UG-NX-100机械设计教程(高校本科教材)-教案-第6章-曲面设计课件.pptx

1、UG NX 10.0 机械设计教程机械设计教程 n 第1章 软件的工作界面与基本设置n 第2章 二维草图设计n 第3章 零件设计n 第4章 装配设计n 第5章 工程图设计n 第6章 曲面设计n 第7章 NX 钣金设计 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。第6章 曲面设计 UG NX 10.0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

2、 10.0提供的曲面造型的方法。6.1 曲面设计概述 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，如图6.2.1所示。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。图6.2.1 拉伸曲面a）特征截面 选取此曲线b）拉伸曲面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

3、单“插入”|“设计特征”|“旋转”命令来创建旋转曲面。图6.2.3 旋转曲面b）旋转曲面a）特征截面选取此曲线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。图6.2.3 有界平面与拉伸曲面的比较b）相同的特征截面a）有界平面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

4、入”|“扫掠”|“扫掠”命令来创建扫掠曲面。图6.2.4 扫略曲面 a）特征线串引导线串截面线串b）扫略曲面6.2.4 创建网格曲面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。图6.2.5 直纹面的创建a）曲线串选取曲线串1选取曲线串2b）创建的直纹面 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

5、”|“网格曲面”|“通过曲线组”命令来创建。图6.2.6 通过曲线组创建曲面a）截面特征b）创建的曲面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。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。图6.2.7 通过曲线网格创建曲面a）创建前曲线串1曲线串3曲线串2曲线串4b）创建后手机盖曲面图

6、6.2.16 创建曲线1(建模环境)曲线1_1曲线1_2图6.2.15 手机盖曲面图6.2.17 草图1(草图环境)图6.2.18 创建曲线2（建模环境）曲线2图6.2.20 创建曲线3（建模环境）曲线3图6.2.19 草图2（草图环境）图6.2.24 草图4(草图环境)图6.2.25 创建曲面曲面1 曲面2图6.2.26 特征线串曲线1_1曲线1_2曲线2曲线3图6.2.28 选取约束面曲面1图6.2.27 选取曲线串曲线4_2曲线4_1曲线4_3曲线3图6.2.23 创建曲线4（建模环境）曲线4图6.2.21 创建基准平面1选择此端点图6.2.22 草图3（草图环境）6.2.5 曲面的特性

7、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。图6.2.9 颜色图例图6.2.8 分析结果图6.2.10 分析结果图6.2.36 颜色图例图6.2.35 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。图6.3.1 偏置曲面的创建a）偏置前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。图6.3.2 偏移曲面a）偏移前选取曲面b）偏移后6.4 曲面的复

8、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 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）。用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“关联复制”|“抽取”命令进行复制。a）抽取前b）抽取后图6.4.1 抽取区域曲面6

9、.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。用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“修剪”|“修剪的片体”命令进行曲面修剪。图6.5.1 修剪片体a）修剪前b）修剪后6.5.2 分割面 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。用户可以通过选择下拉菜单“插入”|“修剪”

10、|“分割面”命令进行曲面分割。图6.5.2 分割表面a）分割前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。图6.6.1 曲面延伸的创建a）延伸前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。图6.7.1 曲面的缝合a）缝合前选取曲面1选取曲面2b）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6.8

11、.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。图6.8.1 曲面的加厚放大图b）加厚后a）加厚前放大图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。图6.8.2 封闭曲面的实体化实体b）实体化后面组a）实体化前图6.8.3 实体化前截面视图图6.8.4 实体化后截面视图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

12、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。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

13、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。图6.11.1 开放曲面加厚模型图6.11.2 拉伸曲面图6.11.3 基准平面图6.11.5 镜像特征图6.11.4 有界平面a）有界平面b）有界平面草图习题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

14、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。图6.11.7 基准平面1图6.11.6 拉伸特征1a）拉伸特征1b）截面草图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6.11.9 基准平面2图6.11.8 草图1图6.11.10 草图2Step7.创建图6.11.11所示的通过网格曲线曲面1

15、。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2Step9.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6.11.12 通过曲线组曲面1图6.11.13 通过曲线组曲面2Step10.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。Step13.缝合所有曲面。Step14.创建加厚特征1，如图6.11.17所示。Step15

16、.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。图6.11.14 拉伸特征2图6.11.15 网格曲面特征2图6.11.16 其余网格曲面特征图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

17、.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。图6.11.20 水瓶模型图6.11.21 草图曲线1、2草图曲线2草图曲线1图6.11.22 草图曲线3草图曲线3Step4.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。图6.11.23 扫略特征曲面图6.11.24 旋转特征曲面图6.11.26 圆角特征图6.11.25 旋转截面草图习题4修整曲面打开文件surf_finishing.prt，通过对图6.1

18、1.27a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所示的模型。通过本习题的练习，体会和掌握使用曲面构造实体的技巧。图6.11.27 习题4d）缝合并倒圆角放大图e）曲面加厚b）修剪曲面a）修剪前f）最终效果c）两次修剪习题5根据图6.11.28所示的零件视图创建零件模型鼠标盖（mouse_surface.prt）。a）轴测方位1b）轴测方位2c）轴测方位3f）上视图e）左视图d）前视图图6.11.28 零件视图习题6根据图6.11.29所示的零件视图创建零件模型控制面板（panel.prt）。图6.11.29 零件视图c）轴测方位3b）轴测方位2a）轴测方位1e）左视图d）前视图f）后视图习题7根据图6.11.30所示的零件视图创建零件模型水瓶（bottle.prt）。图6.11.30 零件视图e）左视图d）前视图f）下视图c）轴测方位3b）轴测方位2a）轴测方位1