《UG-NX12軟件認(rèn)證》課件-曲面建模與編輯

曲線曲面建?；A(chǔ)知識(shí)一、曲線工具欄常用命令

曲線曲面建?；A(chǔ)知識(shí)二、曲面工具欄常用命令

（二）曲面的概念及構(gòu)造曲面的一般原則1、曲面的基本概念（1）實(shí)體、片體和曲面在UG中，構(gòu)造的物體類型有2種：實(shí)體與片體。實(shí)體是具有一定體積和質(zhì)量的實(shí)體性幾何特征。片體是相對(duì)于實(shí)體而言的，它只有表面，沒有體積，并且每一個(gè)片體都是獨(dú)立的幾何體，可以包含一個(gè)特征，也可以包含多個(gè)特征。1）實(shí)體：具有厚度、由封閉表面包圍的具有體積的物體。2）片體：厚度為0，沒有體積存在。3）曲面：任何片體、片體的組合以及實(shí)體的所有表面。（2）曲面的U、V方向在數(shù)學(xué)上，曲面是用兩個(gè)方向的參數(shù)定義的：行方向由U參數(shù)、列方向由V參數(shù)定義。

（3）曲面的階次曲面的階次類似于曲線的階次，是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，用來描述片體的多項(xiàng)式的最高階次數(shù)，由于片體具有U、V兩個(gè)方向的參數(shù)，因此，需分別指定階次數(shù)。在UGNX中，片體在U、V方向的階次數(shù)必須介于2～24，但最好采用3階次，稱為雙三階次曲面。曲面的階次過高會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)算速度變慢，甚至在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)，容易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失等情況。

2、構(gòu)造曲面的一般原則在UGNX6中，使用曲面功能設(shè)計(jì)產(chǎn)品外形時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則：（1）用于構(gòu)造曲面的曲線盡可能簡(jiǎn)單，曲線階次數(shù)<3。（2）用于構(gòu)造曲面的曲線要保證光順連續(xù)，避免產(chǎn)生尖角、交叉和重疊。（3）曲面的曲率半徑盡可能大，否則會(huì)造成加工困難和復(fù)雜。（4）曲面的階次盡量選擇三次，避免使用高次曲面。（5）避免構(gòu)造非參數(shù)化特征。（6）如有測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，建議可先生成曲線，再利用曲線構(gòu)造曲面。（7）根據(jù)不同3D零件的形狀特點(diǎn)，合理使用各種曲面構(gòu)造方法。（8）設(shè)計(jì)薄殼零件時(shí)，盡可能采用修剪實(shí)體，再用抽殼方法進(jìn)行創(chuàng)建。（9）面之間的圓角過渡盡可能在實(shí)體上進(jìn)行操作。（10）內(nèi)圓角半徑應(yīng)略大于標(biāo)準(zhǔn)刀具半徑，以方便加工。三、曲線曲面建模的步驟1、新建一個(gè)模型文件；2、利用曲線及曲線編輯工具欄繪制三維線架；3、利用曲面及曲面編輯工具欄繪制曲面；4、利用曲面縫合或曲面加厚等功能完成實(shí)體化建模。

四、直紋面直紋面是嚴(yán)格通過兩條截面線串而生成的直紋片體，它主要表現(xiàn)為在兩個(gè)截面之間創(chuàng)建線性過渡的曲面。其中，第一根截面線可以是直線、光滑的曲線，也可以是點(diǎn)。而每條曲線可以是單段，也可以是多段組成。

五、N邊面N邊面是由多個(gè)相連接的曲線（可以封閉，也可以不封閉；可以是平面曲線鏈，也可以是空間曲線鏈）而生成的曲面。操作步驟：?jiǎn)螕簟静迦搿?【網(wǎng)格曲面】/【N邊面】選項(xiàng)，彈出“N邊面”對(duì)話框，順序拾取各條曲線，然后單擊【確定】按鈕，完成曲面創(chuàng)建。如圖所示。

六、有界平面有界平面是由在同一平面的封閉的曲線輪廓（曲線輪廓可以是一條曲線，也可以是多條曲線首位相連的）而生成的平面。操作步驟：?jiǎn)螕簟静迦搿?【曲面】/【有界平面】選項(xiàng)，彈出“有界平面”對(duì)話框，拾取輪廓曲線，然后單擊【確定】按鈕，完成曲面創(chuàng)建。如圖所示。

七、通過曲線組創(chuàng)建曲面（1）操作步驟：?jiǎn)螕敉ㄟ^曲線組圖標(biāo)或單擊【插入】/【網(wǎng)格曲面】/【通過曲線組】選項(xiàng)，彈出“通過曲線組”對(duì)話框。依次選擇每一條曲線（每選完一個(gè)曲線串，單擊鼠標(biāo)中鍵，該曲線一端出現(xiàn)箭頭，應(yīng)當(dāng)注意各曲線箭頭方向一致），完成所有曲線選擇；在“對(duì)齊”選項(xiàng)組中選擇“參數(shù)”對(duì)齊方式；在“設(shè)置”選項(xiàng)組中確定V向階次（建議輸入“3”）；單擊【確定】按鈕，得到如圖所示曲面。

八、通過曲線網(wǎng)格創(chuàng)建曲面通過曲線網(wǎng)格方法是使用兩個(gè)方向的曲線來構(gòu)造曲面。其中，一個(gè)方向的曲線稱為主曲線，另一個(gè)方向的曲線稱為交叉曲線。由于是兩個(gè)方向的曲線，構(gòu)造的曲面不能保證完全過兩個(gè)方向的曲線，因此用戶可以強(qiáng)調(diào)以哪個(gè)方向?yàn)橹?，曲面將通過主方向的曲線，而另一個(gè)方向的曲線則不一定落在曲面上，可能存在一定的誤差。操作步驟如下：?jiǎn)螕簟静迦搿?【網(wǎng)格曲面】/【通過曲線網(wǎng)格】選項(xiàng)，彈出“通過曲線網(wǎng)格”對(duì)話框；選擇主曲線：選擇一條主曲線后，單擊鼠標(biāo)中鍵，該曲線一端出現(xiàn)箭頭；依次選擇其他的主曲線（注意每條主曲線的箭頭方向應(yīng)一致）；選擇交叉曲線：在“交叉曲線”選項(xiàng)組中單擊圖標(biāo)，選擇另一方向的曲線為交叉曲線，每選擇完一條交叉曲線后，單擊鼠標(biāo)中鍵，然后選擇其他交叉曲線，全部選完交叉曲線后，然后單擊【確定】按鈕，曲面如圖所示。

九、掃掠掃掠曲面是通過將曲線輪廓以預(yù)先描述的方式沿空間路徑移動(dòng)來創(chuàng)建曲面，移動(dòng)的曲線輪廓稱為截面線，指定的移動(dòng)路徑為引導(dǎo)線，即將截面線沿引導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)掃描而成。它是曲面類型中最復(fù)雜、最靈活、最強(qiáng)大的一種，可以控制比例、方位的變化。操作步驟如下：?jiǎn)螕簟静迦搿?【掃掠】/【掃掠】選項(xiàng)，彈出“掃掠”對(duì)話框，選擇截面線，單擊中鍵結(jié)束，單擊“引導(dǎo)線”選項(xiàng)卡中按鈕，選擇引導(dǎo)線，單擊中鍵結(jié)束，其他選項(xiàng)默認(rèn)。得到如圖所示的結(jié)果。實(shí)例

臺(tái)燈罩

臺(tái)燈是是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N生活用品，而燈罩則是臺(tái)燈不可或缺的零配件。本實(shí)例主要是根據(jù)圖所示圖例對(duì)燈罩進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)。該實(shí)例設(shè)計(jì)過程為：通過表達(dá)式創(chuàng)建空間規(guī)律曲線→繪制空間圓→根據(jù)空間圓和空間規(guī)律曲線利用曲線組創(chuàng)建曲面→加厚曲面→邊倒圓等，完成三維模型創(chuàng)建。本實(shí)例主要講解規(guī)律曲線、空間曲線、通過曲線組創(chuàng)建曲面、加厚曲面、邊倒圓等特征的創(chuàng)建。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（一）新建文件

在UGNX12.0的初始窗口中執(zhí)行“文件”→“新建”，或按下“Ctrl+N”組合快捷鍵，彈出“新建”對(duì)話框，在“模板”列表中選擇“模型”，單位設(shè)置為“毫米”，輸入文件名稱“臺(tái)燈罩.prt”，并在“文件夾”中選擇保存路徑，單擊“確定”按鈕，進(jìn)入U(xiǎn)G用戶主窗口。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（二）創(chuàng)建規(guī)律曲線1.執(zhí)行功能區(qū)“工具”→“表達(dá)式”菜單命令，打開“表達(dá)式”對(duì)話框,“顯示”選項(xiàng)選擇“命名的表達(dá)式”，“表達(dá)式組”選項(xiàng)選擇“僅顯示活動(dòng)的”，默認(rèn)其他項(xiàng)，設(shè)置表達(dá)式參數(shù)：t=1，xt=100*cos(t*360)，yt=100*sin(t*360)，zt=0-6*sin(t*360*11)，如圖所示。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩2.在功能區(qū)單擊“曲線”，再單擊“規(guī)律曲線”圖標(biāo)，如圖5-13所示，打開“規(guī)律曲線”對(duì)話框，在規(guī)律類型中選擇“根據(jù)方程”方式創(chuàng)建規(guī)律曲線，默認(rèn)其他選項(xiàng)，單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，完成規(guī)律曲線的創(chuàng)建，如圖所示。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（三）繪制Φ80空間圓執(zhí)行“菜單”→“插入”→“曲線”→“基本曲線（原有）”菜單命令，或單擊功能區(qū)中工具條的“基本曲線（原有）”圖標(biāo)按鈕，打開“基本曲線”對(duì)話框，選擇繪圓功能，繪制圓心坐標(biāo)值為（0，0，90），半徑為R40（Φ80）的空間圓，如圖所示。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（四）通過曲線組創(chuàng)建曲面執(zhí)行“菜單”→“插入”→“網(wǎng)格曲面”→“通過曲線組”菜單命令，或點(diǎn)擊曲面工具條中“通過曲線組”圖標(biāo)按鈕，系統(tǒng)彈出“通過曲線組”對(duì)話框，截面1和截面2分別選擇空間圓和規(guī)律曲線，體類型選擇“片體”，默認(rèn)其他項(xiàng)，單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，完成空間曲面片體的創(chuàng)建，如圖所示。（注：選擇截面1后，單擊鼠標(biāo)中鍵確定，再選擇截面2。）操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（五）加厚曲面

執(zhí)行“菜單”→“插入”→“偏置/縮放”→“加厚”菜單命令，或點(diǎn)擊曲面工具條中“加厚”圖標(biāo)按鈕，系統(tǒng)彈出“加厚”對(duì)話框，選擇創(chuàng)建好的片體作為加厚面，在“偏置1”文本框中輸入5，在“偏置2”文本框中輸入0，即曲面片體往外加厚5mm，單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，完成曲面片體加厚，如圖所示。操作步驟實(shí)例

臺(tái)燈罩（六）邊倒圓角執(zhí)行“菜單”→“插入”→“細(xì)節(jié)特征”→“邊倒圓”菜單命令，或點(diǎn)擊特征工具條中“邊倒圓”圖標(biāo)按鈕，系統(tǒng)彈出“邊倒圓”對(duì)話框，選擇需要倒圓的棱角邊，形狀選擇“圓形”，“半徑1”輸入2，單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，完成加厚體的邊倒圓角，如圖5-18所示。也即完成燈罩的三維建模。（七）保存文件執(zhí)行功能區(qū)的“文件”→“保存”菜單命令，或單擊標(biāo)題欄中的“保存”圖標(biāo)。

2.1、曲線繪制1、直線的繪制

在UGNX中，直線是指通過兩個(gè)指定點(diǎn)繪制而成的輪廓線，其具體參數(shù)可以通過“直線”對(duì)話框控制或者直接輸入數(shù)據(jù)，也可以拖動(dòng)直線上控制點(diǎn)自由地調(diào)整直線，它作為一種基本的構(gòu)造圖元，在空間中無處不在。

2、圓弧和圓

圓弧和圓是構(gòu)建復(fù)雜幾何曲線的基本圖素之一，其中圓弧的創(chuàng)建方式有兩種，分別是“三點(diǎn)畫圓弧”和“從中心開始的圓弧和圓”。（1）三點(diǎn)畫圓?。褐茍D要素有圓弧起點(diǎn)、終點(diǎn)及半徑值（或圓上點(diǎn)）。（2）從中心開始的圓弧：制圖要素有中心點(diǎn)位置、圓上點(diǎn)或者半徑值。（3）繪制整圓：將“圓弧/圓”對(duì)話框中限制欄將“整圓”勾選?？梢杂萌c(diǎn)畫圓或給定中心畫圓兩種方法畫圓。3、矩形的繪制單擊【插入】/【曲線】/【矩形】在“曲線”工具欄中打開“矩形”對(duì)話框。在空間創(chuàng)建矩形的方法為“指定兩點(diǎn)畫矩形”。操作步驟：在對(duì)話框X、Y值對(duì)應(yīng)位置分別輸入矩形的兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)的坐標(biāo)值（或在繪圖區(qū)用鼠標(biāo)拾取兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)），單擊【確定】按鈕，完成矩形的創(chuàng)建。如圖所示。

4、多邊形的繪制UG軟件提供了“外切圓半徑”、“內(nèi)接圓半徑”、“多邊形邊數(shù)”三種創(chuàng)建方法。操作步驟：在“曲線”工具欄中單擊圖標(biāo)，打開“多邊形”對(duì)話框如圖所示。輸入邊數(shù)，然后單擊“確定”按鈕，彈出“多邊形”類型選擇對(duì)話框，如圖所示，然后根據(jù)需要選擇繪制多邊形的類型，單擊確定之后輸入相關(guān)參數(shù)，彈出多邊形中心點(diǎn)位置對(duì)話，設(shè)置點(diǎn)的位置，最終創(chuàng)建多邊形。

內(nèi)切圓半徑外接圓半徑多邊形邊數(shù)

1、修剪曲線單擊圖標(biāo)或單擊【編輯】/【曲線】/【修剪】選項(xiàng)，打開“修剪曲線”對(duì)話框，依據(jù)系統(tǒng)提示選取欲修剪的曲線及邊界線，設(shè)置修剪參數(shù)完成操作，如圖所示。2.2曲線編輯

2、分割曲線分割曲線是將曲線分割成多個(gè)節(jié)段，各節(jié)段成為獨(dú)立的操作對(duì)象。分割后原來的曲線參數(shù)被移除。單擊【編輯】/【曲線】/【分割曲線】選項(xiàng)，打開“分割曲線”對(duì)話框，如圖所示。

3、曲線連接曲線連接是將多段相連的曲線連接成一條曲線。單擊【插入】/【來自曲線集的曲線】/【曲線連接】選項(xiàng)，打開“曲線連接”對(duì)話框，點(diǎn)選要連接的曲線，單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)彈出“連接曲線產(chǎn)生了拐角。您要繼續(xù)嗎？”，單擊【是】按鈕，完成曲線的連接。如圖所示。

4、投影曲線投影曲線是指將曲線投影到指定的面上，如曲面、平面和基準(zhǔn)面等。操作步驟：?jiǎn)螕簟静迦搿?【來自曲線集的曲線】/【投影】選項(xiàng)，彈出“投影曲線”對(duì)話框，如圖4-8所示。首先選擇需要投影的曲線，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，再選取曲面以進(jìn)行投影，最后單擊“確定”或者鼠標(biāo)中鍵完成投影。如圖所示。

5、鏡像曲線鏡像曲線是指通過面或基準(zhǔn)面將幾何圖素對(duì)稱復(fù)制的操作。操作步驟：?jiǎn)螕簟静迦搿?【來自曲線集的曲線】/【鏡像】或在“曲線”工具條中單擊“鏡像曲線”按鈕，彈出“鏡像曲線”對(duì)話框，如圖4-10所示，首先選擇需要鏡像的曲線，鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，再選擇鏡像平面或基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，即完成鏡像曲線，如圖所示。

（2）圓角圓角就是利用圓弧在兩個(gè)相鄰邊之間形成的圓弧過渡，產(chǎn)生的圓弧相切于相鄰的兩條邊。圓角在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常廣泛，它不僅滿足了生產(chǎn)工藝的要求，而且還可以防止零件應(yīng)力過于集中損害零件，延長(zhǎng)零件的使用壽命。在“基本曲線”對(duì)話框中，單擊圖標(biāo)，切換至“曲線倒圓”對(duì)話框，如圖所示。系統(tǒng)提供以下三種倒圓角方式：簡(jiǎn)單圓角、兩曲線圓角、三曲線圓角。1）簡(jiǎn)單圓角簡(jiǎn)單圓角用于共面但不平行的兩直線間的圓角操作。步驟如下：（1）在“曲線倒圓”對(duì)話框中，單擊按鈕。（2）在【半徑】文本框中輸入圓角半徑值，其余為默認(rèn)選項(xiàng)。（3）在二條曲線將要制作圓角處，單擊鼠標(biāo)左鍵確定圓心的大致位置，即可完成圓角制作，如圖所示。6.圓角

2)兩曲線圓角與簡(jiǎn)單圓角類似，區(qū)別是兩條線可以修剪也可以不修剪，而簡(jiǎn)單圓角是自動(dòng)修剪。如圖所示。

3）三曲線圓角三曲線圓角是指同一平面上的任意相交的三條曲線之間的圓角操作(三條曲線交于一點(diǎn)的情況除外)。步驟如下。（1）在“曲線倒圓”對(duì)話框中，單擊按鈕。（2）依次選取3條曲線。然后，單擊鼠標(biāo)確定圓角圓心的大致位置，如圖4-47所示。

一、曲面加厚單擊【插入】/【偏置/縮放】/【加厚】選項(xiàng)，彈出“加厚”對(duì)話框，點(diǎn)選要加厚的曲面，在“厚度”欄中，偏置1和偏置2中輸入相應(yīng)的值（注意：偏置值不能大于曲面的曲率半徑），單擊【確定】按鈕，得到如圖所示的結(jié)果。曲面編輯

二、曲面縫合縫合用于將兩個(gè)或兩個(gè)以上的片體縫合為單一的片體。如果被縫合的片體封閉成一定體積，縫合后可形成實(shí)體（片體與片體之間的間隙不能大于指定的公差，否則結(jié)果是片體而不是實(shí)體）。操作步驟：?jiǎn)螕簟静迦搿?【組合體】/【縫合】選項(xiàng)，彈出“縫合”對(duì)話框，類型選“片體”，目標(biāo)選“曲面1”，工具選“曲面2”，單擊【確定】按鈕，