CAD UG 的一套培训教材

CAD 通用研究与开发方法严翼飞2013年7月24日用户常见问题1、拿到图纸后无从下手---不了解系统的造型流程2、Part的编辑修改很困难---没有用全参数化造型3、Part数据非常庞大---没有统一思路，做到哪儿是哪儿4、Part数据非常混乱---没有统一规划5、缺少技巧性内容•建模思路与方法•相关性•创建草图•预定义参数与表达式•可改变性与易于使用•通用建模技术•优化设计•部件检查与清理ug_rnd_general_methods.doc R&D_GM_h.doc建模思路与方法三维建模设计的步骤∶•理解设计模型–主要的设计参数，关键的设计结构，设计约束。

•主体结构造型1)建立模型的关键结构，如主要轮廓，关键定位孔_确定关键的结构对于你的建模过程起到关键作用；2)对于复杂的模型，模型分解也是建模的关键；3)如果一个结构不能直接用三维特征完成，你需要找到结构的某个二维轮廓特征。

然后用拉伸旋转扫描的方法，或者自由形状特征去建立模型；4)尽管UG允许你在一个实体设计上使用多个根特征，这样，你可以分别建立多个主结构，然后在设计后期将他们布尔运算起来(但通常不建议这样做!_不相关)三维建模设计的步骤(续)5)确定的设计部分，先造型，不确定的部分放在造型的后期；6)设计基准(Datum)通常决定你的设计思路，好的设计基准将会帮助你简化造型过程并方便后期设计的修改。

通常，大部分的造型过程都是从设计基准开始的；7)零件相关设计__UG允许你在模型完成之后再建立零件的参数关系，但是更加直接的方法是在造型过程中直接引用相关参数；8)困难的造型特征尽可能早实现。

如果你能预见一些造型特征实现较困难，尽可能将其放在前期实现，这样你可以尽早发现问题，并寻找替代方案。

一般来说，这些特征会出现在hollow、thicken 、complex blending…整体的建模思路1、特征(Feature) 分解分析零件的形状特点，然后把它隔离成几个主要的特征区域，接着对每个区域再进行粗线条分解，及至在脑子里有一个总体的建模思路以及一个粗略的特征图，同时要辨别出难点、容易出问题的地方。

2、基础特征_根特征(Base Feature)设计作出零件的毛坯形状。

3、详细设计(利用Form Feature:+/-Materials)先粗后细__先作粗略的形状，再逐步细化；先大后小__先作大尺寸形状，再完成局部的细化；先外后里__先作外表面形状，再细化内部形状。

4、细节设计(利用Feature Operation)倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽…基础特征设计基础特征又称根特征，一般有二种建立方法：•体素特征(基本解析形状)•由草图/曲线扫描生成的实体或片体1、体素在一个Part文件里，最多只能有一个体素，而且最好仅作为基础特征，否则不能保证各特征之间的相关性。

2、由草图(或曲线)生成的实体或片体1)首先在绝对坐标系创建Datum Plane;2)在Datum Plane上创建Sketch;3)由Sketch生成实体或片体。

参考特征设计_基准∶固定–在种子部件中预定义(Layer 61)–由一草图启动建模, 放它在一固定基准面上–利用它们定义水平/ 垂直参考–由一体素启动建模，不需要它们可以删除–不要建立进一步固定基准,而是利用相对Datum CSYS或相对Datum Plane，因为它们能保证相关性。

–小心, 当利用它们于配对条件时参考特征设计_基准∶相对–利用它们于对称与中点情况–利用它们建立任意面上的特征(如脱模面), 从基准平面拉伸到面(修剪到面)建模过程的重要提示1.设计部门必须事先规划统一的层(Layer)设置_企业CAD标准。

2.如果在文件系统下进行设计，那么在建模过程中，最好时常存为不同的版本以作备份，在完成建模之后，再删除老版本。

3.每完成一个阶段的主要工作,都必须用Examine Geometry 来检查几何数据的正确性。

4.用参数化建模•尽量不使用没有相关性的曲线•不要用Edit →Transform，而要用Feature Operation →Instance •不要用Curve Operation→Extract →Edge Curve，而要用Form Feature →Extract →Curve……注:相关曲线如∶Project；Intersection；Offset ；Join。

建模过程的重要提示5. 充分应用UG的复合造型技术提高你的设计效率。

•对于二维轮廓，在你不能确定约束条件或者不需要进行参数化时，可以直接使用参数化的曲线定义轮廓。

•在草图设计时可以使用局部的约束功能。

6. 用实体建模，曲面可作为辅助体来修剪实体(Trim Body)。

注:参数化的曲线如∶Line；Arc；Circle；Helix；Law Curve。

建模完成后的重要提示1、必须用Analysis→Examine Geometry 检查；2、删除多余的辅助几何体；3、用File →Part Cleanup 来清理隐含的垃圾数据；4、输入必要的部件属性(Part Attribute) ；5、根据要求，至少生成两个Reference Set ；一个包含最终的精确几何体(Body)，一个包含最终几何体的小平面模型(Facet) 。

细节设计阶段Blend与Taper之间的关系•先Blend，然后Taper圆柱面将变为圆锥面；你必须在一步操作中，对所有相切面施加相同的Taper角度。

•先Taper，然后Blend保持圆柱面；你可以施加不同的Taper角度。

结论：在多数情况下，先Taper，然后Blend1.关于建模公差设定（modeling tolerance)–由其他的造型系统设计的数据经转换进入UG时–曲面特征造型时–倒园blending时2.控制公差的一些技巧–有一些特征的公差是在特征定义对话框内设足的，如Sew，Blending，其他一些造型特征的公差控制是在参数预设置内–一般来说设计在造型初期使用较高的公差控制–当某些特创建失败的时候，尝试检查一下你的公差设定–造型公差会明显影响你的模型产生和更新效率3.在发现模型错误的时候•找出产生错误的特征并将其删除或隐藏。

用analysis•用特征简化将出错的特征去除•编辑某些特征的公差将其去除•修复几何体(Heal geometry)4.倒园技巧•倒园顺序一般由大半径到小半径•公差控制•边缘倒园失败的时候，尝试一下其他的倒园方法如Face Blending；Soft Blending5.关于复杂特征•复杂特征如General Pocket和General Pad有时会在一些复杂的模型上失败，这时候应该简化特征的某些选项，如Floor Radius，Top Radius，Placement Radius •同时需要注意的是，这些复杂特征是模型产生错误的主要原因•这些特征的运算效率一般比较低下6.发生意外的错误的时候进行部件数据清理(Part Cleanup)相关性相关性1. 零件模型_ 在特征间Model=Σ Feature (timestamp)2. 产品模型_在组件间Model=Σ Components注:1. 组件定位利用Mate Condition.2. 部件间相关建模:•利用WA VE Geometry Linker•部件间表达式: Interpart expression.3. 产品开发过程_ 在应用间注: 所有应用以主模型方法工作相关性NC 文件工程图文件分析文件装配文件到组件的指针注: 1.面向团队设计, 支挣持并行工程；2. 主模型:相关参数化。

1.File →New ... ; 2.Assemblies →Components →Add “ MasterModel”相关性–体素用作第一个根特征(Timestamp=0)–不要使用体素(块、柱、锥、球等)多于一次–试着使用简单的成形特征–试着避免长的相关性链(更新困难)–在一功能特征组内的特征应关联到这个组的主特征创建草图1、每个Sketch尽可能简单,可以将一个复杂草图分解为若干简单草图。

目的：便于约束，便于修改草图2、每一个Sketch置于单独的层(Layer)里。

目的：便于管理(Layer 21 to 40)3、给每一个Sketch赋予合适的名称。

目的：便于管理(SKT_Layer_Usage)4、在作曲线过程中，为了避免捕获不在Sketch工作面上的点，可设置：Preferences →Work Plane →Objects Off Work Plane Dim and non-selectable__On目的：便于快速构造曲线5、对于比较复杂的Sketch，最好避免“构造完所有的曲线，然后再加约束”，这会增加全约束的难度。

一般的过程为：1)创建第一条主要曲线，然后施加约束，同时修改尺寸至设计值；2)按设计意图创建其它曲线，但每创建一条或几条曲线，应随之施加约束，同时修改尺寸至设计值。

这种建几条曲关线然后施加约束的过程，可减少过约束、约束矛盾等错误。

6、施加约束的一般次序：1)定位主要曲线至外部几何体(Fix；Collinear)2)按设计意图、施加大量几何约束；3)施加少量尺寸约束(表达设计关键尺寸)。

7、一般不用Trim操作，而是用线串方法(Curve String)或用Coincident、Point on Curve等约束。

8、一般情况下圆角和斜角不在Sketch里生成，而用Feature来生成草图草图9、草图中参考线的运用_定位表达式与预定义参数•表达式左侧必须是一个简单变量，等式右侧是一个数学语句或一条件语句。

•所有表达式均有一个值（实数或整数），该值被赋给表达式的左侧变量。

•表达式等式的右侧可认是含有变量、数字、运算符和符号的组合或常数。

•用于表达式等式右侧中的每一个变量，必须作为一个表达式名字出现在某处表达式表达式是用于控制模型参数的数学或条件语句。

表达式既可以用于控制模型内部的尺寸及尺寸与尺寸之间的关系，也可以控制装配件中零件之间的尺寸关系，因此在进行参数化设计的过程中，表达式具有非常使用的价值。

表达式的类型•算术表达式如p1=5+8*sin45；•条件表达式width=if(length<100)(60) else(40)；•几何表达式如p3=length(3)，模型导航器中包含几何表达式；•部件间相关表达式如dia=assm::dia。

表达式几何表达式用来在抽象几何特性的基础上定义变量，如弧长。

抽象几何特性指最小距离及弧长等常用特征参数不支持的物体参数。

几何表达式是实体造型的特征，出现在模型导航器中条件表达式利用if/else结构建立条件表达式，其语法结构为：VAR=if (expr1) (expr2) else (expr3)例如：width=if (length<100) (60) else (40)其含义为：如果长度小于100，则宽度为60，否则宽度为40部件间表达式一个部件中的表达式可以用其它部件中的表达式进行定义，即可以建立部件间的链接表达式。