基于UG鼠標(biāo)蓋的曲面設(shè)計(jì)

張路紅，胡穎雁

（池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽池州247000）

基于UG鼠標(biāo)蓋的曲面設(shè)計(jì)

張路紅，胡穎雁

（池州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽池州247000）

曲面設(shè)計(jì)模塊主要用于設(shè)計(jì)不規(guī)則形狀的復(fù)雜零件。在UG的三維建模中，曲線是曲面、產(chǎn)品的根基。曲線質(zhì)量的高低既直接影響曲面質(zhì)量的好壞，又影響著整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量影響。該文綜合利用UG軟件的曲線曲面造型、實(shí)體造型等方法成功地建立了鼠標(biāo)蓋零件幾何特征的數(shù)學(xué)模型，此種方法同樣適用于其他的復(fù)雜零件。

曲面設(shè)計(jì)；UG；曲線；曲面；數(shù)學(xué)模型

相比較實(shí)體建模可以完全參數(shù)化外，曲面建模則不是完全參數(shù)化的。一般來(lái)講，零件曲面設(shè)計(jì)通常是先運(yùn)用草圖曲線或空間曲線來(lái)繪制模型的骨架曲線，然后對(duì)所創(chuàng)建的曲線利用曲面造型方法等來(lái)構(gòu)建曲面，進(jìn)而再利用縫合等工具將這些曲面變成一個(gè)整體面組，最后將整體面組變成實(shí)體模型。本文以鼠標(biāo)蓋設(shè)計(jì)為例，通過(guò)運(yùn)用草圖曲線、鏡像曲線、通過(guò)曲線網(wǎng)絡(luò)、修剪片體、縫合、加厚、拉伸等特征命令的應(yīng)用，創(chuàng)建零件三維模型。如圖1為鼠標(biāo)蓋骨架曲線，圖2為鼠標(biāo)蓋零件模型。

圖1 骨架曲線

圖2 零件模型

1 鼠標(biāo)蓋骨架曲線的設(shè)計(jì)

1.1 創(chuàng)建鼠標(biāo)蓋骨架曲線1

選擇菜單欄[插入]下拉菜單中的[任務(wù)環(huán)境中的草圖]，在彈出的對(duì)話框中，默認(rèn)XC-YC平面為草圖平面，單擊[確定]按鈕（或按鼠標(biāo)中鍵），進(jìn)入草圖工作面。繪制初步的草圖1。在草圖工具欄中，點(diǎn)擊[藝術(shù)樣條]命令，繪制如圖3所示的樣條曲線。單擊[確定]按鈕（或按鼠標(biāo)中鍵），退出[藝術(shù)樣條]對(duì)話框。我們可以從圖中看到，曲線不是很光滑，，需要對(duì)曲線進(jìn)行光順處理。雙擊初步草圖曲線1，選擇下拉菜單[分析]——[曲線]——[曲率疏]命令，在圖形區(qū)顯示草圖曲線的曲率疏。通過(guò)拖動(dòng)草圖曲線的控制點(diǎn)，使其曲率疏呈圖4所示的光滑形狀。為了取消曲率疏的顯示，需要再次選擇[曲率疏]命令，然后單擊[確定]按鈕（或按鼠標(biāo)中鍵）關(guān)閉[藝術(shù)樣條]對(duì)話框。在草圖工具欄中，單擊[鏡像曲線]命令，選擇剛繪制的草圖曲線為鏡像曲線，鏡像中心線為X軸，單擊[確定]，鏡像曲線完成創(chuàng)建，最后單擊[完成草圖]按鈕（或快捷鍵Ctrl+Q），退出草圖，顯示鼠標(biāo)蓋骨架曲線1完成構(gòu)建，如圖5所示。

圖3 初步草圖1（草圖環(huán)境）

圖4 草圖1的曲率疏

圖5 草圖1（建模環(huán)境）

圖6 鼠標(biāo)蓋主體曲面

1.2 創(chuàng)建鼠標(biāo)蓋的其余骨架曲線

骨架曲線中余下曲線的構(gòu)建與曲線1的構(gòu)建方法類(lèi)似，這里就不再詳加說(shuō)明。

2 鼠標(biāo)蓋曲面的設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)建鼠標(biāo)蓋主體曲面

選取菜單欄[插入]下拉菜單[網(wǎng)格曲面]——[通過(guò)曲線網(wǎng)絡(luò)]命令，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“通過(guò)曲線網(wǎng)絡(luò)”對(duì)話框。如圖1所示，依次選取曲線2、曲線3、曲線4為主曲線，分別單擊中鍵切換，注意方向一致，再次單擊中鍵后選取曲線5、曲線1為交叉曲線，并分別單擊中鍵確定，也要注意方向一致，其余參數(shù)默認(rèn)。所以，在使用“通過(guò)曲線網(wǎng)絡(luò)”命令時(shí)，一定要注意主曲線、交叉曲線的方向，防止曲面扭曲。確定后鼠標(biāo)蓋主體曲面即可創(chuàng)建完成，如圖6所示。

2.2 創(chuàng)建鼠標(biāo)蓋的兩側(cè)曲面

圖7 初步草圖5（草圖環(huán)境）

圖8 草圖5的曲率疏

我們要繪制如圖7所示的初步草圖5，需要選取XZ平面為草圖平面，同時(shí)要對(duì)曲線進(jìn)行光順處理，進(jìn)行曲率疏分析，使其曲率疏呈現(xiàn)如圖8所示的光滑形狀，取消曲率疏的顯示，完成草圖。單擊下拉菜單[插入]——[曲面]——[有界平面]命令，系統(tǒng)彈出其對(duì)話框，在圖形區(qū)選取圖8所示的曲線，單擊中鍵完成有界平面的創(chuàng)建。選擇菜單欄[插入]下拉菜單中[關(guān)聯(lián)復(fù)制]——[鏡像體]命令，鏡像體的對(duì)象選擇所創(chuàng)建的有界平面，鏡像平面選擇新平面，指定平面選擇ZC-XC平面，確定后如圖9所示。

2.3 修剪鼠標(biāo)蓋的曲面

選取菜單欄[插入]下拉菜單中[修剪]——[修剪片體]命令，對(duì)鼠標(biāo)蓋主體曲面和側(cè)曲面進(jìn)行修剪，如圖10所示完成曲面的修剪。

圖9 鏡像體

圖10 修剪后特征

2.4 曲面縫合和加厚

單擊菜單欄[插入]下拉菜單中[組合]——[縫合]命令，在彈出的對(duì)話框中，類(lèi)型選擇片體，選擇目標(biāo)體，接著選擇工具體，確定后即完成曲面的縫合。選取菜單欄[插入]下拉菜單中[偏置/縮放]——[加厚]命令，系統(tǒng)彈出片體加厚對(duì)話框，加厚對(duì)象選擇所縫合的曲面，輸入偏置1數(shù)值，更改方向，確定即完成曲面的加厚操作。

3 鼠標(biāo)蓋的實(shí)體造型

運(yùn)用拉伸、邊倒圓命令完成鼠標(biāo)蓋模型的創(chuàng)建。

4 結(jié)論

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該零件的設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的要求，為機(jī)械零件的三維數(shù)字建模提供了設(shè)計(jì)思路和方法，對(duì)其他類(lèi)零件的建模方案具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]陳忠建.UG NX8.0機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明教程[M].南京:南京大學(xué)出版社,2012:241-294.

[2]劉元朋,張定華,張力寧,敖波.基于UGⅡ的曲線光順?lè)椒╗J].航空制造技術(shù).2007(8):76-78.

TP334.2

A

1009-3044(2017)19-0191-02

2017-05-27

數(shù)控類(lèi)卓越技能型人才培養(yǎng)計(jì)劃（編號(hào)：2014zjjh060）

張路紅，助教，工程碩士；胡穎雁，助教，學(xué)士。