chapter9 实体建模

《CADII三维》第9章实体建模南京工程学院车辆工程系2011-2012-19.1概述21、基本术语2、UGNX特征的分类3、UGNX实体特征工具4、建模流程31、基本术语特征：特征是由具有一定几何、拓扑信息以及功能和工程语义信息组成的集合，是定义产品模型的基本单元，例如孔、凸台等。特征的基本属性包括尺寸属性、精度属性、装配属性、功能属性、工艺属性、管理属性等。使用特征建模技术提高了表达设计的层次，使实际信息可以用工程特征来定义，从而提高了建模速度。片体、壳体：指一个或多个没有厚度概念的面的集合。实体：具有三维形状和质量的，能够真实、完整和清楚地描述物体的几何模型。在基于特征的造型系统中，实体是各类特征的集合。41、基本术语体：包括实体和片体两大类。面：由边缘封闭而成的区域。面可以是实体的表面，也可以是一个壳体。截面线：即扫描特征截面的曲线，可以是曲线、实体边缘、草图。对象：包括点、曲线、实体边缘、表面、特征、曲面等。52、UGNX特征的分类参考几何特征：在UGNX中，三维建模过程中使用辅助面﹑辅助轴线等是一种特征，这些特征就是参考几何特征。由于这类特征在最终产品中并没有体现，所以又称为虚体特征。实体特征：零件的构成单元，可通过各种建模方法得到，比如拉伸、旋转、扫描、放样、孔、倒角、圆角、拔模以及抽壳等。高级特征：高级特征包括通过曲线建模、曲面建模等生成的特征。63、UGNX实体特征工具1．建模特征建模特征是UGNX构造实体特征的主要方法。包括：扫掠特征、成形特征、参考特征、体素特征建模特征工具分布于【插入】菜单中的【设计特征】、【扫掠】中。建模特征工具也可从【特征】工具条中调用。【特征】工具条如图1所示。73、UGNX实体特征工具2．特征操作对实体进行修饰操作，如拔模、实体倒圆角、抽壳及执行布尔操作等。特征操作工具集中在菜单【插入】中的【组合体】、【修剪】、【偏置/缩放】以及【细节特征】中。特征操作工具也可从【特征操作】工具条中调用。83、UGNX实体特征工具3．特征编辑特征编辑包括编辑特征参数、编辑定位尺寸、移动特征、特征重排序、删除特征等。特征编辑工具集中在菜单【编辑】｜【特征】中。特征编辑工具也可从【特征编辑】工具条中调用。94、建模流程UG的特征建模实际上是一个仿真零件加工的过程。下图表达了零件加工与特征建模的一一对应关系。9.2体素特征与布尔操作101、体素特征2、布尔操作111、体素特征体素特征是基本的解析几何形状，包括长方体、圆柱、圆锥和球。可以用作实体建模初期的基本形状。建立一体素特征的操作步骤如下：1）选择要创建的体素类型；2）选择创建方法；3）输入参数值；4）（可选）执行布尔操作。5）单击【确定】按钮完成。12长方体使用【长方体】命令可以创建基本块实体。创建长方体的方法有3种，分别是：1）原点和边长：通过定义每条边的长度和顶点来创建长方体。2）二点和高度：通过定义底面的两个对角点和高度来创建长方体。如果第二个点在不同于第一个点的平面（不同的Z值）上，则系统通过垂直于第一个点的平面投影该点来定义第二个点。3）两个对角点：通过定义两个代表对角点的3D体对角点来创建长方体。原点和边长二点和高度两个对角点13例题.9-1创建长方体14圆柱使用【圆柱】命令可以创建基本圆柱形实体。创建圆柱体的方法有2种，分别是：1）轴、直径和高度：使用方向矢量、直径和高度创建圆柱。2）圆弧和高度：使用圆弧和高度创建圆柱。软件从选定的圆弧获得圆柱的方位。圆柱的轴垂直于圆弧的平面，且穿过圆弧中心。矢量会指示该方位。选定的圆弧不必为整圆，软件会根据任一圆弧对象创建完整的圆柱。轴、直径和高度创建圆柱圆弧和高度创建圆柱选择此圆弧15例题.9-2创建圆柱16圆锥使用【圆锥】命令可以创建基本圆锥形实体。创建圆锥体的方法有5种，分别是：1）直径和高度：通过定义底部直径、顶部直径和高度值创建圆柱，如图1所示。2）直径和半角：通过定义底部直径、顶部直径和半角值创建圆柱，如图2所示。高度底面直径原点顶面直径圆锥轴半角图1图217圆锥3）底部直径，高度和半角：通过定义底部直径、高度和半角值创建圆柱。4）顶部直径，高度和半角：通过定义顶部直径、高度和半角值创建圆柱。5）两个共轴的圆弧：通过选择两条圆弧创建圆柱，这两条圆弧并不需要相互平行，但这两条圆弧的直径值不能相同，如图3所示。图318圆锥使用“两个共轴的圆弧”方式时，需注意以下几点：（1）圆锥的轴通过圆弧中心，且垂直于基座圆弧。圆锥基座圆弧和顶面圆弧的直径来自这两条选定圆弧；（2）圆锥的高度即顶面圆弧的中心和底面圆弧平面之间的距离；（3）如果选定圆弧不共轴，则将平行于基座圆弧所形成的平面对顶面圆弧进行投影，直到两条圆弧共轴。图319例题.9-3和4创建圆锥20球使用【球】命令可以创建基本球形实体。创建球的方法有2种，分别是：1）中心和直径：通过定义直径值和中心创建球。2）圆弧：通过选择圆弧来创建球。圆弧不必为完整的圆，系统根据任一圆弧对象创建完整的球，并根据选定的圆弧定义球的中心和直径，如下图所示。212、布尔操作布尔操作用于组合先前已存在的实体和片体，布尔操作包括求和(Unite)、求差(Subtract)和求交(Intersect)。每个布尔操作选项都将提示用户选择一个目标体和一个或多个工具体。目标体被工具体修改，操作结束时，工具体将成为目标体的一部分。可用相应选项来控制是否保留目标体和工具体未被修改的备份。22求和使用【求和】命令可以将两个或多个工具实体的体积组合为一个目标体。目标体工具体体23例题.9-5求和24求差从目标体中减去刀具体的体积，即将目标体中与刀具体相交的部分去掉，从而生成一个新的实体。目标体工具体25例题.9-6求差26求交使用求交可以创建包含目标体与一个或多个工具体的共享体积或区域的体。目标体刀具体27例题.9-7求交9.3基准特征281、基准轴2、基准面3、基准坐标系291.基准轴【基准轴】命令定义了一线性参考，以帮助我们建立其他对象，如基准平面、旋转特征和圆形阵列等。基准轴与矢量的创建方法基本相同，其区别在于：基准轴在UGNX中作为特征存在；矢量表示一个方向，基准轴则除能表示方向外，还含有位置的信息。如：矢量YC仅表示平行于YC轴；而基准轴YC则不仅表示该轴平行于YC轴，而且还表示通过坐标原点。302.基准面通过【基准面】命令可以建立一平面的参考特征，以帮助定义其他特征。基准平面与平面的创建方法基本相同，其区别主要在于【基准平面】工具创建的平面是作为特征处理的，每创建一个基准平面，在【部件导航器】中都会增加一个相应的节点。313.基准坐标系通过【基准坐标系】命令可以创建关联的坐标系，它包含一组参考对象，如下图所示。可以利用参考对象来关联地定义下游特征的位置与方向。一个基准坐标系包括下列参考对象：整个基准CSYS三个基准平面三个基准轴原点32例题.9-8创建基准特征9.4扫掠特征331、拉伸2、回转基准面3、沿引导线扫掠4、管道34使用拉伸可以沿指定方向把曲线、边、面、草图等扫掠一段直线距离，由此来创建体。拉伸Extrude12335截面：指定要拉伸的曲线或边。方向：指定要拉伸截面的方向。默认方向为选定截面的法向。限制：定义拉伸特征的整体构造方法和拉伸范围。布尔：指定布尔运算操作。拔模：将斜率添加到拉伸特征的一侧或多侧。偏置：指定最多两个偏置来添加到拉伸特征。可以为这两个偏置指定唯一的值。设置：指定拉伸特征的类型和公差。预览：在图形区域中预览结果。1234567812345678361．截面：指定要拉伸的曲线或边。绘制截面：单击此图标，系统打开草图生成器，在其中可以创建一个处于特征内部的截面草图。在退出草图生成器时，草图被自动选作要拉伸的截面。选择曲线：选择曲线、草图或面的边缘进行拉伸。系统默认选中该图标。在选择截面时，注意配合【选择意图工具条】使用。拉伸Extrude372．方向：指定要拉伸截面曲线的方向。默认方向为选定截面曲线的法向，可以通过【矢量构造器】和【自动判断】类型列表中的方法构造矢量。单击反向按钮，或直接在矢量方向箭头上双击，可以改变拉伸方向。拉伸Extrude383．限制：定义拉伸特征的整体构造方法和拉伸范围。值：指定拉伸起始或结束的值。对称值：开始的限制距离与结束的限制距离相同。直至下一个：将拉伸特征沿路径延伸到下一个实体表面。直至选定对象：将拉伸特征延伸到选择的面、基准平面或体。直到被延伸：截面在拉伸方向超出被选择对象时，将其拉伸到被选择对象延伸位置为止。贯通：沿指定方向的路径延伸拉伸特征，使其完全贯通所有的可选体。拉伸Extrude直至下一个直至选定的对象直到被延伸贯通选择此面选择此面394．布尔在创建拉伸特征时，还可以与存在的实体进行布尔运算。如果当前界面只存在一个实体，选择布尔运算时，自动选中实体；如果存在多个实体，则需要选择进行布尔运算的实体。拉伸Extrude405．拔模：为了方便出模，通常会对拉伸体设置拔模角度。无：不创建任何拔模。从起始限制：从拉伸开始位置进行拔模，开始位置与截面形状一样，如图(a)所示。从截面：从截面开始位置进行拔模，截面形状保持不变，开始和结束位置进行变化，如图(b)所示。从截面-非对称角度：截面形状不变，起始和结束位置分别进行不同的拔模，两边拔模角可以设置不同角度，如图(c)所示。从截面-对称角度：截面形状不变，起始和结束位置进行相同的拔模，两边拔模角度相同，如图(d)所示。从截面匹配的终止处：截面两端分别进行拔模，拔模角度不一样，起始端和结束端的形状相同，如图(e)所示。拉伸Extrude(a)从起始限制(b)从截面(c)从截面-非对称角度(e)从截面匹配的终止处(d)从截面-对称角度416．偏置：用于设置拉伸对象在垂直于拉伸方向上的延伸。无：不创建任何偏置。单侧：向拉伸添加单侧偏置，如图(a)所示。两侧：向拉伸添加具有起始和终止值的偏置，如图(b)所示。对称：向拉伸添加具有完全相等的起始和终止值（从截面相对的两侧测量）的偏置，如图(c)所示。拉伸Extrude(a)单侧(b)两侧(c)对称42例题.9-9创建拉伸特征43使用回转可以使截面曲线绕指定轴回转一个非零角度，以此创建一个特征。可以从一个基本横截面开始，然后生成回转特征或部分回转特征。回转Revolve441234567截面：指定要回转的截面。轴：指定旋转轴。限制：限制回转角度的大小。布尔：指定布尔运算操作。偏置：创建回转特征的偏置。可以分别指定截面每一侧的偏置值。设置：设置体的类型和公差。预览：在图形区域中预览结果。1234567451．截面截面曲线可以是基本曲线、草图、实体或片体的边，并且可以封闭也可以不封闭。截面曲线必须在旋转轴的一边，不能相交。2．轴：指定旋转轴和旋转中心点。指定矢量：指定旋转轴。系统提供了两类指定旋转轴的方式，即【矢量构造器】和【自动判断】。指定点：指定旋转中心点。系统提供了两类指定旋转中心点的方式，即【点构造器】和【自动判断】。回转Revolve463．限制:用于设定旋转的起始角度和结束角度。值：通过指定旋转对象相对于旋转轴的起始角度和终止角度来生成实体，在其后面的文本框中输入数值即可。直至选定对象：通过指定对象来确定旋转的起始角度或结束角度，所创建的实体绕旋转轴接于选定对象表面。4．偏置：用于设置旋转体在垂直于旋转轴方向上的延伸。无：不向回转截面添加任何偏置。两侧：向回转截面的两侧添加偏置。5．设置在体类型设置为实体的前提下，以下情况将生成实体：a.封闭的轮廓；b.不封闭的轮廓，旋转角度为360度；c.不封闭的轮廓，有任何角度的偏置或增厚。回转Revolve47例题.9-10创建回转特征48使用沿引导线扫掠可以通过沿引导扫掠截面，来创建单个体。沿引导线扫掠SweepalongGu