ugnx6中文版应用与实例教程（第2版）教学课件作者黎震第5章.pptx

第5章 曲面造型,5.1 曲面概述 5.2 由点构造曲面 5.3 由曲线构造曲面 5.4 其他构造曲面 5.5 曲面编辑 5.6 曲面操作与编辑综合实例,5.1 曲面概述,5.1.1 曲面的概念及分类 1．曲面的基本概念 1）实体、片体和曲面 在UG中，构造的物体类型有2种：实体与片体 （1）实体：具有厚度、由封闭表面包围的具有体积的物体 （2）片体：厚度为0，没有体积存在 （3）曲面：任何片体、片体的组合以及实体的所有表面下一页,返回,5.1 曲面概述,2）曲面的U、V方向 在数学上，曲面是用两个方向的参数定义的：行方向由U参数、列方向由V参数定义对于“通过点”的曲面，大致具有同方向的一组点构成了行，与行大约垂直的一组点构成了列方向，如图5.1-1所示对于“通过曲线”和“直纹面”的生成方法，曲线方向代表了U方向，如图5.1-2所示上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,3）曲面的阶次 曲面的阶次类似于曲线的阶次，是一个数学概念，用来描述片体的多项式的最高次数，由于片体具有U、V两个方向的参数，因此，需分别指定次数在UG NX中，片体在U、V方向的次数必须介于2～24，但最好采用3次，称为双三次曲面。

4）补片类型 片体是由补片构成的，根据补片的类型可分为单补片和多补片单补片是指所建立的片体只包含一个单一的补片，而多补片则是由一系列的单补片组成，如图5.1-3所示上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,5）曲面公差 （1）距离公差：指构造曲面与数学表达的理论曲面在对应点所允许的最大距离误差 （2）角度公差：指构造曲面与数学表达的理论曲面在对应点所允许的最大角度误差上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,2．曲面的常见类型 通常，定义曲面特征可以采用点、线、片体或实体的边界和表面根据其创建方法的不同，曲面可以分为很多类型，常见的有以下几种 （1）基于点的曲面：主要有通过点、由极点、点云、四点曲面等类型 （2）基于曲线的曲面：主要有直纹曲面、通过曲线、过曲线网格、扫描和截面体等类型 （3）基于片体的曲面：主要有延伸片体、桥接片体、增厚片体、面圆角、软圆角、偏置面等类型上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,3．曲面造型的预设置 在曲面造型前，为获得合适的曲面，应当在建模之前进行曲面预设置 单击菜单【首选项】/【建模】选项，打开“建模首选项”对话框，如图5.1-4所示 1）“常规”选项卡 （1）体类型：控制基于曲线的自由特征、扫掠特征生成的是实体还是曲面（图纸页）。

上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,（2）栅格线：框显示模式下，控制曲面内部是否以线条显示，以区别是曲面还是曲线，曲面内部曲线的条数可分别由U、V方向的显示条数控制；如图5.1-6（a）所示的线框，不能看出是一个曲面还是4条曲线；而在图5.1-6（b）中，用户立即看出这是曲面如果在“建模首选项”中没有设定，可以在曲面构造完成后，单击菜单【编辑】/【对象显示】选项，选择需编辑的曲面，单击【确定】按钮，在如图5.1-7所示的对话框中设置“U”和“V”数值上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,（3）密度和密度单位：密度主要用于几何特性计算 2）“自由曲面”选项卡 （1）曲线拟合方法：在拟合方法中使用三次还是五次曲线，主要用在样条曲线的构造上 （2）自由曲面构造结果：控制生成的平面在数学上是“平面”表示还是“B-曲面”表示上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,5.1.2 曲面构造的方法和原则 1．构造曲面的方法 使用UG NX6曲面造型模块，用户能够设计复杂的自由外形 按照曲面的类型不同，构造曲面的方法可大致分为以下3类 （1）利用点构造曲面：它根据导入的点数据构建曲线、曲面 （2）利用曲线构造曲面：根据曲线构建曲面，如直纹面、通过曲线、过曲线网格、扫掠、截面线等构造方法，此类曲面是全参数化特征，曲面与曲线之间具有关联性，工程上大多采用这种方法。

上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,（3）利用曲面构造曲面：根据曲面为基础构建新的曲面，如桥接、N-边曲面、延伸、按规律延伸、放大、曲面偏置、粗略偏置、扩大、偏置、大致偏置、曲面合成、全局形状、裁剪曲面、过渡曲面等构造方法 2．曲面工具 UG软件的曲面设计模块中，具有十分强大的曲面造型功能，主要包含常规曲面设计、自由曲面设计和曲面编辑等功能构造曲面的工具条和菜单如图5.1-8所示上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,3．构造曲面的一般原则 在UG NX6中，使用曲面功能设计产品外形时，一般应遵循以下原则： （1）用于构造曲面的曲线尽可能简单，曲线阶次数3 （2）用于构造曲面的曲线要保证光顺连续，避免产生尖角、交叉和重叠 （3）曲面的曲率半径尽可能大，否则会造成加工困难和复杂 （4）曲面的阶次尽量选择三次，避免使用高次曲面上一页,下一页,返回,5.1 曲面概述,（5）避免构造非参数化特征 （6）如有测量的数据点，建议可先生成曲线，再利用曲线构造曲面 （7）根据不同3D零件的形状特点，合理使用各种曲面构造方法 （8）设计薄壳零件时，尽可能采用修剪实体，再用抽壳方法进行创建 （9）面之间的圆角过渡尽可能在实体上进行操作。

（10）内圆角半径应略大于标准刀具半径，以方便加工上一页,返回,5.2 由点构造曲面,【例5.2-1】“通过点”与“从极点”构造曲面操作实例 根据如图5.2-1所示点，用“通过点”或“从极点”的方法构造曲面操作步骤如下 （1）单击图标 或单击【插入】/【曲面】/【通过点】选项，弹出如图5.2-2所示的对话框（如果为【从极点】，应单击图标 ，后面的操作类似） （2）按图5.2-2所示进行设置，单击【确定】按钮，弹出如图5.2-3所示“过点”对话框下一页,返回,5.2 由点构造曲面,（3）确定点的选择方法为【全部成链】，弹出“指定点”对话框，按提示在屏幕上依次选择每行的起点、终点，选完一行后，单击【确定】按钮，依次选择下一行点，全部完成点的指定后，单击如图5.2-4所示【所有指定的点】按钮，完成曲面，如图5.2-5所示其中，图（a）为“通过点”构造的曲面；图（b）为“从极点”构造的曲面 当点来自扫描仪或数控测量点时，数据非常庞大，输入的点数很多，而且这些点可能没有严格按照行或列组织，是一种无规律的散乱点形式，此时，利用“从点云”的构造方式比较方便上一页,下一页,返回,5.2 由点构造曲面,【例5.2-2】“从点云”构造曲面操作实例 根据如图5.2-1所示点，用“从点云”的方法构造曲面。

操作步骤如下 （1）单击图标 或单击【插入】/【曲面】/【从点云】选项，弹出如图5.2-7所示的对话框 （2）输入U方向和V方向次数，建议输入“3”输入U方向和V方向曲面片数上一页,下一页,返回,5.2 由点构造曲面,（3）确定坐标方向：由于点云没有行、列组织，因此，需要指定一个坐标系如果用户不指定，系统有默认的四边形和U、V轴，如图5.2-8所示 （4）在屏幕上选择点：直接用鼠标画出矩形框将需要输入的点全部包含在内构造的曲面如图5.2-9所示上一页,下一页,返回,5.2 由点构造曲面,【例5.2-3】“四点曲面”操作实例 根据已知四点，用“四点曲面”的方法构造曲面操作步骤如下 （1）单击图标 或单击【插入】/【曲面】/【四点曲面】选项，弹出如图5.2-10属性栏 （2）按提示依次选择四点，单击【确定】按钮，完成曲面构造，如图5.2-11所示上一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,5.3.1 直纹面 直纹面是严格通过两条截面线串而生成的直纹片体或实体，它主要表现为在两个截面之间创建线性过渡的曲面 1．“直纹面”操作实例 【例5.3-1】通过两条曲线创建直纹面 操作步骤如下 （1）单击直纹面图标 或单击【插入】/【网格曲面】/【直纹面】选项，弹出“直纹”对话框，如图5.3-1所示。

下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,（2）选择第一条曲线作为截面线串1，在第一条曲线上，会出现一个方向箭头 （3）单击鼠标中键完成截面线串1的选择或单击截面线串2选择按钮 ，选择第二条曲线作为截面线串2，在第二条曲线上，也会出现一个方向箭头，如图5.3-2所示 （4）可以根据输入曲线的类型，选择需要的对齐方式，如图5.3-1所示，然后单击【确定】按钮，得到如图5.3-3所示的曲面，完成曲面创建上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,2．对齐方式 用曲线构成曲面时，对齐方法说明了截面曲线之间的对应关系，对齐将影响曲面形状直纹曲面常用对齐方式如图5.3-5所示 （1）参数：参数对齐指的是沿曲线等参数分布的对应点连接，如图5.3-5所示 （2）根据点：当对应的截面线具有尖点或多段时，这种方法要求选择对应的点，如图5.3-6（a）中对应的点1、点2，首末点自动对应，不需指定，构成直纹曲面如图5.3-6（b）所示上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,5.3.2 通过曲线组 构造复杂曲面时，先输入多个点，然后构成一系列样条曲线，再通过曲线构造曲面，这种方法构造的曲面通过每一条曲线 1．“通过曲线组”操作实例 【例5.3-2】通过若干曲线构造曲面。

操作步骤如下上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,（1）单击通过曲线组图标 或单击【插入】/【网格曲面】/【通过曲线组】选项，弹出如图5.3-7所示“通过曲线组”对话框 （2）依次选择每一条曲线（每选完一个曲线串，单击鼠标中键，该曲线一端出现箭头，应当注意各曲线箭头方向一致），完成所有曲线选择，如图5.3-8所示上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,（3）在“对齐”选项组中选择“参数”对齐方式 （4）在“设置”选项组中确定V向阶次（建议输入“3”） （5）单击【确定】按钮，得到如图5.3-9所示曲面 2．对齐方式 如图5.3-7所示，“通过曲线组”构造曲面的对齐方法除前面介绍的“参数”、“根据点”对齐方法外，还有以下几种常见方式上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,（1）圆弧长：两组截面线和等参数曲线建立连接点，这些连接点在截面线上的分布和间隔方式是根据等弧长的方式建立，如图5.3-12所示 （2）距离：以指定的方向沿曲线以等距离间隔分布点，如图5.3-13所示 （3）角度：绕一根指定轴线，沿曲线以等角度间隔分布点，如图5.3-14所示 （4）脊线：沿指定的脊线以等距离间隔建立连接点，曲面的长度受脊线限制，如图5.3-15所示。

上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,5.3.3 通过曲线网格 通过曲线网格方法是使用两个方向的曲线来构造曲面其中，一个方向的曲线称为主曲线，另一个方向的曲线称为交叉曲线 过曲线网格生成的曲面是双3次的，即U、V方向都是3次的 【例5.3-3】通过如图5.3-16（a）所示曲线网格构造曲面 操作步骤如下 （1）单击图标 或单击【插入】/【网格曲面】/【通过曲线网格】选项，弹出如图5.3-17“通过曲线网格”对话框上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,（2）选择主曲线：选择一条主曲线后，单击鼠标中键，该曲线一端出现箭头；依次选择其他的主曲线（注意每条主曲线的箭头方向应一致），如图5.3-16（b）所示 （3）选择交叉曲线：在“交叉曲线”选项组中单击图标 ，选择另一方向的曲线为交叉曲线，每选择完一条交叉曲线后，单击鼠标中键，然后选择其他交叉曲线，全部选完交叉曲线后如图5.3-16（c）所示 （4）在如图5.3-18所示“输出曲面选项”选项组中选择强调方法，确定有无约束条件，然后单击【确定】按钮，曲面如图5.3-19所示上一页,下一页,返回,5.3 由曲线构造曲面,5.3.4 扫掠 扫掠曲面是通过将曲线轮廓以预先描述的方式沿空间路径移动来创建曲面，移动的曲。