第3章-零件设计

复杂的产品设计都是以简单的零件建模为基础，而零件建模的基本组成单元是特征。本章介绍了创建一个零件模型的一般操作过程及其他的一些基本的特征工具，包括回转、孔、边倒圆和抽壳等。主要包括：三维建模的管理工具──部件导航器。对象的操作。参考几何体（包括基准平面、基准轴、基准坐标系）的创建。一些基本特征的创建、编辑、删除和变换。第3章零件设计3.1UGNX8.0文件的操作在创建模型前，应该对模型的创建要有一个大致的考虑，先做什么，再做什么；如何用较少的步骤完成建模；如何使建模过程尽可能清晰直观；如何方便模型的修改；……这些都是需要考虑的因素。在这些因素中，首要考虑的和次要考虑的也是比较重要的问题。创建一个基本模型的一般过程如下：（1）新建文件（2）创建模型的基础特征(基础特征最能反映零件的基本形状和起始构造的特征）（3）在基础特征上创建其他特征（4）特征之间进行布尔运算3.1.1新建文件新建一个部件文件，可以采用以下步骤：Step1.选择下拉菜单“文件”|“新建”命令。Step2.弹出图3.1.1所示的建立“新建文件”对话框；在选项栏中，选取模板类型为，在文本框中输入文件名称（如modell），单击文本框后的“打开”按钮设置文件存放路径（或者在文本框中输入文件保存路径，或单击文本框后的“打开文件”按钮设置文件保存路径）。Step3.单击按钮，完成新部件的创建。图3.1.1“新建”对话框3.1.2文件保存1．保存在UGNX8.0中，选择下拉菜单“文件”|“保存”命令，即可保存文件。2．另存为选择下拉菜单“文件”|“另存为”命令，系统弹出图3.1.2所示的“另存为”对话框。可以利用不同的文件名存储一个已有的部件文件作为备份。图3.1.2“另存为”对话框3.1.3打开文件1．打开一个文件图3.1.3“打开部件文件”对话框2．打开多个文件在同一进程中，UGNX8.0允许同时创建和打开多个部件文件，可以在几个文件中不断切换并进行操作，很方便地同时创建彼此有关系的零件。在下拉菜单“窗口”中选择文件，每次选中不同的文件即可互相切换，下拉菜单如图3.1.5所示。如果打开的文件超过10个，选择下拉菜单“窗口”|“更多”命令，弹出“更改窗口”对话框（图3.1.6），可以在对话框中选择所需的部件。图3.1.5“窗口”下拉菜单图3.1.6“更改窗口”对话框3.1.4关闭部件和退出UGNX8.01．关闭选择的部件选择下拉菜单“文件”|“关闭”|“选定的部件”命令，弹出图3.1.7所示的“关闭部件”对话框。通过此对话框可以关闭选择的一个或多个打开的部件文件。A5A4A3A2A1图3.1.8“关闭”子菜单图3.1.7“关闭部件”对话框2．退出UGNX8.0选择下拉菜单“文件”|“退出”命令，如果部件文件已被修改，系统会弹出图3.1.9所示的“退出”对话框。单击按钮，退出UGNX8.0。图3.1.9“退出”对话框3.2体素3.2.1基本体素特征是零件建模的基本组成单元。一般来说，长方体、圆柱体、圆锥体和球体四个基本体素特征为零件建模的第一个特征（基本特征）使用，然后再基本特征之上通过添加新的特征以得到所需的模型。1.创建长方体2.创建圆柱体3.创建圆锥体4.创建球体图3.2.1长方体特征图3.2.2创建圆柱体图3.2.3“圆锥体”特征图3.2.4“圆锥体”特征图3.2.5“球体”特征3.2.2在基本体素上添加其他体素图3.2.6长方体特征图3.2.7添加球体特征图3.2.8添加圆锥体特征3.3布尔操作布尔操作可以对两个或两个以上已经存在的实体进行求和、求差级求交运算•3.3.1布尔操作概述•3.3.2布尔求和操作•3.3.3布尔求差操作•3.3.4布尔求交操作•3.3.5布尔出错消息3.3.1布尔操作概述布尔操作可以将原先存在的多个独立的实体进行运算，以产生新的实体。进行布尔运算时，首先选择目标体（即被执行布尔运算的实体，只能选择一个），然后选择刀具体（即在目标体上执行操作的实体，可以选择多个），运算完成后，刀具体成为目标体的一部分，而且如果目标体和刀具体具有不同的图层、颜色、线型等特性，产生的新实体具有与目标体相同的特性。如果部件文件中已存有实体，当建立新特征时，新特征可以作为刀具体，已存在的实体作为目标体。3.3.2布尔求和操作布尔求和操作用于将刀具体和目标体合并成一体，如图3.3.1所示。选择下拉菜单“插入”|“组合体”|“求和”命令，弹出图3.3.2所示的“求和”对话框。用户可以通过此对话框进行求和操作。图3.3.2“求和”对话框图3.3.1布尔求和操作a）求和前目标体刀具体b）求和后3.3.3布尔求差操作布尔求差操作用于将刀具体从目标体中移除，如图3.3.3所示。选择下拉菜单“插入”|“组合体”|“求差”命令，弹出图3.3.4所示的“求差”对话框。用户可以通过此对话框进行求差操作。图3.3.4“求差”对话框图3.3.3布尔求差操作a）求差前目标体刀具体b）求差后3.3.4布尔求交操作布尔求交操作用于创建包含两个不同实体的共有部分。进行布尔求交运算时，刀具体与目标体必须相交，如图3.3.5所示。选择下拉菜单“插入”|“组合体”|“求交”命令，弹出图3.3.6所示的“求交”对话框。用户可以通过此对话框进行求交操作。图3.3.6“求交”对话框图3.3.5布尔求交操作目标体刀具体a）求交前b）求交后3.3.5布尔出错消息如果布尔运算的使用不正确，可能出现错误，其出错信息如下：（1）在进行实体的求差和求交运算时，所选刀具体必须与目标体相交，否则系统会发布警告信息：“刀具体完全在目标体外”。（2）如果刀具体横断目标体，将目标体一分为二，则系统会发布警告信息：“操作使产生的实体非参数化”。（3）在进行操作时，如果没有使用复制目标，且没有创建一个或多个特征，则系统会发布警告信息：“仅为选定的（数量）刀具体创建了（数量）特征”。（4）在进行操作时，如果使用复制目标，且没有创建一个或多个特征，则系统会发布警告信息：“不能创建任何特征”。（5）在进行操作时，如果不能创建任何特征，则系统会发布警告信息：“不能创建任何特征”。（6）如果在执行一个片体与另一个片体求差操作时，则系统会发布警告信息：“非歧义实体”。（7）如果在执行一个片体与另一个片体求交操作时，则系统会发布警告信息：“无法执行布尔运算”。3.4拉伸特征•3.4.1拉伸特征简述•3.4.2创建基础拉伸特征•3.4.3添加其他特征3.4.1拉伸特征简述拉伸特征是将截面沿着草图平面的垂直方向拉伸而成的特征，它是最常用的零件建模方法。下面以一个简单实体三维模型（图3.4.1）为例，说明拉伸特征的基本概念及其创建方法，同时介绍用UG软件创建零件三维模型的一般过程。图3.4.1实体三维模型减材料拉伸特征加材料拉伸特征基础拉伸特征3.4.2创建基础拉伸特征1．选取拉伸特征命令。2．定义拉伸特征的截面草图。3．定义拉伸类型。4．定义拉伸深度属性。图3.4.2拉伸特征a）特征的截面草图通过拉伸b）拉伸特征3.4.3添加其他特征1．添加加材料拉伸特征，如图3.4.3所示。2．添加减材料拉伸特征，如图3.4.4所示。图3.4.3添加加材料拉伸特征加材料拉伸特征减材料拉伸特征图3.4.4添加减材料拉伸特征3.5回转特征•3.5.1回转特征简述•3.5.2矢量•3.5.3创建回转特征的一般过程3.5.1回转特征简述回转特征是将截面绕着一条中心轴线旋转而形成的特征（图3.5.1）。选择“插入”|“设计特征”|“回转”命令，即可创建回转特征。图3.5.1回转示意图a）截面和回转轴回转截面回转轴b）回转特征3.5.2矢量在建模的过程中，矢量构造器的应用十分广泛，如对定义对象的高度方向、投影方向和回转中心轴等进行设置。下面将对图3.5.2所示“矢量”对话框的使用进行详细的介绍。图3.5.2“矢量”对话框3.5.3创建回转特征的一般过程1.选择命令。2.定义回转截面。3.定义回转轴。4.确定回转角度的起始值和结束值。3.6倒斜角构建特征不能单独生成，而只能在其他特征上生成，孔特征、倒角特征和圆角特征等都是典型的构建特征。使用“倒斜角”命令可以在两个面之间创建用户需要的倒角，如图3.6.1所示。图3.6.1创建倒斜角a）倒斜角前b）倒斜角后3.7边倒圆如图3.7.1所示，使用“边倒圆”（倒圆角）命令可以使多个面共享的边缘变光滑。既可以创建圆角的边倒圆（对凸边缘则去除材料），也可以创建倒圆角的边倒圆（对凹边缘则添加材料）。图3.7.1边倒圆模型b）圆角后等半径边倒圆变半径边倒圆a）圆角前3.8UGNX8.0的部件导航器部件导航器提供了在工作部件中特征父---子关系的可视化表示，允许在那些特征上执行各种编辑操作。•3.8.1部件导航器概述•3.8.2部件导航器界面简介•3.8.3部件导航器的作用与操作3.8.1部件导航器概述单击资源板中的第三个按钮，可以打开部件导航器。部件导航器是UGNX8.0资源板中的一个部分，它可以用来组织、选择和控制数据的可见性，以及通过简单浏览来理解数据，也可以在其中更改现存的模型参数，以得到所需的形状和定位表达；另外，“制图”和“建模”数据也包括在部件导航器中。部件导航器被分隔成4个面板：主面板、依附性面板、细节面板以及预览面板。构造模型或图纸时，数据被填充到这些面板窗口。使用这些面板导航部件，可执行各种操作。3.8.2部件导航器界面简介部件导航器主面板提供了最全面的部件视图。可以使用它的树状结构（简称“模型树”）查看和访问实体、实体特征和所依附的几何体、视图、图样、表达式、快速检查以及模型中的引用集。打开文件D:\dbugnx8.1\work\ch03\ch03.08\section.prt，打开后，模型如图3.8.1所示，在与之相应的模型树中，圆括号内的时间戳记跟在各特征名称的后面，如图3.8.2所示。部件导航器主面板有两种模式：“时间戳记次序”模式和“设计视图”模式，如图3.8.3和图3.8.4所示。图3.8.3部件导航器内右击后弹出的快捷菜单图3.8.1参照模型图3.8.2“部件导航器”界面图3.8.4“设计视图”模式图3.8.5“时间戳记顺序”模式3.8.3部件导航器的作用和操作1．部件导航器的作用（1）部件导航器可以用来抑制或释放特征和改变它们的参数或定位尺寸等。（2）在部件导航器中使用时间戳记次序，可以按时间序列排列建模所用到的每个步骤，并且可以对其进行参数编辑、定位编辑、显示设置等各种操作。（3）部件导航器中提供了正等测、前、后、右等八个模型视图，用于选择当前视图的方向，以方便从各个视角观察模型。2．部件导航器的显示操作部件导航器对识别模型特征是非常有用的。在部件导航器窗口中选择一个特征，该特征将在图形区高亮显示，并在部件导航器窗口中高亮显示其父特征和子特征。反之，在图形区中选择一特征，该特征和它的父/子层级也会在部件导航器窗口中高亮显示。3．在部件导航器中编辑特征在部件导航器中，有多种方法可以选择和编辑特征，在此列举两种。方法一：双击树列表中的特征，打开其编辑对话框。用与创建时相同的对话框控制编辑其特征。方法二：在树列表中选择一个特征。右击，选择弹出菜单中的“编辑参数”命令，打开其编辑对话框。用与创建时相同的对话框控制编辑其特征。4．显示表达式在部件导航器中会显示“主面板表达式”文件夹内定义的表达式，且其名称前会显示表达式的类型（即距离、长度或角度等）。5．抑制与取消抑制通过抑制（Suppressed）功能可使已显示的特征临时从图形区中移去,如图3.8.6和图3.8.7所示。6．特征回放用户使用下拉菜单“编辑”|“特征”|“回放”命令，可以一次显示一个特征，逐步表示模型的构造过程。7．信息获取信息（Information）下拉菜单提供了获取有关模型信息的选项。8．细节在模型树中选择某个特征后，在“细节”面板中会显示该特征的参数、值和表达式，对某个表达式右击，在弹出的快捷菜单中选择命令，可以对表达式进行编辑，以便对模型进行修改。图3.8.7特征的抑制（模型树）b）取消抑制状态a）抑制状态图3.