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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流UG中文基础教程4.精品文档.第七章 自由曲面建模【内容提要】机械产品的美观程度逐渐成为顾客选用的越来越重要的标准,而美观程度又取决于外观曲面,本章将具体介绍高次曲面的生成及增厚成体.第一節 Through curve mesh网状面(体)的生成(图7.1)【STEP1】图7.1打开Hook.prt, Application Modeling ;【STEP2】使用ToolboxCurveSplineThrough Points 补充完整钩子在四个截面上的截面线图.(图7.2)图7.2【STEP3】再使用ToolboxCurveSplineTh
2、rough Points补充钩子的侧轮廓线;(图7.3)图7.3【STEP4】补做钩尖.1) 使用ToolboxCurveBridge命令连接两条轮廓线. 注意Bridge Method 选项为Match Curvatures, 调节Bridge Depth到所满意的钩尖形状.(图7.4)2) 使用ToolboxCurveEdit CurveDivide Curve命令将生成的Bridge curve等分为两段,并取其等分点,记为End Point.(图7.5)图7.5图7.43) 使用Toolbox Curve Spline Through Points 连接另外两条轮廓线并用End Poi
3、nt分割之(图7.6).图7.7图7.6【STEP5】Toolbox Free Form Feature Through Curve Mesh. 1 UG系统左下角的Cue提示: Select Primary String #1.要求选择网格面的第一条U向定义线, 在此状态下连续选择钩子第一截面上的曲线直至闭合, 单击鼠标中键确认. Primary String #1 选择完成. 注意其向量起点和方向(图7.7).2 系统接着提示: Select Primary String #2, 选择第二个截面上的线至闭合,单击鼠标中键确认. 同理选择第三、第四个截面线. 记住: 所有Primary st
4、ring的向量起点和方向保持相互对应一致. 当系统提示: Select Primary String #5时, 在String选择子菜单上选择Point, 然后点选End point.3 如果用点作为Primary String, 系统将自动结束对Primary String系列的选择, 并提示: Select Cross String #1, 要求选择网格面的第一条V向定义线. 注意Cross string系列的选择一定要与Primary string系列的向量起点和方向保持相互对应一致. 在此状态下, 选择通过每条Primary string向量起点的侧轮廓线和与之相连的半条Bridge
5、curve作为Cross string #1, 鼠标中键确认. 然后依次按下图选择Cross string #2、Cross string #3和Cross string #4. 每条Cross string的起点都在Primary string #1上, 终点都在End Point上.当系统提示: Select cross string #5时, 重新选择Cross string #1上任一条曲线, 此举表示闭合Cross string系列, 生成V向闭合的曲面(体). 选择后系统自动结束Cross string系列的选择(图7.8).4 接着系统提示: Select spine strin
6、g, 此项选择可单击鼠标中键跳过. 然后系统弹出Through curve mesh feature菜单:其中各项设置及其意义如下(图7.9):图7.8图7.9Emphasis: (Both) 生成的曲面在Primary string系列和Cross string的中间. (Primary) 生成的曲面通过Primary string.(Cross) 生成的曲面通过Cross string.Intersection Tolerance: 图7.10(相交误差) 当Primary string 与Cross string不相交时, Intersection Tolerance必须大于或等于它们之
7、间的最小空间距离, 否则, 系统将给出Error Message:并显示出相交不上的Primary curve或Cross curve.(图7.10)First Primary String指对第一条Primary string的限制条件:(No Constrain) 对Primary string #1无任何限制.(Tangency) 要求选择以Primary string #1 为edge的Face并生成与之相切的曲面(体).(Curvature) 要求选择以Primary string #1 为edge的Face并生成与之曲率连续的曲面(体).Last Primary String 对最
8、后一条Primary string的限制条件(各选项意义同上).First Cross String 对第一条Cross string的限制条件(各选项意义同上).Last Cross String 对最后一条Cross string的限制条件(各选项意义同上).5 菜单中所有的选项都取缺省值, OK, 生成钩子实体. 观察生成的实体与Primary string及与Cross string的拟合情况.(图7.11)图7.11第二节 Swept扫描法创建曲面,图7.12图7.12【Step1】打开gear.prt. APPLICATION MODELING.【Step2】TOOLBOX Cur
9、veWrap/Unwrap, 将圆柱面上的Curve 1 Unwrap到Datum plane上, 记作Curve 2(图7.13).图7.13图7.14【Step3】WCS Rotate WCS, 将参考系沿-X轴向旋转15(斜齿轮的螺旋角); Toolbox Curve Basic Curve, 过Curve 2的端点作一条直线平行于Z轴, 记作Curve 3.【Step4】Toolbox Curve Wrap/Unwrap, 将Curve 3 Wrap到圆柱面上, 记作Curve 4 ; WCS Orient WCS Absolute CSYS.(图7.14)【Step5】Toolbox
10、 Free Form Feature Swept.1.UG系统跳出string选择子菜单, 左下角的cue提示: Select Guide String #1 意即要求选择扫描曲面的第一条轨迹线, 此时选择圆柱面上的Curve 4作为Guide string #1.图7.152.单击鼠标中键, 完成选择; 再击中键跳过Guide string #2的选择.接着cue提示: Select Section String #1, 要求选择扫描曲面的第一条截面线. 在String子菜单上点选Chain Curve, 然后选择齿轮的端面齿廓外形线作为Section String #1, 确认, 再击中键
11、跳过Section String #2的选择.3.系统跳出Swept Feature 的子菜单各项设置意义如下(图7.16):Alignment Method 指截面线(section)的对齐方式: Parameter: 按section的参数对齐. Arc length: 按section的弧长对齐.Tolerance : 扫描误差, 缺省值为0.0254.图7.17图7.164.OK, 按缺省值跳过, 接着出现Orient Method的选择子菜单(图7.17),要求选择section的朝向方式, 其中:Fixed (缺省)指section的朝向与Guide string上各点的方向保持相
12、对固定的关系. Face Normals 即section的朝向与给定face的法向向量保持一致.Vector Direction 指section的朝向由给定的向量决定.Another Curve 指section的朝向与另外给定的曲线保持一致.A Point 即所有section都朝向一点.Angular Law 指用极坐标方式来控制section的朝向方式.Forced Direction 强制指定section的朝向.取缺省值Fixed, OK跳过.5 系统跳出Scaling Method子菜单(图7.18), 要求选择比例方式.其中:Constant 表示截面大小沿guide方向不作
13、变化,为常数.Blending Function 混合比例功能, 给出沿guide方向上首尾两端section大小的比例系数, 中间作线性变化.Another Curve 指section大小沿另外一条曲线(大致沿guide方向)变化.图7.18A Point 指section的大小遵从向给定点透视的比例原则.Area Law 面积控制section.Perimeter Law 周长控制section.6 取缺省值Constant, 给出比例Scale=1, OK, 取Create选项, 看看生成的斜齿.注意到生成的斜齿有一部分已经切入齿根圆柱里, 而且齿顶无法进行倒圆. Undo, 取消上次
14、的Swept操作(图7.19).图7.20图7.19 7 Toolbox Free Form Feature Swept.重复1, 2操作, 当出现Swept Feature子菜单时, Tolerance改为0; OK, 在Orientation Method的子菜单中选择Face Normal, 然后点选齿根圆柱的圆柱面, OK, 取Create选项, 观察生成的斜齿, 与上一次操作结果进行比较(图7.20). 8 Toolbox Feature Blend将齿顶倒圆R 0.5;Edit Transform将Swept生成的斜齿绕齿根圆柱的轴线进行旋转拷贝, 每隔(360/16)度(齿数=1
15、6)拷贝一个, 直至在圆柱面上闭合.Feature Offset将圆柱面向外offset 0.1mm, 以保证齿根圆柱与斜齿间有相交部分, 然后用Toolbox Feature Unite命令将所有的齿都加在齿根圆柱上(图7.21).图7.21第八章 装配建模【内容提要】l UG装配建模架构可使装配文件直接引用装配部件组成零件之文件.装配图形成了一个相互依赖的文件网络.因为各个零件文件是独立的,不同使用者可同时运用相同装配图中不同零件.同时, 装配图打开后, 任何改变组成零件几何特征的操作,必同时更新装配图之相应零件.使用者能实时查看别人对装配零件的修改, 使设计结构问题解决在最早阶段.l 由
16、于装配文件直接参考零件主模型(Master Model), 无须另做拷贝,因此装配图文件通常很小,小于单个零件文件大小.第一节 编辑结构(Edit Structure)8.1.1 组件操作(Component Operation) 【操作方法】 AssembliesEdit StructureComponent Operations(图8.1,8.2)图8.1图8.2Add / Create 加入 / 创建 Remove / Substitute 移除 / 替换Reposition / Rename 重新定位 / 重新命名1 Add (加入)【例】: 装配A201 Mini Screw Dri
17、ver 机身(图8.3) 图8.3准备: 首先绘制完所需装配的各个零件图. 开启一个新档案, 命名如: aa.prt. AssembliesEdit StructureAdd 如图8.2 选择对话框 Choose Part File 选项, 或直接输入 Part name, 点击 5428003(Middle Housing). 图8.4 按下Change Ref. Set (改变参考集)图8.4 图8.5 图8.6图8.5图8.7附:Reference Sets (参考集)的设定 位置 : AssembliesReference Sets 功能 : 设定一个欲调入装配图的零件信息范围,以便去
18、除零件作图过程中所用面、线和点以及实体等. 使装配图简洁、清晰. 同时, 提高开启装配图的速度. 准备: 打开 5428003(Middle Housing) 文件. 创建: AssembliesReference SetsCreate 图8.6 命名参考集: Body 图8.7 图8.8选择 Solid Body实体 机身 如图8.8选择 Cancel 退出重新 Save 文件, 以存储含有参考集的零件文件. (附 完) 续前例 : 选择参考集名: Body(图8.9).图8.9图8.10 选择 OK 两次, 实体 5428003零件加 入, 再Cancel(图8.10). 重复以上步骤,
19、Add 入其它零件, 如5427903w(Front Housing), A201endcap2, 5428201(Switch Rocker), 5428301(Locking Knob). 注:为操作方便, 往往装配一个, 再调入下一个零件.Fig. 8-9图8.112 Reposition (复位位) 功能: 用于改变加入零件的位置, 将以定位的零件重新定位. 按取 Reposition 键(图8.11) 选取零件 5427903w 或直接点取零件或输入文件名, 所需零件高亮度显示.(图8.12)图8.12图8.13点击 OK , 出现对话框, 点取 Translate(图8.13) 出
20、现对话框, 点取 Delta(图8.14)图8.15图8.14 出现对话框,输入DZC=-40, 使Front Housing(5427903w)向z轴负方 向移动.(图8.15) 按 OK , 再按Cancel. 表明不再做其它 Reposition 操作. 比较 (图8.15)和 (图8.16)图8.163 Remove (移除) 功能: 用于从组件(components)中移除零件 选取Remove键(图8.17) 选取零件5427903w 或直接点取零件或输入文件名,所需零件高亮度显示(图8.18) 按 OK 键, 5427903w零件消失(图8.19)图8.17图8.19图8.188
21、.1.2 装配条件(Mating Conditions) 位置: AssembliesEdit StructureMating Conditions(图8.20)1.条件构筑 (Create) 功能: 用于对两个零件进行装配. 再装配时必须先选取一个零件作为装配件, 再选取另一个零件作为基准零件, 使装配件移动至基准零件上, 并结合再一起.(图8.21,8.22)图8.21图8.201) 配合:用于结合两表面的方式装配两个零件.2) 对齐:将选取的两个零件依照指定靠齐.3) 定位:可输入角度值改变装配的方式2. Mating Condition与Mating Constraint区别一个Mat
22、ing Condition由一个或 多个Mating Constraints组成 装配零件有时并不需要全约束Mate Align Orient 取一项或两项即可. Mating ConditionsMating Constraints (3) .Mate Align Orient图8.23图8.22如8.24,8.25系列所示: 仅用了 Mate 一项装配约束.图8.25图8.243. 应用 Mate 约束能运用Face和Datum Planes.以接合两表面的方式装配两个零件 Align 约束能运用:Edges,Faces,Datum Axes,将两个表面以对齐的方式接合, 使两个表面外连接
23、为邻近且平坦(比较:图8.26,8.27)图8.27图8.26 Orient 约束能运用:Faces,Datum Axes,Datum Planes.将两个零件依照旋转轴作装配, 使两表面在装配后可输入角度值作旋转在运用角度定位时, 使用右手定则.(比较图8.28,8.29) 图8.29图8.284. 实例运用 I. 准备: 1) 开启 aa.prt文件2) 点击 AssembliesEdit StructureMating ConditionsCreate II. 1) Mating Type: 先选 Align约束 2) Selection Filter: 选 Faces (按装配所需条件
24、来选) “FROM” Faces: 用鼠标 选择 Front Housing 内壁圆柱面.高亮度显示; OK ; 接受(图8.30). “TO” Faces: 用鼠标选择Middle Housing 内圆壁; 高亮度显示; OK ; 接受.(图8.31)图8.31图8.30 如图8.32所示还有一个直线自由度和一个旋转自由度未加约束.图8.33图8.32 III. 设定Mating Type:Mate 设定Selection Filter:Faces 点中Front Housing 上端面; OK ; 接受作为 “FROM” Face(图8.33) 点中Middle Housing上支撑筋前端
25、面; OK; 作为 “TO” Face(图8.34).图8.35图8.34 如图8.35所示, 还剩旋转自由度未约束. IV. 1)设定 Mating Type Orient2)设定 Selection Filter Datum Planes 由两零件的基准面(Datum Planes)相互间定位,约束旋转自由度. 选择Front Housing的 “Datum Plane” 作为 “FROM” 点取Middle Housing 的 “Datum Plane” 作为 “TO(图8.36) 按 OK; 得到(图8.37) 提示: 由于三个类型配合约束完, 装配起来的组件, 零件之间位置关系错误,
26、 故要采用编辑(Edit)方式修正.图8.36图8.37 5 装配条件编辑 位置: AssembliesEdit StructureMating ConditionsEdit(图8.38) 功能: 用于改变装配的条件.在创建(Create)对零件进行装配后,利用此选项改变装配的设定.(图8.39)(接上例)图8.38I. 点取 Mating Conditions Edit , 在 “约束名称列表”中选取 “Orient-Datum_Plane, Datum_Plane”(图8.40)图8.39图8.41图8.40II. 输入 “Angle”=180 以颠倒 “Front Housing”, 使装配正确.(图8.41)III. 在 “编辑装配条件” 对话框中,选中 “Align-Cylindrical_Face,Cylindrical_Face”或 “Mate-Planar _Face, Planar_Face”选项, 会出现“Offset” (偏移) 项, 可使Mate或Align 配合面或线, 偏移一数值.(图8.42)IV. 按 OK, 得到图8.43图8.42图8.43