零件金元宝的建模分析任务

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如图6.2.1所示，请对其中的金元宝零件进行图纸分析并给出初步建模方案。

图6.2.1　金元宝零件

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1.UG 的基本指令

1）曲面建模

（1）依据点创建曲面：依据点创建的曲面光顺性较差但是精密度高，在逆向造型过程中建议酌情使用通过现有的曲线或曲线串创建曲面。

指令举例：“通过点”“从极点”“拟合曲面”和“四点曲面”。

（2）通过曲线创建曲面：通过现有的曲线或曲线串创建曲面，生成的曲面与曲线有关。

指令举例：“直纹面”“通过曲线组”“通过线网格”“拉伸”“扫掠”和“N 边曲面”。

（3）通过曲面创建新曲面：通过现有的曲面创建新的曲面。

指令举例：“修剪片体”“延伸曲面”“偏置曲面”“过渡”和“桥接”。

了解了一般的曲面创建方法之后，还需要大致了解一下曲面建模的基本思路。在曲面建模之前，应要充分考虑产品中曲面形状的特点，分析其可能的创建方法，以便从中得到合适的曲面创建方法。对于一些外形较为复杂的实体模型，通常可以按照以下思路。先创建好相关的点、曲线等；再通过点、曲线创建所需的曲面，或者通过拉伸、旋转和扫掠等方式建立基本曲面。

2）“拉伸”指令

“拉伸”指令是在绘制矩形、不规则形状等立体模型时最常用的指令，也是整个UG建模中最常用的指令。“拉伸”指令能够通过绘制的二维图形拉伸一定距离，建立三维的立体模型。

3）“边倒圆”指令

若要使得一些工件的边或开口倒圆角去毛刺，那么可以通过“边倒圆”指令实现。

4）“基准平面”指令

利用“基准平面”指令可以创建基准平面，增加图形的绘制基准，方便绘制不规则模型，“基准平面”指令使用方法如图6.2.2所示。

图6.2.2　“基准平面”指令使用方法

2.“扫掠”指令

1）“扫掠”指令的概念

“扫掠”指令是UG 软件中的一项建模工具，是将二维图形转为三维图形的建模方法，其实现的方法是将一个二维形体对象作为沿某个路径的剖面，从而形成三维图形，在此过程中二维形体相当于一个截面，同时绘制过程中的引导线需要与二维形体平面垂直。

2）“扫掠”指令的使用

现以圆形随着曲线的扫掠为例进行说明，首先以曲线的一端点建立平面，端点与平面呈垂直状态，通过点的方式创建平面。接着在草图平面上绘制圆形。绘制完成后退出，并在UG 操作界面菜单栏里单击“插入”指令，找到“扫掠”指令，然后找到“沿引导线扫掠”。单击“沿引导线扫掠”指令，弹出“沿引导线扫掠”对话框，选择要扫掠的截面和要沿着哪条引导线进行扫掠。若截面选择圆形，则引导线选择曲线，此时不需要设置偏置状态。最后单击“预览”或“显示效果”，进行预先确认，如无问题单击“确定”按钮。

3.“修剪体”指令

拿曲面来修剪实体是绘图过程中常用的编辑方式，其目的是减去不需要的特征，最终达成想要设计的效果。

在没有进入“修剪体”指令前，先用UG 软件绘制一张曲面及一个实体。该实体用来做工具体修剪平面，单击“修剪体”指令之后，弹出“修剪体”对话框，在“目标体”选项中选择“实体”，在“工具体”选项中选择创建好的曲面，展开“修剪体”对话框，在“预览”前打钩，可以观察我们修剪后的结果，如不对可调节其方向。完成“修剪体”对话框的各指令操作后，最终得到之前曲面内特征已经全部去除的结果。

4.金元宝的画法

1）构建椭圆

“插入”→“点”→距离“0”；“插入”→“曲线”→“椭圆”：长轴“60”（半径），短轴“35”（半径）。

“插入”→“点”→距离“60”；“插入”→“曲线”→“椭圆”：长轴“45”（半径），短轴“27.5”（半径）。

“插入”→“点”→距离“104.2”；“插入”→“曲线”→“椭圆”：长轴“100”（半径），短轴“50”（半径）。

构建椭圆如图6.2.3所示。

图6.2.3　构建椭圆

2）直纹修剪(www.xing528.com)

（1）直纹修剪步骤如下。

①“插入”“网格曲面”“直纹”，利用“截面线串”。

②隐藏直纹面。

③在X/Z 平面绘制草图（两条直线、两条圆弧）。

④完成草图，选单条曲线拉伸刚刚完成的草图曲线。

⑤修剪体。

⑥删除体。

（2）注意事项如下。

①建模时勾选“在相交处停止”和“象限点捕捉”选项。

②R188 和R55 圆弧曲线用鼠标中键可以快捷建立。

③片体的选择在“截面线串2”选项组设置里。

④需要时可以单击“反向”按钮。

⑤可以进行预览，预览满意后单击“确认”按钮。

⑥“直纹”指令不能用于面的特征。直纹建模及修剪如图6.2.4所示。

图6.2.4　直纹建模及修剪

3）片体建模

片体建模方法如下。

（1）单击“扫掠”指令，分别选修剪后的直纹面边缘和中间的椭圆为截面，以草绘的两条直线为引导线，扫掠出片体。

（2）通过曲线组创建曲面是指通过多个截面创建片体。

（3）抽取几何特征形成复合曲线，通过“直纹”指令与中间椭圆形成片体，扫掠片体如图6.2.5所示。

图6.2.5　扫掠片体

4）构造椭圆平面

创建点“插入”→点高度“Z80”；“插入”→“曲线”→椭圆“Z60”；隐藏中间椭圆；中间再画椭圆，长轴“45”（半径），短轴“27.5”（半径）。

选择中间椭圆的象限点为起点和终点，以刚刚创建的点为中点创建圆弧。采用填充曲面方法即通过曲线进行曲面拟合，具体操作如下。

首先“插入”→“网格曲面”→“通过曲线组”，然后先选择椭圆半弧，再选择上端圆弧，最后选择椭圆另一半圆弧，拟合椭圆平面如图6.2.6所示。

图6.2.6　拟合椭圆平面

5）底面缝合

单击“有界平面”指令，在底部创建平面，使整个曲面封死。有界平面如图6.2.7所示。

图6.2.7　有界平面

使用“缝合”指令，缝合全部片体，使之成为实体，且只显示缝合后的实体，如图6.2.8所示。

图6.2.8　缝合后的实体

单击“边倒圆”指令，在实体底部倒R0.5 的圆角，在实体顶部倒R2 的圆角，并单击“编辑对象显示”指令对实体更换颜色，最终效果如图6.2.9所示。

图6.2.9　最终效果