UG 机械自由形状建模 (三)
《UG NX 10.0机械三维设计项目教程》课件项目3 轴类零件三维建模与工程图设计
② 选择螺纹类型。
知识库
UG NX中的螺纹有两种类型：“符号” 螺纹和“详细”螺纹。“详细”螺纹是指 切出三维实体螺纹，一般用于较大尺寸的 非标准螺杆；“符号”螺纹是指不切出实 体而只显示螺纹线，更便于工程图表示。
3.1 案例任务——圆弧轴三维建模及工程图设计
创建孔特征
使用“孔”命令可以为零件添加常规孔、钻形孔、螺钉间隙孔、螺纹孔等孔特征。
创建孔特征的基本操作流程为：① 单击“孔”按钮 ，弹出“孔”对话框→② 选择孔的类型→③ 指定孔的位置点→④ 指定孔的方向→⑤ 设置孔的形状和尺寸→⑥ 单击对话框中的“确定”或“应用”按 钮完成孔特征的创建。
以XC轴方向为 旋转轴方向
⑤ 指定旋转轴 和旋转角度
生成旋转特征
⑥ 单击“确定”按钮，生成旋转特征
3.1 案例任务——圆弧轴三维建模及工程图设计
为草图添加几何约束
在利用直线、圆弧等草图工具绘制二维草图时，通常只需要先绘制出草图的大概形状和尺 寸，然后再通过添加草图约束对其形状和大小进行精确控制，以获得理想的二维图形。草图 约束分为几何约束和尺寸约束两类。
圆弧轴零件工程图
3.1 案例任务——盖板三维建模及工程图设计
本任务涉及的重要知识点
圆弧轴三维建模 圆弧轴工程图设计
创建旋转特征 为草图添加几何约束 为草图添加尺寸约束 创建孔特征 创建螺纹特征
创建局部剖视图
标注公差
3.1 案例任务——圆弧轴三维建模及工程图设计
创建旋转特征
旋转特征是将一个平面上绘制的二维截面沿旋转轴旋转一定角度而形成的三维特征，是 UG实体建模中最常用的特征之一。
在“草图”任务环境中，默认情况下，“主页”选项卡“创建自动判断约束”按钮 处于 选中状态，此时在绘制草图的过程中系统会自动为满足某种特定条件的草图对象添加相应的 几何约束。例如，绘制水平直线时，系统会自动为直线添加水平约束。
UGNX_自由曲面_3
1st线串/2nd线串
肩线
脊柱线
二次截面特征:圆角-rho (Fillet-rho)
该选项在两个线串间形成一光顺倒圆建立片体,每个截面的丰满度由相应的 rho值控制,rho 值范围在0.8到0./ 2nd片体
RHO
二次截面特征:圆角-桥接 (Fillet-Bridge)
该选项在位于两组表面上的两线串间形成一桥接面建立片体,在每个端部片体 在线串处相切于表面(匹配相切) ;在每个端部片体在线串处也可选择曲率连续 (匹配曲率).
可选择一样条,它的形状将反映在特征中(继承形状).
挢接选项
1st/ 2nd片体
1st线串/2nd线串/脊柱线
桥接曲面
Bridge建立一个连接两个修剪或不修剪面的B-样条曲面片体.可以规定在桥接曲 面与定义表面是相切连续或曲率连续.可选项的侧表面或线串(一个或两个) 可 用于控制桥接片体的形状.
Extend Method: 线性 1 C2 线性 2
练习:曲面修剪和延伸
练习:曲面修剪和延伸(续)
�
N-边曲面(续)
Insert → Curve from curve→ Project..
Insert → Mesh Surface → N-sides Surface
Insert → Combine Bodies → Patch
N-边曲面(续)
多三角补片
规定轮廓曲线和边缘.轮廓必须是简单闭合的; 可选项,选择表面为相切或曲率约束面 ; 将显示形状控制对话框.
拟合类型:(V方向)
三次(Cubic)_ 在V方向为3阶,在补片之间是C1 (相切) 连续. 五次(Quintic)_ 在V方向为5阶,在补片之间是C2 (曲率)连续.
UG4.0教程第十章 自由曲面建模
图 10.15 耳机图纸
10.3.1 项目分析
首先利用 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
(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。
246
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。
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
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。
UG软件功能概述
1 UG软件功能介绍1.1 UG概述UG是由美国UGS公司推出的功能强大的三维CAD/CAE/CAM高端软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计，工业造型设计，三维模型设计，分析计算，动态模拟与仿真，工程图的输出，到生产加工成产品的全过程。
应用范围涉及到航空航天，汽车，机械，造船，通用机械，数控（NC）加工，医疗器械和电子等诸多领域。
由于具有强大而完美的功能，UG近几年几乎成为三维CAD/CAM 领域的一面旗帜和标准，它在国外大学院校里已经成为学习工程类专业必修的课程，也成为工程技术人员必备的技术。
作为提高产品研发效率和竞争力的有效工具和手段，UG也正在国内形成一个广泛应用的热潮。
如今UG的版本不断地更新，其功能也变得更加强大，能应用的领域也变得更加广泛。
1.2 UG的主要模块UG8.0提供了多种功能模块，他们既相互独立又互相联系，以下是其常用的一些模块[14]：1、基本环境基本环境提供一个交互环境，它允许打开已有的部件文件，创建新的部件，保存部件文件，创建工程图，屏幕布局，选择模块，导入和导出不同类型的文件，以及其他一般功能。
该环境还提供强化的视图显示操作，屏幕布局和层功能，工作坐标系操控，对象信息和分析以及访问联机帮助。
2、零件建模(1)实体建模支持二维和三维的非参数化的模型或者参数化模型的创建，布尔操作，基本的相关编辑，它是最基本的建模模块，也是“特征建模”和“自由形状建模”的基础。
(2)特征建模这是基于特征的建模应用模块，支持如孔，槽等标准特征的创建和相关的编辑，允许抽空实体模型并创建薄壁对象，允许一个特征相对于其他特征定位，且对象可以被实例引用建立相关的特征集。
(3)自由形状建模该模块主要用来创建复杂形状的三维模型。
该模块中包含一些实用的技术，如沿曲线的一般扫描，使用1轨，2轨和3轨方式按比例展开形状，使用标准二次曲线方式的放样形状等。
(4)钣金特征建模该模块是基于特征的建模应用模块，它支持专门的钣金特征，如弯头，肋，裁剪的创建。
机械产品零部件三维建模实用教程(UG NX 12.0版) PPT课件(新)项目03 三维建模基础
单击左上角“菜单”按钮 ，单击[插入]/[设计特征]/[拉伸]， 随后任选其中一个基准面，单击后进入三维建模界面。
项目03 三维建模基础
3.2.3 拉伸建模基本操作 1）基本拉伸 创建以XY面为基准面，直径为100，高度为20的圆柱。
项目03 三维建模基础
3.1.2 进入三维建模界面 双击NX12.0的启动图标，进入初始界面后，单击[文件]/[新建]， 弹出“新建”对话框，系统默认选择“模型”功能模块，单击”确 定”便可进入三维建模界面。 3.1.3 三维建模基础的作用 通过学习三维建模基础，可以对三维模型的创建有初步的了
解，并熟悉了三维建模的基本过程，为今后学习高级命令，以及 复杂零件建模打下良好的基础。
项目 08
项目 10
二维草图绘制
三维建模特征编辑及辅助建模
经典机械零件建模 之“盘盖类零件” 经典机械零件建模 之“叉架类零件”
零件装配
项目03 三维建模基础
项目03 三维建模基础
【项目概述】：本项目主要讲述了拉伸、旋转和扫掠三种基本 建模方法。并选取了支座、固定架、异型套、手柄、内六角扳手 和弯管等6个简单零件作为完成任务的目标案例，以此来锻炼在完 成建模任务时，各种基础建模命令的综合使用情况。
【学习目标】：学会正确识读简单零件的图纸，学会通过对零 件图纸的结构进行分析和判断，使用适当的建模方法，完成对零 件正确的三维建模并进行有效的保存。
【职业素养】：通过识读零件图纸，对零件结构进行正确分析， 提高三维空间想象能力，并能够对建模方法进行思考和总结。
项目03 三维建模基础
3.1 三维建模基础知识 3.1.1 三维模型实体的形成方式 在NX12.0所提供的建模空间，是三维立体的空间，同时系统提 供了三个基准平面即ZX面、ZY面和XY面可供用户来选择使用。本章 介绍的拉伸、旋转和扫掠这三种建模方式有一个共性，就是自身都 有两个元素即截面和轨迹，即让截面按照一定的规则沿着指定的轨 迹进行运动，运动过程中所扫过的空间就是生成的实体，以上是本 章的三维模型实体的形成方式。
UG NX软件概述及功能简介
UG 软件介绍1.1 UG 概述UG是Unigraphics Solutions 公司主要的CAD产品。
它主要是为机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用的软件，基于Windows的设计与制图产品Solid Edge，集团级产品数据管理系统MAN，产品可视为技术 ProductVision 以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid 在内的全线产品。
自从UG软件出现以后，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其他高科技领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。
在美国的航空业中，大量的应用UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件有90%以上的市场。
同时UG软件还在汽车、医疗器械、电子、高科技以及日用消费品等行业得到普遍应用。
自从1990年UG软件进入中国市场以来以其先进的理论、强大的工程背景、完善的功能模块，在中国的应用迅速推广，使中国成为其远东地区业务增长最快的国家。
该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能，而且在设计过程中可进行有限元分析、动力学分析和仿行模拟，提高设计的可靠性。
同时可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品加工，处理程序支持多种类型数控机床。
另外，它所提供的二次开发语言UG/Open API，UG/Open GRIP简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。
具体来说，该软件具有以下特点：（1）具有统一的数据库，真正实现了CAD、CAM、CAE等各种模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程；（2）采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模为一体；（3）用造型来设计零部件，实现了设计思想的直观描述；（4）充分的设计柔性，使概念设计成为可能；（5）提供了辅助设计与辅助分析的完整解决方案；（6）图形和数据的绝对一致及工程数据的自动更新。
使用UG对公司而言，主要优点:通过优化设计,节约了材料和加工时间,降低了成本。
UG NX 10案例教程教学案例三维建模
操作步骤：
3.绘制空间圆。点选菜单“曲线，更多”点选
图标，进入“基本曲线”对话框，选
择园如图4-53所示，在“点方法”里选择“点构造器”，弹出对话框4-54(a)所示，在
“输出坐标”Z输入“42”，为空间圆的圆心点，点击“确定”，进入图4-54(b)所示，在X
位置输入75，为圆周上一点，点击“确定”，完成空间曲线圆绘制，如图4-55所示。
定”，完成中间连接曲杆阵列。
操作步骤：
10.中间圆柱孔建模。点击 图标，进入图4-64界面，在“指定矢量”选择“ZC”选项， 在“直径”输入“20”，在“高度”输入“38”，其他默认即可，点击“确定”，完成中间 孔建模。再倒圆角为半径为2，最后对所有特征求和，完成手轮建模如图4-65所示。
三维建模案例四：电动机盖建模
征建模
操作步骤：
3.抽壳。点击
图标，进入如图4-68界面，“要穿透的面”选择如图，“厚度”输入“5”，
点击“确定”，完成抽壳特征建模。
4.耳的建模。点 图标，进入到拉伸界面如图4-69(a)所示，选择XY平面作为草绘平面，绘制如 图草图4-69(b)所示，点击“确定”，完成轨迹的草图绘制。回到拉伸界面，如图4-69(a)所示， 在“距离”输入“5”，在“布尔”选择“求和”，其他选项都默认，点击“确定”，完成耳特征 建模。
尔选择求差，点击“确定”，完成中间孔建模如图4-72(a)所示，点击
选择如图图4-72(b)
所示边在半径输入“2”，点击“确定”，完成边倒圆特征建模，即整个建模过程完成。
三维建模案例五：轴承座
本案例如图4-73所示。 知识点：拉伸，绘制草图、圆柱、镜像特征、孔等特征操作。
操作步骤：
1.新建文件。进入建模环境。
机械产品零部件三维建模实用教程(UG NX 12.0版) PPT课件(新)项目09 经典机械零件建
机械产品零部件三维建模 实用教程（UG NX 12.0版）
目录
项目 01
NX12.0软件简介
项目 03 三维建模基础
项目 05
基准特征创建
项目 经典机械零件建模 07 之“轴套类零件”
项目 经典机械零件建模 09 之“箱体类零件”
项目 02
项目 04
项目 06
基准面2
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
步骤6：创建底座2
底座2草图
底座2
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
步骤7：切除缸体后部
矩形草图
缸体后部的切除
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
步骤8：切除缸体内部
内部切除草图
缸体内部切除
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
【学习目标】：学会正确识读“箱体类零件”的零件图；学会
合理的对“箱体类零件”的结构进行分析和判断，并能够使用正确 的建模方式和方法来完成“箱体类零件”的建模。
【职业素养】：“箱体类零件”是四大类经典零件中，结构最
复杂的零件类别，单独的一两个命令有时很难完成建模，如果零件 结构更加复杂，则需要多个命令相互配合使用，这就要求学生根据 “箱体类零件”的结构特点，正确的编排建模步骤和所需命令，快 速、高效和良好的完成建模。
泵体建模流程图
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
【任务实施】 步骤1：新建文件（略） 步骤2：创建底板
底板矩形草图
底板
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
步骤3：创建泵体基本体
泵体基本体草图
泵体基本体
项目09 经典机械零件建模之“箱体类零件”
UGNX三维建模实例教程PPT项目三任务二
5
偏置
用于指定偏置方向
无：直接以界面生成旋转特征 两侧：在界面曲线两侧生成旋转特征，以结束值和起始值之差为实体的厚度
PROJECT
项目三 知识链接
2.倒斜角 “倒斜角”是在选定的实体面之间的锐边生成倾斜倒角。
其操作方法与“倒圆”功能类似。“倒斜角”命令调用 方式如下： 【功能区】→【主页】→【特征】→【倒斜角】 【菜单】→【插入】→【细节特征】→【倒斜角】
通过输入槽直径、宽度和角半径（槽的内部圆角半径）参数
值 ， 在 圆 柱 或 圆 锥 面P上RO创JE建CT截 面 两 端 为 U 形 （ 有 圆 角 ） 的 槽
。
命令 对话
框
项目三 知识链接
【专家点拨】 1.槽直径的参数：当生成外部槽式，指定槽的内径，当生成内部槽时，指定槽的外径。 2.当创建U形槽时，槽的宽度应大于两倍拐角半径值。
圆弧和高 度
需要选择已创建的一段圆弧或一个圆来确定圆柱底面直 径，并在“尺寸”选项组中输入圆柱的高度参数值。
PROJECT
模型图 示
项目三 知识链接
（3）圆锥 命令打开方式： 【主页】→【特征】→【更多】
→【圆锥】 【菜单】→【插入】→【设计
特征】→【圆锥】 打开后的“圆锥”对话框如图
333所示。“类型”下拉列表框 中提供了5种创建方式，如表35 所示。
PROJECT
图 3-43 阶梯轴零件图
项目三 任务二 阶梯轴零件的建模
二、任务分析
阶梯轴为回转体零件，建模时刻先不考虑轴上的细节，通过创建草图旋转特来创建轴的主体 部分。主体部分创建完成再创建螺纹、退刀槽、键槽、倒角等细节的特征。
PROJECT
项目三 任务二 阶梯轴零件的建模
机械产品三维造型设计课程标准
机械产品三维造型设计(U G)(机制)课程标准(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《机械产品三维造型设计（UG）》课程标准（一）课程性质与任务机械产品三维造型设计是三年制高职机械设计与制造专业的一门核心专业课。
本学习领域是以工作任务为导向。
此学习领域所对应的工作任务主要是：掌握绘制二维图形的方法和技巧、实体建模、三维建模技巧、曲面设计的方法和技巧、参数化模型、组件装配设计的基本方法、工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计技巧。
它的前修学习领域有，机械制图及计算机绘图、机械零件测绘，后续学习领域有机床夹具设计、顶岗实习。
（二）课程教学目标1.知识目标（1）专业能力①能理解UG的设计思想；②能够绘制二维图形；③能够掌握实体建模、三维建模技巧、参数化模型、曲面设计的方法和技巧；④能够进行组件装配设计；⑤能够进行工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计。
（2）方法能力①具有自主学习的能力；②具有合理制定工作计划的能力的能力；③具有查阅资料，文献获取信息的能力；④扩展相应的信息收集能力；⑤具有较好的分析和解决问题的方法能力；（3）社会能力①具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；②对工作的整体组织和寻求解决方法的能力；③具有良好的行为规范和职业道德；④具有团队协作的精神；⑤具有良好的心理素质和克服困难的能力；⑥能够具备较强的责任感和严谨认真的工作作风。
2.能力目标（1）绘制二维图形的方法和技巧的能力；（2）实体建模、三维建模技巧的能力；（3）曲面设计的方法和技巧；（4）参数化模型、组件装配设计的基本方法；（5）工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计技巧。
3.素质目标（1）解决实际问题、独立学习新软件、实际动手能力和创新能力；（2）培养认真、严谨的治学态度；（3）培养职业道德观念、增强责任感、沟通协调、团队协作的能力。
UG 学习 Free Form Feature自由成形特征
Spline曲线
4、正交平面 (Perpendicular to planes)
样条正交于选择的平面和通过选择的点
Spline曲线
• Closed Curve(封闭Spline) 使用By Poles和 Through Points方法构造的Spline(多段 方式)可以封闭 。在对话框中，封闭是一个开关。
v方向u方向通过曲线throughcurve通过曲线throughcurve多补片参数对齐弧长对齐点对齐距离对齐角度对齐脊骨线对齐样条点对齐不约束相切匹配曲率匹配补片类型对齐方式v方向封闭v方向阶次公差控制第一条截面线与边界体的约束条件控制最后一条截面fffthrucurve1prt通过曲线throughcurve通过曲线throughcurve通过曲线throughcurve通过曲线throughcurve操作步骤
几何体的形成：点---线，线---面，面---体。 因此，用好曲面的基础是曲线的构造。在构造曲线时应该尽可能仔细精 确，避免缺陷，如曲线重叠、交叉、断点等，否则会造成后续加工的一系列 问题。
好点---好线---好面。
曲面构造的一般方法
根据产品外形要求，首先建立用于构造曲面的边界曲线，或者根 据实样测量的数据点生成曲线，使用UG提供的各种曲面构造方 法构造曲面。
Spline曲线
Change Weight (改变权值) 用于改变数据点的权值。权值因素越大，样条越靠近数 据点。如果权值等于0，系统在拟合样条时会忽略所选 择的点。这对于忽略坏的数据点非常有用。 Assign End Slope (指定端点斜率) 对用Fit方法构造的Spline，只能指定起点和终点的斜率
操作步骤
1、构造spline 2、spline生成之后，选择Assign Slope/Curvature选项。 3、选择要应用对称约束的spline端点，随后将在该端点处显示操纵柄。 4、点击 Change Curvature句柄。 5、选择用来与其连续性相匹配的基准平面、基准轴或曲线。
ug自由形状建模
过曲线
补片类型∶
单补片(Single)_ 为贝塞尔(Beizer)曲面，应规定至少2 个截面线串，最多25个截面线串，V方向阶数=线串数-1。 多补片(Multiple)_ 为B-样条曲面，应规定线串数至少=V 方向阶数+1，规定附加线串，增加补片数 。
对准方法:对准方法控制在截面线串间的对准。
参数(Parameter)_ 沿定义线串等参数间隔,等U线通过的点 等弧长(Arclength)_ 沿定义线串等弧长间隔等U线通过的 点 用点(By Points)_ 在曲线端点对准点，用于有不同形状的 截面线串间对准 距离(Distance) 和角度(Angle)_距离和角度对准 脊柱曲线(Spine Curve) 和脊柱点 (Spine Points)_放间 隔点在每个截面线串与正交于输入曲线(脊柱曲线)平面
闭合的引导线串 截面线串可以含有尖形拐角 ，如果所有选择的引导线是 闭合的，第一截面线串可以 被选为最后的截面线串 。
扫掠特征∶内插方法
内插方法∶ 线性_从一个截面线串到另一 个截面线串改变速率将是线 性的。 三次方_从一个截面线串到另 一个截面线串改变速率将是 三次方函数的 。
扫掠特征∶脊柱曲线
练习∶建立过曲线特征(续)
双击
练习∶建立过曲线特征(续)
Layer 82=Selectable 1
1 2 2
练习∶过曲线，用点对准
mff_thrucurves_4.prt
直纹特征
Insert→Free Form Featalign_1.prt
主片体的应用∶
建立用标准实体建模困难或不可能获得的轮廓或形状； 修剪一实体在实体的一个或多个面上建立一轮廓或形状； 用缝合闭合体积的几个片体建立一实体。
UG 教育训练之五——自由曲面建模
自由曲面建模自由曲面建模主要用於建構比較複雜的實體,尤其對不規則的實體是一種比較好的方法之一.在用線架構進行建模時關鍵就是線和面的建構.線關係著整個實體的外形以及構造,面則關係著整個實體的成功建構.在UG裡面,主要有兩個工具欄用於曲面建模,即:自由造型特徵的構建(Free Form Feather)和自由曲面的編輯(Edit Free Form Feather)以及自由曲面的變換(Free Form Shape).如下圖所示:從左至右依次是:依點定義薄體,依控制點構面,雲點構面,規則曲面,穿越曲面,編織曲面,平滑曲面,斷面,橋接曲面,N邊緣曲面,延伸曲面,法則延伸,擴大,偏移,粗約偏移,融合面,整體成形,修剪片體,倒角,從外部導入.從左至右依次是:移動定義點,移動極點,等參的修剪/分割,編輯片體邊界,調整階次,調整稠度,調整邊緣,反轉發線方向.對於自由曲面的變換將另外進行介紹.自由曲面的變換也是用來對曲面進行編輯的命令群.一自由曲面的創建第一類: 用點構建面該類型包括三個命令: 依點定義薄體(Through Points ),依控制點構面(From Poles)以及雲點構面(From Point Cloud).單擊依點定義薄體(Through Points )和依控制點構面(From Poles)將彈出同樣的對話框,如下圖. 由於兩個命令具有不同的計算方法,對於同樣的點將產生不同的形狀.各項選項含義為:＊Patch Type(偏移面的類型): Single為創建僅含一個面的薄體;Multiple為創建含有多個面的薄體.＊Closed Along(閉合方向)用來設置曲面是否閉合或閉合方式.除了Neither選擇後三者最後都將生成實體.＊Row Degree(列次方)＊Column Degree(行次方)＊Points from File(從文件讀取點)點擊OK後會彈出【選取點信息】對話框.如下圖.提供了如圖所示的四種選點方式.＊Chain from All 全部連接＊Chain within Rectangle 矩形框內連接＊Chain within Polygon 多邊形內連接＊Point Constructor 點構造器然後選擇一種選點方式進行選點.當選取的點符合所設置的參數要求時,系統就會顯示完成設置定義點的選項.還有可以用雲點來構面,根據對話框里的設置進行選點即可創建面.但通過點構建面在實際實體構建中很少使用,故不再多述.第二類: 用曲線構建面1.創建規則曲面菜單命令為:【Insert】【Free Form Feather】【Ruled】規則曲面僅支持兩個截面對象.其選取的對象可為多重或單一曲線,薄體邊界,實體表面.若為多重線段,系統會根據所選取的起始弧及起始弧的位置定義向量方向,並按所選取的順序產生薄體.若選取的曲線都為閉合曲線,則會產生實體.在選定截面對象以後,會彈出如下對話框:Alignment項目為對齊方式的規定,其內容包括:＊Parameter（參數）：表示空間中的點將會沿著所指定的曲線以相等參數的距離穿過曲線產生薄體.所選取曲線的全部長度將被完全等分；＊Arclength（弧長）：表示空間中的點將會沿著所指定的曲線以相等弧長的間距穿過曲線產生薄體.所選取曲線的全部長度將被完全等分；＊By Points（依序點）：可根據所選取的順序在連接線上定義薄體的路徑走向,該選項用於連接線中.在所選的形體中含有角點時使用該選項.＊Distance（距離）：系統會將所選取的曲線在向量方向等間距切分.＊Angle（角度）：系統會以所定義的角度轉向,沿向量方向掃過,並將所選取的曲線沿一定角度均分.＊Spline（脊線）：系統會要求選取脊線,之後,所產生的薄體範圍會以所選取的脊線長度為準.但所選取的脊線平面必須與曲線的平面重直。
UG4.0教程第九章 自由曲面建模
第九章 自由曲面建模基础在产品设计过程中，有很多零件的外形需要漂亮的外观，除安装配合部分之外，对于尺 寸要求不是很高，一般需要保证表面光顺连接。
此类零件的设计单靠实体造型是难于实现的， 需要利用自由曲面特征造型（Free Form Feature）来完成。
对复杂零件也可以采用实体和自由 曲面混合建模，用实体造型方法创建零件的基本形状，实体造型难以实现的形状用自由曲面 建模，然后与实体特征进行各种操作和运算，达到零件和产品的设计要求。
本章将介绍 NX 的自由曲面建模的基本功能。
主要包括曲线的构造、主曲面的构造、过 渡曲面的构造以及曲面的操作与编辑的一般方法。
9.1 自由曲面基础知识9.1.1 自由曲面概述自由形状特征（Free Form Feature）是 NX/CAD 模块的重要组成部分，也是体现 CAD／ CAM 软件建模能力的重要标志。
一般来说，只使用成型特征建模方法就能够完成设汁的产品 是有限的，绝大多数实际产品的设计都离不开自由形状特征。
现代产品的设计主要包括设计与仿形两大类。
无论采用哪种方法．一般的设计过程是， 根据产品的造型效果(或三维真实模型)，进行曲面点数据采样、曲线拟合、曲面构造，生成 计算机三维实体模型，最后进行编辑和修改等。
NX 自由形状特征的构造方法繁多，功能强大，使用方便，全面地掌握和正确、合理地 使用该模块是用好 NX 的关键之一。
体基于面，面依靠线，因此，用好曲面的基础是曲线的 构造。
在构造曲线时应该尽可能仔细精确，避免缺陷，如曲线重叠、交叉、断点等，否则会 造成后续建模的一系列问题。
9.1.2 自由曲面建模的基本概念和术语1. 体的类型自由曲面的构造结果有别于成型特征的建模，其结果可能是片体，也有可能是实体。
体 的类型取决于建模参数预设置和建模条件。
如果建模首选项中的体类型设置为“片体”时，则一般建模结果为“片体” ；如果此选 项设置为默认的“实体” ，当满足以下条件时，建模结果为实体：(1) 体在两个方向上封闭。
机械产品零部件三维建模实用教程(UG NX 12.0版)项目6 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
后端切除
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤11：创建后端凸缘
后表面2
后端凸缘草图
后端凸缘
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
皮带轮倒圆角
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
实例3 法兰盘
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
法兰盘建模流程图
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
【任务实施】 步骤1：新建文件（略） 步骤2：创建法兰盘基本体
直径为96的圆
皮带轮基本体
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
6.2、“盘盖类零件”建模思想 由于“盘盖类零件”的结构多为回转体或长方体等结构，所
以可较多的使用拉伸或旋转等命令来创建基本体，以“先整体、后 局部”的建模思想来进行零件建模，即先创建“盘盖类零件”的整 体，然后细化内部结构，最后再完成孔、筋板、倒角或倒圆角等辅 助结构的创建。 6.3、“盘盖类零件”实例详解
皮带轮基本体
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤3：皮带轮基本体前端切除
前表面1
直径为140的圆
前端切除
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤4：皮带轮基本体后端切除
后表面1
直径为140的圆
后端切除
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤5：创建轮轴
直径为76的圆
双侧不对称拉伸设置与预览
轮轴前后面展示
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤6：创建梯形槽
梯形槽草图
梯形槽
项目06 经典机械零件建模之“盘盖类零件”
步骤7：阵列梯形槽
梯形槽阵列参数设置和预览
UG 机械自由形状建模
主片体的应用∶ 建立用标准实体建模困难或不可能获得的轮廓或形状； 修剪一实体在实体的一个或多个面上建立一轮廓或形状； 用缝合闭合体积的几个片体建立一实体。
过曲线
练习∶利用面积规律的扫掠特征
CAD_4\fff\mff_sweep_4.prt
area=7.78539816
练习∶利用矢量控制方位的扫掠特征
CAD_4\fff\mff_sweep_5.prt
表面分析∶半径
半径(Radius)_ 检查表面的曲率特性
表面分析∶半径(续)
CAD_4\fff\mff_analyze_radius_1.prt
第一单元∶综 述
自由形状建模
自由形状特征定义 ∶ 自由形状是指那些不能利用体素；标准成形特征；或仅含有直线、弧和二次曲线的草图来构建 的形状 。
注意: 片体可以是参数化特征 (全息片体)或非参数化特征。全息片体可用 Edit→Feature→Parameters…进行编缉。
自由形状建模过程
基于点
过定义点 (Through Points)
拟合 (Fit)
New: Spline by Points Spline by Poles
建立样条曲线
拟合 (Fit)
建立样条曲线 (续)
正交平面(Perpendiculat to planes)
cast\crv\spline_2a.prt
建立样条曲线 (续)
多补片(Multiple)_ 为B-样条曲面，应规定线串数至少=V方向阶数+1，规定附加线串，增 加补片数 。
UG NX造型设计 工程项目三 UG曲线—咖啡壶设计
图3.54
相切作一圆弧
图3.55
利用“中心，起点，终点”绘制圆弧
3．圆
绘制圆的方法为指定圆心点并指定圆弧 上一点（或在辅助工具行输入圆的尺寸）。
4．曲线倒圆角
在“基本曲线”对话框中单击“圆角” 按钮 ，系统将会弹出“曲线倒圆”对话 框。 图3.56列出了各种创建倒圆角的方式。
图3.56
曲线倒圆角
表3.2
构 造 方 法 5点 4点，1斜率 3点，2斜率 3点，顶点 2点，定点，Rho 剩余系数 2点，2斜率，Rho
一般二次曲线的构造方法
含 义
创建一个由5个共面点定义的二次曲线段 根据4个共面点以及第1点处的斜率确定一个二次曲线段 根据3个点、第1点处的斜率以及第3点处的斜率确定一个二次曲 线段
（1）使用点构造器指出椭圆的中心点。 （2）定义椭圆的创建参数，需要设置的椭 圆参数包括长轴、短轴的长度以及中心的 位置，如图3.59所示。
图3.59
椭圆各参数
5．二次曲线
（1）抛物线
创建抛物线的步骤如下： ① 使用点构造器指定抛物线的顶点。 ② 定义抛物线的创建参数。
图3.60
剖切圆锥创建二次曲线
图3.64
修剪曲线
图3.65
等分曲线
（3）编辑圆角
① 选择想用的修剪方法。 ② 选择要编辑的对象。 ③ 定义用于创建已修改的圆角的参数。
知识链接4
来自非曲线集的曲线
（1）桥接曲线 （2）简化曲线 （3）合并曲线
图3.66
桥接曲线
知识链接5
曲线网格特征 通过曲线网格创建曲线网格体的选择 步骤如图3.67所示。
1．设置工作坐标原点 2．选择旋转工作坐标系 3．绘制椭圆 4．旋转工作坐标系 5．创建样条曲线
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脊柱线串
截面片体是利用一系列法向于脊柱线串 与控制线串的交点生成的截面构成。脊 柱线串应是一高质量曲线，它决定生成 截面片体的质量。
二次截面特征∶五线 (Five Points)
mff_section_3.prt
利用已存的五条线串为控制线串建立片体，脊柱线串可以是另一已存的线串， 也可从五条线串中选择。
综述
过渡片体是建立在主片体或实体表面间的光顺过渡。包括建立自由形状特征与某些特征操作。
常用于过渡片体的自由形状特征有∶ 二次截面特征 (Section Feature) ； 桥接曲面 (Bridge Surface) ；
N-边曲面 (N-Sided Surface) ；
面倒圆、软倒圆 (Soft Blend) 。
桥接曲面
mff_bridge_2.prt
练习：桥接曲面
mff_bridge_3.prt
mff_bridge_4.prt
N-边曲面
mff_n-sides_1.prt
N-边曲面从形成闭合的任意数的曲线构建曲面。可以指定与外侧表面的连续性。 形状控制选项移动中心点和改变在中心点处的尖锐度。而维持连续性约束。
mff_n-sides_1.prt
Insert Mesh Surface N-sides Surface
Insert Combine Bodies Patch
N-边曲面(续)
mff_n-sides_2.prt
多三角补片
规定轮廓曲线和边缘。轮廓必须是简单闭合的；
可选项、选择表面为相切或曲率约束面 ；
修剪的单片体 规定轮廓曲线和边缘。轮廓必须是简单闭合的； 可选项、选择表面为相切约束面； 可选项、设置一脊柱线或矢量方向为N-边曲面的U/V方向； 如果不规定相切约束，将显示形状控制对话框，可进一步 调整新片体的形状。
N-边曲面(续)
Insert Curve from curve Project..
该选项在两个线串间形成一光顺倒圆建立片体，每个截面的丰满度由相应的 rho值控制，rho 值范围在0.8到0.4间。
1st线串/2nd线串/脊柱线
1st/ 2nd片体
RHO
二次截面特征∶圆角-桥接 (Fillet-Bridge)
mff_section_4.prt
该选项在位于两组表面上的两线串间形成一桥接面建立片体，在每个端部片体 在线串处相切于表面(匹配相切) ；在每个端部片体在线串处也可选择曲率连续 (匹配曲率)。
UG 机械自由形状建模 (三)
EDS PLM Solutions (China) 洪如瑾 20.5.2005 rujin.hong.ext@
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第4单元∶建立、编辑过渡片体
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二次截面特征∶圆角-肩线 (Fillet-shoulder)
该片体起始在选择的第一线串，相切到选择的第一片体，终止在选择的第二线
串，相切到选择的第二片体，并通过肩线。
1st/ 2nd片体
1st线串/2nd线串
肩线 脊柱线
二次截面特征∶圆角-rho (Fillet-rho)
mff_section_5.prt
Extend Method: 线性 1 C2 线性
2
练习:曲面修剪和延伸
cdt_trim_extend .prt
练习:曲面修剪和延伸(续)
Surface_Trim_Extend
有什么问题吗?
rujin.hong.ext@
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拟合类型∶(V方向)
三次(Cubic)_ 在V方向为3阶，在补片之间是C1 (相切) 连续。 五次(Quintic)_ 在V方向为5阶，在补片之间是C2 (曲率)连续。
二次截面特征 (续)
顶部线
即公有的斜率控制线串，或称锚线串
(Anchor String) 。
RHO
Rho是控制每个截面的丰满 (Fullness) 度的值。
可选择一样条，它的形状将反映在特征中(继承形状)。
挢接选项
1st/ 2nd片体
1st线串/2nd线串/脊柱线
桥接曲面
mff_bridge_1.prt
Bridge建立一个连接两个修剪或不修剪面的B-样条曲面片体。可以规定在桥接曲 面与定义表面是相切连续或曲率连续。可选项的侧表面或线串(一个或两个) 可 用于控制桥接片体的形状。
二次截面特征
二次截面特征利用二次曲面技术构建片体，为了完全定义片体，必须有足够 数据去规定为定义一二次曲面要求的五个条件。 截面类型∶(U方向)
二次(Conic)_ 产生一真实，严格的无曲率反向的二次曲线。 三次(Cubic)_有与二次选项粗略相同的形状的曲线 (非严格的二 次曲线)，但产生一有较好参数化的曲面 。 五次(Quintic)_ 产生曲面是5阶并在补片间是C2 (曲率) 连续。
将显示形状控制对话框。
N-边曲面(续)
曲面：过渡拐角
mff_corner.prt
在两个或多个截面sert→ Trim →Trimmed Sheet
fff_trimmed_sheet.prt
建立一相关的修剪片体
曲面修剪和延伸
Insert→ Trim →Trim and Extend 允许通过一规定的距离或到其它面,方便地修剪和延伸面。