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UGNX7.5高级应用教材广东技术师范学院天河学院钟奇第2章建模•本章重点:•本章讲述UG三维建模的基本知识与实例。UG的建模分为有历史记录模式建模与无历史记录模式建模两种,本章重点介绍了这两种模式的建模知识及相关命令,使读者在掌握各命令基本操作方法的情况下,进一步掌握相同命令在不同场合的应用方法;另外,本章通过实例,让读者掌握建立三维建模的基本过程与基本方法。•本章难点:•三维建模建立的基本过程。建议本章学习时,一要勤,读者要进行建模练习的类型和式样要广泛;二要多思考,会总结,在多种建模中,能够确定最佳建模方案;三要善于从不同角度不同方法来解决同一问题,从而具有灵活运用和驾驭建模命令的能力。建模•建模也称为造型或实体建模(Solidmodeling),是用计算机以数学方法来描述物体或物体与物体之间的空间关系。例如,使用方程式在屏幕上生成直线、圆或其他形状,并依据它们相互之间所在的二维或三维空间的关系精确定位与放置。•UG建模的目的是为了后续应用,主要包括:工程图、三维装配及装配工程图、加工编程、塑料模具、冲压模具、运动仿真、有限元分析等。其中,三维装配又可以用来进行运动仿真、出装配工程图及爆炸效果图等。因此,三维建模是其它应用的基础。草图操作特点与技巧•建模时,是否需要草图,是根据模型的形状的复杂程度及操作的方法来决定的,复杂模型一般需要草图。•所谓草图,实际上就是为进行三维建模时创建的二维平面图,这个平面图可以放置在不同的图层上,通过诸如“拉伸”、“回转”等不同方式,让其形成三维图。因此,草图是三维建模的基础。•初学UG的读者,可能以前曾学过二维绘图软件,如AutoCAD,CAXA等,这些软件制作二维图,实际上和UG的草图类似,控制原理与作图思维模式有所不同,初学者可按本书方法进行练习,很快就可以掌握主要方法。约束•在UG中,约束分为几何约束与尺寸约束两种。•几何约束:通过对图素间相互位置与关系进行限制,从而使图形具有位置与形状的唯一性的操作。如,让几条直线等长、平行或垂直等;让圆弧同心、等半径等;让图素固定位置等;让点在某曲线上等等。UG中,几何约束的命令是“草图工具”工具条中的“约束”命令,先单击“约束”命令按钮,然后单击要进行几何约束的相关图素(可以是一个、两个或两个以上图素对象),此时会在绘图区的左上角显示“约束”浮动工具条。自动约束•初学UG草图制作时,系统会自动产生多种约束,这些约束使用得当,可以使作图速度成倍地增加,但一旦没有掌握好,则可能造成妨碍作图。•下面介绍自动约束及操作时的注意事项。•进入草图后,系统自动使用的绘图工具是“草图工具”工具条中“配置文件”命令,该命令可制作直线与圆弧,现在就以该命令的操作为例,来说明自动约束及其注意事项。约束效果1.“配置文件”命令图2-9不同输入模式操作该命令时,先输入第一坐标点,读者可以直接在屏幕上适当位置单击来得到第一坐标点,也可以在图2-9左侧所示文本框中输入坐标值后按回车来得到第一坐标点,然后拖动鼠标来制作直线,如果要制作圆弧,则按住鼠标左键拖动一下,就进入绘制圆弧模式,再次按住鼠标左键拖动又可回到绘制直线模式。作图时注意系统的自动约束功能,除有需要外,最好不要让系统进行自动约束,否则,后续操作可能会出现不必要的麻烦,如果出现多余的自动约束,要及时删除。2.“派生直线”命令该命令可以制作中位线或角平分线,如图2-10所示。先作三条任意直线A、直线B及直线C,然后单击“派生直线”,再单击直线A与直线B,拖动鼠标左右移动,就会出现直线A与直线B的中位线M,到适当位置单击左键完成直线M的创建。同样,单击“派生直线”后,再单击直线B与直线C,拖动鼠标可以制作直线B与直线C的角平分线N。效果如图2-10右侧所示。图2-10“派生直线”制作3.“转换至/自参考对象”命令该命令可以将曲线转换成参考线,或将参考线转换成活动曲线,在UG中,参考线可作为中心线、对照线等,不参与成形操作,即不能用参考线作出可以拉伸、旋转等用的图形,而活动线则可以通过拉伸、旋转等命令使其转换成实体图形。单击该命令后,然后单击选中要转换成参考线的曲线,再单击鼠标中键,就完成了转换过程。4.“偏置曲线”命令“偏置曲线”命令将曲线偏移一定距离,在UG中,“偏置曲线”具有关联性,而早期版本中则不具有关联特性。操作方法是:单击“偏置曲线”命令按钮,弹出“偏置曲线”对话框,在“距离”处输入偏移的距离值,然后单击选中要偏置的曲线,再单击鼠标中键就可完成操作。•5.“镜像曲线”命令•该命令可以将草图曲线以某直线为对称中心线进行镜像,操作时,先单击“镜像曲线”命令按钮,弹出“镜像曲线”对话框,先单击对称中心线,然后再选中要进行镜像的曲线,再单击鼠标中键即可完成操作。•草图中的命令有几十条,除了“草图生成器”工具条上的命令外,“编辑”菜单中的命令也是可用的,•其中,常用的命令有“移动对象”(Ctrl+Shift+M),“变换”(Ctrl+T)及编辑曲线等命令,其中,“移动对象”命令在后面有介绍,它不但可以用在草图中,也可以在建模环境中使用,“变换”命令是UG以前的版本中常用的命令,但该命令在UG7.5中等到了改造,操作与前面版本的操作有些不同。•在UG中,当制作草图曲线时,系统会自动进行尺寸约束,即每作一段线,系统标出尺寸,若要取消尺寸标出,可以单击草图环境中的“任务”“草图样式”,在弹出的对话框中将“连续自动标注草图尺寸”复选框前面的钩“√”去掉即可。2.1.4草图操作实例实例1铁钩的草图制作如图2-11所示铁钩的草图。图2-11钩子草图•操作步骤:•(1)新建文件后,单击“特征”工具条上的“草图”命令按钮,弹出“创建草图”对话框,使用默认设置,直接单击鼠标中键,进入草图环境中。•(2)使用“配置文件”命令,完成各项操作,得到效果如图2-12所示。图2-12作图过程(3)进行约束:使用尺寸约束及几何约束完成各约束。图2-13约束过程1•(5)使用“自动判断的尺寸”命令按钮图2-14约束过程2实例2机架草图操作步骤:(1)新建文件,进入草图环境中。(2)使用“配置文件”命令,完成如图曲线效果。•(3)使用“约束”命令按钮让曲线A与G相切。•(4)标注弧B、弧D及弧G各圆心间的距离,结果如图2-17左侧图所示。•(4)进行部分约束后效果。•(5)完成所有约束后效果。2.2非曲面建模非曲面建模是指在建模时,没有使用“曲面”工具条及“自由曲面形状”工具条中的命令而进行的建模,这类建模常用于一般的机械零件建模,较复杂的主要有箱体类零件、壳体类零件等。而曲面建模则用到曲面命令,可制作难度较大的模型,可用于玩具、汽车及其它复杂外形零件的建模,如玩具中的动物建模、汽车飞机外形设计、化妆品及装饰品外形建模等。•2.2.1拉伸命令及实例•一.拉伸命令•“拉伸”命令是UG建模的重要命令,它功能强大,可以制作沿任意方向增长的实体或片体。单击“插入”“设计特征”“拉伸”或单击“特征”工具条中的“拉伸”命令按钮,均可以弹出“拉伸”对话框,如图2-20所示。•二.实例操作•实例1吹风机外壳制作•吹风机外壳如图2-21所示。•操作步骤:•(1)首先,启动UG,新建CFJ.PRT文件,然后单击“特征”工具条中的“拉伸”命令来完成圆锥台的拉伸,效果如图2-22所示。•(2)单击“特征”工具条中的“边倒圆”命令按钮,弹出“边倒圆”对话框,将对话框中的“Radius1”的值设置为20,并回车,然后单击选中图2-22中的拉伸体的上边缘,然后单击鼠标中键,完成边倒圆操作。•(3)再次使用“拉伸”命令作如图2-23所示的草图。•作该草图时•(4)再次使用“拉伸”命令得到如图2-24所示的草图。完成草图后,再单击鼠标中键完成拉伸,完成拉伸。(5)依照步骤(3),仍然使用“拉伸”命令,以X-Z为草图平面,制作如图2-25所示的草图。完成拉伸,结果如图2-26右侧图所示。•(6)完成另一侧拉伸。•(7)使用“特征”工具条中的“边倒圆”命令按钮,对图2-28所示各边倒圆。(8)单击“特征”工具条中的“抽壳”命令按钮,将弹出“壳”对话框,然后选择图2-29所示的二个面,并将“壳”对话框中的“厚度”修改为1.5,然后单击鼠标中键完成抽壳操作,结果如图2-30所示。•(10)类似地,做出开关孔和拉线孔,结果如图2-32右侧所示。•(11)使用变换命令来完成另一侧操作,结果如图2-33所示。•实例2箱体制作•箱体制作是机械产品制作中较复杂的零件,但在UG环境下制作箱体类零件,主要使用“拉伸”命令,下面详细说明一下制作过程。箱体的效果如图2-34所示。操作步骤:(1)制作箱体底部草图及拉伸得到底部。•(2)用拉伸完成周边制作(3)制作箱体上表面•(4)制作半圆拉伸。•(5)制作半圆形凸台。•(6)制作对称的半圆形凸台。(7)以图2-38中所示的前面板为拉伸平面,拉伸出加强筋,并使用“镜像特征”进行镜像,结果如图2-40右侧图所示。(8)制作拔模效果。(9)制作补充凸台。(11)制作油标凸台。(12)制作油标凸台孔。(13)制作放油孔。•实例3话筒面板制作话筒的形式多样,如图2-45所示是一种话筒面板效果。分析:制作话筒面板,可以通过多次拉伸得到,但中间要用到其它多种命令,如“偏置曲面”、“抽壳”、“修剪体”等,同时,由于结构特殊,操作过程也是很重要的。•操作过程:•(1)制作主拉伸体。(2)制作耳机凸台体。(3)制作拔模效果。(4)制作凹球面。(5)制作凸弧部分。(6)制作凸弧斜面。制作修剪效果•(7)制作螺钉孔与麦克风槽。•(8)抽壳。•(9)制作其它孔。•(10)作结合边。11)图层隐藏“拉伸”命令小结:“拉伸”命令能完成不同的拉伸效果,是一个十分强大的建模命令,配合适当的其它命令,可拉伸出各种形状的实体,操作拉伸命令时,注意灵活设置拉伸参数,如:改变“截面”参数,使截面封闭或开放时,可分别得到实体或片体;修改“矢量”参数,可得到不同方向的拉伸效果;修改“极限”参数,可得到不同拉伸长度与终端效果;修改“布尔”可得到不同的布尔结果;修改“拔模”则可得到锥形拉伸效果;修改“偏置”参数,则可得到实心实体或空心实体。在实际作图时,注意根据三维图形的不同,适当修改以上各参数,是作图成功的关键之一,分进行图形分解与组合,是获得成功的另一关键因素。读者可通过反复练习逐步掌握“拉伸”命令的各种操作技能。在上面的实例中,出除了进行拉伸加材料、拉伸减材料等常用操作外,还有两种斜拉伸的方法,灵活的草图制作,基准平面制作等多种知识,请读者仔细研究并予以掌握。2.2.2回转命令及实例•一.回转命令•“回旋”命令是建模中常用的另一个重要命令,用来制作中心对称的回旋体。“回转”命令的启动后的对话框如图2-56所示。从图中可以看出,“回转”对话框与“拉伸”对话框类似,“截面”区用来获得“回转”曲线,可以是封闭的曲线,也可以是开放的曲线;“轴”区用来指定回转的轴的方向及轴的位置,其位置的设置用“指定点”来完成,由于矢量及点的操作在前面有介绍,读者可以按前面的方法进行,“极限”区指定回转的起始位置与结束位置,其余设置与“拉伸”命令一样,在此不一一介绍。•进行“回转”操作,首先选择或草绘截面曲线,然后选择回转轴,再设置回转的起始与结束位置,其它设置类似“拉伸”命令的设置。具体操作请看下面的实例操作。•二.实例操作•实例1轴制作•轴类零件是机械中常用的零件,使用“回转”命令来制作轴类零件方便快捷,如图2-57所示一根轴。•操作步骤:•(1)制作回转主体。•(2)制作键槽。•(3)制作倒角。•(4)制作螺纹。•(5)制作两端的中心孔。•(6)进行后处理。隐藏不用的其它内容。最终结果如图2-57所示。•实例2通气塞制作•通气塞的效果如图2-61所示。•操作过程:•(1)建立回转主体。•(2)制作退刀槽。•(3)制作孔。•(4)制作拉伸孔。•(5)制作倒斜角与螺纹。•(6)制作螺纹线。•(7)制作草图。(8)制作切纹。•(9)阵列切纹。2.2.3扫掠命令及实例在UG中,扫掠命令有5个,分别是“扫掠”、“沿
本文标题:第2章 建模
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