CADCAM应用软件UG教案.docx
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1、第4章 实体建模实体建模是UGNX3中最重要的模块之一,是使图形由平面变为立体的关键步骤,主要包括根本三维成形特征、基准特征(基准平面与基准轴)、成形特征编辑和特征操作。4.1 根本成形特征 在UGNX3中,三维实体可通过对二维封闭曲线的拉伸、旋转、扫描等方法生成,也可以干脆创立简洁的实体。 在建模绘图环境中,成形特征吩咐分别包含在“插入”菜单中的“设计特征”、“细微环节特征”、“扫描”等子菜单中,或者在“成形特征”工具条中,如图4-1所示。图4-1 “成形特征”工具条4.1.1 长方体/圆柱/圆锥/球体1. 长方体 长方体功能:依据指定的方向、大小及位置来生成长方体。 翻开菜单: 插入 设计
2、特征 长方体,或单击“成形特征”工具条中的“长方体”按,弹出“长方体”对话框,如图4-2所示,并激活了“捕获点”工具条,如图4-3所示。由图4-2“类型”选项组可知,系统供应了3种长方体的绘制方式。 图4-2“长方体”对话框 图4-3 “捕获点”工具条在“类型”选项组中选择其中一种绘制方式:1) 原点,边长度: 先输入长方体的三轴长度,然后通过单击“捕获点”工具条中的“点构造器”按钮,指定长方体的基准点后单击“确定”按钮生成长方体,或者在输入三轴长度后干脆单击“确定”按钮,按系统默认的原点(0,0,0)为基准点生成长方体。 2) 两个点,高度: 输入长方体的高度,然后通过“点构造器”指定长方体
3、底面的两个对角点,单击“确定”按钮生成长方体。 3) 两个对角点: 通过“点构造器”指定长方体两个对角点的位置,单击“确定”按钮生成长方体。 2. 圆柱 圆柱功能:通过指定的方向、大小及位置来生成圆柱体。翻开菜单: 插入 设计特征 圆柱,或单击“成形特征”工具条中的“圆柱”按,弹出“圆柱”对话框,如图4-4所示,系统供应了两种圆柱体的绘制方式。 图4-4“圆柱”对话框 图4-5“矢量构成”对话框 图4-6 输入圆柱参数 选择其中一种绘制方式: 1) 直径,高度: 单击图4-4“圆柱”对话框中的“直径,高度”,系统弹出如图4-5所示“矢量构成”对话框,先通过“矢量构成”对话框确定圆柱体的方向,然
4、后输入直径及高度值,如图4-6所示,最终通过“点构造器”对话框定义圆柱体底面的原点,单击“确定”按钮生成圆柱体。 2) 高度,弧: 输入高度值,如图4-7所示,选择圆或圆弧作为圆柱体的底面圆,最终依据屏幕箭头提示方向确定圆柱体的轴线方向生成圆柱体。 图4-7输入高度值 图4-8“圆锥”对话框 图4-9输入圆锥体参数3. 圆锥圆锥功能: 通过指定底面圆心、直径、高度值及方一直产生圆锥体。翻开菜单: 插入 设计特征 圆锥,或单击“成形特征”工具条中的“圆锥”按,弹出“圆锥”对话框,如图4-8所示,系统供应了5种圆锥体的绘制方式。操作步骤类似于“圆柱体”,但输入参数除高度值外,还需输入圆锥体的底部和
5、顶部直径,如图4-9所示。 4. 球体球体功能: 依据指定的原点、直径和位置生成球体。翻开菜单: 插入 设计特征 球,或单击“成形特征”工具条中的“球”按,弹出“球”对话框,如图4-10所示,系统供应了两种球体的绘制方式。 1) 直径,圆心: 先确定直径值,如图4-11所示,然后运用“点构造器”指定球心位置,从而生成球体。2) 选择弧: 选择一己存在的圆或圆弧,系统会自动依据此圆的圆心及半径生成球体。 图4-10“球”对话框 图4-11 确定球直径值 图4-12“拉伸”协助工具条4.1.2 拉伸/回转/扫描/管体1. 拉伸体 拉伸体功能: 由截面轮廓线沿指定方向,拉伸一段间隔 ,生成实体。翻开
6、菜单: 插入 设计特征 拉伸,或单击“成形特征”工具条中的“拉伸”按钮,在绘图区左上角出现拉伸协助工具条,如图4-12所示。单击协助工具条中的“拉伸对话框” 图4-13“拉伸”对话框 图4-14快捷菜单按钮,弹出“拉伸”对话框,如图4-13所示,在其中可对拉伸体进展全面的设置:拉伸高度、偏置间隔 、拨模角的值(正负值均可)等。拉伸实体先选取截面线,系统会自动按默认的拉伸方向生成一个肯定拉伸高度的实体预览,可在“完毕”文本框中输入拉伸高度,按(Enter)键,再单击协助工具条中的“确定”按钮生成拉伸实体;也可在生成预览后用鼠标左键按住指示拉伸方向的箭头拖动,此时的鼠标光标变为“十”字形光标,实体
7、的高度会随光标的挪动而动态变更,最终在适宜的位置松开鼠标左键,单击协助工具条中的“确定”按钮生成拉伸体。 假如拉伸方向与默认的相反,可在预览图上单击鼠标右键,弹出一个快捷菜单,如图4-14所示,从中选择“反向”吩咐;假如要自定义拉伸方向,可选择该快捷菜单中“方向”吩咐,弹出“矢量构成”对话框,通过该对话框设置拉伸方向。假如拉伸体是一个带锥角的实体,可在如图4-14所示的快捷菜单中选择“锥角”吩咐,或者单击协助工具条中的“锥角”按钮,在“拔模角”文本框中输入锥角的角度;也可与动态显示拉伸高度的方法相像,用鼠标左键按住指示锥角方向的箭头拖动,在适宜的位置松开鼠标左键。假如拉伸体须要偏置,可在如图4
8、-13所示的快捷菜单中选择“偏置”吩咐,或者单击协助工具条中的“偏置”按钮,在“最终偏置”文本框中输入偏置间隔 ;也可用鼠标左键按住指示偏置方向的箭头拖动,便偏置间隔 动态显示,在适宜的位置松开鼠标左键,如图4-16所示。图4-16 动态拖动鼠标拉伸实体高度、锥角与偏置间隔 绘图实例:绘制如图4-17所示的实体。图4-17 实体2维图形 1) 单击“成形特征”工具条中的“长方体”按钮,弹出“长方体”对话框,在“类型”选项组中单击“原点,边长度”按钮,设定长方体的尺寸为l00x7OxlO,单击“确定”按钮,以原点(0,0,0)为基准点生成长方体,如图4-18所示。 图4-18创立长方体 图4-1
9、9绘制矩形 2) 单击“曲线”工具条中的“矩形”按钮,在“点构造器”中输入矩形左下角顶点的坐标为(0,0,30),单击“确定”按钮。 3) 接着在“点构造器”中输入矩形右上角顶点的坐标为(70,40,30),单击“确定”按钮,在长方体上方给出一个矩形,如图4-19所示。 4) 单击“成形特征”工具条中的“拉伸”按钮,在协助工具条中单击“布尔运算”下拉按钮,从中选择“并”按钮,如图4-20所示。 图4-20选择“并”布尔运算 图4-21 设定拉伸高度5) 选择矩形的4条边,在“完毕”文本框中输入-25,按(Enter)键设定拉伸高度,如图4-21所示。 6) 单击协助工具条中“确定”按钮,向下生
10、成拉伸体,并与下面的长方体合并成一个整体。 7) 再次单击“拉伸”按钮,选择矩形的4条边,单击协助工具条中的“拉伸对话框”按钮,弹出“拉伸”对话框,如图4-22所示。在“布尔运算”下拉列表框中选择“差”选项,其余参数按图4-22所示设置,单击“确定”按钮生成如图4-23所示实体。 图4-22 设置“拉伸”对话框 图4-23 生成实体 2. 回转体 回转体功能: 截面轮廓线绕指定轴方向旋转肯定角度而产生实体,旋转角度不大于360。翻开菜单: 插入 设计特征 回转,或单击“成形特征”工具条中的“回转体”按钮,选取回转体截面线,单击“确定”按钮,弹出选择“回转体”方式对话框,如图4-24所示,选择旋
11、转实体产生方式(“轴和角”),弹出“矢量构成”对话框,选择回转轴,单击“确定”按钮,在弹出的“点构造器”中输入回转基点坐标值,单击“确定”按钮,弹出“回转体”参数设置对话框,如图4-25所示,设定相应的参数,再单击“确定”按钮生成回转体。 图4-24“回转体”对话框 图4-25“回转体”参数设置绘图实例: 绘制如图4-26所示的车轮实体。 图4-26 回转体 图4-27 车轮截面线 1) 新建一个名为wheel的文件,单击“应用程序”工具条中的“建模”按钮,进入建模环境。 2) 单击“成形特征”工具条中的“草图”按钮,单击协助工具条中的“确定”按钮,进入草图绘图环境。 3) 单击“草图曲线”工
12、具条中的“轮廓”按钮,按图4-27所示的尺寸绘制车轮的截面线(含中心线 转化为参考线),然后单击“草图”工具条中的“完成草图”按钮,退出草图任务环境。 4) 单击“成形特征”工具条中的“回转体”按钮,用鼠标选择该截面轮廓线,单击“确定”按钮。提示区提示:“指示切割截面的区域点”,用鼠标在截面线区域内单击一点。 5) 单击选择“回转体”方式对话框中的“轴和角”按钮,弹出“矢量构成”对话框,单击“XC轴”按钮或单击X轴(参考线),定义回转方向为X轴向。 6) 系统弹出“点构造器”对话框,单击“重置”按钮,使基点坐标为(0,0,0),即定义旋转点为原点,单击“确定”按钮。 7) 弹出“回转体”参数设
13、置对话框,如图4-25所示。按默认设置,单击“确定”按钮,生成车轮实体。 8) 单击“好用程序”工具条中的“挪动至层”按钮,在协助工具条中单击“类选择”按钮,弹出“类选择”对话框。用鼠标选中车轮实体,然后单击“类选择”对话框中的“全部 (除选中的)”按钮,单击“确定”按钮。 9) 弹出“层挪动”对话框。在“目的层或层组”文本框中输入目的层数41,单击“确定”按钮,将轮廓线移至第41层隐藏起来。10) 单击“标准”工具条中的“保存”按钮,保存文件。3. 沿导线扫描沿导线扫描功能: 截面轮廓线沿一条连续线扫描而生成实体或壳体特征。翻开菜单: 插入 扫描 沿导引线扫描,或单击“成形特征”工具条中的“
14、沿导线扫描”按钮,弹出“沿导线扫描”对话框,如图4-28所示。选择截面轮廓线,然后再选择引导线,并指定扫描方向,最终设定偏置值。 图4-28“沿导线扫描”对话框 图4-29 弹簧实体 绘图实例: 绘制如图4-29所示的弹簧实体。 1) 新建一个名为spring的文件,单击“应用程序”工具条中的“建模”按钮,进入建模环境。 2) 单击“曲线”工具条中的“螺旋线”按钮,弹出“螺旋线”对话框,如图4-30所示。 3) 在“转数”文本框中输入 8,“螺距”文本框中输入 8,“半径”文本框中输入 20,在“旋转方向”选项组中选择“右手”单选按钮,单击“确定”按钮完成螺旋线的创立,如图4-31所示。 图4
15、-30设置螺旋线参数 图4-31 创立螺旋线4) 翻开“格式”菜单申的“WCS”子菜单,在该子菜单中选择“方位”吩咐或单击“好用程序”工具条中的“方向”图标按钮,弹出“CSYS构造器”对话框,如图4-32所示,单击“点,垂直于曲线”按钮。 图4-32“CSYS构造器”对话框 图4-33 生成新坐标系 5) 选择螺旋线,再用鼠标光标捕获该螺旋线的端点并双击鼠标左键,单击“确定”按钮,系统在螺旋线端点处生成与曲线相垂直的新坐标系,如图4-33所示。 6) 单击“曲线”工具条中的“根本曲线”按钮,再单击“圆”按钮,选中新坐标系的原点,在“跟踪栏”对话框“直径”文本框中输入5,按(Enter)键,生成
16、弹簧的截面轮廓线,如图4-34所示。 7) 单击“成形特征”工具条中的“沿导线扫描”按钮,先选择圆,单击“确定”按钮,使圆被指定为扫描轮廓线,再选择螺旋线为扫描引导线,单击“确定”按钮,弹出“扫描参数设置”对话框,两个偏置都设为0,如图4-35所示。单击“确定”按钮生成弹簧实体,如图4-36所示。 图4-34 绘制弹簧截面轮廓线 图4-35 扫描参数设置对话框 图4-36 生成弹簧实体4. 管体 管体功能: 通过沿一条或多条曲线扫描,并按指定的圆形横截面来生成单个实体。 翻开菜单: 插入 扫描 管道,或单击“成形特征”工具条中的“软管”按钮,弹出“软管”对话框,如图4-37所示。设定内外径尺寸
17、,并在对话框上选择输出方式,然后选择引导线,单击“确定”按钮生成软管。如图4-38图形是按图4-37所示参数、选择弹簧线作为引导线所生成的软管。 图4-37“软管”对话框 图4-38 生成软管4.2 参考特征 参考特征有两类,基准平面和基准轴,主要用于协助构造特征时的放置外表、特征定位、建立草图等,是特别有用的建模协助工具。4.2.1 基准平面基准平面功能: 当已存在的平面无法满意建模的需求时,可通过创立协助平面作为基准平面来扶植建模。 翻开菜单: 插入 基准/点 基准平面,或单击“成形特征”工具条中的“基准平面”按钮,当绘图区中已有实体图形(如立方体)时,在绘图区左上角会出现协助工具条,如图
18、4-39所示。中选择满意条件的几何体时(如选择立方体某个外表),系统预览被创立基准平面,并且显示基准平面的法向方向。 单击协助工具条中的“基准平面对话框”按钮,弹出“基准平面”对话框;如图4-40所示。“基准平面”对话框比用推断方法能创立更多的基准平面。 图4-39 协助工具条 图4-40“基准平面”对话框绘图实例 绘制一个长方体,具体尺寸可自定义,例如l00Xl00X5O。 1) 单击“成形特征”工具条中的“基准平面”按钮,选择实体的平面,鼠标按住实体平面上指示方向的箭头拖动,基准平面会动态显示,如图4-41所示;或者在“偏置”文本框中输入偏置值,按(Enter)键。单击协助工具条中的“确定
19、”按钮,生成基准平面,如图4-42所示。 图4-41 拖动基准平面 图4-42 生成基准平面 2) 再次单击“基准平面”按钮,用鼠标捕获长方体的3个顶点,如图4-43所示,单击协助工具条中的“确定”按钮,生成基准平面。 3) 再次单击“基准平面”按钮,选择长方体的一条边,再选择一个参考面,在“角度”文本框中输入角度值,按(Enter)键,如图4-44所示,单击协助工具条中的“确定”按钮,生成基准平面。 图4-43 捕获3点生成基准平面 图4-44 创立与参考面成角度的基准平面4.2.2 基准轴基准轴功能: 生成一个参考轴,可用它来生成基准平面、旋转特征及其拉伸体等。翻开菜单: 插入 基准/点
20、基准轴,或单击“成形特征”工具条中的“基准轴”按钮,当绘图区中已有实体图形(如立方体)时,在绘图区将会弹出协助工具条,如图4-45所示。中选择满意条件的几何体时(如选择立方体某条边),系统预览被创立基准轴,并且显示基准轴的方向。 单击协助工具条中的“基准轴对话框”按钮,弹出“基准轴”对话框;如图4-46所示。“基准轴”对话框比用推断方法能创立更多的基准轴。 图4-45 协助工具条 图4-46“基准轴”对话框如图4-47和图4-48所示是分别通过立方体的一条边和两个点生成的基准轴。 图4-47通过立方体的一条边生成基准轴 图4-48 通过立方体的两个点生成基准轴4.3 编辑成形特征(加工特征)
21、通过对根底成形特征进展各种编辑和加工,可以生成困难的实体模型。这些工具包括孔、凸台、圆台、腔体、键槽、和沟槽等。4.3.1 孔 孔功能: 在实体上生成一个简洁的孔、沉头孔或埋头孔。对于全部的孔生成选项,深度值必需为正值。翻开菜单: 插入 设计特征 孔,或单击“成形特征”工具条中的“孔”按钮, 弹出“孔”对话框,如图4-49所示。系统供应了3种类型的孔,选择其中一种,然后选择钻孔的外表,设定孔参数,单击“确定”按钮,再对孔的位置进展定位。 图4-49 “孔”对话框 图4-50 选择钻孔放置面 图4-51 捕获圆凸台边缘 绘图实例 1) 单击“标准”工具条中的“翻开”按钮,翻开wheel文件。 2
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