4.1 基本曲线创建

基本曲线是非参数化建模中最常用的工具之一。它作为一种基本的构造图元,可以创建实体特征、曲面的截面,还可以用作建模的辅助参照来帮助准确定位或定形操作。具体包括直线、圆、圆弧、圆角等功能。

4.1.1 基本曲线

1.直线

在UG NX 1904中,直线是指通过空间的两点产生的一条线段。直线作为组成平面图形或截面图形的最小图元,在空间中无处不在。

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,如图4-1所示。包括直线、圆、圆弧等6种功能。在【基本曲线】对话框中单击【直线】命令,即可创建直线。

【基本曲线】对话框各项功能说明如下:

(1)无界:当选中该复选框时,不论生成方式如何,所生成的任何直线都会被限制在视图的范围内。

(2)增量:用于以增量的方式生成直线,即在选定一点后,分别在绘图区下方跟踪条的XC、YC、ZC文本框中(见图4-2)输入坐标值,作为后一点相对于前一点的增量。对于大多数直线生成方式,可以通过在跟踪条的文本框中输入值并在生成直线后立即按Enter键,指定精确的直线角度值或长度值。

(3)点方法:能够相对于已有的几何体,通过指定光标位置或使用点构造器来指定点,其中包含的选项与【点】对话框中选项的功能相似。

(4)线串模式:能够生成未打断的曲线串。当选择该复选框时,一个对象的终点变成了下一个对象的起点。若要停止线串模式,只需选择该复选框即可。若要中断线串模式并生成下一个对象时再启动,可单击【打断线串】按钮。

图4-1

图4-2

(5)打断线串:在所选位置处打断曲线串,但【线串模式】仍保持激活状态。

(6)锁定模式:当生成平行于、垂直于已有直线或与已有直线成一定角度的直线时,如果单击【锁定模式】按钮,则当前在图形窗口中以橡皮线显示的直线生成模式将被锁定。当下一步操作可能会导致直线生成模式发生改变,而又想避免这种改变时,单击该按钮。

(7)平行于XC、YC、ZC:这些按钮用于生成平行于XC、YC或ZC轴的直线。指定一个点,单击所需轴的按钮,并指定直线的终点即可。

(8)原始的:选中该单选按钮后,新创建的平行线的距离由原先选择线算起。

(9)新的:选中该单选按钮后,新创建的平行线的距离由新选择线算起。

(10)角度增量:如果指定了第一点,然后在图形窗口中拖动光标,则该直线就会捕捉至该字段中指定的每个增量度数处。只有当【点方法】设置为【自动推断的点】时,【角度增量】才有效。如果使用了任何其他的【点方法】,则会忽略【角度增量】。

2.圆弧

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆弧】命令,即可绘制圆弧。

(1)起点,终点,圆弧上的点:使用这种方法,可以生成通过三个点的弧,或通过两个点并选中对象相切的弧。选中的要与弧相切的对象不能是抛物线、双曲线或样条。

(2)中心点,起点,终点:使用这种方法时,应首先定义中心点,然后定义弧的起始点和终止点。

3.圆

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,即可绘制圆。

多个位置:选择此复选框,每定义一个点,都会生成先前生成的圆的一个副本,其圆心位于指定点。

4.圆角

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆角】命令,即可创建圆角。

(1)简单圆角:在两条共面非平行直线之间生成圆角。

(2)曲线圆角:在两条曲线(包括点、线、圆、二次曲线或样条)之间构造一个圆角。

(3)曲线圆角:可在三条曲线间生成圆角,这三条曲线可以是点、线、圆弧、二次曲线和样条的任意组合。【半径】选项不可用。

实例:绘制垫片

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-2.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,跟踪条上参数设置详如图4-3所示。参数设置完成后,回车,生成直径为21的圆。

图4-3

Step 02 在【点方法】下拉菜单中选择【圆弧中心/椭圆中心/球心】命令,单击步骤1绘制的圆,在跟踪条【直径】文本框中输入34,回车,再次单击步骤1绘制的圆,在跟踪条【直径】文本框中输入66,回车,此时绘制图形如图4-4所示。

Step 03 在打开的【基本曲线】对话框中单击【直线】命令,在【点方法】下拉菜单中选择【圆弧中心/椭圆中心/球心】命令,单击步骤1绘制的圆,在【平行于】选项卡中选择【YC轴】,在跟踪条【YC】文本框中输入-40,回车。再次单击步骤1绘制的圆,在跟踪条【长度】文本框中输入40,在【角度】文本框中输入-60,回车。

Step 04 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,在【点方法】下拉菜单中选择【交点】命令,先单击步骤2绘制66的圆,再单击步骤3绘制的第一条直线,在跟踪条【直径】文本框中输入12,然后选择多个位置,再次单击步骤2绘制66的圆和步骤3绘制的第二条直线,此时绘制图形如图4-5所示。

Step 05 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆角】命令,相关参数设置如图4-6所示。分别单击步骤4绘制的两圆,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【直线和圆弧】︱【圆弧(相切-相切-半径)】命令,分别单击两圆,在【半径】文本框中输入54,单击鼠标中键。

Step 06 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【修剪】︱命令,相关参数设置如图4-7所示。

Step 07 选择【菜单】︱【编辑】︱【派生曲线】︱【偏置】︱命令,相关参数设置及曲线的选择如图4-8所示。曲线选定及参数设置后单击【确定】按钮。

Step 08 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆角】命令,参数设置如图4-9所示。

图4-4

图4-5

图4-6

图4-7

图4-8

图4-9

Step 09 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,在跟踪条【XC】文本框中输入0,在【YC】文本框中输入31,在【直径】文本框中输入6,回车,在【点方法】下拉菜单中选择【圆弧中心/椭圆中心/球心】命令,单击刚绘制的圆,在跟踪条【直径】文本框中输入16,回车。在跟踪条【XC】文本框中输入26,在【YC】文本框中输入14,在【直径】文本框中输入6,回车。

Step 10 在打开的【基本曲线】对话框中单击【直线】命令,在【点方法】下拉菜单中选择【自动判断点】命令,依次单击图4-10中所示的两条直线。在跟踪条【XC】文本框中输入33,在【YC】文本框中输入21,其余为0,回车,在【平行于】选项卡中选择【XC轴】,在【点方法】下拉菜单中选择【端点】命令,在【平行于】选项卡中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入13,回车。在【点方法】下拉菜单中选择【端点】命令,在【角度】文本框中输入185,回车,此时绘制图形如图4-10所示。

图4-10

Step 11 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆角】命令,相关参数设置如图4-11所示。

图4-11

Step 12 在打开的【基本曲线】对话框中单击【修剪】命令,修剪后图形如图4-12所示。

Step 13 右击,在弹出的快捷菜单中选择【编辑显示】命令,在弹出的【编辑对象显示】对话框中,【线性】选择【点划线】,最终获得垫片图形,如图4-13所示。

图4-12

图4-13

实例:绘制连杆

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-2.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,跟踪条上的参数设置如图4-14所示。参数设置完成后,回车,生成直径为100的圆。

图4-14

Step 02 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,在【点方法】下拉菜单中选择【圆弧中心/椭圆中心/球心】命令,单击步骤1绘制的圆,在跟踪条【直径】文本框中输入200,回车。

图4-15

Step 03 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,跟踪条上的参数设置【XC】为300,其余为0,回车,在跟踪条【直径】文本框中输入200,回车,此时绘制图形如图4-15所示。

Step 04 在打开的【基本曲线】对话框中单击【直线】命令,跟踪条上的参数设置【XC】为0,【YC】为50,其余为0,在【平行于】选项卡中选择【YC轴】,在跟踪条【YC】文本框中输入70,回车。【点方法】选择【端点】,单击刚生成的直线,在【平行于】选项卡中选择【XC轴】,在跟踪条【长度】文本框中输入20,回车。单击生成的第二条直线,在【平行于】选项卡中选择【YC轴】,在跟踪条【长度】文本框中输入30。

Step 05 在打开的【基本曲线】对话框中单击【直线】命令,跟踪条上的参数设置【XC】为0,【YC】为30,其余为0,在【平行于】选项卡中选择【XC轴】,在跟踪条【长度】文本框中输入270,回车。

Step 06 在打开的【基本曲线】对话框中单击【修剪】命令,相关参数设置如图4-16所示。

图4-16

Step 07 选择【菜单】︱【插入】︱【派生曲线】︱【镜像】命令,相关设置如图4-17所示。【镜像平面】选择【XZ平面】,单击【确定】按钮。

Step 08 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【修剪】命令,相关设置如图4-18所示。连杆最终草图如图4-19所示。

图4-17

图4-18

图4-19

实例:绘制链节

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-3.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,跟踪条上的参数设置都为0,回车,在【直径】文本框中输入5,回车,创建直径为5的圆,选择【多个位置】复选框,如图4-20所示,跟踪条上的参数设置【XC】为16,其余参数为0,回车。

图4-20

Step 02 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,在【点方法】下拉菜单中选择【圆弧中心/椭圆中心/球心】命令,单击步骤1绘制的圆,在跟踪条【直径】文本框中输入10,回车,选择【多个位置】复选框,跟踪条上的参数设置:【XC】为16,其余参数为0,回车。

Step 03 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆角】命令,相关参数设置如图4-21所示。依次单击直径为10的圆,然后在两圆之间单击,生成图形如图4-22所示。

图4-21

图4-22

Step 04 在打开的【基本曲线】对话框中单击【修剪】命令,相关参数设置如图4-23所示。链节图形的最终效果如图4-24所示。

图4-23

图4-24

4.1.2 倒斜角

倒斜角命令用于在两条共面的直线或曲线之间生成斜角。选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【倒斜角(原有)】命令,打开如图4-25所示【倒斜角】的对话框。

图4-25

(1)简单倒斜角:用于建立简单倒角。其产生的两边偏置值必须相同,且角度为45°。该按钮只能用于两共面的直线间倒角。单击该按钮后,系统会要求输入倒角尺寸,然后选择两直线交点,即可完成倒角。

(2)用户定义倒斜角:在两个共面曲线之间生成斜角。该按钮比生成简单倒角时具有更多的修剪控制。

实例:绘制轴截面曲线

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-4.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【直线】命令,跟踪条上的参数都为0,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入37.5,回车,在【平行于】选项中选择【XC轴】,在【长度】文本框中输入40,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入7.5,回车,在【平行于】选项中选择【XC轴】,在【长度】文本框中输入50,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入15,回车,在【平行于】选项中选择【XC轴】,在【长度】文本框中输入150,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入15,回车,在【平行于】选项中选择【XC轴】,在【长度】文本框中输入50,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入7.5,回车,在【平行于】选项中选择【XC轴】,在【长度】文本框中输入200,回车,在【平行于】选项中选择【YC轴】,在【长度】文本框中输入37.5,回车,【点方法】选择【现有点】,单击第一条直线起始位置,此时图形如图4-26所示。

Step 02 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【倒斜角(原有)】命令,在弹出的【倒斜角】对话框中单击【简单倒斜角】按钮,在【偏置】文本框中输入2,单击【确定】按钮,单击第1条直线(要尽量靠近直线2),单击第3条直线(要尽量靠近直线4),此时图形如图4-27所示。

图4-26

图4-27

4.1.3 多边形

在几何造型中,多边形主要分为规则和不规则两种类型。其中,规则的多边形就是正多边形。正多边形所有边角相等,应用非常广泛,如机械领域中的螺母、冲压锤头等各种规则零件的外形。

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【多边形(原有)】命令,打开如图4-28所示【多边形】对话框,当输入多边形的边数后,单击【确定】按钮,将打开如图4-29所示的对话框。在该对话框中,用户可以选择多边形创建方式。

图4-28

图4-29

(1)内切圆半径:通过输入内切圆的半径定义多边形的尺寸及方位角来创建多边形。

(2)多边形边:可以输入多边形一边的边长及方位角来创建多边形,该长度将应用到所有边。

(3)外接圆半径:可以通过输入外接圆半径定义多边形的尺寸及方位角来创建多边形。

实例:绘制六角扳手

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-5.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【多边形(原有)】命令,弹出【多边形】对话框,在【边数】文本框中输入6,单击【确定】按钮,在弹出的对话框中单击【外接圆半径】按钮,在【圆半径】文本框中输入10,在【方位角】文本框中输入0,单击【确定】按钮,在【点位置】对话框中,在【XC,YC,ZC】文本框中输入0,单击【确定】按钮,然后在【点位置】对话框中,在【XC】文本框中输入80,在【YC,ZC】文本框中输入0,单击【确定】按钮,退出多边形绘图模式。

Step 02 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,【点方法】选择【现有点】,单击工作坐标系原点,在【直径】文本框中输入25,回车,选择【多个位置】复选框,在跟踪条【XC】文本框中输入80,回车。

Step 03 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【直线】命令,在跟踪条【YC】文本框中输入12.5,其余文本框中输入0,回车,在【平行于】选项中选择【XC】,在跟踪条【XC】文本框中输入80,在【YC】文本框中输入12.5,回车,单击鼠标中键。在跟踪条【YC】文本框中输入-12.5,其余文本框中输入0,回车,在【平行于】选项中选择【XC】,在跟踪条中【XC】文本框中输入80,在【YC】文本框中输入-12.5,回车,单击鼠标中键,此时图形如图4-30所示。

Step 04 在打开的【基本曲线】对话框中单击【修剪】命令,修剪后得到六角扳手截面图,如图4-31所示。

图4-30

图4-31

4.1.4 椭圆

在UG NX 1904中,椭圆是机械设计过程中最常用的曲线对象之一,它类似圆,都是封闭的环状曲线,但它可以看作是不规则的圆。

选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【椭圆(原有)】命令,在弹出的对话框中首先定义椭圆中心点的坐标,如图4-32所示。选好椭圆中心点坐标后,单击【确定】按钮,弹出如图4-33所示的【椭圆】对话框,输入相应椭圆参数即可创建椭圆。

图4-32

图4-33

实例:绘制填料压杆

Step 01 启动UG NX 1904软件,单击【主页】功能区下的【新建】命令,在弹出的【新建】对话框中模板选择【模型】,新建文件名称为【4-6.prt】,单击【确定】按钮,进入建模环境,选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【椭圆(原有)】命令,在弹出的对话框中椭圆中心点的坐标为工作坐标系原点,单击【确定】按钮,在【椭圆】对话框的【长半轴】文本框中输入74,在【短半轴】文本框中输入52,其余默认,单击【确定】按钮。

Step 02 选择【菜单】︱【插入】︱【曲线】︱【基本曲线(原有)】命令,弹出【基本曲线】对话框,单击【圆】命令,跟踪条上的参数都为0,回车,在【直径】文本框中输入65,回车,创建直径为65的圆。

Step 03 在打开的【基本曲线】对话框中单击【圆】命令,跟踪条上的参数设置为:【XC】为60,其余为0,回车,在【直径】文本框中输入15,回车,选择【基本曲线】对话框中的【多个位置】复选框,在跟踪条【XC】文本框中输入-50,回车(注意不要选择增量),填料压杆截面图如图4-34所示。

图4-34