UG NX 8.0中文版 基础教程(光盘内容另行下载,地址见书封底)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:王中行,李志国

出版社:清华大学出版社

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UG NX 8.0中文版 基础教程(光盘内容另行下载,地址见书封底)

UG NX 8.0中文版 基础教程(光盘内容另行下载,地址见书封底)试读:

前言

UG NX是一款集CAD/CAM/CAE于一体的3D参数化软件,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一。新版本的UG NX 8.0软件提供了多种新功能和更强大的工具,便于用户进行设计、仿真和制造;其构建在西门子的全新PLM技术框架之上,可以提供可视程度更高的信息和分析,从而改善协同和决策过程。

应客户的要求,新版本的UG NX 8.0软件在CAD建模、验证、制图、仿真/CAE、工装设计和加工流程等方面增强了功能,提高了整个产品开发过程中的生产效率,从而可以更快地提供质量更高的产品。

1. 本书内容介绍

本书以理论知识为基础,以机械设备中最常见的零部件模型为训练对象,带领读者全面学习UG NX 8.0软件,从而达到快速入门和独立进行产品设计的目的,全书共分9章,具体内容如下。

第1章 主要介绍UG NX 8.0软件的特点和功能,以及如何设置UG的基本环境,另外还详细讲解了各种基本操作和工作图层管理等内容。

第2章 主要介绍坐标系的设置、视图的布局和表达式等建模通用知识,并细致地讲解了构造器和基准特征等相关工具的使用方法和操作技巧。

第3章 主要介绍UG NX中的草绘基本环境、常用草绘工具的使用方法,以及相关的约束管理等内容。

第4章 主要介绍体素特征、扫描特征和设计特征的创建方法,以及特征关联复制的各种操作。

第5章 主要介绍在UG NX中利用布尔运算和相关的特征编辑工具进行产品设计的操作方法和使用技巧。

第6章 主要介绍空间曲线的绘制方法,包括各类基本曲线和高级曲线,并详细介绍了空间曲线的各种操作和编辑方法。

第7章 主要介绍曲面的相关概念,以及有关曲面编辑的操作方法和技巧,并通过以线构面和以面构面的方式,全面介绍曲面造型的创建方法。

第8章 重点介绍UG工程图的建立和编辑方法,具体包括工程图的参数预设置、图纸操作、添加视图,以及编辑和标注工程图等内容。

第9章 主要介绍使用UG NX 8.0进行装配设计的基本方法,包括自底向上和自顶向下的装配方法,以及执行组件编辑和创建爆炸视图等操作方法。

2. 本书主要特色

本书是指导初级和中级用户学习UG NX 8.0中文版绘图软件的基础图书。本书全面系统地介绍了使用该新版软件进行产品设计的方法,主要体现为以下两个特色。

□ 内容系统性和直观性

本书内容强调系统性和直观性,特别是对在使用UG NX 8.0软件过程中容易造成失误的很多细节作了细致的阐述。各章节均附有大量来自实践的工程设计案例,以帮助读者将所学理论知识应用于工程实际。

此外,本书在专业内容的安排上也进行了细化,对于较为简单、通俗易懂的知识点使用较短的篇幅介绍,而对于在设计中不容易掌握的内容则加大篇幅进行详细介绍。

□ 案例的实用性和典型性

为提高读者实际绘图能力,本书在讲解软件专业知识的同时,各章都安排了丰富的“典型案例”和“扩展练习”来辅助读者巩固知识,这样安排可以快速解决读者在学习该软件过程中所遇到的大量实际问题。

各个典型案例和扩展练习的挑选都与工程设计紧密联系在一起。本书将详细介绍这些典型模型的结构特征、应用场合、设计产品过程需要注意的重点难点,同时附有简洁明了的步骤说明,使用户在制作过程中不仅能巩固知识,而且还能通过这些练习建立产品设计思路,在今后的设计过程中,达到举一反三的效果。

3. 随书光盘内容

为帮助读者更好地学习和使用本书,本书专门配带了多媒体学习光盘,提供了本书实例源文件、最终效果图和全程配音的教学视频文件。在光盘使用之前,需要首先安装光盘中提供的tscc插件才能运行视频文件。这3个文件夹的具体内容介绍如下。□ example文件夹提供了本书主要实例的全程配音教学视频文件。□ downloads文件夹提供了本书实例素材文件。□ image文件夹提供了本书主要实例最终效果图。

4. 本书适用的对象

本书是面向实际应用的用UG NX 8.0进行产品设计的基础图书,配有相应的典型案例和扩展练习,可以作为高校、职业技术院校机械、机电等专业的初、中级培训教程。教师在组织授课时可灵活掌握。数据可安排26~30个课时。

除了封面署名人员之外,参与本书编写的人员还有马海军、李海庆、陶丽、王咏梅、康显丽、郝军启、朱俊成、宋强、孙洪叶、袁江涛、张东平、吴鹏、王新伟、刘青凤、汤莉、冀明、王超英、王丹花、闫琰、张丽莉、李卫平、王慧、牛红惠、丁国庆、黄锦刚、李旎、王中行、李志国等。在编写过程中难免会有漏洞,欢迎读者通过我们的网站www.itzcn.com与我们联系,帮助我们改正提高。编者2012年7月第1章 UG NX 8.0基础知识

UG NX是一款集CAD/CAM/CAE于一体的3D参数化软件,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一。新版本的UG NX 8.0软件提供了多种新功能和更强大的工具,便于用户进行设计、仿真和制造。UG NX 8.0构建在西门子的全新PLM技术框架之上,可以提供可视程度更高的信息和分析,从而改善协同和决策过程。

本章主要介绍UG NX 8.0软件的特点和功能,以及如何设置UG的基本环境,另外将详细讲解各种基本操作和工作图层管理等内容。

本章学习目的:> 了解UG NX软件主要技术特点> 了解UG NX软件各模块的特点> 熟悉UG NX 8.0软件的工作界面> 熟悉UG NX基本环境的设置方法> 掌握对象操作和视图操作> 掌握文件操作和图层的管理方法1.1 UG NX概述

同以往国内使用最多的AutoCAD等通用绘图软件比较,UG NX软件直接采用了统一数据库、矢量化和关联性处理,以及三维建模同二维工程图相关联等技术,大大节省了用户的实际时间,提高了工作效率。该软件不仅是一套集成的CAX程序,而且已远远超越了个人和部门生产力的范畴,完全能够改善整体流程以及该流程中每个步骤的效率,因而被广泛地应用于航空、航天、汽车、通用机械和造船等工业领域。1.1.1 UG NX技术特点

UG NX软件系统提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品的开发从设计到加工,真正实现了数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造。UG NX面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中,用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关,从而有效地实现并行工程。

1. UG NX技术特点

伴随着UG NX版本不断地更新和功能不断地扩充,该软件朝着专业化和智能化方向发展,其主要技术特点如下所述。□ 智能化的操作环境 UG NX具有良好的用户界面,绝大多数功能都可以通过图标来实现,并且在进行对象操作时,具有自动推理功能。同时,在每个操作步骤中,绘图区上方的信息栏和提示栏中将提示操作信息,便于用户做出正确的选择。□ 建模的灵活性 UG NX以基于特征(如孔、凸台、槽沟和倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型的基础,类似于工程师传统的设计方法,可以用参数驱动;且该软件具有统一的数据库,真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换,可实施并行工程。此外,该软件采用复合建模技术,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融为一体。□ 集成的工程设计功能 UG NX出图功能强,可以十分方便地将三维实体模型生成二维工程图,且可以按照ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。此外,UG还可以直接对实体作旋转剖和阶梯剖等操作生成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。

2. UG NX 8.0的新特点

UG NX 8.0软件提供了多种新功能和更强大的工具,便于用户进行设计、仿真和制造。UG NX 8.0构建在西门子的全新PLM技术框架之上,可以提供可视程度更高的信息和分析,从而改善协同和决策过程。

应客户的要求,新版本的UG NX 8.0软件在CAD建模、验证、制图、仿真/CAE、工装设计和加工流程等方面增强了功能,从而提高了整个产品开发过程中的生产效率,可以更快地提供质量更高的产品,其主要呈现出以下几方面的新特点。□ 更高效的产品开发、更好的质量、更快的开发速度、更低的成本。□ 更快、更高效的建模,更好地符合标准和产品要求。□ 将仿真建模和求解时间较之前版本缩短70%之多。□ 更多用于优化和多物理场的分析解决方案。□ 更加高效的NC编程、更快的工装设计。1.1.2 UG NX软件的功能模块

UG NX功能非常之强大,涉及到工业设计与制造的各个层面,是业界最好的工业设计软件包之一。该软件的各功能是靠各种模块来实现的,用户可以通过利用不同的功能模块来实现不同的用途。UG NX整个系统由大量的模块所构成,可以分为以下几大模块。

1. 基本环境模块

基本环境模块即基础模块,它仅提供一些最基本的操作,如新建文件、打开文件、输入/输出不同格式的文件、层的控制和视图定义等,是其他模块的基础。

2. CAD模块

UG NX软件的CAD模块是产品设计的基本模块,包括实体建模、特征建模、自由形状建模、装配建模和制图等基本模块,是CAID(计算机辅助工业设计)和CAD的集成软件,较好地解决了以往难以克服的CAID和CAD数据传输的难题。该模块又由以下许多独立功能的子模块构成。□ 建模模块 建模模块作为新一代产品造型模块,提供实体建模、特征建模、自由曲面建模等先进的造型和辅助功能。图1-1所示的茶壶模型就是使用建模工具获得的。图1-1 茶壶模型□ 制图 UG工程制图模块是以实体模型为基础自动生成的平面工程图,用户也可以利用曲线功能绘制平面工程图。其中,3D模型的任何改变都将会同步更新工程图,从而使二维工程图与3D模型完全一致,同时也减少了因3D模型改变而更新二维工程图的时间。图1-2所示就是使用该模块创建的法兰轴工程图。图1-2 创建工程图□ 装配建模 UG装配建模模块用于产品的模拟装配,支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中进行相应的设计和编辑,而组件则以各种约束方式被灵活地配对或定位,从而改进了性能并减少了存储的需求。图1-3所示就是在该模块中创建的减速器装配体效果。□ 模具设计 Mold Wizard是UGS公司提供的运行在UG NX软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模具设计模块。该模块的最终目的是生成与产品参数相关的、可用于数控加工的三维模具模型。此外,3D模型的每一改变均会自动地关联到相应的型腔和型芯部分。图1-4所示就是使用该模块进行模具设计的效果。

3. CAM模块

利用【加工】模块可以根据建立起的三维模型生成数控代码,用于产品的加工,且其后处理程序支持多种类型的数控机床。【加工】模块提供了众多的基本模块,如车削、固定轴铣削、可变轴铣削、切削仿真和线切割等。图1-5所示就是使用铣削功能创建的仿真刀具轨迹。图1-3 减速器装配图1-4 电话机下壳模具效果

4. CAE模块

CAE功能主要包括结构分析、运动和智能建模等应用模块,是一种能够进行质量自动评测的产品开发系统,提供简便易学的性能仿真工具,使任何设计人员都可以进行高级的性能分析,从而获得更高质量的模型。图1-6所示就是使用结构分析模块对带轮部件执行有限元分析的效果。图1-5 仿真刀具轨迹图1-6 带轮有限元分析1.1.3 UG NX 8.0新增功能

新版本的UG NX 8.0软件在相应的模块中增加了新的工具,并对原有的操作工具或命令进行了不同程度地加强,便于用户快捷高效地完成设计任务。例如在草绘过程中,系统允许输入负值尺寸,便于草图的标注;在编辑创建的孔特征时,可以更改其类型,且边倒圆和软倒角工具支持二次曲线;阵列特征的创建类型得到扩大,可以通过更为广泛的布局创建多种阵列特征;表达式功能增强,支持包括中文在内的多种国际语言;GC工具箱中新增了弹簧建模工具等。

上述这些新增或增强工具的操作方法和技巧将在以后相应的章节中详细介绍,这里不再赘述。现着重介绍几种特殊的新增功能。

1. 更简洁的UG NX 8.0菜单图标

UG NX 8.0的菜单图标有所变化,其看上去更加简洁,方便用户进行相应的操作,图1-7所示即是打开的【拉伸】工具对话框。图1-7 【拉伸】对话框

2. 新增重复命令

UG NX 8.0新增的重复命令,相当于历史记录,可以重复调用使用过的功能命令。用户可以选择【工具】|【重复命令】选项,然后在其子菜单中选择使用过的功能命令,或者按F4键,即可直接调用上一个使用过的功能命令,如图1-8所示。图1-8 调用重复命令

3. 实时显示特征状态

在之前版本的UG NX软件中,如选取绘图中的某一对象,其特征状态只出现在上方的状态栏中。而在新版本的UG NX 8.0软件中,当选取一对象时,在光标旁边即可显示该特征的名称或类型,如图1-9所示。

4. 新增约束导航器

UG NX 8.0提供了约束导航器,可以对在装配体中添加的约束进行分析和组织等操作,以便于查找和处理装配体中相关的约束问题。约束导航器可以从资源栏中访问,显示信息的可配置列,并允许用户按组件、约束和状态对约束信息进行分组,如图1-10所示。图1-9 实时显示特征状态图1-10 约束导航器1.1.4 初识UG NX 8.0工作界面

要使用UG NX 8.0软件进行工程设计,必须首先进入该软件的操作环境。用户可以通过新建文件的方法进入操作环境,或者通过打开文件的方法进入该操作环境。

UG NX 8.0中文版的操作界面设置使用视窗风格,简单明快,用户可以方便快捷地找到所需要的工具按钮,其工作界面如图1-11所示。该界面主要由绘图区域、菜单栏、提示栏、状态栏、工具栏和资源栏组合而成,现分别介绍如下。图1-11 UG NX 8.0的工作界面

1. 菜单栏

菜单栏包含了UG NX 8.0软件所有主要的功能,位于主窗口的顶部。菜单栏是下拉式菜单,系统将所有的指令和设置选项予以分类,分别放置在不同的下拉式菜单中。选择其中任何一个菜单时,都将会弹出下拉菜单,同时显示出该功能菜单中所包含的有关指令。

2. 工具栏

工具栏在菜单栏的下面,它以简单直观的图标来表示每个工具的作用。UG NX 8.0具有大量的工具栏供用户使用,只要单击工具栏中的图标按钮就可以启动相应的功能。

在UG NX 8.0中,几乎所有的功能都可以通过单击工具栏上的图标按钮来启动。UG NX 8.0的工具栏可以按照不同的功能分成若干类,且可以以固定或浮动的形式出现在窗口中。如果将光标指针停留在工具栏按钮上,将会出现该工具对应的功能提示。

3. 绘图区

绘图工作区域是UG NX 8.0的主要工作区域,以窗口的形式呈现,占据了屏幕的大部分空间,其用于显示绘图后的效果、分析结果和刀具路径结果等。在UG NX 8.0中,还支持以下操作方法。□ 挤出式按钮 在绘图区域按住鼠标右键,系统将打开新的挤出式按钮,用户可以选择多种视图的操作方式,如图1-12所示。图1-12 挤出式按钮□ 小选择条和快捷菜单 在绘图工作区域的空白处,单击鼠标右键,系统将打开如图1-13所示的小选择条和快捷菜单。用户可以在该快捷菜单中选择视图的操作方式。图1-13 小选择条和快捷菜单

4. 提示栏和状态栏

提示栏位于绘图区的上方,用于提示使用者操作的步骤。在执行每个指令步骤时,系统均会在提示栏中显示使用者必须执行的动作,或提示使用者下一个动作。

状态栏固定于提示栏的右方,其主要用途是显示系统及图素的状态。例如当光标停留在某曲面上时,状态栏将显示当前曲面的特征,如图1-14所示。

5. 资源栏

资源栏是用于管理当前零件的操作及操作参数的一个树形界面,如图1-15所示。图1-14 提示栏和状态栏图1-15 资源栏

该资源栏的导航按钮位于屏幕的左侧,如装配导航器和部件导航器等。该资源栏中各主要导航器按钮的含义可以参照表1-1。表1-1 资源栏主要导航器按钮含义1.2 设置UG NX基本环境

在进行机械设计工作之前,如何能够简易、快速地定义出符合每个不同设计者风格的工作界面,以及如何能够熟练使用这些操作来对付应急问题,是很多初级用户所面临的问题,并且也是亟待解决的问题。UG NX 8.0提供了方便的界面定制方式,可以按照个人需要进行相应的界面定制。1.2.1 系统默认参数设置

使用用户默认设置可以定制UG NX的启动。UG NX中的许多功能和对话框的初识设置以及其他参数都是由用户默认设置控制的。用户默认设置设定后的各部件文件均有效,但偏重于基本环境的设置。且必须关闭UG NX软件再重新打开后,才能看到对用户默认设置所做的更改。

选择【文件】|【实用工具】|【用户默认设置】选项,系统将打开【用户默认设置】对话框,如图1-16所示。在该对话框中即可对基本环境和各应用模块的参数进行详细的设置。但一般情况下,直接使用系统的默认设置即可。图1-16 【用户默认设置】对话框1.2.2 工具栏的设置

为了方便用户的操作,在UG NX软件中除了下拉菜单和快捷键外,系统还提供了大量的工具栏按钮,且每个工具栏的按钮都对应着菜单中的一个命令。在UG NX 8.0的任意操作模块中,都可以根据自身的喜好拖动、定制或改变工具的显示方式,从而达到自定义工具按钮的目的。

1. 自定义工具栏按钮

在UG NX 8.0中除了显示或隐藏当前模块所需的工具按钮以外,还可以拖动各工具栏至任意位置并自定义工具栏按钮。

要执行自定义工具栏按钮操作,用户可以右击任意工具栏中的按钮,在打开的快捷菜单中选择【定制】选项,系统将打开【定制】对话框,如图1-17所示。此时,拖动该对话框中的相应功能命令,或软件界面中的工具按钮至指定的工具栏中即可。图1-17 自定义工具栏按钮

此外,用户还可以新建一个工具栏,并将常用的工具按钮全部放置在该工具栏中,便于辅助用户更快速、准确地完成创建任务。

2. 定制菜单选项

在工程设计过程中,用户可以根据设计的需要,对相应的菜单选项进行定制设置,如将新的菜单项添加至指定的菜单栏中。

要执行定制菜单操作,可以切换至【定制】对话框中的【命令】选项卡,选择要添加的菜单项,将其拖动至指定的菜单栏中即可,如图1-18所示。图1-18 添加菜单选项

此外,如要删除某菜单选项,可以在打开【定制】对话框后,将光标移至指定的选项上,单击鼠标右键,在快捷菜单中选择【删除】选项即可。1.2.3 用户界面设置

在产品的设计过程中,可以通过改变模型和当前环境的显示方式,使图形对象显示更加真实的效果。其中常用的调整方式有两种,一种是通过定义工作平面来显示模型的三维实体效果,另一种是通过真实着色同时改变图形对象和当前环境的显示方式。

1. 定义工作平面

工作平面只能在进入各功能模块后方可设置,具体设置包括图形在绘图区中的网格显示和捕捉等。

要设置工作平面,可以选择【首选项】∣【栅格和工作平面】选项,系统将打开【栅格和工作平面】对话框,如图1-19所示。在该对话框中可以定义以下3种栅格和工作平面类型。□ 矩形均匀网格 选择【矩形均匀】网格类型后,【栅格大小】面板将显示如图1-20所示的3个文本框。在这3个文本框中分别设置相应的参数值,并启用【栅格设置】面板中的【显示栅格】和【显示主线】复选框,即可获得相应的网格效果。图1-19 【栅格和工作平面】对话框图1-20 设置矩形均匀网格□ 矩形非均匀网格 选择【矩形非均匀】网格类型后,【栅格大小】面板将显示如图1-21所示的6个文本框。该网格类型与矩形均匀网格的不同之处在于:该类型可以设置两个方向上的间隔参数。其他操作方法与矩形均匀网格类型相同,这里不再赘述。图1-21 设置矩形非均匀网格□ 极坐标网格 选择【极坐标】网格类型后,【栅格大小】面板将显示如图1-22所示的6个文本框。设置相应的参数值后,网格将按照Z轴方向旋转形成极坐标网格。此时,启用【栅格设置】面板中的【显示栅格】和【显示主线】复选框,即可获得相应的网格效果。图1-22 设置极坐标网格

2. 真实着色

UG NX 8.0软件通过真实着色功能实时反馈产品的外观,并且利用高端的渲染工具、动态着色和预先设定材料等操作,不仅可以缩短产品的开发时间,还可以实现在UG NX模型中创建逼真的视觉效果。

□ 编辑工作界面背景

在UG NX 8.0中,默认的绘图区域呈灰色,且从上到下,由深至浅。若想改变这种视觉效果,可以选择【首选项】∣【背景】选项,系统将打开【编辑背景】对话框,如图1-23所示。该对话框中各选项的含义介绍如下。图1-23 【编辑背景】对话框> 着色视图 着色显示实体和曲面。选择【纯色】单选按钮,背景色将被设置为单一的颜色;选择【渐变】单选按钮,则需要分别指定绘图区域顶部与底部的颜色。此时单击两选项对应的调色板按钮,系统将打开【颜色】对话框,如图1-24所示。在该对话框中指定相应的颜色作为背景颜色即可。图1-24 【颜色】对话框> 线框视图 以线框形式显示实体和曲面,选项含义同着色视图。> 普通颜色 指定单一色调时的颜色,即当在【着色视图】或【线框视图】选项组中选择【纯色】单选按钮时使用的颜色。> 默认渐变颜色 用于恢复默认的顶部与底部的颜色选项。单击该按钮后,之前设置的背景颜色将全部恢复至原来的默认颜色。

□ 真实着色

UG NX 8.0软件的真实着色功能,为用户设计的模型提供了高质量动态可视化以及反射和环境贴图。利用该功能,用户可以在多种环境中以各种材料迅速对其设计进行可视化处理,效果如图1-25所示。图1-25 真实着色1.3 UG NX基本操作

UG NX 8.0作为专业化的图形软件,具有其他软件所不同的特点和使用要求,其中包括相关的对象操作和视图操作等。作为UG NX软件的初学者掌握这些基本操作方法是学好该软件的关键,也是进一步提高作图能力的关键。1.3.1 对象操作

为了更快地适应UG NX软件的工作环境,提高工作效率及绘图的准确性,用户可以根据不同的使用习惯,进行选择对象的参数设置、显示设置和显示/隐藏设置等操作,便于对相关的对象操作有更加清晰地认识。

1. 对象选择设置

在设计过程中,经常需要选择相应的图形对象进行编辑修改,且在选择这些图形对象的同时也要考虑到选择的准确性及时效性。因此,UG NX软件基于不同的设计需要,将对象的选择功能提供了人性化的设置。

□ 类选择器选择

类选择器实际上是一个对象过滤器,使用该选择器可以通过某些限定条件来选择不同种类的对象,从而提高工作效率。特别是创建大型装配实体时,该工具应用最为广泛。

要执行类选择设置,可以在【实用工具】工具栏中单击【编辑对象显示】按钮,系统将打开如图1-26所示的【类选择】对话框。图1-26 【类选择】对话框

在该对话框中,可以根据具体需要通过【过滤器】面板中的5种过滤器来限制选择对象的范围。然后通过合适的选择方式来选择对象,所选对象即可在绘图区中以高亮的方式显示。该对话框中各选项的含义及设置方法,可以参照表1-2。表1-2 【类选择】对话框各选项含义及设置方法

□ 鼠标直接选择

当系统提示选择对象时,光标在绘图区中的形状将变成球体状。当选择单个对象时,该对象将改变颜色;当选择多个对象时,可以将光标在屏幕上指定一点,然后拖动鼠标将所选对象框选在内,释放鼠标即可选择这些对象,效果如图1-27所示。

□ 优先选择对象

除了以上两种选择对象的方法,还可以通过指定优先级来选择指定的对象。用户可以选择【编辑】∣【选择】选项,在打开的子菜单中指定相应的选项,即可执行相关的选择操作。例如选择【最高选择优先级-边】选项,然后利用鼠标选取对象时,将以边为优先选取依据进行选取操作,效果如图1-28所示。图1-27 利用鼠标选择对象图1-28 优先选取边线技巧若需要选择的对象位于多个对象中,可以在选择的对象上按住鼠标,直至光标形状变为,并打开【快速拾取】对话框。此时,在该对话框的列表中选择相应的对象即可。

2. 编辑对象显示

用户可以通过对象显示方式的编辑,修改对象的颜色、线型、宽度和透明度等属性。该操作特别适用于在创建复杂实体模型时,对各部分的观察、选取以及分析修改等。

在【实用工具】工具栏中单击【编辑对象显示】按钮,系统将打开【类选择】对话框。此时,在绘图区中选取相应对象,并单击【确定】按钮,即可打开如图1-29所示的【编辑对象显示】对话框。图1-29 【编辑对象显示】对话框

该对话框包括两个选项卡,在【分析】选项卡中可以设置所选对象各类特征的颜色和线型,一般情况下不予修改。【常规】选项卡中各主要选项的含义可以参照表1-3。表1-3 【常规】选项卡各主要选项含义

3. 显示/隐藏对象

在创建较复杂的实体模型时,由于此模型包含多个对象特征,容易造成用户在大多数的观察角度上无法看到被遮挡的特征对象。此时就可以利用该工具将当前不进行操作的对象暂时隐藏起来,在完成相应的特征操作后,根据需要将隐藏的对象重新显示即可。

在【实用工具】工具栏中单击【显示和隐藏】按钮,系统将打开【显示和隐藏】对话框,如图1-30所示。通过该对话框可以控制工作区中所有图形元素的显示或隐藏状态。图1-30 【显示和隐藏】对话框

该对话框的【类型】列中罗列出了当前图形中所包含的各类型名称,用户可以通过单击类型名称右侧的按钮或按钮,控制该名称类型所对应图形的显示和隐藏状态。1.3.2 视图操作

在模型的创建过程中,经常需要改变观察模型对象视图的位置和角度,以便进行操作和分析研究,这就需要通过各种操作使对象满足观察要求。在UG NX 8.0中,可以通过以下工具实现视图的观察。

1. 观察视图的基本工具

使用【视图】工具栏观察视图是最直观和最常用的方法。该工具栏包含了视图观察操作的所有工具,如图1-31所示。各常用的视图工具的含义及操作方法如表1-4所示。图1-31 【视图】工具栏表1-4 观察视图工具含义及操作方法

2. 观察视图的显示样式

在对视图进行观察时,为了达到不同的观察效果,往往需要改变视图的显示方式,如实体显示、线框显示等。在UG NX 8.0中,视图的显示方式包括以下几种类型。

□ 着色显示

该显示方式通过渲染工作实体面来显示当前环境中的所有实体。着色显示方式有两种类型,其中单击【带边着色】按钮,系统将同时显示实体面和面上各轮廓边;单击【着色】按钮,系统将隐藏面轮廓边,效果如图1-32所示。图1-32 着色显示

此外,还可单击【局部着色】按钮,以突出显示重要的面;单击【艺术外观】按钮,根据指定的基本材料、纹理和光源实际渲染工作视图中的面。

□ 线框显示

该显示方式通过线框的方式显示模型的结构特征。其中,单击【带有淡化边的线框】按钮,系统将以灰色线条显示被隐藏的线;单击【带有隐藏边的线框】按钮,系统将不显示图形中隐藏的线;单击【静态线框】按钮,图形中的隐藏线将显示为虚线,效果如图1-33所示。图1-33 线框显示

3. 切换视图方位

通过视图方位的调整,可以方便、快捷地切换和观察模型对象在各个方向上的视图效果。在绝对坐标系中,包括8种视图方位以供选择,如下所述。□ 测视图 用户可以通过单击相应的按钮将视图切换至两种轴测模式进行观察。其中,单击【正二测视图】按钮,可以从坐标系的右—前—上正角度方向观察实体;单击【正等测视图】按钮,可以从坐标系的右—前—上方向向下倾斜30°观察实体,效果如图1-34所示。□ 正视图 用户可以单击对应的按钮将视图切换至顶、底、左、右、前、后这6个视角方位进行观察,效果如图1-35所示。图1-34 测视图图1-35 正视图1.4 文件操作

在文件菜单中,常用的命令是文件管理命令(新建/打开/保存/另存为),主要用于建立新的零件文件、开启原有的零件文件、保存或者重命名现行零件文件。本节介绍文件管理的基本操作方法。1.4.1 新建和打开文件

在进行工程机械设计时,可以通过新建文件或打开已创建的文件进入UG NX的操作环境。其设置方法是:利用【新建】工具,可以选择各类型的模板进入指定的操作环境;同样可以利用【打开】工具,直接进入与之相对应的操作环境中。

1. 新建文件

要创建新文件,可以选择【文件】|【新建】选项,或者在【标准】工具栏中单击【新建】按钮,系统将打开【新建】对话框,如图1-36所示。图1-36 【新建】对话框

由图1-36可以看出,该对话框包括了6种选项卡。其中,【模型】选项卡包含了执行工程设计的各种模板;【图纸】选项卡包含了执行工程设计的各种图纸类型;【仿真】选项卡包含了仿真操作和分析的各个模板。提示新建文件时,需要注意指定文件的路径与文件名。其中,文件的命名可以按计算机操作系统建立的命名约定(UG NX不支持中文名称,包括路径中也不能有中文)。

2. 打开文件

要打开指定文件,可以选择【文件】|【打开】选项,或者在【标准】工具栏中单击【打开】按钮,系统将弹出【打开】对话框,如图1-37所示。图1-37 打开文件

在该对话框中单击需要打开的文件,或者直接在【文件名】列表框中输入文件名,即可在【预览】窗口中显示所选图形。如果没有图形显示,则需要启用右侧的【预览】复选框进行查看,最后单击OK按钮,即可打开指定的文件。1.4.2 保存和关闭文件

在使用计算机时,往往会因为断电或其他意外事故而造成文件的丢失,给人们的学习和工作带来很多不必要的麻烦,所以及时保存文件显得极其必要。另外,在创建完成一份设计之后,可以通过相应的关闭操作将当前的文件关闭。

1. 保存文件

要保存文件,可以选择【文件】︱【保存】选项,或者在【标准】工具栏中单击【保存】按钮,即可将文件保存到原来的目录。如果需要将当前图形保存为另一个文件,可以选择【文件】︱【另存为】选项,系统将打开【另存为】对话框,如图1-38所示。此时,在【文件名】列表框中输入文件名称,并指定相应的保存类型,然后单击OK按钮即可。图1-38 【另存为】对话框

2. 关闭文件

如果需要关闭当前文件,可以选择【文件】︱【关闭】选项,在打开的子菜单中选择相应的选项进行关闭操作即可。此外,还可以通过单击图形工作窗口右上角的按钮来关闭当前的工作窗口;且在退出UG NX 8.0软件时,系统将会自动提示是否要保存改变的文件。1.5 工作图层管理

在产品的设计过程中,为了方便对模型的管理,可以在空间中使用不同的层次来放置几何体,这种对象分类的设置方法即称为图层,且在整个建模过程中最多可以设置256个图层。用户可以把图层理解为一个个可以叠加的透明层,在不同的图层上可以构建不同的对象。

使用图层管理功能可以将不同的特征或图素放置到不同的图层中。用户还可以根据自己的需要,通过设置图层来显示或隐藏对象。熟悉运用该功能不仅能提高设计速度,而且还能提高模型零件的质量,减小出错几率。1.5.1 图层设置

在一个部件的所有图层中,只有一个图层是当前工作层。要对指定层进行设置和编辑操作,首先要将其设置为工作图层,因而图层的设置即是对工作图层的设置。

要执行图层设置操作,可以在【实用工具】工具栏中单击【图层设置】按钮,系统将打开【图层设置】对话框,如图1-39所示。该对话框中包含多个选项,各主要选项的含义及设置方法可以参照表1-5。图1-39 【图层设置】对话框表1-5 【图层设置】对话框各选项含义及设置方法1.5.2 编辑图层

在创建实体模型时,如果在创建对象前没有设置图层,或者由于设计者的误操作,把一些不相关的元素放在了一个图层,此时就需要对指定图层进行移动和复制等操作,以达到便于观察和创建模型的效果。

1. 移动至图层

该操作用于改变图素或特征所在图层的位置。在创建实体时,利用该工具可以将对象从一个图层移动至另一个图层。

要执行该操作,可以在【实用工具】工具栏中单击【移动至图层】按钮,系统将打开【类选择】对话框。此时,在绘图区中选取某个对象并单击【确定】按钮,即可打开【图层移动】对话框,如图1-40所示。图1-40 【图层移动】对话框

在该对话框的【目标图层或类别】文本框中输入指定的图层名后,单击【确定】按钮,即可将所选择的对象移动至该层中。如果还需要移动其他的对象,可以单击【选择新对象】按钮,系统将返回至【类选择】对话框,然后进行相同的操作即可。

2. 复制至图层

利用该工具可以将对象从一个图层复制到另一个图层,其操作方法和【移动至图层】的操作方法相同,这里就不再赘述。两者的不同点在于:利用该工具复制的对象将同时存在于原图层和目标图层中。1.6 扩展练习:定制工具栏按钮

为巩固以上章节介绍的定制工具栏按钮,可首先将当前模块切换至【建模】模块,并右击工具栏中任意按钮,选择【定制】选项,然后在打开的对话框中新建一个工具栏,并将如图1-41所示的常用菜单按钮和工具栏按钮放置在该工具栏中。图1-41 定制工具栏按钮第2章 UG NX 8.0建模通用知识

在系统地学习一个软件之前,首先要熟悉和了解该软件的各种相关背景知识。UG NX 8.0作为专业化的绘图软件,具有与其他软件不同的特点和操作要求。作为UG NX软件的初学者,灵活掌握这些相关特点和基本操作方法是学好该软件的关键,也可为以后进一步提高绘图能力打下坚实的基础。

本章主要介绍坐标系的设置、视图的布局和表达式等建模通用知识,并通过细致地讲解构造器和基准特征等相关工具的使用方法和操作技巧,使用户对UG NX 8.0的建模环境有进一步的了解。

本章学习目的:> 掌握坐标系的设置方法> 熟练掌握点、矢量构造器的定义方法> 熟悉视图布局的相关操作> 掌握各种基准特征的创建方法> 了解表达式的设置方法> 了解信息查询方法2.1 坐标系的设置

在UG NX绘图软件中,坐标系是用于确定实体模型在空间中位置和方向的参照物,是三维建模过程中不可缺少的元素。视图变换和几何变换的本质都是坐标系的变换。在UG NX 8.0中,用户可以根据需要对坐标系进行移动或旋转调整,使得相对于坐标系输入参数数据更为方便,同时提高设计和建模效率。2.1.1 坐标系的基本概念

三维坐标系统是确定三维对象位置的基本手段,是研究三维空间的基础。在UG NX 8.0操作环境中存在多个坐标系,以下将详细介绍UG NX 8.0坐标系的几个基本概念。

1. 坐标系类别

在UG NX系统中包括绝对坐标系(ACS)、工作坐标系(WCS)和机械坐标系(MCS)3种坐标系,且这3种坐标系都符合右手法则。其中,ACS为系统默认的坐标系,其原点位置和各坐标轴线的方向永远保持不变,是固定坐标系,可以作为零件和装配的基准;WCS是系统提供给用户的坐标系,用户可以根据需要任意移动其位置;MCS一般用于模具设计、加工和配线等向导操作中。

在建模过程中,工作坐标系是最常用的。用户可以根据实际需要对其进行构造、偏置和变换方向,或者对坐标系本身进行保存、显示和隐藏等操作。□ 在默认情况下,WCS所指的角度都是指同工作平面上XC轴之间的夹角,投影方向指相对于ZC轴的投影。□ 在进行曲线操作时,默认情况下都是指在工作平面上,或者平行于工作平面的平面上操作。□ 在工作坐标系中工作时,用户可以随时返回绝对坐标系:选择【格式】|WCS|【WCS设置为绝对】选项,则当前坐标系即可返回至绝对坐标系状态。□ 工作坐标系不能删除,但可以执行隐藏/显示等操作。

2. 右手定则

在建模过程中,通常使用的坐标系为世界坐标系(即笛卡尔坐标系),该坐标系采用右手定则确定坐标系的各个方向。其一般方法是:将右手靠近屏幕,使大拇指沿着X轴正方向延伸,食指沿着Y轴的正方向延展,此时向下弯曲其余手指,这3个手指的弯曲方向即为Z轴的正方向,效果如图2-1所示。图2-1 右手笛卡尔定则

此外,使用右手定则还可以确定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。其方法是:使大拇指沿坐标轴正方向延展,然后将其余四指弯曲,则弯曲方向即为坐标轴的正旋转方向。2.1.2 创建工作坐标系

在一个图形文件中,可以存在多个坐标系,但只有一个是工作坐标系。坐标系与点和矢量一样,都允许构造。在创建图纸的过程中,用户可以利用【WCS定向】工具创建新的坐标系,并基于新建的坐标系在原有的实体模型上创建相应的实体特征。

要构造坐标系,单击【实用工具】工具栏中的【WCS定向】按钮,系统将打开【CSYS】对话框,如图2-2所示。在该对话框中,用户可以通过选择【类型】下拉列表中的任一选项来指定构造新坐标系的方法,各种构造坐标系的方法可参照表2-1。图2-2 CSYS对话框表2-1 构造坐标系的方法2.1.3 编辑工作坐标系

在创建较为复杂的模型过程中,为了方便各部位的创建,经常需要对新建的或原有的坐标系进行原点位置的平移、旋转和各极轴的变换,以及隐藏、显示或者保存每次建模的工作坐标系等一系列操作。

要执行这些操作,可以选择【格式】∣【WCS】选项,在打开的子菜单中选择各指定选项,即可执行相应的操作,如图2-3所示。各选项的使用方法现分别介绍如下。图2-3 WCS子菜单

1. 编辑坐标系

一个坐标系的确定是由两个因素决定的:坐标原点的位置和各坐标轴的方向。在UG NX中,变换坐标系是编辑坐标系的主要方法。用户可以通过移动或旋转坐标系原点、枢轴以及坐标系的工作平面,将坐标系放置在指定的位置处。□ 动态 该命令选项是改变坐标系最常用、最灵活的工具。用户可以直接在绘图区中通过拖拉调整坐标系,也可以在相应的文本框中输入数值来精确调整坐标系位置。 > 移动坐标 通过拖拉X、Y、Z这3个方向上的平移柄,或者通过在系统打开的【距离】文本框中输入相应的参数来精确地定位XC、YC、ZC这3个方向上的增量,效果如图2-4所示。图2-4 动态移动坐标系 > 旋转坐标 旋转坐标与2.1.2节介绍的【动态】工具不同之处在于:在使用拖动球形手柄的方法旋转坐标系时,角度将以45°为步阶转动,而【动态】工具则是以5°为步阶转动。此外在确定了旋转方向后,用户同样可以在打开的【角度】文本框中输入相应参数值来精确地旋转坐标系,效果如图2-5所示。图2-5 动态旋转坐标系

□ 原点 该命令选项是通过定义当前工作坐标系的原点来移动坐标系的位置,且移动后的坐标系不改变各坐标轴的方向。选择该选项,系统将打开【点】对话框。此时,在绘图区中指定新的原点,或者在【坐标】面板的各文本框中设置新原点的坐标参数,即可移动坐标系至新原点处,效果如图2-6所示。图2-6 移动坐标系原点位置

□ 旋转 该命令选项是通过定义当前的WCS绕其某一旋转轴旋转一定的角度来调整WCS。选择该选项,系统将打开【旋转WCS绕】对话框。此时,指定相应的旋转方式并输入角度参数即可,效果如图2-7所示。图2-7 旋转坐标系

□ 定向 该命令选项通过指定3点位置的方式将视图中的WCS定位到新的坐标系。具体操作同2.1.2节介绍的【原点,X点,Y点】工具的方法,这里不再赘述。

□ 改变方向 【更改XC方向】和【更改YC方向】这两个命令选项的作用是通过改变坐标系中X轴或Y轴的位置,重新定位WCS的方位。

选择任一选项,系统将打开【点】对话框。此时,选取一个对象特征点,系统将以原坐标点和该点在XC-YC平面内的投影点的连线作为新坐标系的XC方向或YC方向,而原坐标系的ZC轴的方向保持不变。图2-8所示即为改变XC轴的方向效果图。图2-8 更改XC方向效果

2. 坐标系的显示或隐藏【显示】命令选项用于显示或隐藏当前的工作坐标系。如果当前坐标系处于显示状态,执行该操作后,则转换为隐藏状态;如果当前坐标系已处于隐藏状态,执行该操作后,则显示当前的工作坐标系。

3. 坐标系的保存

一般情况下,对经过平移或旋转等变换后创建的坐标系都需要及时地保存。因为这样,不仅便于区分原有的坐标系,同时便于用户在后续的建模过程中根据需要随时调用。

要存储WCS,可以选择【保存】选项,系统将保存当前的工作坐标系。且保存后的坐标系将由原来的XC轴、YC轴和ZC轴,变成对应的X轴、Y轴和Z轴,效果如图2-9所示。图2-9 保存坐标系2.2 基本操作工具

基本工具的使用是利用UG NX软件进行建模时最重要的操作基础,这些工具在任何模块中都将大量使用。熟练掌握这些常用基本工具的操作,可以极大地提高工作效率,为后续的复杂建模打下良好的基础。这些基本操作工具主要包括点构造器、矢量构造器和基准特征工具。2.2.1 点构造器

在三维建模过程中,一项必不可少的任务是确定模型的尺寸与位置,而点构造器就是用来确定三维空间位置的一个基础和通用的工具。它实际上是一个对话框,常根据建模的需要自动弹出。用户也可以利用该工具捕捉已有的点,或者直接创建一些独立的点对象。

一般情况下,使用【捕捉点】工具栏可以满足捕捉要求。如果需要的点不是对象的捕捉点而是空间的点,则可以利用【点】对话框来定义。选择【信息】︱【点】选项,系统将打开【点】对话框,如图2-10所示。该对话框包含两种指定点位置的方式,现分别介绍如下。图2-10 【点】对话框

1. 捕捉定义点

在【类型】下拉列表框中可以选择相应的选项创建点,例如利用点的智能捕捉功能自动捕捉对象上的现有点(如终点、交点和象限点等),或者根据需要创建新的点(如光标位置和现有点等)。选择相应选项创建点的方法可以参照表2-2。表2-2 点的类型和作用

2. 输入参数值定义点

在使用点构造器定义点时,选择不同的类型,对应点的定义方式各不相同。例如使用【现有点】方式指定点位置时,可以在【输出坐标】面板中输入坐标值确定点位置;使用【点在曲线/边上】方式指定点位置时,可以在如图2-11所示的文本框中设置相应的参数值来确定点位置。2.2.2 矢量构造器

矢量用于确定特征或对象的方位。在UG NX建模过程中,经常用到矢量构造器来构造矢量方向,例如创建实体时的生成方向、投影方向和相关特征的生成方向等。

矢量构造器与点构造器一样,并非是一个单独的命令,而是其他功能中的一个子功能。在建模的过程中,当需要指定特征的构造方向时,单击相应对话框中的【矢量构造器】按钮,系统将打开【矢量】对话框,如图2-12所示。在【类型】下拉列表框中选择各选项指定矢量的方法可以参照表2-3。图2-11 输入参数值定义点图2-12 【矢量】对话框表2-3 【矢量】对话框指定矢量方法

此外,在该对话框的【矢量方位】面板中可以改变矢量的方向。单击【备选解】按钮,系统将在当前约束下可能的矢量方向中循环显示矢量方向,以便用户从中选择一个合适的矢量方向。例如选择【曲线上矢量】矢量类型,然后选取边界曲线并设置相应的参数值。此时单击【备选解】按钮,系统将切换显示3种矢量方向,如图2-13所示。图2-13 改变矢量方向提示矢量构造器用来构造一个单位矢量,其上的各坐标分量只用于确定矢量的方向,不保留其幅值大小和矢量的原点。2.2.3 基准坐标系

基准特征是构造三维实体模型的工具,是一种不同于实体或其他曲面的特征。在实体建模过程中,主要用来作为创建模型的参考,起到辅助设计的作用。在UG NX中,基准特征是创建三维实体模型的基础,其可以分为基准坐标系、基准平面和基准轴3种类型。

在实体建模过程中,基准坐标系用来定位实体模型在空间上的位置。要创建基准坐标系,可以在【特征】工具栏中单击【基准CSYS】按钮,系统将打开如图2-14所示的【基准CSYS】对话框。在该对话框中,用户可以通过选择【类型】下拉列表中的任一选项来指定构造新坐标系的方法。构造基准坐标系的各种方法可以参照表2-4。图2-14 【基准CSYS】对话框表2-4 构造基准坐标系的方法技巧创建的基准坐标系会作为实体特征显示在【部件导航器】列表中,并可以对其进行相应修改。2.2.4 基准平面

基准平面没有任何重量和体积,是一个无限大且实际并不存在的面,在三维建模过程中可以作为其他特征的参考平面。在UG NX的基准特征中,基准平面是一个非常重要的特征,无论是在零件设计还是在其装配过程中,都将使用到基准平面。

要创建基准平面,单击【特征】工具栏中的【基准平面】按钮,系统将打开【基准平面】对话框,如图2-15所示。图2-15 【基准平面】对话框

在该对话框的【类型】面板中,系统提供了15种基准平面的创建方式。其中最基本的创建方式有4种,其他方式都是在这4种方式的基础上演变而来的,现分别介绍如下。

1. 自动判断

该方式是系统的默认选择,用户可以通过多种约束方式来完成该操作。例如,可以选择三维模型上的面,也可以选择三维模型的边,还可以选择其顶点等来约束基准平面。同时,创建的基准平面可以与参照重合、平行、垂直、相切、偏置或者成一个角度,效果如图2-16所示。图2-16 使用【自动判断】方式创建基准平面

2. 点和方向

该方式通过在参照模型中选择一个参考点和一个参考矢量来创建基准平面。要使用该方式,可以在【基准平面】对话框中选择【点和方向】选项,然后依次指定通过点和法向矢量即可,效果如图2-17所示。图2-17 使用【点和方向】方式创建基准平面技巧在选择点或者矢量时,用户可以通过在对话框中单击【点对话框】按钮和【矢量对话框】按钮来确定点或者矢量的选择类型。

3. 曲线上

启用该方式可以通过选择一条参考曲线来建立基准平面,且所创建的基准平面将垂直于该曲线某点处的切矢量或法向矢量,效果如图2-18所示。图2-18 以曲线为参照创建基准平面

4. YC-ZC平面、XC-ZC平面和XC-YC平面

这3种方式都是以系统默认的基准平面(YC-ZC平面、XC-ZC平面和XC-YC平面)为参照来创建新的基准平面。其操作方法相同且简单,这里不再赘述,效果如图2-19所示。图2-19 以XC-ZC面为参照面创建基准平面2.2.5 基准轴

在UG NX中,基准轴同基准平面的作用是一样的,是一条用作创建其他特征的参考中心线。其可以作为创建基准平面或装配同轴放置项目,也可以作为径向和轴向阵列操作时的参考。

要创建基准轴,可以单击【特征】工具栏中的【基准轴】按钮,系统将打开【基准轴】对话框,如图2-20所示。该对话框中提供了9种创建基准轴的方式,但总的来说可分为如下7种操作方法。

1. 自动判断

该方式是系统的默认选择,用户可以通过多种约束完成基准轴的创建。例如,选择三维模型上的面、边或各顶点等参考元素,并根据所选参考元素之间的相互关系来定义基准轴,效果如图2-21所示。图2-20 【基准轴】对话框图2-21 使用【自动判断】方式创建基准轴

2. 交点

选择该方式可以指定三维图形中不平行的两个面为参考面,并以两面的交线定义基准轴的位置,以交线的方向定义基准轴的方向,效果如图2-22所示。图2-22 以两面交点方式创建基准轴

3. 曲线/面轴

选择该方式可以指定实体模型的曲线、曲面或工作坐标系的各矢量为参照来创建基准轴。当选择曲线时,该曲线可以是实体的边线或具有圆弧特征曲面的中心线,但必须都是直线,此时所创建的基准轴将与该曲线同线;当选择曲面时,该曲面必须是具有圆弧特征的曲面,此时所创建的基准轴将与该曲面中心轴线同线,效果如图2-23所示。图2-23 选择曲面创建基准轴

4. 曲线上矢量

选择该方式可以通过选取一条参照曲线来创建基准轴,用户可以通过选择【方位】下拉列表框中的相应选项来指定所创建基准轴的矢量方向,效果如图2-24所示。

5. XC轴、YC轴、ZC轴

这3种方式都是以工作坐标系的3个矢量为参照创建新的基准轴。其操作方法比较简单,这里不再详细介绍,效果如图2-25所示。图2-24 利用【曲线上矢量】方式创建基准轴图2-25 利用【ZC轴】方式创建基准轴

6. 点和方向

选择该方式可以通过指定一个参考点和一个矢量的方法创建基准轴。所创建的基准轴通过该点,并与所选择的参考矢量平行或垂直,效果如图2-26所示。图2-26 利用【点和方向】方式创建基准轴

7. 两点

选择该方式可以通过选取两个点来定义基准轴。其中,所选取的点可以是视图中的现有点,也可以是通过【点对话框】创建的点,且所创建基准轴的方向将由第一点指向第二点,效果如图2-27所示。图2-27 利用【两点】方式创建基准轴提示本节介绍的创建基准轴的各种方法,都可以单击对话框中的【反向】按钮对其矢量方向进行反向操作,并可以通过【关联】复选框设置其是否具有关联性。2.3 视图布局

设计者从指定的视点沿着某个特定的方向观察所看到的平面图就是视图,视图也可以认为是指定方向的一个平面投影。而将多个绘图窗口分解成多个视图来观察对象的管理方式就是视图布局。视图布局将屏幕划分为若干个视区,在每个视区中显示指定的视图,便于用户对绘制的对象有全景的理解和把握。2.3.1 新建、保存和打开布局

视图布局是指按照用户定义的方式在绘图区中显示视图集合。一个视图总要被命名,或被系统命名或由用户命名,并可随部件文件保存。在UG NX中,一个视图布局最多允许同时排列9个视图。用户可以在布局中的任意视图内选择对象,且布局可以被保存或删除。

1. 新建布局

在进行视图布局操作之前,首先要新建一个视图布局。选择【视图】∣【布局】∣【新建】选项,系统将打开【新建布局】对话框,如图2-28所示。图2-28 【新建布局】对话框

在该对话框的【名称】文本框中输入新建布局的名称,并在【布置】下拉列表中选择相应的布局形式,系统将在该对话框下部的按钮区中显示当前布局中的视图类型。此时,单击【应用】按钮,即可完成布局的新建,效果如图2-29所示。图2-29 新建视图布局

2. 保存布局

为了便于调用创建的视图布局,当建立了一个新的布局之后,可以将其保存起来。保存布局有两种方式:一种是按照布局原名保存;另一种是以其他名称保存,即另存为其他布局名称。

对于第一种保存方式来说,直接选择【布局】子菜单中的【保存】选项即可;对于后一种保存方式来说,可以选择该子菜单中的【另存为】选项,并在打开的【另存布局】对话框中输入新的布局名称即可,如图2-30所示。图2-30 保存布局

3. 打开布局

创建新的布局并保存后,用户可以根据需要重新调用相关的视图布局,这就是布局打开操作。

选择【视图】|【布局】|【打开】选项,系统将打开【打开布局】对话框,如图2-31所示。在其列表框中显示了已存在的所有布局名称。此时,选择所需布局的名称,并单击【应用】按钮,绘图区中的视图即可按该布局设置进行显示。图2-31 【打开布局】对话框2.3.2 编辑布局

无论是新建的布局还是打开之前创建的布局,都可以根据设计需要对其进行必要编辑和调整,使其符合设计者的设计意图。常见的编辑布局的几种方式如下所述。

1. 更新显示

当用户对相应视图进行旋转和比例更改等操作后,由于系统内部等原因,视图内容的显示将发生一定变化,造成显示效果的不精确,甚至以原始的模式显示。此时,选择【布局】子菜单下的【更新显示】选项,系统即可自动对进行实体修改的视图进行更新操作,使每一幅视图完全实时显示。

2. 重新生成

选择【布局】子菜单下的【重新生成】选项,系统将重新生成视图布局中的每个视图,从而擦除临时显示的对象并更新已修改几何体的显示。

3. 删除

用户可以根据设计的需要删除多余的布局。选择【布局】子菜单下的【删除】选项,系统将打开【删除布局】对话框,如图2-32所示。此时,在当前文件布局列表框中选择相应的视图布局名称,并单击【确定】按钮,即可删除该视图布局。

4. 替换视图

根据设计需要,用户还可以替换布局中的任意视图。选择【视图】∣【布局】|【替换视图】选项,系统将打开【要替换的视图】对话框。此时,依次选择要替换的视图和最终的替换视图,并单击【确定】按钮,即可完成视图的替换操作,效果如图2-33所示。图2-32 【删除布局】对话框图2-33 替换视图技巧此外,在视图布局的环境中,还可以在需要更换的窗口内单击鼠标右键,通过在打开的【定向视图】子菜单中选择替换视图的名称来完成视图的替换操作。2.4 表达式和信息查询

在UG NX中,表达式是参数化设计的重要工具。其在多个模块中都有应用,可以由系统自动生成,也可以手动创建(即用户自己定义)。此外,UG NX软件还提供了大量的信息查询工具,方便用户获得所需的几何、物理和数学信息。2.4.1 表达式语言

表达式指利用算术或条件表达式来控制零部件的特性。通过创建参数之间的表达式,不仅可以控制建模过程中特征与特征之间、对象与对象之间、特征与对象之间相互尺寸与位置的关系,还可以控制装配中部件与部件之间的尺寸与位置关系。在UG NX中,表达式为UG NX编程的一种赋值语句,通过将等式右边的值赋给等式左边的变量来实现某些操作,其主要由以下多个参数组成。

1. 变量名

在UG NX中,变量名是字母数字型的字符串。其第一个元素必须是一个字母,且允许在变量名中使用下划线“_”。变量名的最大长度为32个字符。表达式的字符是区分大小写,例如,x1与X1是两个不同的变量名。提示所有的表达式名(表达式的左侧)都是变量名,必须遵循变量名的所有约定。且在所有变量名用于其他表达式之前,必须以表达式名的形式出现。

2. 元素符

表达式中的运算符可以分为算术运算符(+、–、*、/)、关系运算符(<、>、>=)和连接运算符(^)。这些运算符与其他计算机程序语言中的内容完全一致,这里不再赘述。

3. 内置函数

当建立表达式时,可以使用UG NX的任一内置函数。在UG NX 8.0中,允许使用的内置函数和常量可参照表2-5。表2-5 UG NX内置函数

4. 条件表达式

条件表达式是利用if-else语法结构组建的表达式,其句法是:“VAR=if(exp1)(exp2)else(exp3)”。该语法中各项的含义是:VAR为变量名,exp1为判断条件表达式,exp2为判断条件表达式为真时所执行的表达式,exp3为判断条件表达式为假时所执行的表达式。

例如,执行的条件表达式为“Radius=if(Delta<10)(3)else(4)”,该条件表达式的含义是:如果Delta的值小于10,则Radius的值为3;如果Delta的值大于或等于10时,则Radius的值为4。2.4.2 建立和编辑表达式

在UG NX中,通过利用【表达式】对话框中的各个工具,可以进行创建、编辑、超级链接和编辑链接等多项操作,使对象与对象之间、特征与特征之间存在关联性,修改一个特征或对象,将引起其他对象或特征按照表达式进行相应的改变。

1. 自动创建表达式

在建模过程中,当用户进行如下操作时,系统将会自动建立各类必要的表达式。□ 在特征建模过程中,当创建一个特征时,系统会为特征的各个尺寸参数和定位参数建立各自独立的表达式。□ 在草绘过程中,当创建一个草图平面时,系统将建立两个表达式来定义草图基准的XC和YC坐标。□ 在标注草图过程中,当标注某个尺寸时,系统会对该尺寸建立相应的表达式。□ 在装配过程中,当设置一个装配条件时,系统将自动建立相应的表达式。

2. 手动创建表达式

除了系统自动生成的表达式外,用户还可以根据设计需要手动建立表达式。选择【工具】∣【表达式】选项,系统将打开【表达式】对话框,如图2-34所示。

该对话框的上部用来控制表达式的显示类型,中部为【表达式】列表框和【表达式编辑】文本框,下部为表达式的操作功能选项。用户可以通过该对话框实现表达式的各类操作。

3. 电子表格编辑

当需要修改的表达式较复杂时,可以在Microsoft Excel应用程序中编辑各表达式。单击【表达式】对话框中的【电子表格编辑】按钮,系统将打开一Excel窗口,如图2-35所示。图2-34 【表达式】对话框图2-35 Microsoft Excel窗口

该电子表格的第一列为表达式名称,列出所有表达式的变量名称;第二列为公式,列出驱动该变量的代数式;第三列为数值,列出公式代数式的值。用户可以通过修改该表格中的各个变量对应公式实现对表达式的修改。

4. 从文件中导入表达式

在建模过程中,对于之前模型已建立的表达式,还可以将其导入到当前的模型中,并通过对该表达式进行相应的编辑,为当前模型所用。

要执行该操作,可以单击【表达式】对话框中的【从文件中导入表达式】按钮,系统将打开如图2-36所示的对话框。图2-36 【导入表达式文件】对话框

在该对话框中的列表框中选择欲读入的表达式文件(扩展名为*.exp的文件),单击OK按钮,即可完成该表达式文件内容的导入。提示根据设计的需要,也可以将创建好的表达式导出文件。其方法是:单击【导出表达式到文件】按钮,在弹出的对话框中指定导出路径,并输入名称,然后单击OK按钮即可。

5. 生成超级链接

超级链接能够实现不同零部件的尺寸关联,并通过这种关联进行部件间的尺寸约束,从而实现关联设计。

要进行超级链接设置,单击【表达式】对话框中的【创建部件间引用】按钮,系统将打开【选择部件】对话框,如图2-37所示。然后单击【选择部件文件】按钮,在弹出的【部件名】对话框中指定一个需要建立链接的文件,并单击OK按钮确认操作。图2-37 选择部件

此时,系统将弹出【创建部件间引用】对话框,且该对话框中将显示所选的“*.prt”文件中所有的变量值。用户可以选择一个需要的变量,并单击【确定】按钮,系统将在【公式】文本框中显示该部件名称和所选变量的名称,如图2-38所示。

6. 编辑链接

对于由超级链接所生成的表达式,用户还可以根据设计需要进行编辑。单击【编辑部件间引用】按钮,系统将打开【编辑部件间引用】对话框,如图2-39所示。此时,用户即可在该对话框的列表框中选择欲编辑的链接部件名称,执行相应的更改或删除链接等操作。图2-38 创建超级链接表达式图2-39 【编辑部件间引用】对话框2.4.3 查询对象和特征信息

为辅助各功能模块的操作,UG NX 8.0软件还提供常规的信息查询功能,以便于用户在产品设计中快速收集当前设计信息,提高产品设计的准确性和有效性。例如查询对象的名称、类型和显示颜色等属性信息,或者查询特征的显示方式、尺寸和依赖性等信息。

选择【信息】|【对象】选项,然后在绘图区中选取对象,系统将显示该对象的相关信息,且选择不同的对象对应的对象信息也各不相同。下面以常见的曲线和曲面为例,介绍对象信息的查询功能。

1. 直线信息

当选择的对象为直线时,系统除了显示基本信息以外,还将显示该直线的长度、端点的绝对坐标和工作坐标,以及直线在工作平面上的投影等信息,如图2-40所示。

2. 曲线信息

当选择的对象为圆或圆弧等曲线时,系统除了列出基本信息以外,还会列出指定曲线的半径、中心点的绝对坐标和工作坐标、中心点的显示标记、圆弧的长度、圆弧的角度幅度,以及圆弧在工作坐标系中的起点角度和终点角度等信息,如图2-41所示。图2-40 直线信息图2-41 圆弧信息

3. 曲面信息

对于曲面而言,系统除了列出基本信息以外,还将列出该曲面所特有的信息,如查询曲线网格对象,如图2-42所示。图2-42  曲面信息2.5 扩展练习:旋转并保存坐标系

本练习为练习移动、旋转并保存坐标系,对比效果如图2-43所示。为方便观察,在变换坐标系时,可以首先将坐标系移动指定位置,然后使用旋转坐标系功能编辑坐标系,最后将其保存即可。图2-43 旋转并保存坐标系2.6 扩展练习:泵体壳视图布局

本练习要求设置的泵体壳实体的布局,效果如图2-44所示。利用视图布局操作新建一个名为L4的布局,并将其3个基本视图设置为带有隐藏边的线框显示,而轴测图设置为着色显示。图2-44 设置视图布局第3章 草绘建模

绘制草图是三维实体建模的基础,也是实现UG NX软件参数化特征建模的基础。该方式能够较好地表达用户的设计意图,通过草绘不仅可以快速完成轮廓的设计,且绘制的草图和其生成的实体是相关联的。当需要优化修改时,仅修改草图上的尺寸和替换线条就可以很方便地更新最终的设计,特别适用于创建截面复杂的实体模型。

本章主要介绍UG NX中的草绘基本环境、常用草绘工具的使用方法,以及相关的约束管理等内容。

本章学习目的:> 熟练掌握草图平面的创建> 掌握常用草绘工具的使用方法> 掌握常用的草图编辑工具的使用方法> 掌握草图的约束管理功能3.1 草图概述

草图是指在某个指定平面上的点、线(直线或曲线)等二维几何元素的总称。几乎所有的零件设计都是从草图开始,即先利用草图功能创建出特征的形状曲线,再通过拉伸、回转或扫描等操作,创建相应的参数化实体模型。绘制二维草图是创建三维实体模型的基础和关键。3.1.1 草绘环境

绘制草图的基础是草绘环境,该环境提供了绘制、编辑以及添加相关约束等与草图操作有关的工具,用户可以在该环境中进行二维图形的绘制。

在【直接草图】工具栏中单击【草图】按钮,系统将打开【创建草图】对话框。用户可以通过该对话框指定相应的草图工作平面,进入草绘环境,如图3-1所示。

当完成草图绘制后,单击【直接草图】工具栏中的【完成草图】按钮,或者在绘图区的空白处单击鼠标右键,并在打开的快捷菜单中选择【完成草图】选项,如图3-2所示。即可退出草绘环境。图3-1 进入草绘环境图3-2 退出草绘环境3.1.2 指定草图平面

绘制草图的前提是指定草图的工作平面,草图中要绘制的所有几何元素都将在这个平面内完成。草图平面的使用频率较高,是草绘建模中最重要的特征之一。UG NX软件提供了【在平面上】和【基于路径】两种指定草图平面的方法,现分别介绍如下。

1. 在平面上

该方法是指以平面为参考面指定所需的草图平面。在【平面方法】下拉列表框中,UG提供了以下3种指定草图平面的方式。

□ 现有平面

选择该方式可以指定任一基准平面或三维实体上的平面作为草图平面。图3-3所示就是指定一实体面作为草图平面进入草绘环境的效果。图3-3 指定实体面为草图平面

□ 创建平面

选择该方式不仅可以利用现有的工作坐标平面、基准平面或实体表面等平面作为参照创建新的草图平面,还可以利用现有的点和实体边线作为参照,并设置相应的参数创建新的草图平面。

在【草图平面】面板中单击【平面对话框】按钮,即可利用打开的【平面】对话框创建出所需的草图平面。图3-4所示即是选择【按某一距离】方式,并选取支座的实体面为参照面创建的草图平面。图3-4 创建草图平面

□ 创建基准坐标系

利用该方式绘制草图需要创建一个新坐标系,然后指定新坐标系中的任一基准面作为草图平面。

在【平面方法】下拉列表框中选择【创建基准坐标系】选项,并单击【创建基准坐标系】按钮,系统将打开【基准CSYS】对话框。此时,利用该对话框创建出所需的基准坐标系,并指定该新建坐标系的一基准面作为草图平面即可。图3-5所示就是选择【原点,X点,Y点】选项创建的基准坐标系。图3-5 创建基准坐标系

2. 【基于路径】方法

该方法是指以现有直线、圆、实体边线和圆弧等曲线为基础,创建与曲线轨迹成垂直或平行等各种不同关系的平面为草图平面。

利用该方法创建草图平面,首先选择【类型】面板中的【基于路径】选项。然后在绘图区中指定一路径,并设置新建平面的位置与方位,即可获得草图平面。图3-6所示就是指定实体的一条圆弧作为路径创建的草图平面。图3-6 指定路径创建草图平面提示当选择【基于路径】类型创建草图平面时,绘图区内必须存在可供选取的线段、圆或实体边等曲面轨迹。3.1.3 绘制草图前的准备

在草图的工作环境中,为了更准确、有效地绘制草图,在进入草绘环境之前,需要对一些常规参数进行相应的设置,以满足不同用户的使用习惯。

在建模环境中,用户可以通过对【草图首选项】对话框中各个参数选项的设置,为以后更为准确地绘制草图打下坚实的基础。选择【首选项】|【草图】选项,系统将打开【草图首选项】对话框,如图3-7所示。该对话框包含【草图样式】、【会话设置】和【部件设置】3个选项卡,现分别介绍如下。图3-7 【草图首选项】对话框

1. 草图样式

用户可以在该选项卡中对草图尺寸的标注样式和文本高度等基本参数进行相应的设置。其中,通过指定【尺寸标签】下拉列表框中的3个选项,可以对草图尺寸的标注样式进行选择,效果如图3-8所示。图3-8 指定尺寸的标注样式

此外,在该选项卡中启用【屏幕上固定文本高度】复选框,可以在下面的【文本高度】文本框中输入高度参数值;启用【创建自动判断约束】复选框,系统将在绘制草图时自动判断并添加约束;而启用【显示对象颜色】复选框,则系统在绘制草图时将显示对象颜色。

2. 会话设置

用户可以在该选项卡中对草绘时的捕捉精度、草图显示状态以及名称前缀样式等基本参数进行相应的设置。其主要包括【设置】和【名称前缀】两个面板,如图3-9所示。各面板中的参数选项含义如下所述。图3-9 【会话设置】选项卡

□ 【设置】面板

在该面板中,除了可以在【捕捉角】文本框中设置捕捉误差允许的角度范围,在【背景】下拉列表框中指定背景色的类型,还可以通过启用或禁用相应的复选框进行草绘设置。其中,【显示自由度箭头】复选框用于控制是否显示草图的自由度箭头;【动态约束显示】复选框用于控制当几何元素的尺寸较小时是否显示约束标志。

此外,若启用【更改视图方位】复选框,当完成草图切换到建模界面时,视图方向将发生改变;若禁用该复选框,当完成草图切换到建模界面时,建模界面的视图方向将与草图方向保持一致。

□ 【名称前缀】面板

在该面板中,用户可以根据需要在各文本框中设置所列出的各草图元素名称的前缀。

3. 部件设置

用户可以在该选项卡中对草图的各几何元素以及尺寸的颜色进行相关的设置,如图3-10所示。图3-10 【部件设置】选项卡

在该选项卡中,单击各类曲线名称后面的颜色块按钮,系统将打开相应的【颜色】对话框,从中选择所需的颜色即可。此外,单击【继承自用户默认设置】按钮,各曲线的颜色将恢复为系统的默认颜色,以便于重新设置。3.2 绘制草图

绘制草图是指先绘制出大概的二维轮廓,然后再添加相应的约束,进而通过拉伸、回转或扫掠等操作,生成与草图对象相关联的实体模型。绘制草图是本章的重要内容,也是创建实体模型的基础和关键。在参数化建模时,灵活地应用绘制草图功能,会给设计带来很大的方便。3.2.1 绘制线性草图

在UG NX中,直线和矩形是最基本的线性对象。绘制这些线性对象和指定点位置一样,都可以通过指定起始点和终止点来获得,也可以通过在打开的相应文本框中输入坐标值或参数值来获得。各线性图形的绘制方法现分别介绍如下。

1. 点

点是组成图形的最基本元素,通常用来作为对象捕捉的参考点。绘制的草图对象都是由控制点控制的,如直线由两个端点控制,圆弧由圆心和起始点控制。控制草图对象的点称为草图点,用户可以通过控制草图点来控制草图对象。

进入草绘环境后,在【直接草图】工具栏中单击【点】按钮,系统将打开【草图点】对话框。此时,单击该对话框中的【点对话框】按钮,即可打开如图3-11所示的【点】对话框。该对话框各面板中主要选项的含义如下所述。图3-11 【点】对话框□ 类型 在该面板中可以选择点的捕捉方式,系统提供了终点、交点、象限点等12种捕捉点的方式。这里仅介绍几种常用的点捕捉方式。 > 自动判断的点 选择该选项,可以利用光标在绘图区中任意点取位置,此时系统将自动推断创建所选直线的端点、中点,以及圆弧或圆的圆心等特征点。 > 光标位置 选择该选项,可以使用光标在屏幕上的任意位置创建一个点。 > 现有点 选择该选项,可以利用鼠标捕捉或选定已经存在的点,从而在现有的点上创建一个点。它是将某个图层的点复制到另一图层最快捷的方式。 > 终点 选择该选项,可以在直线、圆弧、二次曲线及其他曲线的端点上创建一个点。终点不是独立的,必须依赖直线或曲线而存在。 > 控制点 选择该选项,可以在几何对象的特征点上创建一个点。控制点与几何对象类型有关,它可以是直线的中点或端点,不封闭圆弧的端点或中点、圆心,二次曲线的端点或其他曲线的端点等特征点。 > 象限点 选择该选项,可以在一个圆弧或椭圆弧的四分点处创建一个点。需要注意的是:四分点位置是指处于绝对坐标系下的圆弧或椭圆弧上的象限点位置,它不随坐标系的转换而改变。 > 点在曲线/边上 选择该选项,可以在指定的曲线或者实体边缘上根据给出的参数创建点。□ 输出坐标 在该面板中可以设置点在X、Y、Z方向(或XC、YC、ZC方向)上相对于坐标原点的位置,还可以在【参考】下拉列表框中切换WCS或绝对坐标方式。□ 偏置 在该面板中可以通过指定偏移参数的方式来确定点的位置。在操作过程中,可以先利用点的捕捉方式确定偏移的参考点,再输入相对于参考点的偏移参数(其参数类型取决于选择的偏移方式)来创建点。该面板中包括5种偏置方式,具体含义如下所述。 > 直角坐标系 该方式是利用直角坐标系进行偏移的,偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量由直角坐标值确定。在捕捉到点后,输入偏移点在X轴、Y轴和Z轴方向上的增量值即可。 > 圆柱坐标系 该方式是利用圆柱坐标系进行偏移的,偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量是由柱面坐标值确定。在捕捉到点后,输入偏移点的半径、角度和Z轴方向上的增量值就确定了偏移点的位置。 > 球坐标系 该方式是利用球坐标系进行偏移的,偏移点的位置相对于所选参考点的偏移值由球坐标值确定。在捕捉到点后,输入偏移点的半径、角度1和角度2的增量值就确定了偏移点的位置。 > 沿矢量 该方式是利用矢量进行偏移的,偏移点相对于所选参考点的偏移值由向量方向和偏移距离确定。 > 沿曲线 该方式是沿所选的曲线进行偏移的,偏移点相对于所选参考点的偏移值由偏移弧长或曲线总长的百分比确定。注意XC、YC、ZC坐标值是相对于工作坐标系的,该坐标系可以任意移动和旋转,且点的位置和工作坐标系相关;X、Y、Z坐标值是绝对坐标值,它是相对于绝对坐标系的,该坐标系是系统默认的坐标,其原点与轴的方向永远保持不变。

2. 直线

直线是组成草图轮廓的基本图元,是草绘过程中使用频率最高的应用工具之一。在UG NX中,直线是指两点确定的一条直线段,而不是无限长的直线。用户可以利用【直线】或【轮廓】工具完成直线的绘制。

□ 直线

进入草绘环境后,单击【直接草图】工具栏中的【直线】按钮,系统将打开【直线】对话框。该对话框包含【坐标】和【参数】两种绘制直线的模式,此时指定一种模式,并在打开的文本框中设置相应的数值,即可完成直线的绘制,效果如图3-12所示。图3-12 利用【直线】工具绘制直线

□ 轮廓

在绘制草图的过程中,用户可以利用该工具连续绘制直线和圆弧轮廓线,特别适用于绘制的草图对象中包含直线与圆弧首尾相接的情况。

在【直接草图】工具栏中单击【轮廓】按钮,系统将打开【轮廓】对话框,且在绘图区中显示光标处的位置信息。此时,单击该对话框中的【直线】按钮,并指定一绘制模式,即可在绘图区中连续绘制相应的直线,效果如图3-13所示。图3-13 利用【轮廓】工具连续绘制直线提示利用【轮廓】工具绘制的各直线是首尾相接的,不需要再次设置首尾相接的约束,这样有利于提高绘图的效率以及绘图质量。

3. 矩形

矩形可以用来作为特征创建的辅助平面,也可以直接作为特征生成的草绘截面。在UG NX中,利用【矩形】工具既可以绘制与草图方向垂直的矩形,也可以绘制与草图方向成一定角度的矩形。

在【直接草图】工具栏中单击【矩形】按钮,系统将打开【矩形】对话框。该对话框提供了以下3种绘制矩形的方式。

□ 利用两点绘制矩形

该方式通过在绘图区中依次指定两点作为矩形的对角点,或者指定第一角点后在文本框中输入宽度和高度值来绘制矩形。选择该方式绘制的矩形只能和草图的水平方向垂直。

单击【按2点】按钮,并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中选取一点作为矩形的第一个角点,并输入相应的参数值确定矩形的另一对角点,即可完成矩形的绘制,效果如图3-14所示。图3-14 利用两点绘制矩形

□ 利用3点绘制矩形

该方式与【按2点】方式的区别是:利用该工具可以绘制与草图的水平方向成一定倾斜角度的矩形。其具体的方法是:先指定矩形的一个角点,然后依次设置要绘制矩形的宽度、高度和倾斜角度参数值即可。

单击【按3点】按钮,并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中指定一点作为矩形的一个角点,并依次输入要绘制矩形的宽度、高度和角度数值,即可完成该矩形的绘制,效果如图3-15所示。图3-15 利用3点绘制矩形

□ 从中心绘制矩形

利用该方式可以通过选取一个点作为矩形的中心点,然后以该中心点为基点,依次输入矩形的宽度、高度和角度数值,即可完成指定矩形的绘制,效果如图3-16所示。图3-16 从中心绘制矩形3.2.2 绘制曲线草图

在实际的绘图过程中,图形中不仅包含直线和矩形等线性对象,还包含圆和圆弧、椭圆和椭圆弧,以及艺术样条等曲线对象,这些曲线对象同样是UG NX草绘图形中的重要组成部分。各曲线图形的绘制方法现分别介绍如下。

1. 圆和圆弧

圆和圆弧都是曲线,其中圆上任意两点间的部分称为圆弧。在UG NX中,利用【圆】和【圆弧】工具,可以在草图环境中方便地绘制圆与圆弧的轮廓线,具体介绍如下所述。

□ 圆

圆是指在平面上到定点的距离等于定长的所有点的集合。在UG NX中,该工具通常用于创建基础特征的剖截面,由它生成的实体特征包括多种类型,如:球体、圆柱体、圆台和球面等。

在【直接草图】工具栏中单击【圆】按钮,系统将打开【圆】对话框。此时即可选择【圆心和直径定圆】或【三点定圆】方式来绘制圆轮廓。> 圆心和直径定圆

利用该方式可以通过指定圆的圆心和直径来绘制圆。单击【圆】对话框中的【圆心和直径定圆】按钮,并指定【参数】绘制模式。然后在绘图区中指定圆心,并输入直径参数,即可完成绘制圆的操作,效果如图3-17所示。图3-17 指定圆心和直径绘制圆> 三点定圆

利用该方式可以通过在绘图区中依次选取3个点来绘制圆,或者通过选取圆上的两个点,并输入直径参数来完成圆的绘制。

单击【三点定圆】按钮,然后在绘图区中依次指定矩形的3个角点作为圆的通过点,即可完成圆轮廓的绘制,效果如图3-18所示。图3-18 指定3点绘制圆

□ 圆弧

圆上任意两点间的部分称作圆弧。由于圆弧是圆的一部分,会涉及到起点和终点的问题。因此在绘制过程中,既要指定其半径和起点,又要指出圆弧所跨的弧度大小。

在【直接草图】工具栏中单击【圆弧】按钮,系统打开【圆弧】对话框。此时即可选择【三点定圆弧】或【中心和端点定圆弧】方式来绘制圆弧轮廓。 > 三点定圆弧

选择该方式可以通过依次指定圆弧的起点、终点和圆弧上一点来绘制圆弧。另外,也可以通过依次选取两个点,并输入直径参数来完成圆弧的绘制。

单击【圆弧】对话框中的【三点定圆弧】按钮,然后在绘图区中依次选取3个点作为圆弧的起点、终点和圆弧上一点,即可完成圆弧的绘制,效果如图3-19所示。图3-19 指定3点绘制圆弧 > 中心和端点定圆弧

选择该方式可以通过依次选取两个点作为圆弧的圆心和端点,并输入扫掠角度来绘制圆弧。另外,还可以在指定圆弧的圆心后,通过在文本框中输入半径参数来确定圆弧的大小。

单击【中心和端点定圆弧】按钮,然后在绘图区中依次指定圆弧的圆心和端点,并在打开的文本框中设置扫掠角度,即可完成圆弧的绘制,效果如图3-20所示。图3-20 指定中心和端点绘制圆弧

2. 椭圆和椭圆弧

椭圆是指与两定点的距离之和为一定值的点的集合。其与圆的不同之处就在于该类曲线X、Y轴方向对应的圆弧直径有差异。在UG NX中,利用【椭圆】工具可以绘制椭圆和椭圆弧两种曲线,现分别介绍如下。

□ 椭圆

利用【椭圆】工具可以通过在绘图区中指定椭圆的中心点,并设置椭圆的长半轴和短半轴参数来完成椭圆的绘制。

在【直接草图】工具栏中单击【椭圆】按钮,系统将打开【椭圆】对话框。此时,指定椭圆的中心点位置,并在【椭圆】对话框中设置相应参数。然后启用【限制】面板中的【封闭的】复选框,即可绘制指定尺寸的椭圆轮廓,效果如图3-21所示。图3-21 绘制椭圆提示此外,用户还可以在【旋转】面板的【角度】文本框中设置相应的参数将绘制的椭圆轮廓进行旋转操作。

□ 椭圆弧

椭圆上任意两点间的部分称为椭圆弧,即椭圆弧是椭圆的一部分。用户可以利用【椭圆】工具,通过设置起始角度与终止角度来绘制相应的椭圆弧。

单击【椭圆】按钮,系统将打开【椭圆】对话框。然后指定椭圆的中心点位置,并设置椭圆的相关参数。接着禁用【封闭的】复选框,并在【限制】面板中设置椭圆弧的起始角度和终止角度,即可完成椭圆弧轮廓的绘制,效果如图3-22所示。图3-22 绘制椭圆弧

此外,单击【限制】面板中的【补充】按钮,系统将自动生成与当前所绘椭圆弧互补的另一段椭圆弧,效果如图3-23所示。图3-23 生成互补椭圆弧

3. 艺术样条

艺术样条曲线是指通过拖放定义点或极点,并在定义点处指派斜率或曲率约束来绘制的关联或者非关联曲线。相比较一般样条曲线而言,艺术样条由更多的定义点生成,且在实际设计过程中多用于数字化绘图或动画设计。

在【直接草图】工具栏中单击【艺术样条】按钮,系统将打开【艺术样条】对话框,如图3-24所示。该对话框包含了以下两种绘制艺术样条曲线的方式。图3-24 【艺术样条】对话框

□ 通过点

选择该方式可以通过选取定义点来绘制相关或非相关的,且可自由控制其形状的任意曲线。该方式采用交互式和动态反馈的方法,与样条中的【通过点】方式相比,选择该方式建立曲线更容易。

在【艺术样条】对话框中选择【通过点】选项,并设置曲线的阶次。然后在绘图区中依次指定要通过的定义点,并默认对话框中其他参数选项的设置,即可完成艺术样条的绘制,效果如图3-25所示。图3-25 指定通过点绘制艺术样条曲线

□ 根据极点

选择该方式可以通过选取极点来建立相关或非相关的样条曲线。该方式同样采用交互式和动态反馈的方法,且在曲线定义的同时,系统将在绘图区中动态显示不确定的样条曲线,用户还可以交互地改变定义点处的斜率和曲率等参数。

由于利用该方式绘制样条曲线与通过点方式的操作步骤类似,这里不再赘述,其绘制效果如图3-26所示。图3-26 指定极点绘制样条曲线提示在选择【根据极点】方式绘制艺术样条的过程中,指定的极点数目应大于所设置的曲线阶次。3.3 编辑草图

在完成基本草图对象的绘制后,往往需要对图形进行编辑修改操作,使之达到预期的设计要求。用户可以通过快速修剪、延伸,以及倒角等常规操作来完成草图结构特征的创建,还可以对现有的草图曲线进行偏置和镜像等操作来减少重复的图形的绘制,提高绘图效率。3.3.1 快速修剪

在UG NX中,可以利用【快速修剪】工具以任一方向将曲线修剪至最近的交点或选定的边界。该工具包含单独修剪、统一修剪和边界修剪3种修剪草图元素的方式,现分别介绍如下。

1. 单独修剪

该方式是指系统将根据选定的要修剪的曲线与其他曲线的分段关系自动完成修剪操作。

在【直接草图】工具栏中单击【快速修剪】按钮,系统将打开【快速修剪】对话框。此时在绘图区中选取要修剪的曲线即可,效果如图3-27所示。图3-27 单独修剪方式

2. 统一修剪

选择该方式可以通过绘制一条曲线链,将与该曲线链相交的曲线部分全部修剪。利用该方式可以快速地一次修剪多条曲线。

单击【快速修剪】按钮,系统将打开【快速修剪】对话框。此时,按住鼠标左键,将光标划过需要修剪的曲线,系统将自动将被划过的曲线修剪至最近的交点,效果如图3-28所示。图3-28 统一修剪方式

3. 边界修剪

选择该方式需要选取边界曲线,然后在绘图区中指定要修剪的对象。此时,在边界内的被修剪对象将被修剪,而边界以外的部分不会受到修剪。

单击【快速修剪】按钮,系统将打开【快速修剪】对话框。此时,在绘图区中依次选取边界曲线,然后单击【要修剪的曲线】按钮,并选取要修剪的对象,效果如图3-29所示。图3-29 边界修剪方式3.3.2 快速延伸【快速延伸】工具可以将草图中的曲线延伸至另一临近曲线或选定的边界线处。其与【快速修剪】工具的使用方法相似,具体的延伸方法如下所述。

1. 单独延伸

该方式是指系统将根据选定的要延伸的曲线与其他曲线的距离关系,自动判断延伸方向并完成延伸操作。

在【直接草图】工具栏中单击【快速延伸】按钮,系统将打开【快速延伸】对话框。此时,在绘图区中选取要延伸的曲线即可将所选曲线延伸至临边曲线,效果如图3-30所示。图3-30 单独延伸方式

2. 统一延伸

该方式与【统一修剪】方式类似,是指通过画链的方法同时延伸多条曲线。

单击【快速延伸】按钮,系统将打开【快速延伸】对话框。此时,按住鼠标左键,将光标划过需要延伸的曲线,即可完成延伸操作,效果如图3-31所示。图3-31 统一延伸方式

3. 边界延伸

选择该方式需要指定延伸边界,然后选取需要延伸的曲线,即可将其延伸至该边界处。单击【快速延伸】按钮,系统将打开【快速延伸】对话框。此时,单击【边界曲线】按钮,并选取相应的延伸边界。然后单击【要延伸的曲线】按钮,指定要延伸的对象即可将指定边界延伸,效果如图3-32所示。图3-32 边界延伸方式3.3.3 倒角

在加工零件的过程中,为了方便以后进行产品装配时的安装和定位,同时防止给尖角造成擦伤,可以在指定的实体边上加工圆角和倒斜角特征。在草绘过程中,用户可以利用【圆角】和【倒斜角】工具来创建这些特征,修改草图对象使其以平角或圆角相接。

1. 圆角

为了便于铸件造型时拔模、防止铁水冲坏转角处,并防止冷却时产生缩孔和裂缝,一般情况下将铸件或锻件的转角处制成圆角。在UG NX中,圆角是指通过一个指定半径的圆弧来光滑地连接两个对象的特征。用户可以利用【圆角】工具在两条或3条曲线之间创建圆角,各创建方式的具体操作方法如下所述。

□ 精确法

选择该方法创建圆角,可以精确地指定圆角的半径。在【直接草图】工具栏中单击【圆角】按钮,系统将打开【圆角】对话框。此时,单击该对话框中的【修剪】按钮,并在绘图区中依次选取要倒圆角的两条边线,然后在文本框中设置半径参数即可完成圆角的创建,效果如图3-33所示。图3-33 精确法创建圆角

□ 粗略法

选择该方法可以通过画链快速地进行倒圆角操作,但创建的圆角半径的大小由系统根据所画的链与第一元素的交点自动判断。

单击【圆角】对话框中的【修剪】按钮,然后按住鼠标左键,使光标从需要倒圆角的曲线上划过,即可完成创建圆角的操作,效果

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