UG4.0教程第十章 自由曲面建模

10.3.1 项目分析
五角星需要作出底面的外形轮廓，如果不考虑设计
图 10.1 五角星
的参数化，可以利用 NX 的基本曲线来构造。五角星的
顶部汇聚为一点，这种形状符合直纹曲面的剖面线串 1 为一点的情况。
9.3.2 相关知识点
在本项目中，将学习和应用以下主要功能： l 多边形（Polygon） l 基本曲线（Basic Curve） l 修剪曲线（Trim Curve） l 直纹曲面（Ruled）
图 10.15 耳机图纸
10.3.1 项目分析
首先利百度文库 NX 的草图与曲线功能构造零件的三维线框，然后利用 NX 的曲面功能完成耳 机主体形状的建模，最后对模型进行细节设计。其建模流程如图 10.16 所示。
10.3.2 相关知识点
在本项目中，读者可以应用曲线和曲面的以下知识点： l 组合投影 l 相交曲线
9.3.3 过程指导
1. 绘制多边形曲线
切换到 TOP 视图。选择“【插入】/【曲线】/【多边形】”→输入“侧边数=6” →单击 OK→选择“外接圆半径”方式→输入“圆半径=50，方位角=90” →单击 OK→输入多边形 原点为“0，0，0” →单击 OK→单击 Cancel，完成正多边形的绘制。
2. 绘制直线
10.2.2 相关知识点
在本项目中，读者可以应用以下曲线和曲面的知识点： l 通过曲线组曲面 l 分割面与合并面 l 相交曲线 l 软倒圆 l 文字曲线
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图 10.5 调味瓶效果
10.2.3 过程指导
图 10.6 建模过程
1. 创建零件的基体
创建如图 10.7 所示的两个拉伸实体，注意保证两个形体关于 X、Y 轴对称。
(1) 使 22 层为工作层，61、62 层为可选层，21 层为不可见层。 (2) 在 relative_datum1 基准面上建立草图 section­2，如图 10.19 所示。
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5. 生成草图 section­3
(1) 使 23 层为工作层，61、62 层为可选层，22 层为不可见层. (2) 在 relative_datum2 基准面上建立草图 section­3，如图 10.20 所示。
(1) 创建两个相关基准平面：基准平面 Datum1 为长方体的上表面偏置 2，Datum2 为长 方体上表面偏置­3，如图 10.11 所示。
(2) 作曲面与 Datum1 的交线 1，长方体侧面与 Datum2 的交线 2，如图 10.11 所示。。 (3) 创建软倒圆（Soft Blend）：启动软倒圆命令→选择长方体的外侧相切面→单击 MB2
2. 创建两个实体的连接部分
创建过渡连接造型：选择“通过曲线组”命令→选择圆柱的底边作为“剖面线串 1”→ 单击 MB2→选择长方体上部相切边作为“剖面线串 2” →单击 MB2，设置“起始”约束为 G1→选择约束面图标→选择圆柱面作为约束面→输入 V 向阶次为“1”，对齐方式为“参数” 对齐→单击 OK 完成实体的创建，如图 10.8 所示。
(1) 使 24 层为工作层，61、62 层为可选层，23 层为不可见层。 (2) 在 relative_datum3 基准面上建立草图 right_outline，如图 10.21 所示。
添加前面三个 草图的六个象限 点为关联点，绘制 圆弧 A3、A4、A5、 A6 时捕捉这些点
7. 创建拉伸片体
7. 在瓶身表面上作文字
(1) 选择“【插入】\【曲线】\【文字】”→输入文字“味”，设置字体为中文字体的一种， 选择文本类型为“在面上”→选择一个侧面→单击 MB2→选择底边作为放置曲线→ 单击预览图标。利用文本的各种调整手柄将文字设置为：调整文字的方向为直立向 上，文字的高度为 10，W 比例为 100%，距离曲线的偏置为 16，如图 10.14 所示。 单击 OK 完成文本曲线的创建。
选择“【插入】/【曲线】/【基本曲线】”→在对话框的上方选择直线图标并确保选中“线 串模式”→依次选择多边形的顶点绘制 5 条连续的直线，如图 10.2 所示。
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3. 修剪曲线
选择“【编辑】/【曲线】/【修剪】”→设置修剪参数：取消“重复使用边界对象”和 “关联”选项→选择要被修剪直线的被修剪段→依次选择两条相交直线作为修剪边界。重复 上述的选择操作，直到使用曲线被修剪为如图 10.3 所示的形状。
(1) 使 41 层为工作层，24、26 层为可选层，其他层为不可见层 (2) 选择“【插入】/【来自曲线集的曲线】/【组合投影】”，作出草图 Projection_string_1
与草图 Right_outline 中包括圆弧 A5、A7、A6 的连续线串的组合投影线，隐藏不需 要的曲线部分，结果如图 10.25 所示。
图 10.21 草图 right outline
使 81 层为工作层，同时拉伸圆弧 A3 和 A4 作出拉伸片体 sheet_body­1。
8. 作草图 extrude_string 以拉伸曲面 (1) 使 25 层为工作层，61、62 层为可选层，其它层为不可见层。 (2) 在 XY 基准面上建立草图 extrude_string，如图 10.22 所示 (3) 使 81 层为工作层。拉伸草图线串作出片体 sheet_body­2
椭圆中心位于 relative_datum3 和 relative_datum4 上
圆的中心位于 relative_datum3 和 relative_datum4 上
图 10.19 草图 section­2（椭圆）
图 10.20 草图 section­3（圆）
6. 生成草图 right outline
第十章 自由曲面建模项目应用
本章将通过一系列的自由曲面设计应用项目，来学习和巩固自由建模命令、应用场合以 及它们的操作技巧等。这些项目将各种知识点进行融合，使读者了解 NX 自由曲面建模的强 大功能，并能方便完整地完成简单的自由曲面的建模与编辑。
10.1 项目一 五角星建模
完成如图 9.18 所示的五角星的 3D 模型，要求保留 所有的棱边。
直 线 L1 位 于 relative_datum3 上 其一个端点在 relative_datum2 上
圆弧 A10 的一个 端 点 在 section­1 的象限点上(关联 点)
图 10.24 草图 Projection_string_1
组合投影的曲线
图 10.25 组合投影
11. 作组合投影线
(2) 利用文字生成拉伸实体，拉伸高度为 0.5，并与原实体“求和”。 (3) 隐藏除实体之外的所有对象，完成调味瓶的三维建模。
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Tube
双击手柄反向文字
R2
图 10.13 倒圆与管道
文字偏置手柄
调整文字的大小
图 10.14 创建文本曲线
10.3 项目三 自由曲面实例­耳机
完成如图 10.15 所示的耳机的三维建模。
图标→重新选择长方体上表面的相切边缘（注意起点的位置应该在分段点处）→单 击 MB2→重新设置参数：对齐方式为“圆弧长”，取消“保留形状”选项→单击 OK， 形体完成更新，如图 10.10 所示。 (3) 合并面：选择“【插入】/【裁剪】/【合并面】”→单击 OK→选择长方体。
5. 创建长方体与通过曲线组实体之间的圆角过渡
表面（“单个面”意图），选择直线作为分割边界对象，单击 OK。
1st 剖面线串与 此面 G1 连续
图 10.7 创建零件基体
图 10.8 创建过曲线特征
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图 10.9 绘制分割曲线
4. 编辑“通过曲线组”特征
(1) 打开部件导航器，使“通过曲线组”特征成为当前特征。 (2) 双击“通过曲线组”特征，进入回滚编辑模式→在对话框中选中剖面 2→单击删除
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12. 作草图 Bridge_1st_curve 用作桥接线的第 1 条曲线
(1) 使 27 层为工作层，22、23、61、62 层为可选层，其他层为不可见层 (2) 在 relative_datum4 相关基准面上建立草图 Bridge_1st_curve，如图 10.26 所示。
整圆一般默认在第一象限点具有断点性质，所以选择时注意光标的选择位置。由于剖面线串在对 齐时会将起点和终点自动对齐，所以获得了扭曲的形状。
3. 分段长方体上表面的一条边缘
(1) 打开部件导航器，使“通过曲线组”之前的一个特征成为当前特征。 (2) 绘制如图 10.9 所示的两边中点的一条直线选择与 X 轴正向相交的边 (3) 选择“【插入】/【修剪】/【分割面】”，选中“隐藏分割对象”选项，选择要分割的
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l 桥接曲线 l 网格曲面
10.3.3 过程指导
图 10.16 建模过程
1. 初始化设计环境
(1) 建立文档 earphone.prt，并进入建模环境 (2) 使 61 层为工作层，生成 ACS 基准坐标系。
2. 作相关基准面
(1) 使 62 层为工作层。以 XZ 基准面为参考面，作相关基准面 Relative_datum1，使得 Offset=10；以 XZ 基准面为参考面，作相关基准面 Relative_datum2，使得 Offset=20； 以 YZ 基准面为参考面，作相关基准面 Relative_datum3，使得 Offset=­2，以 XY 基 准面为参考面，作相关基准面 Relative_datum4，使得 Offset=7.5，如图 10.17 所示。
4. 作五角星的顶点
选择“【插入】/【基准/点】/【点】”→选择【捕捉点】工具条中的点构造器图标→输 入坐标为(0,0,10) →单击 OK→单击 Cancel。
5. 创建 3D 模型
隐藏多边形曲线。选择直纹曲面命令图标→选择上一步创建的点作为剖面线串 1→单击 MB2→选择五角星的任意一条曲线→在选中的曲线上单击 MB3，切换选择意图为“已连接的 曲线”→接受默认的对齐方式，选中“保留形状”选项→单击 OK，完成五角星实体的创建， 隐藏所有曲线，结果如图 10.4 所示。
→选择曲面→单击 MB2→选择交线 2 作为第一组面上的切线→单击 MB2→选择交线 1 作为第二组面上的曲线，单击对话框中的“定义脊线”选项→选择长方体的上表 面边缘，接受面倒圆的默认参数→单击 OK，完成面倒圆的创建，如图 10.12 所示。
Datum1
交线 1
第一组面
第一组面上的切线
脊线
Datum2
Sheet_body­2 的交线，如图 10.23 所示。
10. 作草图 Projection_string_1 以投影
(1) 使 26 层为工作层，21、61、62 层为可选层，其它层为不可见层。 (2) 在 XY 基准面上建立草图 Projection_string_1，如图 10.24 所示。
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1
2
3
5
图 10.2 绘制底面曲线
图 10.3 修剪曲线的结果
图 10.4 生成的直纹曲面
10.2 项目二 调味瓶建模
设计如图 10.5 所示的调味瓶的三维模型。
10.2.1 项目分析
本项目的难点是瓶颈部分的建模。由于瓶身和盘口部分都是简单的 形体构成，因此可以利用成型特征首先进行构建。然后利用曲面特征对 两个实体进行过渡连接。具体的建模思路如图 10.6 所示。
交线 2
第二组面
第二组面上的切线
图 10.10 替换定义线 图 10.11 创建偏置基准平面并求交线 图 10.12 创建软倒圆特征
6. 创建如图 10.13 所示的其它特征
(1) 创建瓶底的边倒圆为 R3；创建布尔运算“求和”；创建均匀壁厚为 1.5 抽壳特征， 顶部表面为开面。
(2) 创建管道特征（Tube）：外直径=2，内直径=0，引导线为顶部外侧边缘，与原来的实 体“求和”。
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直 线 L1 位 于 relative_datum3 上， 其一个端点在 relative_datum2 上
获得的相交曲线
图 10.22 草图 extrude_string
图 10.23 相交曲线
9. 作相交线
(1) 使 41 层为工作层，81 层为可选层，其它层为不可见层。 (2) 选择“【插入】/【来自于体集的曲线】/【交线】”，作出片体 Sheet_body­1 与片体
圆弧 A1 的中 心位于原点
图 10.17 基准坐标系和相关基准面
图 10.18 草图 section­1
3. 生成草图 section­1
(1) 使 21 层为工作层，61 层为可选层。 (2) 在 XY 基准面上建立草图 section­1，如图 10.18 所示。
4. 生成草图 section­2