《機械CAD-CAM上機指導及練習教程》課件第2章

第2章三維CAD/CAM零件造型設(shè)計2.1基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計概述2.2參數(shù)化草圖設(shè)計2.3特征造型設(shè)計2.4曲面造型設(shè)計2.5UG三維零件設(shè)計實例2.6三維CAD/CAM零件造型設(shè)計練習題零件造型設(shè)計是三維CAD/CAM的基礎(chǔ)，基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計是目前流行的商品化CAD/CAM系統(tǒng)所采用的主要零件造型設(shè)計方式。本章以UG軟件為背景，介紹基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計的方法與過程。2.1基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計概述基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計是目前CAD/CAM系統(tǒng)所采用的主要零件幾何造型設(shè)計方式，國際、國內(nèi)流行的商品化系統(tǒng)無一例外均采用這種方式。我們在第1章中所介紹的幾款軟件，它們的基本原理和設(shè)計過程大致相同，但又有各自的特點，主要體現(xiàn)在人機交互界面風格、所具備的功能以及操作方法上的差異。如果僅從三維造型操作風格的角度做一個比較粗略的分類，可將這些軟件大致分為兩類：第一類采用基于特征的參數(shù)化實體建模技術(shù)。這類系統(tǒng)以特征為基礎(chǔ)，特別是以二維草圖輪廓為基礎(chǔ)，通過加減材料的拉伸、掃掠操作實現(xiàn)三維零件的造型設(shè)計。這類系統(tǒng)的典型代表是Pro/E、Solidworks等，它們的操作方法基本相似，追求操作的簡潔與方便性；其設(shè)計過程步驟統(tǒng)一、規(guī)范，比較適合于大多數(shù)通用零件的造型設(shè)計。相對而言，它們的曲面造型功能不是很強。另一類采用混合建模技術(shù)。這類系統(tǒng)將特征建模、實體造型、曲面造型和參數(shù)化技術(shù)加以結(jié)合來實現(xiàn)基于特征的參數(shù)化三維造型設(shè)計。它們以特征為基礎(chǔ)，不僅采用二維草圖輪廓通過加減材料的拉伸、掃掠操作實現(xiàn)三維零件的造型，還保留了實體體素特征、布爾運算的造型功能，特別是融合了強大的非參數(shù)化的點、線、面造型功能，使這類系統(tǒng)更適用于對零件曲面造型要求較高的場合。這類系統(tǒng)的典型代表是UG、CATIA、Cimatron等。它們的操作方法基本相似，注重功能的完善和工具的多樣性，設(shè)計過程步驟靈活、多樣，適合于較為復雜的零件的造型設(shè)計。相對而言，這類軟件的學習過程要復雜一些。但是，這類軟件近年來在操作的易用性和方便性方面做了大量的改進，使得它們的使用更加得心應手。特別應指出的是，從近期的趨勢看，兩類軟件在界面風格和操作方式上正在逐漸靠近?；谔卣鞯膮?shù)化三維零件設(shè)計的一般過程如圖2.1所示。圖2.1基于特征的參數(shù)化三維零件設(shè)計的一般過程2.2參數(shù)化草圖設(shè)計2.2.1參數(shù)化草圖的概念草圖是在特定的二維平面上快速繪制的輪廓曲線。該輪廓曲線通過尺寸約束和幾何約束操作，易于精確地控制其尺寸、形狀及位置等參數(shù)，建立的草圖可用于拉伸、旋轉(zhuǎn)和掃掠等產(chǎn)生三維實體的操作。

1．草圖的特點草圖具有以下特點：

(1)草圖是參數(shù)化的二維特征，因而具有特征參數(shù)的可操作和可修改特性。

(2)草圖特征由定位在指定平面上的一組點和曲線組成，并可指定特征名。

(3)草圖設(shè)計時，只需粗略勾出零件輪廓的大致形狀，精確的形狀和尺寸要由約束來控制。

(4)幾何約束和尺寸約束是得到精確二維草圖輪廓的基本手段。

2．約束約束分為尺寸約束和幾何約束。

(1)尺寸約束：定義零件截面形狀和尺寸，例如矩形的尺寸可以用長、寬參數(shù)約束。

(2)幾何約束：定義幾何元素之間的關(guān)系，例如兩條直線平行、垂直，直線與圓弧相切等。

3．草圖的設(shè)計流程草圖的設(shè)計流程如圖2.2所示。圖2.2草圖的設(shè)計流程2.2.2UG參數(shù)化草圖設(shè)計在主菜單中選擇“插入”→“草圖”命令或在工具欄上單擊圖標，即可進入草圖設(shè)計環(huán)境，如圖2.3所示。圖2.3草圖設(shè)計環(huán)境

1．建立草圖和激活草圖

1)建立草圖

(1)單擊工具欄中的“草圖”圖標，系統(tǒng)將進入草圖環(huán)境，并彈出草圖平面選擇工具條如圖2.4所示。

(2)利用工具條中的圖標可指定草圖的放置面，或用鼠標在圖形界面中直接選取草圖的放置面。草圖放置面可以是坐標平面、基準面和實體表面等。

(3)在系統(tǒng)上方的工具欄中，可以修改草圖名稱或接受系統(tǒng)默認的名稱，如圖2.5所示。系統(tǒng)默認的草圖名稱為“SKETCH_XXX”，X為數(shù)字序號，該序號隨著新草圖的建立而自動增加。自定義的草圖名稱必須以字母開頭。圖2.4草圖平面選擇工具條

圖2.5修改草圖名稱

(4)選定草圖放置面，單擊“確定”圖標，完成草圖建立。

2)激活草圖當建立多個草圖之后，只能對其中的一個草圖進行編輯，因此需選擇并激活要編輯的草圖，或在各草圖之間進行切換并激活，其方法有多種。

(1)在建模環(huán)境中，選擇主菜單中的“編輯”→“草圖”命令，系統(tǒng)將彈出如圖2.6所示的“打開草圖”對話框，選擇要編輯的草圖名稱，然后單擊“確定”按鈕，打開并激活該草圖。

(2)在建模環(huán)境中，選擇“插入”→“草圖”命令或單擊圖標，系統(tǒng)將彈出如圖2.7所示的草圖名稱選擇工具欄，可在下拉列表中直接選擇并激活要編輯的草圖。圖2.6“打開草圖”對話框圖2.7草圖名稱下拉列表

(3)在建模環(huán)境中，在部件導航器中右鍵單擊要編輯的草圖，然后在彈出的快捷菜單中選擇“編輯”命令。

(4)在草圖環(huán)境中，在如圖2.7所示的下拉列表中選擇要編輯的草圖，可以在草圖之間進行切換。

3)退出草圖在草圖環(huán)境中，單擊圖標即可退出草圖模式。

2．“草圖曲線”工具條“草圖曲線”工具條如圖2.8所示。利用該工具條中的圖標可以在草圖中建立輪廓線、直線、圓弧、圓、圓角、矩形和樣條曲線等。工具條中部分圖標的功能如表2.1所示。圖2.8“草圖曲線”工具條表2.1“草圖曲線”工具條中部分圖標的功能

3．草圖約束工具條草圖對象建立后，需要對草圖對象進行約束和定位(主要包括幾何約束和尺寸約束兩種)?！安輬D約束”工具條如圖2.9所示。工具條中圖標的功能如表2.2所示。圖2.9“草圖約束”工具條表2.2“草圖約束”工具條中圖標的功能

1)幾何約束幾何約束用于定義建立的草圖對象的幾何特性(如直線的水平和豎直)及兩個或兩個以上對象間的相互關(guān)系(如兩直線垂直、平行，直線與圓弧相切等)。單擊圖標可以對草圖對象進行幾何約束，單擊圖標可以設(shè)定自動約束的類型。UG中常用的幾何約束如圖2.10所示。

2)尺寸約束尺寸約束用于定義草圖對象的大小和形狀等。UG的尺寸約束菜單如圖2.11所示，其含義如表2.3所示。圖2.10UG中常用的幾何約束圖2.11尺寸約束表2.3UG常用的尺寸約束

3)顯示所有約束單擊圖標，可以顯示草圖對象的所有約束。

4)顯示和刪除約束單擊圖標，可以查看所選對象或所有對象的約束，移動約束的順序及刪除約束。

5)捕捉工具欄捕捉工具欄提供了開關(guān)型的捕捉工具，供用戶快速捕捉有關(guān)幾何元素，如圖2.12所示。圖2.12捕捉工具欄2.2.3UG草圖設(shè)計操作實例本例介紹圖2.13所示草圖的設(shè)計過程。圖2.13草圖

(1)單擊新建圖標，彈出新部件文件對話框。在文件名欄中輸入caotu_1，在單位選項中選擇“毫米”，單擊OK按鈕，進入UGNX系統(tǒng)用戶界面。

(2)在應用程序工具欄中單擊建模圖標，進入建模模塊。

(3)單擊“草圖”圖標或在主功能菜單中選擇“插入”→“草圖”，系統(tǒng)將彈出如圖2.14所示的草圖平面工具條，選擇繪制草圖的平面(系統(tǒng)默認為X—Y平面)，單擊圖標，建立草圖平面。

(4)單擊“直線”圖標，繪制兩條按一定角度(大約40°)相交的直線，單擊“轉(zhuǎn)換至/自參考對象”圖標，彈出如圖2.15所示的對話框，單擊“參考”按鈕，然后分別單擊兩條直線，單擊“確定”按鈕完成兩中心線的繪制。圖2.14草圖平面工具條圖2.15“轉(zhuǎn)換至/自參考對象”對話框圖2.16約束選擇對話框

(9)單擊“草繪”工具欄中的“修剪”圖標，對草圖進行修剪，如圖2.19所示。點擊“完成草圖”圖標，完成并退出草圖。圖2.18添加尺寸圖2.19修剪草圖

(10)單擊“拉伸”圖標，系統(tǒng)將彈出如圖2.20所示的“拉伸”對話框，在“起始”欄中輸入0，在“結(jié)束”欄中輸入20，默認拉伸方向。單擊草圖輪廓，生成預覽，確認各參數(shù)及形狀正確，點擊“確定”按鈕完成拉伸，如圖2.21所示。

圖2.20“拉伸”對話框

圖2.21完成拉伸2.3特征造型設(shè)計2.3.1UG特征造型概述在UG系統(tǒng)中，特征分為以下幾大類：

(1)體素特征：指簡單的三維實體，如長方體、圓柱體、圓球、圓錐體等。通過這些體素特征的組合和布爾操作，可以設(shè)計出各種零件的三維模型。

(2)掃描特征：指通過對二維輪廓(曲線、實體表面的邊等)進行拉伸、旋轉(zhuǎn)或沿引導線掃描來創(chuàng)建三維模型。掃描特征要求首先構(gòu)建曲線輪廓，曲線輪廓的構(gòu)建可以通過草圖或非參數(shù)化的曲線功能來實現(xiàn)。

(3)基準特征：是個非常有用的設(shè)計輔助工具，借助基準特征可以完成特定的功能。例如，利用基準面特征為輔助面，可完成在一個圓柱側(cè)面上打斜孔或在球面上打孔等，同時基準面特征也常作為草圖的放置面。

(4)設(shè)計特征：也可稱為特征工具，是系統(tǒng)提供的諸如孔、凸臺、槽、腔等具有工程含義的特征，這些特征可依附于某個實體特征上。

(5)自定義特征：利用自定義特征工具，用戶可以像使用系統(tǒng)特征一樣將自定義特征加入到特征庫中，需要時直接提取和編輯。

(6)操作特征：可在實體上產(chǎn)生各種附加特征的操作，如偏置特征、螺紋特征等。通過以上幾類特征，用戶可以方便地實現(xiàn)零件的三維造型設(shè)計。零件的設(shè)計過程實際上就是利用UG的各種特征逐步構(gòu)造零件并滿足設(shè)計要求的過程。

UG的特征造型設(shè)計過程如圖2.22所示。圖2.22UG特征造型一般流程2.3.2UG基本成型特征

1．基準特征基準特征是UG中最常用的特征之一。例如，在圓柱面上生成鍵槽時，需要指定平面作為鍵槽放置面，此時就需要建立基準平面。UG的基準特征主要有基準平面、基準軸和基準坐標系。在建立特征的輔助軸線或參考方向時，需要建立基準軸。

1)基準平面在主菜單中選擇“插入”→“基準/點”→“基準平面”命令或點擊“基準面”圖標，系統(tǒng)將彈出“基準平面”對話框，如圖2.23所示，利用該對話框可以建立基準平面。建立基準平面的方法有多種，常用的有：

(1)偏置：選擇一個平面或基準面并輸入偏置值，系統(tǒng)會建立一個基準平面，該平面與參考平面的距離為所設(shè)置的偏置值，如圖2.24所示。圖2.23“基準平面”對話框圖2.24偏置方式生成基準平面

(2)固定基準：即圖2.23中所示的“固定方法”，可以建立工作坐標系中的三個平面(XC—YC平面、YC—ZC平面、XC—ZC平面)和由系數(shù)確定的平面。

(3)自動推斷：能完成多種約束方式下基準面的操作。系統(tǒng)會根據(jù)用戶所選對象確定可用的約束，自動推斷并建立基準平面。自動推斷約束類型有三點、平行、垂直、重合、中心、相切、偏置和角度等。

這里僅介紹三點約束建立平面的方法。該方式通過選擇三個參考點來建立通過這三個點的基準平面。選擇參考點時，可以利用“點構(gòu)造器”來幫助完成，例如，對于如圖2.25所示的立方體，用鼠標點選立方體的三個頂點，系統(tǒng)將通過自動推斷來產(chǎn)生通過該三個參考點的平面，供用戶確認，生成基準平面。圖2.25三點生成基準平面

2)基準軸在主菜單中選擇“插入”→“基準/點”→“基準軸”命令或點擊“基準軸”圖標，系統(tǒng)將彈出“基準軸”對話框，如圖2.26所示，利用該對話框可以建立基準軸。在此應注意“約束”下拉列表中的內(nèi)容。建立基準軸的方法有多種，在此僅介紹常用的幾種。

(1)點和方向。該方法通過選擇一個參考點和一個參考矢量來定義基準軸，建立的基準軸通過該點且平行于所選矢量。如圖2.27所示的基準軸，參考點為矩形的一個頂點，而矢量為矩形的一條對角線。圖2.26“基準軸”對話框圖2.27點和方向生成基準軸

(2)經(jīng)過兩點。該方法通過選擇兩點來定義基準軸，選擇參考點時可以利用“點構(gòu)造器”來幫助完成。經(jīng)過兩點生成的基準軸如圖2.28所示。

(3)點在曲線。該方法通過選擇一條參考曲線來定義基準軸，建立的基準軸平行于該曲線某點處的切矢量或法矢量。生成的基準軸如圖2.29所示，圖中的曲線為矩形的一條邊。圖2.28經(jīng)過兩點生成基準軸圖2.29點在曲線法生成基準軸

(4)固定基準。單擊“固定基準”圖標后，“基準軸”對話框變?yōu)槿鐖D2.30所示，該方法可以建立工作坐標系中的三個坐標軸方向的基準軸，如圖2.31所示。圖2.30固定基準方式的“基準軸”對話框圖2.31坐標系的三個基準軸

(5)自動判斷。自動判斷的約束方式有3種：重合、平行和垂直。在自動判斷方式下，系統(tǒng)根據(jù)用戶所選對象確定可用的約束并產(chǎn)生相應的基準軸。

2．體素特征直接用生成實體的方法產(chǎn)生的體素稱為體素特征。它只適用于生成簡單形狀的物體，如立方體、圓柱體、球體、圓臺、圓錐、管等，如圖2.32所示。由于形狀簡單，在設(shè)計時只要給出體素特征的相關(guān)參數(shù)及其在屏幕中的位置，就可以生成用戶要求的三維形狀。圖2.32UG基本體素特征下面通過立方體特征的生成過程說明其用法，其余特征生成方式較為類似，讀者可以根據(jù)提示自己完成操作過程。

1)基本體素特征的生成

(1)單擊工具條上的“立方體”圖標，或在主菜單中選擇“插入”→“成型特征”→“長方體”，打開如圖2.33所示的“長方體”對話框。圖2.33“長方體”對話框

(2)從“類型”中選擇參數(shù)定義方式，然后輸入相應參數(shù)。

(3)通過“選擇步驟”指定立方體的放置位置。

(4)如果屏幕不存在實體，則在“布爾運算”中選擇“創(chuàng)建”方式生成實體。如果屏幕已存在其它實體，則在“布爾運算”中選擇其它布爾運算方式生成實體。

(5)單擊“確定”按鈕，生成長方體。

2)基本體素特征的修改體素特征的修改主要是指修改它的定義參數(shù)，可以用鼠標左鍵雙擊要修改的目標體，也可以通過選擇主菜單中的“編輯”→“特征”→“參數(shù)”來完成。修改定義參數(shù)和生成定義參數(shù)相似，用戶只要選擇要修改的體素特征和參數(shù)，在提示框內(nèi)輸入新的參數(shù)即可。

3．掃描特征圖2.34掃描特征圖標掃描特征是一種利用二維輪廓生成三維實體的方法。其基本原理是二維截面輪廓線(曲線、草圖)沿某一方向或一條引導線運動掃描得到實體。UG的掃描特征如圖2.34所示。圖2.34掃描特征下面通過拉伸特征的生成過程說明其用法，其余特征生成方式較為類似，讀者可以根據(jù)提示自己完成操作過程。

(1)在主菜單中選擇“插入”→“設(shè)計特征”→“拉伸”或單擊“拉伸”圖標，系統(tǒng)將彈出“拉伸”對話框，如圖2.35所示。

(2)在圖形區(qū)選擇要拉伸的對象，可在“選擇意圖”對話框中選擇一種對象的類型，如圖2.36所示；也可由系統(tǒng)根據(jù)所選對象自動推斷確定拉伸對象。如果選擇的是實體的表面，系統(tǒng)會彈出繪制草圖界面，先繪制要拉伸的草圖，然后進行拉伸操作。圖2.35“拉伸”對話框圖2.36“選擇意圖”對話框

(3)單擊“方向矢量”圖標右側(cè)的三角形，將顯示拉伸方向矢量下拉列表，選擇其中一種方式，確定拉伸方向。

(4)通過“布爾運算”圖標右側(cè)的三角形下拉列表選擇布爾運算方式。

(5)在“拉伸”對話框的“限制”選項組中選擇拉伸體起始和結(jié)束的方式及數(shù)值?！捌鹗肌焙汀敖Y(jié)束”下拉列表框如圖2.37所示。

(6)單擊“確定”按鈕或者“應用”按鈕，完成拉伸操作。圖2.37“起始”和“結(jié)束”下拉列表框2.3.3UG的特征工具特征工具(也稱設(shè)計特征)是UG非常有特色的特征設(shè)計應用，利用特征工具可在已有實體特征上生成各種具有工程意義的特征，例如，在一個實體表面上開挖鍵槽或生成一個凸墊。特征工具包括孔、圓凸臺、型腔、凸墊、鍵槽和溝槽等。特征工具的設(shè)計是參數(shù)化的，在設(shè)置或修改特征參數(shù)后，通過刷新模型即可得到修改后的特征。特征工具條的圖標如圖2.38所示。圖2.38特征工具圖標

1.特征工具的基本操作過程

UG各類特征工具的基本操作過程如圖2.39所示。由圖可見，雖然UG特征工具的種類很多，但它們的操作過程基本相同。在此，我們僅介紹孔特征的操作，其余特征工具的操作請讀者自行完成。圖2.39特征工具的操作過程

2.孔特征孔特征操作是設(shè)計零件時常用的功能。UG提供三類孔操作：簡單孔、沉頭孔和埋頭孔，每種類型可以通過指定穿通面來控制是否在實體上生成通孔。下面通過簡單孔與沉頭孔說明其用法。單擊“特征工具”工具條上的“孔特征”圖標或在主菜單中選擇“插入”→“設(shè)計特征”→“孔”，打開如圖2.40所示的孔特征操作對話框。

1)簡單孔簡單孔即直孔，孔的底面可以是平底，也可以是錐體，由頂錐角參數(shù)確定(范圍為0°～180°)。當選擇孔為通孔時，不需要指定孔深，但必須指定穿通面。需要設(shè)置的孔的參數(shù)如圖2.40對話框中部所示，參數(shù)含義如圖2.41所示。圖2.40孔特征操作對話框

圖2.41簡單孔示意圖

2)沉頭孔沉頭孔由兩部分組成：沉頭直徑和深度；孔的直徑、深度和頂錐角。當孔為通孔時，也不需要指定孔深，但必須指定穿通面。需要設(shè)置的孔的參數(shù)如圖2.42所示，參數(shù)含義如圖2.43所示。圖2.42沉頭孔的參數(shù)圖2.43沉頭孔示意圖

3．沉頭孔生成實例下面舉例說明在長方體上生成沉頭孔特征的操作步驟。

(1)單擊孔特征圖標，打開如圖2.40所示的孔特征對話框。

(2)在“類型”選項中選擇“沉頭孔”圖標，并輸入沉頭孔的參數(shù)。

(3)在“選擇步驟”中選擇“放置平面”圖標，用鼠標左鍵在屏幕中選擇長方體的上表面。

(4)設(shè)置孔的參數(shù)(若是通孔，選擇穿通面，即用鼠標左鍵選擇長方體另一側(cè))。

(5)單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)打開如圖2.44所示的“定位”對話框。

(6)單擊“垂直約束”圖標，然后用鼠標左鍵選擇放置面的其中一邊，在彈出的“定位”對話框中，輸入孔特征中心距，選擇邊距離為15；單擊“應用”按鈕，選擇放置面的另一邊，在“定位”對話框中輸入另一距離參數(shù)為25。單擊“確定”按鈕，完成沉頭孔特征的生成，如圖2.45所示。圖2.44“定位”對話框圖2.45沉頭孔的生成2.3.4編輯特征編輯特征用于對已創(chuàng)建的特征進行編輯、修改操作。

UG有3種方式進入編輯特征功能。

(1)從工具欄進入編輯特征功能(點擊圖標即可)。編輯特征工具欄圖標如圖2.46所示。圖2.46編輯特征工具欄圖標圖2.47編輯特征菜單

(2)從主菜單進入編輯特征功能。選擇“編輯”→“特征”命令，系統(tǒng)彈出“編輯特征”命令菜單，如圖2.47所示，即可從該菜單進入編輯特征功能。

(3)更方便的操作是在模型(剖件)導航器(如圖2.48所示)中選中需編輯的特征，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇相應的編輯操作。圖2.48模型導航器中的編輯特征菜單

UG編輯特征的主要功能有特征參數(shù)編輯，特征定位編輯，移動特性，特性重排序，抑制與釋放特征等，這給特征的變動與修改帶來了極大的方便。

1．特征參數(shù)編輯“編輯參數(shù)”功能對話框如圖2.49所示。在該對話框中選擇要編輯的特征或者直接在圖形界面中選擇要編輯的特征，系統(tǒng)會根據(jù)所選的不同特征類型彈出不同的對話框來實現(xiàn)所選特征的編輯。圖2.49“編輯參數(shù)”對話框主要編輯特征類型有以下幾種：

(1)對于某些特征如基準面、基準軸、圓角等，系統(tǒng)直接彈出類似建立特征時的對話框，編輯特征參數(shù)的方法與建立特征時的方法類似。

(2)對于多數(shù)成型特征，系統(tǒng)彈出類似圖2.50所示的對話框，有的情況下該對話框只包括其中的一兩項。特征對話框：用于編輯特征參數(shù)。如所選特征為孔，則編輯孔的直徑、深度、角度等。重新附著：用于改變特征的放置面、水平參考、原點位置等參數(shù)。更改類型：用于改變所選特征的類型。例如，所選特征為孔，則可將所選孔的類型改變?yōu)楹唵慰?、沉頭孔、埋頭孔中的一種。

(3)對于多數(shù)引用特征，系統(tǒng)彈出的對話框包括了需編輯的引用陣列參數(shù)，如參考軸、參考點、數(shù)字、角度、偏移等參數(shù)。

(4)對于掃描特征，系統(tǒng)彈出的對話框如圖2.51所示。在該對話框中可以編輯特征的參數(shù)，編輯特征的掃描方向，編輯掃描特征的定義曲線等。圖2.50成型特征編輯對話框圖2.51掃描特征編輯對話框

2．特征定位編輯系統(tǒng)的“定位”功能對話框如圖2.52所示，利用該對話框可以編輯特征的定位。圖2.52“定位”對話框

3．移動特征利用系統(tǒng)“移動特征”對話框可以移動所選特征。

4．特征重排序系統(tǒng)的“特征重排序”對話框如圖2.53所示，在列表中選擇要重新排序的特征，或者在圖形界面中直接選取特征，選取后，相關(guān)特征出現(xiàn)在“重定位特征”列表中。選擇排序方法為“在前面”或“在后面”，然后在“重定位特征”列表中選擇定位特征，單擊“確定”按鈕，完成重排序。在“模型導航器”中，用鼠標右鍵單擊要重排序的特征，系統(tǒng)彈出如圖2.54所示的菜單，選擇“排在前面”或“排在后面”，在彈出的菜單中選擇定位特征，這樣也可以進行重排序。圖2.53“特征重排序”對話框圖2.54模型導航器中的特征重排序菜單

5．抑制和釋放在系統(tǒng)“抑制特征”對話框的列表中選擇要抑制的特征或者直接在圖形界面中選取特征，單擊“確定”按鈕，可以抑制所選特征。注意：此時與所選特征相關(guān)聯(lián)的其他特征也被同時抑制。被抑制的特征可以通過“釋放特征”來解除抑制。2.4曲面造型設(shè)計2.4.1基本曲線與點

1．基本曲線基本曲線提供一些最常用的曲線設(shè)計方法?；厩€由于沒有變量表達式，因而它的修改具有一定的局限性。如果是參數(shù)化設(shè)計，建議采用草圖特征(一組約束的曲線)或以實體的面及曲面作為輪廓曲線，這種曲線具有可修改性和相關(guān)性。

UG基本曲線提供了許多方便的功能，既可以隨手畫出圖形，也可以通過“跟蹤欄”對話條(DialogBar)精確地設(shè)計圖形，如圖2.55所示。對話條中的選項隨直線、圓弧等操作的不同而變化。圖2.55“跟蹤欄”對話條選擇圖標或選擇“插入”→“曲線”→“基本曲線”后，出現(xiàn)“基本曲線”生成工具，如圖2.56所示。曲線類型有4類：直線、圓弧、圓、倒圓角。圖2.56基本曲線功能

2．點和點集

1)點利用點構(gòu)造器每次可生成一個點，并且作為一個獨立的幾何對象，以＋標識。

2)點集點集一次可以生成一組點，這些點從已存在的曲線(或曲面)上獲得。圖2.57所示為生成點集方法的對話框。圖2.57點集生成方法對話框2.4.2樣條曲線曲線的表示分為兩大類：計算類曲線和構(gòu)造類曲線。

(1)計算類曲線：直接由數(shù)學表達式定義的曲線，如直線、二次曲線、求交曲線、投影曲線、偏置曲線，其中除了直線與二次曲線外，其他曲線都是在已有曲線的基礎(chǔ)上計算得到的曲線。

(2)構(gòu)造類曲線：由點或參數(shù)定義的曲線，如樣條曲線、螺旋線、規(guī)律曲線，用戶必須輸入一系列點或參數(shù)，通過插值、逼近、擬合方法來構(gòu)造這些曲線。

1．樣條曲線的基本概念樣條曲線在工程設(shè)計中有著廣泛的應用。在飛機、汽車、船舶等具有大量曲面的工程設(shè)計中，基本的曲線構(gòu)造方法已不能滿足設(shè)計要求，需要一種能夠表達非解析函數(shù)形式的曲線或曲面定義，這類曲線被稱為自由曲線(自由曲線是一種由逼近、擬合或插值方法得到的曲線)，用戶對曲線的形狀控制有非常大的靈活性。而且，許多曲面也是利用曲線經(jīng)過不同的操作生成的，例如放樣面、直紋面、網(wǎng)格面、掃掠面等都是以自由曲線作為輸入數(shù)據(jù)的。樣條技術(shù)起源于汽車的車身設(shè)計，常常需要將一系列無規(guī)則的離散點連接成光滑曲線，在手工繪圖時采用一根用彈性材料做成的樣條，通過調(diào)整樣條外形，使其盡量逼近離散點從而繪制出所需的曲線。利用計算機將一系列離散點連接成光滑曲線的技術(shù)，通常稱為曲線擬合。人們從繪制車身曲線得到啟發(fā)而創(chuàng)造出了樣條計算公式，實現(xiàn)了計算機的自由曲線表達。

2．樣條曲線的段數(shù)、階次與點數(shù)的關(guān)系每一個樣條都是用一個多項式表達的，多項式中的最大指數(shù)稱為多項式的階次(Degree)，它是構(gòu)造樣條的一個基本輸入?yún)?shù)。例如，多項式5x3?+?x2?-x?=?6的階次為3。一條樣條曲線可以是單段曲線，也可以由多段曲線段組成。單段樣條的階次是由輸入點的個數(shù)決定的，即階次=點的個數(shù)

-?1。點數(shù)確定階次，而不能由用戶指定，如圖2-58(a)所示的點數(shù)為10，則曲線階次為9次。由于階次嚴格受點數(shù)的控制，因此在樣條曲線設(shè)計中，單段樣條應用得并不多。多段樣條是指一條曲線由兩段以上的曲線段拼接而成，在曲線段的拼接處自動保持曲率連續(xù)。它的階次由用戶在對話框中指定，指定的階次必須小于輸入點數(shù)。圖2.58(b)中，有8個點，可以指定為3次樣條，如圖2.58(c)所示，由此得到的曲線為多段曲線段。圖2.58階次與段數(shù)

3．定義點、極點與節(jié)點

(1)定義點也稱為型值點，它決定了曲線的形狀，數(shù)學上采用插值算法保證樣條曲線過這些點，如圖2.59(a)所示。例如，飛機機翼的設(shè)計以及葉片葉身的設(shè)計就是以每個截面曲線的定義點定義的。圖2.59點與曲線的關(guān)系

(2)極點又稱為控制多邊形(或特征多邊形)頂點，數(shù)學上采用逼近算法，它大致描繪出曲線的變化方向。曲線只通過特征多邊形的首末點，中間點的變化將影響曲線的形狀。第1、第2點控制了曲線的首端斜率，最后兩點控制了曲線的末端斜率，如圖2.59(b)所示。

(3)節(jié)點是指多段樣條的拼接點，即每小段樣條曲線段的端點。單段樣條只有2個節(jié)點，多段樣條有多個節(jié)點。圖2.59(c)所示為擬合曲線的多個節(jié)點。樣條的定義點(或極點)數(shù)目通常都會大于曲線的階次以及段數(shù)。例如，輸入4個點，一般可構(gòu)造一條3次的樣條曲線，也可構(gòu)造一條2次的樣條曲線(包含2段)。樣條曲線的階次是由用戶根據(jù)輸入的點數(shù)和設(shè)計要求指定的。目前3次樣條曲線是應用得最為廣泛的一類曲線(高次樣條有一些缺點)。

4．點的輸入方式樣條曲線的設(shè)計是以點作為基礎(chǔ)的。點的輸入方式有很多，可通過人機交互指定產(chǎn)生點，但工程中大多采用數(shù)據(jù)文件存儲點數(shù)據(jù)，并以文件形式輸入數(shù)據(jù)點。數(shù)據(jù)文件必須是字符文件，文件后綴為.dat。文件的數(shù)據(jù)格式也有一定要求，一般輸入數(shù)據(jù)文件的點的格式為：一行表示一個點的X、Y、Z坐標分量，各分量之間用空格隔開；空行被忽略；一行最多可以有32個字符；如果達到最大行數(shù)，則在該行之后的行被忽略。

5．切矢與曲率曲線的切矢是以矢量形式表示曲線上給定點的斜率，包括方向和模長。曲率的幾何意義是曲線上一點的切線方向相對于弧長的變化率。它反映了曲線的彎曲程度。在曲線、曲面的拼接中，一般要求達到曲率連續(xù)。2.4.3UG樣條曲線的構(gòu)造

1．根據(jù)極點定義樣條曲線設(shè)計曲線時可以通過定義它的特征多邊形頂點來實現(xiàn)，這個特征多邊形大致勾畫出了曲線的變化趨勢。圖2.59(b)中的直線即為特征多邊形。極點是控制多邊形形狀的關(guān)鍵，用戶可以修改極點的位置以改變曲線的形狀。除了首末、端點外，由極點定義的樣條曲線不通過極點。但是，特征多邊形的第一條和最后一條邊控制著曲線端點處的斜率，改變邊的方向和大小，也就改變了曲線的形狀。構(gòu)造樣條曲線的步驟如下所述：

(1)選擇“樣條”圖標或在主菜單中選擇“插入”→“曲線”→“樣條”，將彈出如圖2.60所示的對話框。

(2)單擊“根據(jù)極點”按鈕，彈出如圖2.61所示的對話框。圖2.60樣條曲線生成對話框圖2.61從極點生成樣條對話框

(3)選擇“單段”或“多段”(建議選擇“多段”)。

(4)輸入曲線的階次(建議輸入3)。

(5)通過選擇“封閉曲線”前的勾選框確定曲線是否封閉。

(6)如果數(shù)據(jù)來自交互指定的點，則直接單擊“確定”按鈕，利用點構(gòu)造器在屏幕上輸入極點，單擊“確定”按鈕，就可生成樣條曲線。如果數(shù)據(jù)點來自文件，則單擊“文件中的點”按鈕，從磁盤上指定數(shù)據(jù)文件名，單擊“確定”按鈕。

2．根據(jù)點定義樣條曲線根據(jù)點定義樣條曲線的操作步驟與上述通過極點定義樣條相類似，在此不再介紹。

3．直接屏幕交互方式直接交互方式生成樣條的方法很簡單，其特點是生成與編輯集于一體，交互輸入點后可以修改端點的切矢模長和曲率，也可以修改極點的位置，動態(tài)地生成樣條。

1)通過極點生成樣條利用交互方法在屏幕上直接輸入極點構(gòu)造樣條的操作步驟為：

(1)選擇工具欄中的“樣條”圖標，將彈出如圖2.62所示的對話框。選擇通過極點生成樣條的方法的圖標。圖2.62產(chǎn)生通過極點的樣條

(2)選擇指定曲線的“階次”或“單段”，兩者只能選一種。如果是指定階次，則需輸入階次，例如5。

(3)如要生成封閉曲線，則選中“封閉的”。

(4)如果曲線是與定義它的參數(shù)相關(guān)的，則選中“關(guān)聯(lián)”。

(5)交互輸入多個點，每輸入一個點，當前的曲線形狀就顯示在屏幕上。

(6)如果只構(gòu)造一條曲線或不需要修改，則單擊“確定”按鈕；否則，單擊“應用”按鈕，并繼續(xù)下一條曲線的構(gòu)造。

(7)分配切矢和曲率。單擊選擇屏幕上的曲線，將顯示極點和控制多邊形，如圖2.63(a)所示。在鼠標右鍵菜單中選擇“約束”進行切矢/曲率的分配，則會在曲線的端點顯示操作手柄，如圖2.63(b)所示。選擇操作手柄并按住鼠標左鍵移動操作手柄，可以調(diào)整端點處的切矢和曲率。

(8)編輯極點。單擊屏幕上的曲線極點，通過移動極點的位置來改變曲線形狀，如圖2.63(c)所示。

(9)刪除極點。單擊屏幕上的曲線極點，在鼠標右鍵菜單中選擇“刪除”，則刪除剛輸入的極點。c)圖2.63直接交互生成過極點的樣條

2)通過點生成樣條利用交互方法在屏幕上直接輸入點構(gòu)造樣條的操作步驟如下：

(1)選擇圖標，將彈出如圖2.64所示的對話框，選擇通過點生成樣條的方法的圖標。圖2.64產(chǎn)生通過點的樣條

(2)選擇“階次”或“單段”。如果是指定階次，則需輸入階次，例如3。

(3)如要生成封閉曲線，則選中“封閉的”。如果曲線是與定義它的參數(shù)相關(guān)的，則選中“關(guān)聯(lián)”。

(4)在圖形區(qū)輸入多個點，每輸入一個點，當前的曲線形狀就顯示在屏幕上，如圖2.65(a)所示。在輸入點的過程中，對每一個點可以調(diào)整切矢或曲率，在鼠標右鍵菜單中選擇“約束”，該點附近將顯示一個調(diào)整切矢/曲率的操作手柄，如圖2.65(b)所示，可以將鼠標左鍵放在手柄點上，并按住鼠標左鍵移動位置，可以發(fā)現(xiàn)曲線的變化。圖2.65產(chǎn)生的通過點的樣條

(5)如果只構(gòu)造一條曲線，則單擊“確定”按鈕；否則單擊“應用”按鈕，繼續(xù)生成另一條樣條曲線。2.4.4UG曲面造型方法

1．UG自由形狀特征生成方法在UG中，曲面也稱為自由形狀特征。按照原始數(shù)據(jù)的類型，UG自由形狀特征生成方法大致分為3類。

(1)基于點的構(gòu)造方法：以數(shù)據(jù)點為輸入，如“通過點”、“由極點”、“從點云到”。這些曲面為非靈巧曲面，修改曲面不易控制，可修改性較差，建議盡量少用。

(2)基于曲線的構(gòu)造方法：以曲線為輸入，如直紋面、放樣面、網(wǎng)格面、掃描面等。這些曲面是靈巧曲面，工程上大多采用這種方法。

(3)基于曲面的構(gòu)造方法：以曲面為輸入，如橋接、N-邊曲面、延伸、按規(guī)律延伸、放大、曲面偏置、粗略偏置、擴大、偏置、大致偏置、曲面合成、全局形狀、裁剪曲面、過渡曲面。這些曲面大部分是靈巧的。曲面工具圖標如圖2.66所示，在主菜單的“插入”→“自由形式特征”中也有相應的菜單。圖2.66曲面(自由形狀特征)工具欄

2．UG曲面造型中的概念

1)行與列曲面在數(shù)學上是用兩個方向的參數(shù)定義的：行方向由U參數(shù)定義，列方向由V參數(shù)定義。對于“通過點”的曲面，大致情形是，具有同方向的一組點構(gòu)成了行方向，而與行大約垂直的一組點構(gòu)成了列方向，如圖2.67所示。對于“放樣面”和“直紋面”的生成方法，曲線代表了U方向。圖2.67行和列的概念

2)階次曲面的階次用來描述曲面的多項式階次，只在U、V兩個方向分別指定階次。曲面在U、V方向的階次必須介于1～24之間，建議構(gòu)造曲面的U、V階次使用3次為宜，稱為雙3次曲面。工程上大多使用的是這種雙3次曲面。曲面不同方向的階次與輸入的數(shù)據(jù)有關(guān)，在一個方向上輸入點時，階次與點數(shù)的關(guān)系為：

(1)如果為單張曲面，則階次?=?點數(shù)?-1。

(2)如果為多張曲面，則階次由用戶指定。如果輸入一個U方向的曲線，則U方向的階次繼承曲線的原有階次，而僅需指定V方向的階次。如果輸入為U、V方向的曲線，則繼承兩個方向原有曲線的階次。

3．基于點的曲面造型基于點的曲面造型方法包括：

(1)通過點：輸入的點一定落在構(gòu)造的曲面上。通過點方法輸入一個矩形點陣，點的排列大致是U方向和V方向，通過插值構(gòu)造曲面。這些點被稱為定義點，一般又稱為曲面型值點。曲面可以是開的，也可以是封閉的，如圖2.68(a)所示。

(2)由極點：由控制多邊形逼近出一個曲面。由極點方法與通過點類似，但通過逼近構(gòu)造曲面。這些點被稱為極點，工程上又稱為特征多邊形頂點。曲面可開可閉，如圖2.68(b)所示。

(3)從點云到：由海量數(shù)據(jù)點擬合的曲面。圖2.68通過點與由極點生成曲面通過點(或由極點)構(gòu)造曲面的操作步驟如下所述：

(1)單擊工具欄上的“通過點”圖標或選擇“插入”→“自由形式特征”→“通過點”，將彈出如圖2.69所示的對話框。如果為“由極點”，則應選擇圖標，后面的操作類似。

(2)選擇曲面類型：“單個”或“多個”，建議選“多個”。圖2.69“通過點”對話框(3)選擇曲面封閉的方向：“兩者都不”：U、V方向均不封閉?！靶小保篣方向為封閉曲面?！傲小保篤方向為封閉曲面?！皟蓚€”：U、V方向均為封閉曲面。

(4)輸入行和列方向?qū)碾A次，建議輸入3。

(5)如果數(shù)據(jù)點來自文件，則單擊“文件中的點”，然后從磁盤的一個數(shù)據(jù)文件讀入點。如果數(shù)據(jù)點需要交互輸入，則直接單擊“確定”按鈕，根據(jù)選擇點的方法，在屏幕上選擇點。

4．基于曲線的曲面造型利用曲線構(gòu)造曲面的方法在工程上應用非常廣泛，例如飛機的機身、機翼等。原始輸入數(shù)據(jù)是若干截面上的點，一般先將其生成樣條曲線，再構(gòu)造曲面。基于曲線的曲面主要包括兩類：一類只需輸入一個方向的曲線，如直紋面、放樣面等；另一類需輸入兩個方向的曲線，如網(wǎng)格面、掃描面等。這里的曲線可以是一般曲線、樣條曲線、曲面的邊界線、實體表面的邊、多邊形的邊等。

1)直紋面直紋面曲面將嚴格通過2條曲線(如圖2.71(a)所示)。U方向的階次繼承曲線原有階次，V方向的階次為1。輸入的曲線可以是光滑的曲線，也可以是直線。每條曲線是一個線串，它可以是單段，也可以由多段組成。生成直紋面的操作過程如下：

(1)選擇“直紋面”圖標或在主菜單中選擇“插入”→“自由形式特征”→“直紋面”，出現(xiàn)“直紋面”對話框，如圖2.70所示。圖2.70“直紋面”對話框

(2)選擇第一條曲線串。如果由多段組成，則全部選完后單擊“確定”按鈕，會出現(xiàn)一個箭頭方向，如圖2.71(b)所示。選擇第二條曲線串，然后單擊“確定”按鈕，注意箭頭方向應與第一條線的箭頭方向一致，否則會導致曲面扭曲。圖2.71直紋面

(3)選擇對齊方式。按照輸入曲線的類型，根據(jù)需要選擇對齊方式。單擊“確定”按鈕，得到如圖2.71(c)所示的曲面。

2)對齊方式用曲線構(gòu)造曲面時，曲線之間的對應點的對齊將影響曲面形狀。對齊方式在曲面構(gòu)造中說明了截面曲線之間的對應關(guān)系，對齊方式下拉框如圖2.70所示。通常采用參數(shù)對齊方式；對于多段曲線或者具有尖點的曲線，采用點對齊方式較好。“參數(shù)”：參數(shù)對齊指的是沿曲線等參數(shù)分布的對應點連接，如圖2.72所示。圖2.72參數(shù)對齊圖2.73點對齊

3)放樣面放樣面由一組U方向的截面線作為輸入，構(gòu)造的曲面通過每一條曲線，因而稱之為放樣面。放樣面的操作步驟為：

(1)選擇“放樣面”圖標或在主菜單中選擇“插入”→“自由形式特征”→“放樣面”。

(2)選擇每一條曲線，每選完一個曲線，單擊“確定”按鈕或點擊鼠標中鍵，曲線上將出現(xiàn)箭頭，直到所有曲線選擇完畢。注意：各曲線箭頭方向應當一致。單擊“確定”按鈕，彈出如圖2.74所示的“通過曲線組”對話框。

(3)選擇補片類型：在下拉框中選擇“單個”或“多個”，建議選“多個”。

(4)選擇對齊方式：在下拉框中選擇一種對齊方式。

(5)?V向階次：輸入V方向的階次，建議輸入3。上述操作很多是可選項，用戶不使用時可直接跳過相應的步驟。圖2.74“通過曲線組”對話框

4)網(wǎng)格面網(wǎng)格面是指輸入兩個方向的曲線而生成的曲面。一個方向的曲線稱為主曲線，另一個方向的曲線稱為交叉曲線。這些曲線可以不相交，但大致方向是垂直的。由于是兩個方向的曲線，構(gòu)造的曲面不能保證完全過兩個方向的曲線，因此用戶可以強調(diào)以哪個方向為主。如果以一個方向為主，則保證曲面過這個方向上的曲線，另一個方向的曲線不一定落在曲面上，可能存在一定的誤差。如果強調(diào)“兩個”方向，則曲面可能都不經(jīng)過兩組曲線。圖2.75所示的曲面與兩個方向的曲線均有誤差。網(wǎng)格面對話框如圖2.76所示。為了滿足與相鄰曲面的連續(xù)條件約束，構(gòu)造的曲面在2個方向上可以分別控制首、末曲線處與相鄰曲面的切矢連續(xù)、曲率連續(xù)，用戶只需選擇對應的4個曲線，指定交點公差。該公差用于曲線網(wǎng)格與兩組曲線相交處的誤差范圍，公差值必須大于0。網(wǎng)格面造型的操作步驟是：

(1)選擇“網(wǎng)格面”圖標或在主菜單中選擇“插入”→“自由形式特征”→“網(wǎng)格面”，彈出選擇曲線對話框。

(2)選擇主曲線，單擊“確定”按鈕或鼠標中鍵，直到出現(xiàn)箭頭。然后選擇其他的主曲線，注意每條主曲線的箭頭方向應一致。如果不再需要主曲線，則單擊“確定”按鈕。

(3)選擇交叉曲線，一條交叉曲線可由多節(jié)曲線段構(gòu)成，每選擇一條交叉曲線后，單擊“確定”按鈕或鼠標中鍵，然后選擇其他交叉曲線。如果不再選擇交叉曲線，則單擊“確定”按鈕。圖2.75網(wǎng)格面圖2.76網(wǎng)格面對話框

(4)選擇“強調(diào)”方式：在下拉框中可選擇“雙向”、“主要”、“十字”三種不同的強調(diào)方式。

(5)確定其它相關(guān)選項，不選則用系統(tǒng)默認設(shè)置。設(shè)置完成后單擊“確定”按鈕，即可生成網(wǎng)格面。

5)掃描面掃描面(掃掠面)是指將截面線沿引導線運動掃掠而生成的曲面。它具有較大靈活性，可以控制比例、方位的變化，引導線可以多于l條，截面曲線最多可以達到150條。在曲面工具欄中點擊圖標，系統(tǒng)將彈出“已掃掠”對話框，如圖2.77所示，要求用戶選擇引導線串和截面線串。圖中四個菜單項是需進行選擇的過濾選項，一般可不選而由系統(tǒng)根據(jù)實際操作自動判斷。圖2.77“已掃掠”對話框掃描面造型的步驟如下：

(1)選擇引導線。引導線在掃掠方向上用于控制掃描面的方位和比例，每條引導線可以是由多段曲線合成的，但必須是光滑連續(xù)的。引導線的條數(shù)最多可有3條。

1條引導線：由用戶指定控制截面線的方位和比例。

2條引導線：自動確定方位，比例則由用戶指定。

3條引導線：自動控制比例和方位。

(2)選擇截面線。截面線不必是光滑的，但位置必須是連續(xù)的。截面線和引導線也不必相交。截面線可以由不同的對象組成，例如可由直線和曲線組成一個截面。圖2.78所示是一條引導線和兩條截面線掃描生成的曲面。圖2.78掃描面生成

(3)選擇平滑選項。在掃掠過程中，通過設(shè)置平滑選項來指定介于截面線間的插值方法，如圖2.79所示。圖2.79掃描面平滑選項“線性”插值方法：截面線之間的插值是線性的，如圖2.80所示?！叭巍辈逯捣椒ǎ航孛嬷g的插值是3次的，如圖2.80所示。

(4)選擇對齊方式。該選項用來設(shè)置曲面的對齊方式，有“參數(shù)”、“圓弧長”和“根據(jù)點”三種方式，如圖2.81所示。其中“根據(jù)點”方式要求引導線至少要有一條為曲線，如果引導線全為直線，則該選項在對話框中不顯示。圖2.80插值方法圖2.81對齊方式選項參數(shù)：用于設(shè)置空間中的點沿著定義曲線將通過相等參數(shù)區(qū)間，其曲線長度被等分。圓弧長：用于設(shè)置空間中的點沿著定義曲線將通過相等弧長區(qū)間，其曲線部分長度將完全被等分。根據(jù)點：用于在各截面上定義點的位置。系統(tǒng)會根據(jù)定義點的位置產(chǎn)生曲面，各個截面上的點將被一條母線連接。公差：用于定義所產(chǎn)生曲面與所選取曲線之間的最大誤差值。公差值越大，其所產(chǎn)生的曲面將越不符合所選取的曲線大小。

(5)選擇方位變化選項。該選項指定截面線沿著引導線掃描的過程中，截面線方向的變化規(guī)則，如圖2.82所示。固定：用于設(shè)定不需要重新定義的方向，截面線將按照其所在的平面法向生成曲面，并沿導線保持該方向。面的法向：用于選定一個曲面，按選取曲面的法向方向和沿著引導線方向產(chǎn)生曲面。矢量方向：用于以矢量構(gòu)造器對話框定義平滑曲面的方位。該曲面會以所定義向量為方位，并沿著導引線的長度創(chuàng)建。另一曲線：定義平面上的曲線或者實體邊界作為平滑曲面方位控制線。一個點：可以用點構(gòu)造器對話框定義一點，使截面沿著導引線的長度延伸到該點的方向。強制方向：用于將以截面所指定的固定向量方向掠過引導線，其截面線將與導引線保持平行。當選取該選項時，利用矢量構(gòu)造器定義矢量，并強制選取該矢量方向。

(6)選擇比例變化。該選項用于定義曲面的比例變化。其對話框如圖2.83所示。圖2.82方位變化選項圖2.83比例變化對話框恒定的(常數(shù))：選擇該選項可以設(shè)置截面與產(chǎn)生曲面的縮放比例，該選項以所選取的截面為基準線。倒圓功能(混和函數(shù))：用于定義產(chǎn)生曲面的起始縮放值與終止縮放值。起始縮放值可以定義所產(chǎn)生曲面的第一剖面大小，終止縮放值可以定義所產(chǎn)生曲面的最后剖面大小。另一曲線：用于設(shè)定產(chǎn)生的曲面按照指定的另一曲線為母線沿引導線創(chuàng)建。一個點：用于按照截面、引導線或者點的定義產(chǎn)生曲面的縮放比例。面積規(guī)律：用于使用法向曲線定義曲面的比例變化方式。周長規(guī)律：與面積規(guī)律選項相似，不同之處在于，在周長規(guī)律中，曲線Y軸定義的終點值為所創(chuàng)建曲面的周長，而面積規(guī)律則定義為面積大小。2.4.5曲面造型設(shè)計實例本實例通過構(gòu)造若干曲線，再用放樣面構(gòu)造的方法來生成如圖2.84所示洗潔精瓶子的瓶身部分。

(1)首先在空間構(gòu)造出一系列截面曲線。圖2.85所示為各截面的位置關(guān)系。圖2.86所示為各截面的截面形狀及尺寸。圖2.84洗潔精瓶子圖2.85截面位置圖2.86各截面形狀及尺寸

(2)選擇放樣面圖標，進入放樣面設(shè)計。

(3)選擇每一條曲線，每選完一個曲線，單擊“確定”按鈕，出現(xiàn)箭頭，直到所有的曲線選擇完畢。應注意，各曲線箭頭的方向應保持一致。選擇結(jié)果如圖2.87所示。單擊“確定”按鈕，彈出如圖2.88所示的對話框。圖2.87曲線選擇結(jié)果圖2.88放樣面對話框在放樣面對話框中確定如下選項：曲面片類型(補片類型)：多個。對齊方式：參數(shù)對齊。

V向階次：3次。公差：采用缺省值0.025。

(4)單擊“確定”按鈕，完成放樣面的生成，即可生成洗潔精瓶子的瓶身，如圖2.89所示。圖2.89洗潔精瓶子的放樣面瓶身2.5UG三維零件設(shè)計實例

例1法蘭盤零件三維造型設(shè)計法蘭盤零件如圖2.90所示?；驹O(shè)計思路是：先用草圖建立法蘭盤底板輪廓曲線，進行實體拉伸，再用特征工具設(shè)計零件細節(jié)。

(1)單擊“新建”圖標或在主菜單中選擇“文件”→“新建”，彈出新部件文件對話框。在文件名中輸入falanpan，在單位選項中選擇“毫米”，單擊“確認”按鈕，進入UGNX用戶界面。圖2.90法蘭盤圖2.91草圖

(7)拉伸草圖。單擊“拉伸”圖標，系統(tǒng)彈出如圖2.92所示的對話框，在“起始”欄中輸入0，在“結(jié)束”欄中輸入15。同時選擇草圖，確認預覽結(jié)果正確，點擊“確定”按鈕，完成底板拉伸，如圖2.93所示。圖2.92“拉伸”對話框

圖2.93拉伸后的底板

(9)拉伸草圖。單擊“拉伸”圖標，系統(tǒng)將彈出如圖2.92所示的對話框，在“起始”欄中輸入0，在“結(jié)束”欄中輸入40，默認拉伸方向。修改產(chǎn)生方式為求和，同時選擇草圖，確認預覽結(jié)果正確，點擊“確定”按鈕，完成實體拉伸，如圖2.95所示。圖2.94草圖圖2.95拉伸后的實體圖2.96“孔”對話框圖2.97“定位”對話框圖2.98“設(shè)置圓弧的位置”對話框圖2.99生成孔特征圖2.100“倒斜角”對話框

例2

煙灰缸的三維造型設(shè)計本例進行煙灰缸的三維造型設(shè)計。煙灰缸零件如圖2.101所示。圖2.101煙灰缸零件

(1)單擊“新建”圖標或在主菜單中選擇“文件”→“新建”，將彈出新部件文件對話框。在文件名中輸入yanhuigang，在單位選項中選擇“毫米”，單擊OK按鈕，進入UGNX界面。圖2.102矩形倒圓角

(4)標注尺寸約束。單擊“自動判斷”圖標，分別選擇矩形的邊，按圖2.103所示尺寸標注尺寸約束。

(5)單擊圖標，完成并退出草圖。圖2.103完成草圖

(6)拉伸草圖。單擊“拉伸”圖標，系統(tǒng)將彈出如圖2.104所示的“拉伸”對話框，在“起始”欄中輸入0，在“結(jié)束”欄中輸入19；在“拔模角”單選框中打鉤，并輸入角度為20°；選擇草圖輪廓，生成預覽，如圖