UG8.0曲面设计

曲面设计自由曲面设计是CAD模块的重要组成部分，也是体现CAD/CAM软件建模能力的重要标志。用户可以通过自由曲面设计模块创建出风格多变的曲面造型，以满足不同产品的设计要求。本章安排了丰富的“典型实例”，详细的介绍了设计各种产品的全部过程。本章主要内容★由点构面★直纹构面★曲线构面★扫描★曲线网格构面★N边构面★曲面编辑由直线构面一、由点构建曲面功能：通过一些点创建非参数化的曲面，所建立的曲面通过所有的点。调用命令:在建模模式中单击【曲面】工具条中的【通过点】按钮。操作步骤:step1:单击【曲面】工具条中的【通过点构面】图标，step2:单击按钮，调出文件中的已创建的点文件，便可通过一系列点创建一个曲面。二、直纹构面功能：直纹构面是通过两组截面线串（SectionStrings）之间建立的直纹体（片体或实体）。每组截面线串可以由多条连续的曲线、体边界或者多个体表面组成，其中一组截面线串可以为点。且这两组截面线串各自可以封闭，也可以不封闭。若两组截面线串都封闭，则构成的是实体，否则为片体。调用命令：单击【曲面】工具条中的【直纹构面】按钮。★直纹构面的操作范例如图所示，已知空间有一圆形和一长方形，现根据这两个图形创建一个直纹体。操作步骤：Step1:单击【直纹构面】图标。Step2:选择截面线串线1-圆，单击中键，显示如图所示“＃1”箭头；再按“＃1”箭头方向逆时针方向选择截面线串2-长方形的4条直线，单击中键。■Step３:单击按钮，即可创建如图所示实体。注意：此时两个截面线串的箭头方向要保持一致，否则实体会扭曲。提示：若构面的面线都为封闭曲线，最后生成的则是实体而不是片体。直纹构面对齐方式：直纹特征的对齐方式有如下2种可供选择【参数】对齐方式：沿定义曲线将等参数曲线将要通过的点以相等的参数隔开。【根据点】对齐方式：将不同外形的截面线串上的指定点对齐。三、通过曲线构面功能：此选项是通过同一方向上的一组曲线轮廓生成一个曲面或者一个实体，这些曲线轮廓称为截面线串。直纹构面是通过曲线构面的特殊情况，所以两者的操作是相似的。但是直纹构面只能选择两组截面线串，且其中一组可以是一个点；而通过曲线构面可以选择多于两组的截面线串，任何一组截面线串可以是曲线、实体边等，但不能是一个点。调用命令：单击【曲面】工具条中的【通过曲线组】按钮。下面对对话框中各选项进行介绍：【连续性】选项：该选项用于约束所构建的曲面的起始端和终止端。约束方式各有3种：无约束、相切曲率约束。G0:生产的曲面与指定面点连续，无约束。G1:生产的曲面与指定面相切连续。G2:生产的曲面与指定面曲率连续。◆【V向封闭】复选框：用来设定片体沿V方向（列方向）是否封闭。◆【垂直于终止截面】复选框：若勾中该选项，表示所构出的面或实体与最后一个截面线串垂直。◆对齐方式：通过曲线构面的对齐方式有如下6种可供选择。【参数】对齐方式：沿定义曲线将等参数曲线将要通过的点以相等的参数隔开。【圆弧长】对齐方式：沿定义曲线将等参数曲线将要通过的点以相等的弧长隔开。【根据点】对齐方式：将不同外形的截面线串上的指定点对齐。【距离】对齐方式：在指定矢量方向上将点沿每条曲线以相等的距离隔开。【角度】对齐方式：在指定轴线周围将点沿每条曲线以相等的角度隔开。【脊线】对齐方式（SpineCurve）：将点放在选定曲线与垂直于输入曲线的平面的相交处。★通过曲线构面的操作范例已知3条截面线串，现要使用【通过曲线组】功能来创建通过这三条截面线串的曲面。操作步骤：Step1：单击【通过曲线组】图标，依次选择如图所示的三条截面线串。注意：选择时要注意选择光标的位置，要使三个箭头的方向一致，否则片体会扭曲。Step2：在对话框中设定各参数选项，此时所有选项都按系统默认值。Step3：单击按钮完成构面操作。完成的效果如图所示，生成一片体。！试一试：按照以上步骤从头再操作一遍，只是将第⑶步参数设置中【V向封闭】复选框勾中，最后会生成一实体。★操作实例：沐浴露瓶Step1:启动UGNX8.0︱单击【新建】图标︱输入文件名：muyuluping︱单击按钮即可进入建模模块。Step2:单击【椭圆】图标，设置椭圆圆心（0，0，0）︱单击按钮，输入长半轴50、短半轴30︱单击按钮即可完成椭圆1的绘制。Step3:同理，绘制椭圆2，圆心（0，0，40），长半轴60，短半轴33；椭圆3的圆心（0，0，70），长半轴65，短半轴35；椭圆4的圆心（0，0，180），长半轴45，短半轴25；椭圆5的圆心（0，0，190），长半轴25，短半轴15。■Step4:单击【基本曲线】图标︱单击【圆】图标，在跟踪条中输入XC=0、YC=0、ZC=200,直径=20︱按ENTER键即可绘制出圆。Step5:单击【通过曲线组】图标→依次选择如图所示的6个截面（注意：每选完一个截面后按中键确认，且要保持所有截面箭头方向一致）︱单击按钮，结果如图所示。曲线构面椭圆1椭圆2椭圆3椭圆4椭圆5圆Step6:单击【草图】图标︱在绘图区选择ZX面作为草绘面︱绘制如图所示截面︱单击图标退出草图。Step7:单击【旋转】图标︱选择草绘截面︱单击中建︱选择直线1作为旋转轴︱输入【开始旋转角度】：0、【终止旋转角度】：360︱选择布尔运算︱单击按钮完成操作。直线1旋转Step8:单击【草图】图标︱在绘图区选择ZX面作为草绘面︱绘制如图所示圆弧︱单击图标退出草图。Step9:单击【管道】图标︱选择圆弧作为导线︱输入【外径】：6、【内径】：0︱单击按钮完成操作。管道圆弧Step10:单击【草图】图标︱在绘图区选择ZX面作为草绘面︱绘制椭圆6，【大半径】：15，【小半径】：45，尺寸约束如图所示︱单击图标退出草图。Step11:单击【基准平面】图标创建基准平面︱在绘图区选择ZX面，输入偏置【距离】：40，【平面数量】：1︱单击按钮完成基准平面的创建。椭圆6所创建的基准平面Step12:单击【草图】图标︱选择Step11所创建的基准平面作为草绘面︱绘制椭圆7：长半轴23、短半轴55，尺寸约束如图所示︱单击图标退出草图。椭圆7Step13:镜像曲线，选择ZX面作为镜像平面，得到椭圆8。Step14:单击【通过曲线组】图标→依次选择椭圆7、椭圆6和椭圆8进行构面︱单击按钮，得到如图所示实体。Step15:单击【求差】图标︱选择选沐浴露瓶身作为目标体再选Step14所构实体作为工具体︱单击按钮。目标体工具体求差Step16:单击【边倒圆】图标，选择沐浴露瓶手柄处边界，输入圆角半径Radius:2︱单击按钮︱再选择沐浴露瓶底部边界，输入圆角半径Radius:5︱单击按钮，结果如图所示。Step17:单击【抽壳】图标︱选择去除面：瓶嘴端面，输入抽壳【厚度】=1︱单击按钮，结果如图所示。四、扫描功能：扫掠曲面是将曲线轮廓以规定的方式沿空间特定的轨迹移动而形成的曲面轮廓。其中，移动曲线轮廓称为截面线串（SectionString）；空间特定的轨迹称为引导线串（GuideString）。概念：了解截面线串和引导线串的定义是正确使用扫描功能的基础。（1）截面线串截面线串由单个或多个对象组成。每个对象可以是曲线、实体边缘或实体面，截面线串不必光顺，而且每组截面线串内的对象的数量可以不同。截面线串的数量可以是1~150之间的任意数值。（2）引导线串引导线串在扫描过程中控制着扫描体的方向和比例。在创建扫描体时必须至少提供1条引导线串，但引导线串最多只能有3根。提供一条引导线串不能完全控制截面大小和方向变化的趋势，需要进一步指定截面变化的方法；提供两条引导线串时，可以确定截面线串沿引导线串扫描的方向趋势，但是尺寸还需要设置截面比例变化；提供三条引导线串时，完全确定了截面线串被扫描时的方位和尺寸变化，无需另外指定方向和比例就可以直接生成曲面。调用命令：单击【曲面】工具条中的【扫掠】按钮。对话框中常用选项的功能及含义:◆插补方式◇线性：设定第一条截面线与第二条截面线的比例变化为线性关系。◇三次：设定第一条截面线与第二条截面线的比例变化为三次方关系。【扫描】对话框◆对齐方式◇参数◇弧长◆方向控制当截面线沿着单一引导线串移动时，截面线串的方向控制对于生成所需正确的扫掠体是很重要的。◇固定：若选择该选项，则不需要重新定义方向，截面线串将按照其所在的平面的法线方向生成曲面，并将沿着导引线保持这个方向。◇面的法向：若单击该按钮，则系统会要求选取一个曲面，以所选取的曲面法向和沿着导引线的方向产生曲面。◇矢量方向：若选择该选项，则系统会显示【矢量构造】对话框，曲面方向会以所定义的向量为方向，并沿着导引线的方向生成。若向量方向与导引线方向相切，则系统将显示错误信息。◇另一条曲线：若选择该选项，定义平面上的曲线或实体边缘线作为平滑曲面方位控制线。◇一个点：若选择该选项，则可以在【点构造器】对话框中定义一点，使截面沿着导线的长度延伸到该点的方向。线将与导引线保持平行。◇强制方向：若选择该选项，系统要求用户选取强制方向来固定截面方向，使其截面线与导引线保持平行。【方向控制】中的各个选项含义如下：◆比例控制当截面线串沿着单一引导线串移动时，还需要定义曲面的比例变化，。比例变化用于设置截面线在通过导引线时，截面线尺寸的放大与缩小比例。【比例控制】中各选项含义如下：◇恒定：若选择该选项，可以在【比例因子】文本框中输入截面与产生曲面的缩放比率，如下图所示。其缩放标准以所选取的截面为准，比如：将缩放比率设为0.5，则所创建的曲面大小则为截面的一半。【恒定】比例设置界面◇倒圆功能：若选择该选项，则可定义所产生曲面的起始缩放值与终止缩放值，起始缩放值可以定义所产生片体的第一截面大小，终止缩放值可以定义所产生片体的最后截面大小，其缩放标准以所选取的截面为准。◇另一曲线：若选择该选项，则所产生的片体将以所指定的另一条曲线为母线沿导引线创建。◇一个点：若选择该选项，则系统会以一个点来定义产生曲面的缩放比例。◇面积规律：该选项可用面积法则定义片体的比例变化方式。◇周长规律：该选项与【面积规律】按钮大致相同，其不同之处仅在于使用周长法则时，曲线Y轴定义的终点值为所创建片体的周长，而面积法则定义的为面积大小。【倒圆功能】比例设置界面★操作实例：茶杯一、创建手柄Step1:打开UG工作界面︱单击【新建】图标︱输入文件名：“chabei”︱单击按钮进入建模模块。Step2:单击【椭圆】图标，设置椭圆圆心（0，0，0）︱单击按钮︱输入长半轴13、短半轴7︱单击按钮即可完成椭圆的绘制。Step3:单击【基本曲线】图标︱选择【直线】图标，取消中的勾︱在【跟踪条】中的XC、YC、ZC文本框中输入第一点坐标值（10，10，0），按Enter键，再输入第二点坐标值（10，-10，0），按Enter键，得到直线1。同理，分别输入坐标值（-10，-10，0）和（-10，10，0）得直线2。Step4:修剪直线1和直线2。单击【修剪曲线】图标，勾选中︱先选择直线1作为修剪对象，再选择椭圆作为边界︱单击按钮，即修剪掉直线1的一端，再选择另一端即可修剪掉另一端。接着分别选择直线2的两端即可，结果如图所示。Step5:打断椭圆。单击【分割曲线】图标，将【类型】改为，【边界对象】改为。选择椭圆作为分割对象，再选择椭圆与其中一直线的一个交点作为边界对象。︱单击按钮。同理，重新选择椭圆作为分割对象，分别选择直线与其他三个交点作为边界对象。Step6:删除打断后的椭圆弧，结果如图所示。椭圆的分割点椭圆的分割点Step7:单击【基本曲线】图标︱选择【倒圆角】图标︱选择【2曲线倒圆角】图标，输入圆角半径：5，依次选择图的4个角落，得到截面线串1，结果如图所示。R5Step8:旋转坐标系。选择【实用工具】工具条中的【旋转WCS】图标︱选中，在【角度】文本框中输入90°︱单击按钮。即使XC轴向ZC轴转90°。Step9:单击【样条曲线】图标︱单击按钮︱单击按钮︱单击按钮︱输入坐标值（0，