”按鈕完成矩形螺紋的創(chuàng)建，如圖5.1.11所示。Step7選擇“求差”命令，“目標(biāo)體”選擇“繪制1”，“刀具體”選擇“矩形螺紋”，點擊“確定”按鈕完成求差操作，如圖5.1.12所示。LOGOUGNX基礎(chǔ)教程與案例精講項目五曲面設(shè)計技術(shù)矩?形?螺?紋?軸任務(wù)一果盤任務(wù)二風(fēng)扇任務(wù)三節(jié)能燈任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)二果盤

通過對本任務(wù)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能正確掌握“規(guī)律曲線”、“通過曲線組”、“縫合”與“加厚”命令的使用方法，能熟練完成果盤的各項繪制任務(wù)。任務(wù)要求

果盤實例創(chuàng)建過程由二維曲線創(chuàng)建、曲面創(chuàng)建、縫合操作、加厚操作等部分組成，本任務(wù)的重點為掌握“規(guī)律曲線”與“通過曲線組”兩命令的使用方法，并要具備一定的數(shù)學(xué)知識，能正確理解各參數(shù)設(shè)置對規(guī)律曲線的影響。任務(wù)分析

一、“規(guī)律曲線”命令“規(guī)律曲線”選項用于使用規(guī)律子函數(shù)創(chuàng)建樣條，規(guī)律樣條定義為一組X、Y及Z分量，必須指定每個分量的規(guī)律，如圖5.2.1所示。函數(shù)通常先通過“表達式”命令設(shè)定完成，如圖5.2.2所示。任務(wù)二果盤知識鏈接

二、“通過曲線組”命令利用“通過曲線組”命令可以創(chuàng)建多組截面線串之間的片體或?qū)嶓w，并且可以定義第一截面線串和最后截面線串與現(xiàn)有曲面的約束關(guān)系，使生成的曲面與原有曲面圓滑過渡。選擇菜單中的“插入”→“網(wǎng)格曲面”→“通過曲線組”命令，或者單擊“曲面”工具條中的“通過曲線組”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖5.2.3所示的“通過曲線組”對話框。任務(wù)二果盤

二、“通過曲線組”命令1．截面(1)選擇曲線或點：調(diào)用命令后，此欄中的“選擇曲線”按鈕默認為激活狀態(tài)，可以直接選擇截面曲線；也可以單擊此欄中的“點構(gòu)造器”按鈕，直接創(chuàng)建一個點作為截面線串。通過曲線組命令最多允許選擇150組截面線串。(2)反向：單擊“反向”按鈕，可以切換對齊點的方向，在選擇了截面線串后，系統(tǒng)會在截面線串上顯示出箭頭，此箭頭與直紋面的箭頭不同，用戶可以直接雙擊更改對齊方向。(3)指定原始曲線：當(dāng)選擇了封閉線串作為截面線串時，單擊“指定原始曲線”按鈕，然后在曲線上選擇新的起點位置。(4)添加新設(shè)置：選擇了一個截面線串后，單擊“添加新設(shè)置”按鈕，然后選擇另外一個截面線串；也可以在選擇了一個截面線串后，直接單擊鼠標(biāo)中鍵，即可選擇另外的截面線串。任務(wù)二果盤

二、“通過曲線組”命令(5)刪除：在列表中選擇一個截面線串，單擊“刪除”按鈕，可以刪除通過曲線組定義的截面線串。(6)向上移動和向下移動：創(chuàng)建通過曲線組曲面使用的截面，這里是有先后順序的，單擊這兩個按鈕可以調(diào)整截面線串的順序。2．連續(xù)性(1)應(yīng)用于全部：選擇此復(fù)選框，可以設(shè)置第一截面線串和最后截面線串與現(xiàn)有曲面相同的約束關(guān)系。(2)第一截面線串和最后截面線串：可以選擇下拉列表框中的G0(位置)、G1(相切)和G2(曲率)三種方式，設(shè)置第一曲面線串和最后曲面線串與現(xiàn)有曲面的約束關(guān)系，曲面連續(xù)與曲線連續(xù)相似。(3)流路方向：當(dāng)設(shè)置了G1或者G2連續(xù)時，此項變?yōu)榭捎?。任?wù)二果盤

三、“縫合”命令“縫合”命令可以將具體公共邊的兩個或多個片體組合成單個片體，也可以通過縫合公共面將兩個實體組成一個實體。需要注意的是，如果將若干片體縫合在一起以形成完全封閉的空間，并且在建模首選項中將體類型設(shè)置為“實體”，那么這個縫合體將自動生成實體。使用縫合命令時分別點選“目標(biāo)片體”和“工具片體”項，必要情況下設(shè)置公差值，點擊“確定”按鈕即可完成操作。縫合對話框如圖5.2.4所示。任務(wù)二果盤

四、“加厚”命令“加厚”命令的設(shè)計思路為：先創(chuàng)建好曲面模型，然后通過為其增加厚度來創(chuàng)建實體，“加厚”對話框如圖5.2.5所示。其典型的操作步驟如下：(1)選取要加厚的曲面；(2)在“厚度”選項組中分別設(shè)置“偏置1”和“偏置2”的尺寸，單擊“反向”按鈕切換加厚方向；(3)根據(jù)設(shè)計需求設(shè)置布爾運算選項。任務(wù)二果盤任務(wù)二果盤任務(wù)實施此任務(wù)中要求完成下圖的造型設(shè)計。教學(xué)視頻任務(wù)二果盤任務(wù)實施Step1規(guī)律曲線的創(chuàng)建。選擇“表達式”命令，定義圖5.2.6所示各參數(shù)，調(diào)用“規(guī)律曲線”命令完成規(guī)律曲線的創(chuàng)建，如圖5.2.7所示。任務(wù)二果盤任務(wù)實施Step2選用“按某一距離”類型，以X-Y面為參考平面，設(shè)置偏置距離值為“30”，完成基準(zhǔn)平面1的創(chuàng)建，如圖5.2.8所示。Step3以基準(zhǔn)平面1為草繪平面，以坐標(biāo)系原點為圓心、120mm長為直徑完成草圖1的創(chuàng)建，如圖5.2.9所示。任務(wù)二果盤任務(wù)實施Step4選擇“通過曲線組”命令，以規(guī)律曲線為第一截面，以草圖1為最后截面，完成曲面1的造型設(shè)計，如圖5.2.10所示。Step5選擇“N邊曲面”命令，“類型”設(shè)置為“已修剪”，“外環(huán)”選擇“草圖1整圓”，勾選“設(shè)置”項中的“修剪到邊界”，完成曲面2造型字的創(chuàng)建，如圖5.2.11所示。任務(wù)二果盤任務(wù)實施Step6分別選擇曲面1與曲面2為目標(biāo)和工具，通過“縫合”命令，完成兩曲面的縫合工作。Step7選擇“邊倒圓”命令，將盤底與盤身間圓角“半徑”設(shè)置為“30”，完成圓角的創(chuàng)建，如圖5.2.12所示。Step8選擇“加厚”命令，將“偏置1”設(shè)置為“1”，完成果盤整體造型的創(chuàng)建，如圖5.2.13所示。LOGOUGNX基礎(chǔ)教程與案例精講項目五曲面設(shè)計技術(shù)矩?形?螺?紋?軸任務(wù)一果盤任務(wù)二風(fēng)扇任務(wù)三節(jié)能燈任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)三風(fēng)扇

通過對本任務(wù)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能正確掌握“通過曲線網(wǎng)格”命令的使用方法，能熟練運用“投影”、“直線”等命令完成風(fēng)扇的二維草圖的構(gòu)建。任務(wù)要求

風(fēng)扇實例創(chuàng)建過程為利用偏置面、投影、直線等命令設(shè)計風(fēng)扇的曲線輪廓，運用“通過曲線網(wǎng)格”創(chuàng)建單個葉片本體，最后通過陣列及圓角完成整體造型設(shè)計。本任務(wù)的重點為掌握“通過曲線網(wǎng)格”命令的使用方法，要求操作規(guī)范細致。任務(wù)分析

“通過曲線網(wǎng)格”命令使用該命令，需要先定義兩個方向上的曲線，并且每個方向都可以選擇多組截面線串，再保證兩個方向上的曲線在設(shè)定的公差范圍內(nèi)相交，即可生成網(wǎng)格曲面。由于通過曲線網(wǎng)格命令創(chuàng)建曲面實際上定義了兩個方向上的控制線，并且可以定義4個邊界與現(xiàn)有曲面的約束關(guān)系，所以可以很好地控制曲面的形狀，因此它也是最重要、最常用的曲面命令。選擇菜單欄中的“插入”→“網(wǎng)格曲面”→“通過曲線網(wǎng)格”命令，或者單擊“曲面”工具條中的“通過曲線網(wǎng)格”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖5.3.1所示的“通過曲線網(wǎng)格”對話框。任務(wù)三風(fēng)扇知識鏈接

“通過曲線網(wǎng)格”命令任務(wù)三風(fēng)扇知識鏈接任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施此任務(wù)中要求完成下圖的造型設(shè)計。教學(xué)視頻任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施Step1以X-Y面為草繪平面，利用“圓弧”等命令完成圖5.3.2所示草圖1的設(shè)計。選擇“拉伸”命令，拉伸高度為80mm，完成拉伸1的創(chuàng)建，如圖5.3.3所示。Step2以X-Y面為草繪平面，利用“矩形”命令完成圖5.3.4所示草圖2的設(shè)計。選擇“拉伸”命令，拉伸高度為80mm，布爾運算設(shè)置為求差，完成拉伸2造型的創(chuàng)建，如圖5.3.5所示。任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施Step3選擇“偏置曲面”命令，偏置距離設(shè)置為“100”，完成偏置曲面的創(chuàng)建，如圖5.3.6所示。Step4以Y-Z面為草繪平面，利用“圓弧”命令完成圖5.3.7所示草圖3的設(shè)計，僅需注意高度尺寸，其他尺寸按照輪廓形狀自定。選擇“投影曲線”命令后，分別選擇兩圓弧曲線為要投影的曲線，并分別以兩圓柱面為要投影的對象，投影方向選擇“沿矢量”方式，選取X軸為矢量方向，完成兩投影曲線的創(chuàng)建，如圖5.3.8所示。Step5選擇“直線”命令，依次選取兩投影曲線端點，完成兩空間直線的創(chuàng)建，如圖5.3.9所示。Step6選擇“通過網(wǎng)格曲面”命令，依次選取圓柱面的“投影曲線”作為主曲線，兩主曲線之間用鼠標(biāo)中間隔開；點選“交叉曲線”選項，依次選取空間直線作為交叉曲線，完成單個葉片的創(chuàng)建，如圖5.3.10所示。任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施Step7選擇“加厚”命令，厚度設(shè)置為2.5mm，完成葉片加厚設(shè)計，如圖5.3.11所示。選擇“邊倒圓”命令，圓角半徑分別設(shè)置為36mm和50mm，完成邊倒圓的造型設(shè)計，如圖5.3.12所示。Step8選擇“偏置面”命令，偏置長度設(shè)置為“10”，隱藏拉伸設(shè)置為“1”，選擇葉片與拉伸1相切面，完成葉片偏置的創(chuàng)建，如圖5.3.13所示。任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施Step9選擇“求和”命令，將葉片與拉伸1連接為整體；選擇“邊倒圓”命令，半徑設(shè)置為“4”，完成葉片與拉伸1之間圓角的創(chuàng)建，如圖5.3.14所示。Step10選擇“對特征形成圖樣”命令，將葉片曲面到“邊倒圓”之間的所有操作設(shè)置為陣列對象，如圖5.3.15所示，布局樣式選擇“圓形”，旋轉(zhuǎn)軸為Z軸，360°范圍內(nèi)陣列3個圖素，完成圓形陣列操作，如圖5.3.16所示。任務(wù)三風(fēng)扇任務(wù)實施Step11選擇“邊倒圓”命令，半徑值設(shè)置為“30”，選擇拉伸1頂部曲線，完成圓角的創(chuàng)建，如圖5.3.17所示。LOGOUGNX基礎(chǔ)教程與案例精講項目五曲面設(shè)計技術(shù)矩?形?螺?紋?軸任務(wù)一果盤任務(wù)二風(fēng)扇任務(wù)三節(jié)能燈任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)四節(jié)能燈

通過對本任務(wù)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能正確掌握空間曲線的創(chuàng)建與編輯，能熟練運用“回轉(zhuǎn)”、“對特征形成圖樣”命令完成節(jié)能燈的造型設(shè)計。任務(wù)要求

節(jié)能燈實例創(chuàng)建過程由頂部實體回轉(zhuǎn)、燈管曲線創(chuàng)建與編輯、管道和對特征形成圖樣圓形陣列等部分組成。本任務(wù)的重點為空間曲線的創(chuàng)建與編輯，要求學(xué)生熟練應(yīng)用操作技巧。任務(wù)分析

一、“直線”命令“直線”命令可以使用點、方向及切線來指定線段的起點和終點選項，如圖5.4.1所示。任務(wù)四節(jié)能燈知識鏈接

二、“基本曲線”命令“基本曲線”命令的功能是非參數(shù)化建模中最常用的工具，可用于創(chuàng)建實體特征或曲面截面，它包括直線、圓弧、圓、圓角、裁剪等功能，如圖5.4.2所示。直線與圓弧指令較為簡單，這里不作詳細介紹，下面對曲線倒圓和修剪指令加以簡單介紹。任務(wù)四節(jié)能燈

二、“基本曲線”命令1．曲線倒圓該選項的功能為在兩個或三個曲線的交點處建立圓角(曲線之間不一定要相交)，如圖5.4.3所示。具體操作如下：(1)曲線圓角方法；①簡單圓角?：在兩直線之間倒圓角；②2曲線圓角?：在兩任意曲線之間倒圓角；③3曲線圓角?：在三任意曲線之間倒圓角。(2)半徑：用于指定圓角默認半徑。對于3曲線圓角，該設(shè)置無效。(3)繼承：繼承另一圓角的半徑參數(shù)。3曲線圓角時無效。(4)修剪選項：指定建立圓角時對原曲線的修剪(延長)的方法。任務(wù)四節(jié)能燈

二、“基本曲線”命令2．修剪該選項的功能為修剪曲線的多余部分到指定的邊界對象，或者延長曲線一端到指定的邊界對象?？梢灾付ㄒ粋€或者兩個邊界對象，同時完成對邊界對象的修剪(或延長)，如圖5.4.4所示。操作步驟如下：(1)選擇第一條邊界曲線；(2)必要時選擇第二條邊界曲線；(3)必要時指定對話框中的其他參數(shù)；(