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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。UG中文基础教程4-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 Throughcurvemesh网状面(体)的生成(图7.1)【STEP1】图7.1打开Hook.prt,ApplicationModeling;【STEP2】使用ToolboxCurveSplineThroughPoints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ToolboxCurveS
2、plineThroughPoints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BridgeMethod选项为MatchCurvatures,调节BridgeDepth到所满意的钩尖形状.(图7.4)使用ToolboxCurveEditCurveDivideCurve命令将生成的Bridgecurve等分为两段,并取其等分点,记为EndPoint.(图7.5)图7.5图7.42) 使用ToolboxCurveSplineThroughPoints连接另外两条轮廓线并用EndPoint分割之(图7.6).图
3、7.7图7.6【STEP5】ToolboxFreeFormFeatureThroughCurveMesh.1UG系统左下角的Cue提示:SelectPrimaryString#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.PrimaryString#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:SelectPrimaryString#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Primarystring的向量起点和方向保持相互对应一致.当系统提示:SelectPrimarySt
4、ring#5时,在String选择子菜单上选择Point,然后点选Endpoint.3如果用点作为PrimaryString,系统将自动结束对PrimaryString系列的选择,并提示:SelectCrossString#1,要求选择网格面的第一条V向定义线.注意Crossstring系列的选择一定要与Primarystring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Primarystring向量起点的侧轮廓线和与之相连的半条Bridgecurve作为Crossstring#1,鼠标中键确认.然后依次按下图选择Crossstring#2、Crossstring#3和Cr
5、ossstring#4.每条Crossstring的起点都在Primarystring#1上,终点都在EndPoint上.当系统提示:Selectcrossstring#5时,重新选择Crossstring#1上任一条曲线,此举表示闭合Crossstring系列,生成V向闭合的曲面(体).选择后系统自动结束Crossstring系列的选择(图7.8).4接着系统提示:Selectspinestring,此项选择可单击鼠标中键跳过.然后系统弹出Throughcurvemeshfeature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Pri
6、marystring系列和Crossstring的中间.(Primary)生成的曲面通过Primarystring.(Cross)生成的曲面通过Crossstring.IntersectionTolerance:图7.10(相交误差)当Primarystring与Crossstring不相交时,IntersectionTolerance必须大于或等于它们之间的最小空间距离,否则,系统将给出ErrorMessage:并显示出相交不上的Primarycurve或Crosscurve.(图7.10)FirstPrimaryString指对第一条Primarystring的限制条件:(NoConstr
7、ain)对Primarystring#1无任何限制.(Tangency)要求选择以Primarystring#1为edge的Face并生成与之相切的曲面(体).(Curvature)要求选择以Primarystring#1为edge的Face并生成与之曲率连续的曲面(体).LastPrimaryString对最后一条Primarystring的限制条件(各选项意义同上).FirstCrossString对第一条Crossstring的限制条件(各选项意义同上).LastCrossString对最后一条Crossstring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
8、子实体.观察生成的实体与Primarystring及与Crossstring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.APPLICATIONMODELING.【Step2】TOOLBOXCurveWrap/Unwrap,将圆柱面上的Curve1Unwrap到Datumplane上,记作Curve2(图7.13).图7.13图7.14【Step3】WCSRotateWCS,将参考系沿-X轴向旋转15(斜齿轮的螺旋角);ToolboxCurveBasicCurve,过Curve2的端点作一条直线平行于Z轴,记作Cur
9、ve3.【Step4】ToolboxCurveWrap/Unwrap,将Curve3Wrap到圆柱面上,记作Curve4;WCSOrientWCSAbsoluteCSYS.(图7.14)【Step5】ToolboxFreeFormFeatureSwept.1.UG系统跳出string选择子菜单,左下角的cue提示:SelectGuideString#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Curve4作为Guidestring#1.图7.152.单击鼠标中键,完成选择;再击中键跳过Guidestring#2的选择.接着cue提示:SelectSectionString#1,要求
10、选择扫描曲面的第一条截面线.在String子菜单上点选ChainCurve,然后选择齿轮的端面齿廓外形线作为SectionString#1,确认,再击中键跳过SectionString#2的选择.3.系统跳出SweptFeature的子菜单各项设置意义如下(图7.16):AlignmentMethod指截面线(section)的对齐方式:Parameter:按section的参数对齐.Arclength: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OrientMethod的选择子菜单(图7.17),要求选择
11、section的朝向方式,其中:Fixed(缺省)指section的朝向与Guidestring上各点的方向保持相对固定的关系.FaceNormals即section的朝向与给定face的法向向量保持一致.VectorDirection指section的朝向由给定的向量决定.AnotherCurve指section的朝向与另外给定的曲线保持一致.APoint即所有section都朝向一点.AngularLaw指用极坐标方式来控制section的朝向方式.ForcedDirection强制指定section的朝向.取缺省值Fixed,OK跳过.5系统跳出ScalingMethod子菜单(图7.1
12、8),要求选择比例方式.其中:Constant表示截面大小沿guide方向不作变化,为常数.BlendingFunction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.AnotherCurve指section大小沿另外一条曲线(大致沿guide方向)变化.图7.18APoint指section的大小遵从向给定点透视的比例原则.AreaLaw面积控制section.PerimeterLaw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
13、且齿顶无法进行倒圆.Undo,取消上次的Swept操作(图7.19).图7.20图7.197ToolboxFreeFormFeatureSwept.重复1,2操作,当出现SweptFeature子菜单时,Tolerance改为0;OK,在OrientationMethod的子菜单中选择FaceNormal,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).8ToolboxFeatureBlend将齿顶倒圆R0.5;EditTransform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=16)拷贝一个,
14、直至在圆柱面上闭合.FeatureOffset将圆柱面向外offset0.1mm,以保证齿根圆柱与斜齿间有相交部分,然后用ToolboxFeatureUnite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.由于装配文件直接参考零件主模型(Maste
15、rModel),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(EditStructure)8.1.1组件操作(ComponentOperation)【操作方法】AssembliesEditStructureComponentOperations(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1Add(加入)【例】:装配A201MiniScrewDriver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.pr
16、t.AssembliesEditStructureAdd 如图8.2选择对话框ChoosePartFile选项,或直接输入Partname,点击5428003(MiddleHousing). 图8.4按下ChangeRef.Set(改变参考集)图8.4图8.5图8.6图8.5图8.7附:ReferenceSets(参考集)的设定位置:AssembliesReferenceSets功能:设定一个欲调入装配图的零件信息范围,以便去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(MiddleHousing)文件.创建:Assembl
17、iesReferenceSetsCreate图8.6命名参考集:Body图8.7图8.8选择SolidBody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,Add入其它零件,如5427903w(FrontHousing),A201endcap2,5428201(SwitchRocker),5428301(LockingKnob).注:为操作方便,往往装配一个,再调入下一个零件.Fig.8-9图8.1
18、12Reposition(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FrontHousing(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
19、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8.188.1.2装配条件(MatingConditions)位置:AssembliesEditStructureMatingConditions(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.
20、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.MatingCondition与MatingConstraint区别一个MatingCondition由一个或多个MatingConstraints组成装配零件有时并不需要全约束MateAlignOrient取一项或两项即可.MatingConditionsMatingConstraints(3).MateAlignOrient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Da
21、tumPlanes.以接合两表面的方式装配两个零件Align约束能运用:Edges,Faces,DatumAxes,将两个表面以对齐的方式接合,使两个表面外连接为邻近且平坦(比较:图8.26,8.27)图8.27图8.26Orient约束能运用:Faces,DatumAxes,DatumPlanes.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AssembliesEditStructureMatingConditionsCreateII.1)
22、MatingType:先选Align约束2)SelectionFilter:选Faces(按装配所需条件来选)“FROM”Faces:用鼠标选择FrontHousing内壁圆柱面.高亮度显示;OK;接受(图8.30).“TO”Faces:用鼠标选择MiddleHousing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8.32III.设定MatingType:Mate设定SelectionFilter:Faces点中FrontHousing上端面;OK;接受作为“FROM”Face(图8.33)点中Mi
23、ddleHousing上支撑筋前端面;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MatingTypeOrient2)设定SelectionFilterDatumPlanes由两零件的基准面(DatumPlanes)相互间定位,约束旋转自由度. 选择FrontHousing的“DatumPlane”作为“FROM” 点取MiddleHousing的“DatumPlane”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,故要采用编辑(Edit)方式修正.
24、图8.36图8.375装配条件编辑位置:AssembliesEditStructureMatingConditionsEdit(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MatingConditionsEdit,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“FrontHousing”,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-