《CADCAM应用软件UG》教案

第4章实体建模实体建模是UGNX3中最重要的模块之一，是使图形由平面变为立体的关键步骤，主要包括基本三维成形特征、基准特征(基准平面与基准轴)、成形特征编辑和特征操作。

4.1 基本成形特征在UGNX3中，三维实体可通过对二维封闭曲线的拉伸、旋转、扫描等方法生成，也可以直接创建简单的实体。

在建模绘图环境中，成形特征命令分别包含在“插入”菜单中的“设计特征”、“细节特征”、“扫描”等子菜单中，或者在“成形特征”工具条中，如图4-1所示。

图4-1 “成形特征”工具条4.1.1 长方体/圆柱/圆锥/球体1. 长方体长方体功能：根据指定的方向、大小及位置来生成长方体。

打开菜单: 插入——设计特征——长方体，或单击“成形特征”工具条中的“长方体”按，弹出“长方体”对话框，如图4-2所示，并激活了“捕捉点”工具条，如图4-3所示。

由图4-2“类型”选项组可知，系统提供了3种长方体的绘制方式。

图4-2“长方体”对话框图4-3 “捕捉点”工具条在“类型”选项组中选择其中一种绘制方式:1) 原点，边长度: 先输入长方体的三轴长度，然后通过单击“捕捉点”工具条中的“点构造器”按钮，指定长方体的基准点后单击“确定”按钮生成长方体，或者在输入三轴长度后直接单击“确定”按钮，按系统默认的原点(0，0，0)为基准点生成长方体。

2) 两个点，高度: 输入长方体的高度，然后通过“点构造器”指定长方体底面的两个对角点，单击“确定”按钮生成长方体。

3) 两个对角点: 通过“点构造器”指定长方体两个对角点的位置，单击“确定”按钮生成长方体。

2. 圆柱圆柱功能：通过指定的方向、大小及位置来生成圆柱体。

打开菜单: 插入——设计特征——圆柱，或单击“成形特征”工具条中的“圆柱”按，弹出“圆柱”对话框，如图4-4所示，系统提供了两种圆柱体的绘制方式。

图4-4“圆柱”对话框图4-5“矢量构成”对话框图4-6 输入圆柱参数选择其中一种绘制方式:1) 直径，高度: 单击图4-4“圆柱”对话框中的“直径，高度”，系统弹出如图4-5所示“矢量构成”对话框，先通过“矢量构成”对话框确定圆柱体的方向，然后输入直径及高度值，如图4-6所示，最后通过“点构造器”对话框定义圆柱体底面的原点，单击“确定”按钮生成圆柱体。

2) 高度，弧: 输入高度值，如图4-7所示，选择圆或圆弧作为圆柱体的底面圆，最后根据屏幕箭头提示方向确定圆柱体的轴线方向生成圆柱体。

图4-7输入高度值图4-8“圆锥”对话框图4-9输入圆锥体参数3. 圆锥圆锥功能: 通过指定底面圆心、直径、高度值及方向来产生圆锥体。

打开菜单: 插入——设计特征——圆锥，或单击“成形特征”工具条中的“圆锥”按，弹出“圆锥”对话框，如图4-8所示，系统提供了5种圆锥体的绘制方式。

操作步骤类似于“圆柱体”，但输入参数除高度值外，还需输入圆锥体的底部和顶部直径，如图4-9所示。

4. 球体球体功能: 根据指定的原点、直径和位置生成球体。

打开菜单: 插入——设计特征——球，或单击“成形特征”工具条中的“球”按，弹出“球”对话框，如图4-10所示，系统提供了两种球体的绘制方式。

1) 直径，圆心: 先确定直径值，如图4-11所示，然后运用“点构造器”指定球心位置，从而生成球体。

2) 选择弧:选择一己存在的圆或圆弧，系统会自动根据此圆的圆心及半径生成球体。

图4-10“球”对话框图4-11 确定球直径值图4-12“拉伸”辅助工具条4.1.2 拉伸/回转/扫描/管体1. 拉伸体拉伸体功能: 由截面轮廓线沿指定方向，拉伸一段距离，生成实体。

打开菜单: 插入——设计特征——拉伸，或单击“成形特征”工具条中的“拉伸”按钮，在绘图区左上角出现拉伸辅助工具条，如图4-12所示。

单击辅助工具条中的“拉伸对话框”图4-13“拉伸”对话框图4-14快捷菜单按钮，弹出“拉伸”对话框，如图4-13所示，在其中可对拉伸体进行全面的设置：拉伸高度、偏置距离、拨模角的值(正负值均可)等。

拉伸实体先选取截面线，系统会自动按默认的拉伸方向生成一个一定拉伸高度的实体预览，可在“结束”文本框中输入拉伸高度，按(Enter)键，再单击辅助工具条中的“确定”按钮生成拉伸实体；也可在生成预览后用鼠标左键按住指示拉伸方向的箭头拖动，此时的鼠标光标变为“十”字形光标，实体的高度会随光标的移动而动态变化，最后在合适的位置松开鼠标左键，单击辅助工具条中的“确定”按钮生成拉伸体。

如果拉伸方向与默认的相反，可在预览图上单击鼠标右键，弹出一个快捷菜单，如图4-14所示，从中选择“反向”命令；如果要自定义拉伸方向，可选择该快捷菜单中“方向”命令，弹出“矢量构成”对话框，通过该对话框设置拉伸方向。

如果拉伸体是一个带锥角的实体，可在如图4-14所示的快捷菜单中选择“锥角”命令，或者单击辅助工具条中的“锥角”按钮，在“拔模角”文本框中输入锥角的角度；也可与动态显示拉伸高度的方法相似，用鼠标左键按住指示锥角方向的箭头拖动，在合适的位置松开鼠标左键。

如果拉伸体需要偏置，可在如图4-13所示的快捷菜单中选择“偏置”命令，或者单击辅助工具条中的“偏置”按钮，在“最终偏置”文本框中输入偏置距离；也可用鼠标左键按住指示偏置方向的箭头拖动，便偏置距离动态显示，在合适的位置松开鼠标左键，如图4-16所示。

图4-16 动态拖动鼠标拉伸实体高度、锥角与偏置距离绘图实例：绘制如图4-17所示的实体。

图4-17 实体2维图形1) 单击“成形特征”工具条中的“长方体”按钮，弹出“长方体”对话框，在“类型”选项组中单击“原点，边长度”按钮，设定长方体的尺寸为l00x7OxlO，单击“确定”按钮，以原点(0，0，0)为基准点生成长方体，如图4-18所示。

图4-18创建长方体图4-19绘制矩形2) 单击“曲线”工具条中的“矩形”按钮，在“点构造器”中输入矩形左下角顶点的坐标为(0，0，30)，单击“确定”按钮。

3) 继续在“点构造器”中输入矩形右上角顶点的坐标为(70，40，30)，单击“确定”按钮，在长方体上方给出一个矩形，如图4-19所示。

4) 单击“成形特征”工具条中的“拉伸”按钮，在辅助工具条中单击“布尔运算”下拉按钮，从中选择“并”按钮，如图4-20所示。

图4-20选择“并”布尔运算图4-21 设定拉伸高度5) 选择矩形的4条边，在“结束”文本框中输入-25，按（Enter)键设定拉伸高度，如图4-21所示。

6) 单击辅助工具条中“确定”按钮，向下生成拉伸体，并与下面的长方体合并成一个整体。

7) 再次单击“拉伸”按钮，选择矩形的4条边，单击辅助工具条中的“拉伸对话框”按钮，弹出“拉伸”对话框，如图4-22所示。

在“布尔运算”下拉列表框中选择“差”选项，其余参数按图4-22所示设置，单击“确定”按钮生成如图4-23所示实体。

图4-22 设置“拉伸”对话框图4-23 生成实体2. 回转体回转体功能: 截面轮廓线绕指定轴方向旋转一定角度而产生实体，旋转角度不大于360°。

打开菜单: 插入——设计特征——回转，或单击“成形特征”工具条中的“回转体”按钮，选取回转体截面线，单击“确定”按钮，弹出选择“回转体”方式对话框，如图4-24所示，选择旋转实体产生方式（“轴和角”），弹出“矢量构成”对话框，选择回转轴，单击“确定”按钮，在弹出的“点构造器”中输入回转基点坐标值，单击“确定”按钮，弹出“回转体”参数设置对话框，如图4-25所示，设定相应的参数，再单击“确定”按钮生成回转体。

图4-24“回转体”对话框图4-25“回转体”参数设置绘图实例: 绘制如图4-26所示的车轮实体。

图4-26 回转体图4-27 车轮截面线1) 新建一个名为wheel的文件，单击“应用程序”工具条中的“建模”按钮，进入建模环境。

2) 单击“成形特征”工具条中的“草图”按钮，单击辅助工具条中的“确定”按钮，进入草图绘图环境。

3) 单击“草图曲线”工具条中的“轮廓”按钮，按图4-27所示的尺寸绘制车轮的截面线(含中心线—转化为参考线)，然后单击“草图”工具条中的“完成草图”按钮，退出草图任务环境。

4) 单击“成形特征”工具条中的“回转体”按钮，用鼠标选择该截面轮廓线，单击“确定”按钮。

提示区提示：“指示切割截面的区域点”，用鼠标在截面线区域内单击一点。

5) 单击选择“回转体”方式对话框中的“轴和角”按钮，弹出“矢量构成”对话框，单击“XC轴”按钮或单击X轴(参考线)，定义回转方向为X轴向。

6) 系统弹出“点构造器”对话框，单击“重置”按钮，使基点坐标为(0，0，0)，即定义旋转点为原点，单击“确定”按钮。

7) 弹出“回转体”参数设置对话框，如图4-25所示。

按默认设置，单击“确定”按钮，生成车轮实体。

8) 单击“实用程序”工具条中的“移动至层”按钮，在辅助工具条中单击“类选择”按钮，弹出“类选择”对话框。

用鼠标选中车轮实体，然后单击“类选择”对话框中的“全部 (除选中的)”按钮，单击“确定”按钮。

9) 弹出“层移动”对话框。

在“目标层或层组”文本框中输入目标层数41，单击“确定”按钮，将轮廓线移至第41层隐藏起来。

10) 单击“标准”工具条中的“保存”按钮，保存文件。

3. 沿导线扫描沿导线扫描功能: 截面轮廓线沿一条连续线扫描而生成实体或壳体特征。

打开菜单: 插入——扫描——沿导引线扫描，或单击“成形特征”工具条中的“沿导线扫描”按钮，弹出“沿导线扫描”对话框，如图4-28所示。

选择截面轮廓线，然后再选择引导线，并指定扫描方向，最后设定偏置值。

图4-28“沿导线扫描”对话框图4-29 弹簧实体绘图实例: 绘制如图4-29所示的弹簧实体。

1) 新建一个名为spring的文件，单击“应用程序”工具条中的“建模”按钮，进入建模环境。

2) 单击“曲线”工具条中的“螺旋线”按钮，弹出“螺旋线”对话框，如图4-30所示。

3) 在“转数”文本框中输入 8，“螺距”文本框中输入 8，“半径”文本框中输入 20，在“旋转方向”选项组中选择“右手”单选按钮，单击“确定”按钮完成螺旋线的创建，如图4-31所示。

图4-30设置螺旋线参数图4-31 创建螺旋线4) 打开“格式”菜单申的“WCS”子菜单，在该子菜单中选择“方位”命令或单击“实用程序”工具条中的“方向”图标按钮，弹出“CSYS构造器”对话框，如图4-32所示，单击“点，垂直于曲线”按钮。

图4-32“CSYS构造器”对话框图4-33 生成新坐标系5) 选择螺旋线，再用鼠标光标捕捉该螺旋线的端点并双击鼠标左键，单击“确定”按钮，系统在螺旋线端点处生成与曲线相垂直的新坐标系，如图4-33所示。

6) 单击“曲线”工具条中的“基本曲线”按钮，再单击“圆”按钮，选中新坐标系的原点，在“跟踪栏”对话框“直径”文本框中输入5，按(Enter)键，生成弹簧的截面轮廓线，如图4-34所示。