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第3章实体建模基础 第3章实体建模 3 1概述实体建模是UG的核心模块 包括成形特征 特征操作 编辑特征等功能 具有操作简单 修改方便等特点 3 1 1UG实体建模特点UG通过拉伸 回转 扫掠等建模工具 并辅之以布尔运算和参数化设计工具 可以精确地创建任何形状的几何形体 工程图纸 制造模型与实体模型是关联的 当主模型编辑修改后 与之相关的后续应用会自动更新 可避免重复设计 第3章实体建模 3 1 2工具栏介绍UGNX实体造型在建模应用模块中完成 用户启动UGNX需在起始中选择 建模 进入该模块 建模窗口打开时 在工作区将显示相应的工具条 下面为成形特征工具条 草图 拉伸 旋转 扫掠 孔 腔体 凸起 抽取 加厚 基准轴 长方体 圆锥 扫掠 管道 圆台 凸垫 键槽 曲线成面 基准平面 基准面 圆柱 球 第3章实体建模 3 1 2工具栏介绍特征操作工具条 如图所示 布尔 基准平面 体拔模 面倒圆 孔 倒斜角 修建体 实例特征 拔模角 边倒圆 软倒圆 抽壳 凸起 分割面 第3章实体建模 3 1 3UG特征的分类 特征 Feature 是UG中普遍使用的一个术语 根据特征的不同应用 大致可以把特征分为以下几类 1 体素特征 如长方体 圆柱 圆锥 球等 2 扫描特征 如拉伸 回转 扫掠向导等 3 基准特征 如基准平面 基准轴 基准坐标系等 4 成型特征 如孔 圆台 腔体 凸垫 键槽 沟槽等 3 2基本体素特征所谓的基本体素主要是指圆柱体 长方体 球体以及圆锥体 基本体素建模就是采用基本体素 结合布尔运算和坐标变换进行实体建模 3 2 1块 Block 长方体 1 原点 边长度2 两个点 高度3 两个对角点 3 2体素特征 3 2 2圆柱体 Cylinder 1 直径 高方法2 高 弧方法 3 2体素特征 3 2 3锥体 Cone 3 2体素特征 3 2 4球体 Sphere 1 直径 中心方法2 选择弧方法 3 2体素特征 3 2 5管道 注意 1 先绘制引导线2 引导线与工作平面 XC YC 垂直 3 3成形特征 基本体素建模的缺陷 1 对于复杂实体 建模困难甚至无法建模 2 建立的多个实体间没有相关性 3 3 1成形特征通用概念添加材料到目标实体 凸台 凸垫 从目标实体减去材料 孔 键槽 腔和沟槽 用户定义特征 注意 成形特征不能作为主特征 只能在原有模型的基础上创建 3 3成形特征 3 3 2安放平面所有成形特征需要一安放表面 Placementface 多数成形特征的安放表面必须是平面沟槽安放表面必须是柱面或锥面成形特征与安放表面相关联 3 3成形特征 3 3 3水平参考水平参考定义特征坐标系的X轴有长度参数的成形特征需要定义水平参考 键槽 矩形腔与矩形凸垫等 目标对象 水平定位 目标对象 竖直定位 3 3成形特征 3 3 4定位成形特征定位尺寸是沿安放平面测量的距离值 用来确定成形特征在安放表面的正确位置对于圆形 锥形工具体 有6有种不同的定义方法对于矩形工具体 有9种不同的定位方法 水平 竖直 平行 垂直 点到点 点到线上 平行距离 角度 直线到直线 3 3成形特征 3 3 5建立成形特征的通用步骤选择成形特征类型 孔 圆台 凸垫 选择子类型 如孔有简单孔 沉头孔 埋头孔 选择安放表面选择水平参考选择过表面加入特征参数值定位成形特征 3 3成形特征 简单孔 沉头孔 埋头孔 1 孔 3 3成形特征 1 孔 步骤 1 选择孔的类型2 输入孔的主要参数3 选择平的放置面4 选择定位方式确定孔的位置 3 3成形特征 2 凸垫 Pad 3 3成形特征 2 凸垫 Pad 3 3成形特征 3 圆台 Boss 3 3成形特征 3 圆台 Boss 3 3成形特征 4 腔 Pocket 1 柱形腔2 矩形腔3 通用腔 3 3成形特征 4 腔 Pocket 1 柱形腔 3 3成形特征 4 腔 Pocket 2 矩形腔 3 3成形特征 4 腔 Pocket 3 3成形特征 5 键槽 矩形键槽球形键槽U形键槽T形键槽燕尾形键槽 3 3成形特征 5 键槽 燕尾形键槽 长度 3 3成形特征 5 键槽 3 3成形特征 6 沟槽 矩形沟槽球形沟槽U形沟槽 矩形沟槽 U形沟槽 3 3成形特征 进入UG工作界面练习成形特征的基本操作 成形特征习题练习1 成形特征习题练习2 成形特征习题练习3 成形特征习题练习4 3 4参考特征 基准特征 参考特征 ReferenceFeatures 是设计过程中常用的一种辅助工具 包括基准面 基准轴 参考特征在设计中的辅助作用包括 1 作为安放成型特征和草图的表面 2 作为修剪平面 3 作为通孔 通槽的通过表面 4 作为成型特征和草图的定位参考 5 作为扫描特征的拉伸方向或回转特征的旋转轴 6 作为装配建模的配对基准 3 4参考特征 3 4 1基准平面当现有平面不能辅助完成特征的定位时 可以通过基准平面来生成参考平面 基准平面特别有助于在圆柱 圆锥 球和旋转的实体上生成特征 工作坐标系的YC ZC平面 相对基准面 3 4参考特征 3 4 1基准平面 自动判断的平面 成一角度 平分平面 点和方向 按某一距离 曲线和点 两直线 3 4参考特征 3 4 2基准轴建立基准轴的方式有 点和方向 两个点 点在曲线上 固定基准 点和方向是通过指定一个点和方向来定义基准轴 两个点是通过指定两个点来建立一条基准轴 固定基准是不依赖于其他基准的 也不会受约束的基准轴 它包括XC YC 和ZC三根轴 点和方向 两个点 固定基准 点在曲线上 参考特征练习习题1 要求 1 创建过两条直线的基准面 2 创建与两面平行的基准面 3 创建与平面偏置的基准面 4 创建与平面成角度的基准面 参考特征练习习题2 要求 创建相切方式的基准平面 参考特征练习习题3 要求 1 创建过一边的基准轴 2 创建过圆柱体中心的基准轴 3 创建过两点的基准轴 4 创建过曲线端点垂直于实体表面的基准轴 3 5布尔操作 布尔运算是处理实体建模中多个实体或片体的合并关系的功能 根据对结果的影响程度不同 把布尔运算所涉及到的实体分为两类 目标体和工具体 它们的意义分别如下 目标体 进行布尔运算时第一个选择的实体 运算的结果加到目标体上 并修改目标体 其结果的属性遵从与目标体 在同一次布尔运算过程中 目标体只有一个 工具体 进行布尔运算时第二个及以后选择的实体 工具体将加到目标体上 并构成目标体的一部分 3 5布尔操作 1 加相加运算用于将两个或两个以上实体合并成一体 2 减相减运算用于从目标体中减去与一个或多个工具体相重合的部分 3 交相交运算的结果为目标体与工具体之间的重合部分 3 5布尔操作练习 将实体做 加 布尔运算 将实体做 减 布尔运算 将实体做 交 布尔运算 3 6对象变换 3 6对象变换 进入UG工作界面对实体做对象变换 复制 比例缩放 旋转复制 镜像复制 矩形阵列和圆周阵列 的练习 3 7加工特征 1 螺纹特征选择特征操作工具条螺纹类型 符号的 详细的 3 7加工特征 2 边倒圆 选择特征操作工具条中 3 7加工特征 3 边倒角选择特征操作工具栏中倒角类型 单偏置 双偏置 偏置和角度 双偏置 3 7加工特征 4 拔锥拔锥类型 面拔锥从边拔锥相切拔锥分割线拔锥 从边拔锥 面拔锥 分割线拔锥 相切拔锥 3 7加工特征 4 拔锥 面拔锥的步骤 1 选择拔模方向2 选择平面 基准平面 与开模方向垂直的平面 3 输入拔模角度4 选择需要拔模的面 注意 沿拔模方向 表面向内收缩为正角度 沿拔模方向 表面向外扩张为负角度 3 7加工特征 5 抽壳特征抽壳选项用于挖空实体或创建薄壳零件 该选项提供了面和体2种抽壳方式 抽壳特征可进行等壁厚抽壳和不同壁厚抽壳 3 7加工特征 5 抽壳特征不同壁厚抽壳 3 7加工特征 5 抽壳特征 3 7加工特征 6 实例特征引用特征特征 实例操作位于特征用于一次性创建原对象的多个成组的镜像 阵列或复制操作工具条中 打开如图所示的对话框 3 7加工特征 5 实例特征 3 7加工特征 进入UG工作界面对实体做拔锥角 抽壳特征和实例特征练习 3 8扩展特征 扩展特征是由二维的线框生成三维实体 包括以下四种类型 拉伸体 截面线串沿一矢量方向平移 回转体 截面线串沿一基准轴或矢量方向旋转 沿引导线扫描 截面线串沿一引导线串平移 管道 圆或圆环沿一引导线串平移 说明 作为截面线串和引导线串的曲线可以是实体边缘 二维曲线或草图等 3 8扩展特征 1 拉伸特征 拉伸 命令 可以将截面曲线沿指定方向拉伸一定距离 以生成实体 拉伸类型包括 3 8扩展特征 1 拉伸特征 拉伸体规则 拉伸体为实体或片体取决于曲线的封闭情况和在 首选项 建模 中的设置 设定为实体时 遵循以下原则 1 当拉伸一系列连续 封闭的平面曲线时将创建一个实体 2 当该曲线内部有另一连续 封闭的平面曲线时 将创建一个具有内部孔的实体 3 当这些连续 封闭的曲线不在一个平面时 将创建一个片体 3 8扩展特征 1 拉伸特征 a 方向和距离 3 8扩展特征 1 拉伸特征 b 贯通全部对象 这种方式通过拉伸截面曲线穿过多个实体生成拉伸体 空腔 图指定截面曲线和通过的实体图生成拉伸体空腔 3 8扩展特征 2 回转特征 执行回转体命令 可以将截面曲线沿指定轴向旋转一定角度 以生成实体 例如 通过指定旋转轴和旋转角度来生成实体 3 8扩展特征 2 回转特征 例如 通过指定回转轴和回转角度来生成实体 图指定回转曲线图指定回转轴 回转曲线 回转轴 3 8扩展特征 2 回转特征 3 8扩展特征 3 扫掠特征扫描特征是截面线串沿着引导线串 路径 生成实体 扫掠规则 1 一个完全连续 封闭的截面线串沿引导线扫描时将创建一个实体 2 一个开放的截面线串沿一条开放的引导线串扫描时将创建一个片体 3 一个开放的截面线串沿一条封闭的引导线串扫描时将创建一个实体 4 当使用偏置扫描时 创建有厚度的实体 5 每次只能选择一条截面线串和一条引导线串 3 8扩展特征 3 扫掠特征扫描特征是截面线串沿着引导线串 路径 生成实体 3 9特征编辑 特征编辑是指对已有的实体特征进行各种操作 包括编辑特征参数 编辑定位尺寸 移动特征等 在菜单栏中选择 编辑 特征 选项 可展开特征编辑下拉式菜单 如图所示 UG建模练习 UG建模练习 UG建模练习 要求 利用特征的参数编辑操作来完成对实体模型的修改 要求 利用特征的参数编辑操作来完成对实体模型的修改 UG建模练习 UG建模练习 UG建模练习 8缝合 Sew 下拉菜单 Insert FeatureOperation Sew 作用 当实体或片体间出现了缝隙时 可采用缝合操作进行修补 注意 1选择的工具片体与目标实体必须相接触或间隙超过距离公差值 2实体缝合时 要缝合的实体必须形状相同 面积相近的表面 缝合前 缝合后 9修补实体 PatchBody 下拉菜单 Insert FeatureOperation PatchBody 1单击图标 选取欲修补的目标实体 2单击图标 选取工具片体来修补目标实体 3在工具片体上显示箭头 箭头方向一侧的目标体被修补 工具片体 目标实体 修补前 修补后 作用 利用片体对实体的表面进行修补 创建所需要的实体表面 10偏置表面 OffsetFace 下拉菜单 Insert FeatureOperation OffsetFace 作用 沿表面以一定的距离进行偏置 选择需要偏置的表面 特征和实体后 单击OK按钮 11缩放实体 ScaleBody 下拉菜单 Insert FeatureOperation ScaleBody 1单击图标 选取比例缩放的类型 2设置比例缩放的参数 3单击OK按钮 或 12修剪实体 TrimBody 下拉菜单 Insert FeatureOperation TrimBody 修剪实体是通过定义实体表面或平面对目标实体进行必要的修剪 修剪后的实体依然保持参数化 单击下拉菜单后 弹出对话框 选择目标实体后单击OK按钮 根据需要定义修剪面后单击OK按钮 13分割实体 SplitBody 下拉菜单 Insert FeatureOperation SplitBody 分割实体是通过定义实体表面 基准平面 片体或定义的平面对目标实体进行必要的分割 分割后的实体为非参数实体 单击下拉菜单后 弹出对话框 选择目标实体后单击OK按钮 根据需要定义分割面后单击OK按钮 实例1传动齿条 实例1传动齿条 第一步 新建一个模型文件 第二步 建立一个100 10 3 75 长 宽 高 的长方体 第三步 建立一个沿长度方向居中的基准面 并建立与长方体的交线 第四步 在长方体两端建立半径为5的边圆角 第五步 在长方体两端建立直径为5的通孔 与两端半圆同心 第六步 建立一个10 2 5 2 5 拔模角度为12的矩形凸垫 居中定位 第七步 建立矩形凸垫的矩形阵列 沿XC方向 数量9个 间距为4 5 第八步 建立矩形凸垫的矩形阵列 沿 XC方向 数量9个 间距为4 5 第九步 对所有直齿的四条边建立半径为0 75的圆角 实例2接头 实例2接头 第一步 新建一个模型文件 第二步 建立一个100 100 100 长 宽 高 的长方体 第三步 创建圆柱 矢量方向为ZC正向 直径100 高度100 指定圆柱底面圆心的位置在正方体左侧底边的中心 布尔操作为并 第四步 建立直径为50 高度为100的孔 与圆柱的同心 第五步 通过减去一长方体形成矩形槽 1 重新定位WCS 工作坐标系的原点为底面圆心 ZC为50 2 建立100 100 50的长方体 交点坐标为 50 50 25 布尔操作为减 第六步 创建轴线为水平方向的圆柱 矢量方向为YC负向 直径60 高度150 指定圆柱底面圆心的位置在 0 100 0 布尔操作为并 第七步 建立直径为25 高度为200的孔 与圆柱的同心 实例3卡筘 实例3卡筘 1创建一长方体 50 50 10 2插入一矩形凸垫 50 25 50 3对凸垫两边缘倒圆角 半径25 4插入孔 40 50 0 6创建基准平面 7镜像实体 8创建基准平面并镜像实体 9合并实体并创建孔 20 5 0 实例4垫片 实例4垫片 1绘制草图如下 2拉伸成实体 终止距离15 实例5螺母 实例5螺母 1绘制草图如下 2拉伸成体 终止距离为6 3创建孔 14 6 0 4在草图绘制中绘制如下圆弧 5拉伸所绘制的圆弧 终止距离6 拔模角 60 布尔操作为相交 实例6定位环 实例6定位环 1绘制草图如下 2创建拉伸体 5 25 0 0 0 3插入圆台 300 30 0 4插入孔 250 50 0 5建立基准平面 偏置 145 6修改圆台高度为100 孔深度为120 8创建凸垫 90 190 25 0 0 基准面为水平参考 定位值分别为 45 95 7创建凸垫 90 30 300 0 0 圆柱面为水平参考 定位值分别为 55 0 9创建腔体 50 60 15 5 0 0 刚创建凸垫的左边缘为水平参考 定位值分别为 45 95 10插入孔 25 60 0 刚创建凸垫的下边缘为水平参考 定位尺寸为22 5和67 5 11对孔进行矩形阵列 2 145 2 45 实例7连杆 1绘制草图如下 2创建拉伸体 0 15 0 0 0 3插入圆台 96 30 0 4插入孔 54 45 0 4插入圆台 202 30 0 和孔 120 45 0 5插入腔体 100 50 15 20 0 0 定位值为169和340 以右侧圆弧和下侧圆弧的圆心定位 6镜像实体 实例8承力底座 实例8承力底座 1绘制草图如下 2拉伸成实体 终止距离30 3插入矩形凸垫 250 100 300 0 0 定位尺寸350 200 4绘制草图如下 半径分别为60 125 距离为240 5单击绘制草图中的图标 对草图进行定位 125 0 6拉伸成实体 终止距离100 8插入孔 190 200 0 和 80 100 0 7插入圆台 250 50 0 9创建基准平面 距底面偏置425 10创建腔体 120 50 400 定位值为140 200 以左下边和右下边定位