UG NX 12.0机械设计教程(高校本科教材)_PPT教案第6章 曲面设计

a）拉伸特征1
b）截面草图
图6.11.6 拉伸特征1
Step4. 创建图6.11.8所示的草图1。 Step5. 创建图6.11.9所示的基准平面2。 Step6. 创建图6.11.10所示的草图2。
图6.11.7 基准平面1
图6.11.8 草图1
图6.11.9 基准平面2
图6.11.10 草图2
1．直纹面 直纹面可以理解为通过一系列直线连接两组线串而形成的
一张曲面。在创建直纹面时只能使用两组线串，这两组线串可 以封闭，也可以不封闭。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“网格曲面”|“直 纹…”命令来创建。
选取截面线串2
选取截面线串1 a）曲线串
b）创建的直纹面
图6.2.7 直纹面的创建
图6.2.8 “直纹”对话框
第6章 曲面设计
本章内容主要包括： 曲面设计概述。 曲面的创建和编辑。 曲面的缝合和实体化。 曲面设计综合范例。
6.1 曲面设计概述
UG NX 12.0不仅提供了基本的建模功能，同时提供了强 大的自由曲面建模及相应的编辑和操作功能，并提供20多种创 建曲面的方法。与一般实体零件的创建相比，曲面零件的创建 过程和方法比较特殊，技巧性也很强，掌握起来不太容易。 UG软件中常常将曲面称之为“片体”。本章将介绍UG NX 12.0提供的曲面造型的方法。
a）延伸前
图6.6.1 延伸曲面的创建
b）延伸后
6.7 曲面的缝合
曲面的缝合功能可以将两个或两个以上的曲面连接形成一个 曲面。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“组合”|“缝合”命令进 行曲面的缝合。
选取曲面2
选取曲面1
a）缝合前
图6.7.1 曲面的缝合
b）缝合后
6.8 曲面的实体化
• 6.8.1 开放曲面的加厚 • 6.8.2 封闭曲面的实体化
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“修剪”|“分割面”命令 进行曲面分割。
a）分割前
图6.5.5 分割面
b）分割后
6.6 曲面的延伸
曲面的延伸就是在已经存在的曲面的基础上，通过曲面的边 界或曲面上的曲线进行延伸，扩大曲面。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“弯边曲面”|“延伸”命 令进行曲面的延伸。
面组
a）实体化前
图6.8.11 封闭曲面的实体化
实体 b）实体化后
曲面1
片体1
图6.8.14 选取特征
图6.8.15 截面视图
6.9 曲面设计综合范例1——门把手
本例是一个综合性曲面建模的范例，通过练习本例，读者可 以掌握修剪片体、缝合、通过网格曲面、缝合等特征命令的应 用，同时可以把握曲面建模的大体思路。所建零件的实体模型 如图6.9.1所示。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“关联复制”|“抽取几 何特征”命令进行复制。
a）抽取前
图6.4.1 抽取区域曲面
b）抽取后
6.5 曲面的修剪
• 6.5.1 修整片体 • 6.5.2 分割面
6.5.1 修整片体
修整片体就是通过一些曲线和曲面作为边界，对指定的曲面 进行修剪，形成新的曲面边界。所选的边界可以在将要修剪的 曲面上，也可以在曲面之外通过投影方向来确定修剪的边界。
6.2.2 有界平面
“有界平面”命令可以用于创建平整的曲面。利用拉伸也 可以创建曲面，但拉伸创建的是有深度参数的二维或三维曲面， 而有界平面创建的是没有深度参数的二维曲面。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“曲面”|“有界平面” 命令来创建旋转曲面。
选取此曲线串
a）有界平面
b）相同的特征截面
图6.2.4 有界平面与拉伸曲面的比较
2．通过曲线组 该选项用于通过同一方向上的一组曲线轮廓线创建曲面。
曲线轮廓线称为截面线串，截面线串可由单个对象或多个对象 组成，每个对象都可以是曲线、实体边等。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“网格曲面”|“通过 曲线组”命令来创建。
a）截面特征
b）创建的曲面
图6.2.9 创建“通过曲线组”曲面
图6.11.1 开放曲面加厚模型
图6.11.2 拉伸曲面
图6.11.3 基准平面
a）有界平面
b）有界平面草图
图6.11.4 有界平面
图6.11.5 镜像特征
习题2──台灯罩 本练习综合地运用了通过曲线网格曲面、通过曲线组曲面、曲 面镜像、曲面加厚等特征命令，较综合地体现了曲面的构建过 程。 Step1. 新建一个零件的三维模型，将零件的模型命名为 reading_lamp_cover.prt。 Step2. 创建图6.11.6所示的拉伸特征1（创建网格曲面时的约束 面）。 Step3. 创建图6.11.7所示的基准平面1。
选取此曲线串
a）特征截面
b）拉伸曲面
图6.2.1 拉伸曲面
图6.2.2 “拉伸”对话框
2．创建旋转曲面 旋转曲面是将截面草图绕着一条中心轴线旋转而形成的曲面。 用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“设计特征”|“旋转”命令 来创建旋转曲面。
选取此曲线
a）特征截面
图6.2.3 旋转曲面
b）旋转曲面
选取此端点
图6.11.16 其余网格曲面特征
Step13. 缝合所有曲面。 Step14. 创建加厚特征1，如图6.11.17所示。 Step15. 创建图6.11.18所示的拉伸特征3。 Step16. 利用拉伸特征3的内表面修剪加厚特征，如图6.11.19所 示。
Step17. 创建求和特征，将加厚特征和拉伸特征3求和。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“网格曲面”|“通过 曲线网格”命令来创建。
曲线串1
曲线串4
曲线串3
曲线串2
a）创建前
b）创建后
图6.2.13 创建“通过曲线网格”曲面
手机盖曲面
图6.2.15 手机盖曲面
6.2.5 曲面的特性分析
曲面创建完成后要对曲面的性能进行必要的分析（如半径、 反射、斜率），以确定曲面是否达到设计要求。
3．通过曲线网格 用“通过曲线网格”命令创建曲面就是沿着不同方向的两
组线串轮廓生成片体。一组同方向的线串定义为主曲线，另外 一组和主线串不在同一平面的线串定义为交叉线串，定义的主 曲线与交叉线串必须在设定的公差范围内相交。这种创建曲面 的方法定义了两个方向的控制曲线，可以很好地控制曲面的形 状，因此它也是最常用的创建曲面的方法之一。
6.2 一般曲面创建
• 6.2.1 创建拉伸和旋转曲面 • 6.2.2 有界平面 • 6.2.3 创建扫掠曲面 • 6.2.4 创建网格曲面 • 6.2.5 曲面的特性分析
6.2.1 创建拉伸和旋转曲面
拉伸曲面和旋转曲面的创建方法与相应的实体特征基本相同。 1．创建拉伸曲面 拉伸曲面是将截面草图沿着草图平面的垂直方向拉伸而成的曲 面。 用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“设计特征”|“拉伸” 命令来创建拉伸曲面。
草图曲线2
草图曲线1
草图曲线3
图6.11.20 水瓶模型
图6.11.21 草图曲线1、2
图6.11.22 草图曲线3
Step4. 创建图6.11.23所示的扫略特征曲面。 Step5. 创建图6.11.24所示的旋转特征曲面，截面草图如图 6.11.25所示。 Step6. 缝合所有曲面。 Step7. 创建图6.11.26所示的圆角特征。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“修剪”|“修剪片体”命 令进行曲面修剪。
a）修剪前
图6.5.1 割面
分割面就是用多个分割对象，如曲线、边缘、面、基准平面 或实体，把现有体的一个面或多个面进行分割。在这个操作中， 要分割的面和分割对象是关联的，即如果任一对象被更改，那 么结果也会随之更新。
图6.11.23 扫略特征曲面 图6.11.25 旋转截面草图
图6.11.24 旋转特征曲面 图6.11.26 圆角特征
习题4──修整曲面 打开文件surf_finishing.prt，通过对图6.11.27a所示的各个曲面 进行曲面修剪和缝合，加厚曲面及倒角等，最终得到图6.11.27f
6.8.1 开放曲面的加厚
曲面加厚功能可以将开放的曲面进行偏置生成实体，并且生 成的实体可以和已有的实体进行布尔运算。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“偏置/缩放”|“加厚” 命令进行曲面的实体化。
放大图 a）加厚前
图6.8.1 曲面的加厚
放大图 b）加厚后
6.8.2 封闭曲面的实体化
封闭曲面的实体化就是将一组封闭的曲面转化为实体特征。 用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“组合体”|“缝合”命令 进行曲面的实体化。
Step7. 创建图6.11.11所示的通过网格曲线曲面1。 Step8. 创建图6.11.12所示的通过曲线组曲面1。图6.11.11 网格 曲面特征1图6.11.12 通过曲线组曲面1图6.11.13 通过曲线组曲 面2 Step9. 创建图6.11.13所示的通过曲线组曲面2。
图6.11.11 网格曲面特征1
图6.2.30 彩色分布图
图6.2.33 彩纹分析结果
图6.2.29 “半径分析”对话框
图6.2.31 颜色图例
图6.2.35 刺猬梳分析结果
6.3 曲面的偏置
• 6.3.1 创建偏置曲面 • 6.3.2 偏置面
6.3.1 创建偏置曲面
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“偏置/缩放”|“偏置曲 面”命令来创建偏置曲面。
a）偏置前
图6.3.1 偏置曲面的创建
b）偏置后
6.3.2 偏置面
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“偏置/缩放”|“偏置面” 命令来偏置现有曲面。
选取曲面
a）偏置前
图6.3.4 偏置面
b）偏置后
6.4 曲面的复制
• 6.4.1 曲面的直接复制 • 6.4.2 曲面的抽取复制
6.4.1 曲面的直接复制
图6.9.1 把手模型
6.10 曲面设计综合范例2——水瓶外 形
本例是一个较复杂的的曲面建模的范例，其建模过程是先使 用旋转特征创建瓶身主体，然后再创建通过曲线组曲面、镜像、 缝合、加厚等命令创建最终的模型外观。零件模型如图6.10.1 所示。
图6.10.1 水瓶外形零件
6.11 习题
习题1──开放曲面加厚 下面将创建图6.11.1所示的模型为例讲解开放曲面加厚的操作 （所缺尺寸可自行确定），先创建曲面构成实体的表面，然后 对曲面加厚从而得到实体模型。 Step1. 新建一个零件的三维模型，将零件模型命名为 surface_thick.prt。 Step2. 创建图6.11.2所示的拉伸特征（即拉伸曲面）。 Step3. 创建图6.11.3所示基准平面。 Step4. 创建图6.11.4所示的有界平面（先绘制必要的草图）。 Step5. 镜像Step4中所创建的有界平面（图6.11.5）。 Step6. 缝合所有曲面。 Step7. 对曲面进行加厚。
用户可以通过选择下拉菜单“编辑”|“复制”命令可以将所 选的曲面进行复制，供下一步操作使用。在复制前，必须先选 中要复制的曲面。
6.4.2 曲面的抽取复制
曲面的抽取复制是指从一个实体或片体中复制曲面来创建片体。 抽取独立曲面时，只需单击此面即可；抽取区域曲面时，是通 过定义种子曲面和边界曲面来创建片体，创建的片体是从种子 面开始向四周延伸到边界面的所有曲面构成的片体（其中包括 种子曲面，但不包括边界曲面）。
图6.11.12 通过曲线组曲面1
图6.11.13 通过曲线组曲面2
Step10. 创建图6.11.14所示的拉伸特征2（取出收敛点）。 Step11. 创建图6.11.15所示的通过网格曲线曲面2。 Step12. 创建图6.11.16所示的其余3个通过网格曲线曲面。
图6.11.14 拉伸特征2
图6.11.15 网格曲面特征2
c）拉伸曲面
6.2.3 创建扫掠曲面
扫略曲面就是用规定的方式沿一条空间路径（引导线串） 移动一条曲线轮廓线（截面线串）而生成的轨迹（图6.2.4）。
用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“扫掠”|“扫掠”命 令来创建扫掠曲面。
引导线串
截面线串
a）特征线串
图6.2.5 扫掠曲面
b）扫掠曲面
6.2.4 创建网格曲面
图6.11.17 加厚特征
图6.11.18 拉伸特征3
图6.11.19 修剪加厚特征
习题3──水瓶 下面将创建图6.11.20所示的水瓶模型（所缺尺寸可自行确定）， 通过该习题，读者可进一步熟悉以扫掠曲面和旋转曲面来构建 模型的一般过程。
Step1. 新建一个零件的三维模型，将零件的模型命名为 water_bottle.prt。 Step2. 创建图6.11.21所示的草图曲线1、2。 Step3. 创建图6.11.22所示的草图曲线3。