三维实体设计软件.pdf

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1、MINBEI VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE 教案 授课时间：2016 2017 学年第二学期 课程名称：三维实体设计软件 授课教师：陈婉华 课程所属系（部） ： 信息与工程系 课程名称：三维实体软件设计 授课班级：机械设计制造2015 级、模具设计与制造2015 级、数 控设备应用与维护2015 级 课程类型：纯理论课（ ） /（理论实践） 课 （） / 纯实践课 ( ) 课程属性：公共课（）/ 专业基础课（）/ 专业课（ ） 课程性质：必修课（ ）/ 专业选修课（）/ 公共选修课（） 总 学 时 ：64 学分：4 使用教材：彭二宝主编，UG NX8.5 项

2、目教程，北京邮电 大学出版社， 2015 考核方式：上机操作 主要参考书目： 1邓劲莲主编，机械CAD/CAM 综合实训教程， 机械 工业出版社， 2008 2王先逵主编，计算制机辅助造 ， 清华大学出版社， 2008 3. 张云杰主编，UG NX6.0 中文版工程图设计 ，清华大 学出版社， 2010 第1章UG NX 基础知识（ 2 学时） 教学目的与要求 1、了解 UG的功能模块；操作界面 2、理解对象操作；视图观察；文件管理 3、掌握工具条的定制；键盘与鼠标的使用 重点与难点 重点： UG工具条定制；键盘与鼠标使用 难点：工具条定制 教学内容： 1.1 UG NX 软件简介 UG软件作

3、为 UGS公司的旗舰产品，是当今最流行的CAD/CAE/CAM 一体化软 件，为用户提供了最先进的集成技术和一流实践经验的解决方案，能够把任何产 品的构思付诸实际。 UG NX由多个应用模块组成，使用这些模块，可以实现工程 设计、绘图、装配、辅助制造和分析一体化。随着版本的不断更新和功能的不断 补充，使其向专业化和智能化不断迈进，例如机械布管、电器布线、航空钣金、 车辆设计等。本节主要介绍其主要功能模块及特点。 1.1.1 软件特点 UG NX采用复合建模技术，融合了实体建模、曲面建模和参数化建模等多方 面的技术，摒弃了传统建模设计意图传递与参数化建模严重依赖草图，以及生成 和编辑方法单一的缺

4、陷。用户可根据自身需要和习惯选择适合自身的建模方法。 UG NX系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工 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 有效地实现了并行工程。 该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、 虚拟装配和产生工程图等设计 功能，而且在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、 动力学分析和仿真 模拟，提高设计的可靠性。同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于 产品的加工， 其

5、后处理程序支持多种类型数控机床。另外，它所提供的二次开发 语言 UG/Open GRIP 、UG/Open API 简单易学，实现功能多，便于用户开发专用 CAD 系统。 1.1.2 主要功能模块 UG NX 功能非常强大，其所包含的模块也非常多，涉及到工业设计与制造 的各个层面。通过不同的功能模块，来实现不同的用途。常用的有 1 ）建模模块 2）制图模块 3）装配模块 4）其它模块，除了以上介绍的常用模块外，UG还有 其他一些功能模块。 如用与钣金设计的板金模块、 用于管路设计的管道与布线模 块、供用户进行二次开发的，由UG/Open GRIP 、UG/Open API和 UG/Open+

6、组成 的 UG开发模块（ UG/Open ）等等。以上总总模块构成了UG的强大功能。 1.2 UG NX 工作界面 工作界面是设计者与UG NX系统的交流平台， 对于初级用于， 有必要对 UG NX 的工作界面进行介绍， 在后续进一步学习后， 可根据个人的应用情况及习惯，定 制适合自己的工作界面。本节主要介绍系统默认的工作面。 1.2.1 软件启动 启动 UG NX中文版，常用的有以下两种方法。 （1）双击桌面上 UG NX的快捷方式图标，便可启动UG NX 中文版。 （2）执行“开始” | “所有程序” | “UG NX.0”| “UG NX.0”命令，启动 UG NX 中文版。 UG NX

7、 中文版启动界面如图1.1 所示。 1.2.2 操作界面 启动 UG NX软件后，打开零件，进入UG NX 的操作界面，如图1.2 所示。 1.3 文件管理 文件管理是 UG中最为基本和常用的操作，在开始创建零部件模型前，都必 须有文件存在。本节将主要介绍文件管理的基本操作方法。 1.3.1 新建文件 在 UG NX 工程设计前，需要新建一个文件，其操作步骤如下所述： 1.3.2 打开已有文件 ?要打开文件，可以通过单击标注工具栏上的 “打开”按钮，也可以执行“文 件”| “打开”命令，进入“打开”对话框，如图1.7 所示。 ?在该对话框文件列表框中选择需要打开的文件，此时在“预览”窗口将显

8、示所选模型。单击“ ok”按钮即可将选中的文件打开。 1.3.3 保存文件 一般建模过程中， 为避免意外事故发生造成文件的丢失，通常需要用户及时 保存文件。 UG NX 中常用的保存方式有以下几种。 1. 直接保存 2. 仅保存工作部件3. 另存为 4. 全部保存 1.4 常用工具栏 工具栏是选择菜单栏中相关命令的快捷图标的集合。快捷图标图标只是将一 些常用的命令制作成快捷方式， 便于常用命令的选择。 工具栏可以随意停放在主 工作区的四周， 也可以鼠标将停靠状态下的任何工具栏向主工作区拖动，工具栏 将会出现自己的标题栏，以便于分类识别。 UG NX6菜单中的命令基本上都可以在工具栏中找到，但有

9、些命令不常用。 本节主要介绍几种常用的工具栏。 1.4.1 标准工具栏 ?标准工具栏包括文件系统的基本操作命令，与“文件”菜单中的某些命令 相对应，如图 1.17 所示。 1.4.2 视图工具栏 1.4.3 曲线工具栏 1.4.4 特征工具栏 课后教学效果自评：本章内容为介绍UG基础知识，因为比较简单学生掌握情况 良好。 第 2 章 UG NX6.0 建模通用知识（ 2 课时） 教学目标与要求 1、了解视图布局；表达式；信息查询与分析 2、理解图层管理；对象变换 3、掌握坐标系设置；点构造器和矢量构造器；基准特征的创建 重点与难点 重点：坐标系设置，点构造器和矢量构造器使用，基准特征创建 难点

10、：工作坐标的编辑，点和矢量的意义，基准平面的创建 2.1 坐标系 UG系统提供了2 种常用的坐标系，分别为绝对坐标系ACS （Absoulute Coordinate System ）和工作坐标系 WCS （Work Coordinate System ） 。二者都遵 守右手定则，其中绝大坐标系是系统默认的坐标系，其原点位置是固定不变的， 即无法进行变化。 而工作坐标系是系统提供给用户的坐标系，在实际建模过程中 可以根据需要构造、 移动和旋转变化， 同时还可以对坐标系本身保存、显示或隐 藏等操作，本节将介绍工作坐标系的构造和变化等操作方法。 2.2 点构造器与矢量构造器 2.2.1 点构造器

11、该工具用于根据需要捕捉已有的点或创建新点。在UG的功能操作中，许多 功能都需要利用“点”对话框来定义点的位置。单击工具栏中的按钮或者执行 “插入” | “基准 / 点”| “点”命令， 弹出“点”对话框， 如图 2.25 所示。在不 同的情况下，“点”对话框的形式和所包含的内容可能会有所差别。 2.3.2 矢量构造器 在 UG建模建模过程，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，特征生成方向等等。在此，有必要对矢量构造器进行 介绍。 矢量构造功能通常是其他功能中的一个子功能。通常，系统会动判定得到矢 量方向。如果需要以其他方向作为矢量方向，可以在“方向”选项栏中

12、单击中的 黑色小三角，弹出“矢量”对话框，如图2.31 所示。该对话框列出了可以建立 的矢量方向的各项功能。 2.3 基准特征 UG NX实体建模过程中，经常需要建立基准特征，其在产品设计过程中起辅 助设计作用。特别是在圆柱、圆锥、球和旋转体的回转面上创建特征时，没有基 准几乎无法操作。 再者在目标体实体表面的非法线角度上创建特征时，通常需要 基准特征。另外在产品装配过程中，经常需要使用两个基准平面进行定位。 基准特征包括基准平面、基准轴和基准CSYS 等，下面分别介绍其创建和编 辑过程。 2.3 1 创建基准平面 基准平面是实体建模中经常使用的辅助平面，通过使用基准平面可以在非平 面上方便的

13、创建特征，或为草图提供草图工作平面位置。如：借助基准平面，可 在圆柱面、圆锥面、球面等不易创建特征的表面上，方便地创建孔、键槽等复杂 形状的特征。 基准平面分为相对平面基准平面和固定基准平面两种，下面介绍其含义。 相对基准平面：根据模型中的其他对象而创建，可使用曲线、面、边缘、点 及其他基准作为基准平面的参考对象。与模型中其他对象 （如曲线、 面或其他基 平面）关联，并受其关联对象的约束。 固定基准平面：没有关联对象，即以坐标（WCS ）产生，不受其他对象的约 束。可使用任意相对基准平面， 取消选择基准平面对话框中的“关联”选项方法 创建固定基准平面。用户还可根据WCS 和绝对坐标系并通过使用

14、方程中的系数， 使用一些特殊方法创建固定基准平面。 2.3 2 创建基准轴 基准轴是一条用作其他特征参考的中心线，分为相对基准轴和固定基准轴。固定基准 轴没有任何参考，是绝对的，不受其它对象约束；相对基准轴与模型中其他对象(例如： 曲线、平面或其它基准等) 关联，并受其关联对象约束，是相对的。实体建模过程中一般 选择相对基准轴，原因在创建基准平面时已经介绍过，这里不再介绍。 课后教学效果自评：本章详细讲述了UG NX的基本操作和常用工具，因为涉及到三维 环境，因此学生在掌握三维坐标系、矢量、基准特征时有一定难度，因这些内容在实际建 模时非常重要，所以这几点内容应该详细讲解。 第 3 章草绘图形

15、（ 4 课时） 教学目标与要求 1、了解草图中的画曲线工具 2、理解草图的作用，草图平面，草绘设计与曲线设计区别 3、掌握草图约束管理 重点和难点 重点：尺寸约束与几何约束 难点：尺寸约束和几何约束在绘图时的使用 第一课时 授课内容：草图作用，草图平面 一 什么是草图？ 草图是组成一个轮廓曲线的集合，是一种二维成形特征。 轮廓可以用于拉伸 或者旋转特征， 轮廓可以用于定义自由形状的特征或过曲线片体的截面。尺寸和 几何约束可以用于建立设计意图及提供参数驱动改变模型的能力。 二 为什么使用草图？ 1、 当明确知道一个设计意图是，约束可以快速作用以满足那个意图。 2、 当需要迭代许多解决方案去验证某

16、一设计意图时。 3、 何时你应该使用草图？ 4、 当你需要参数化控制曲线时。 5、 如果使用一组特征去建立模型会使该图形编辑困难时。 6、从部件到部件尺寸改变但有一共同的形状，草图应考虑作为一个用户 定义特征的一部份。 7、 如果形状本身适用于拉伸或者旋转，草图可以作为一个模型的基础 特征。 8、考虑草图用作扫描特征的引导路径或者用作自由形状特征的成母线。 三 使用草图的一般步骤 1、为你要建模的特征或者部件建立设计意图。 设计考虑：在实际部件上的几何需求，包括决定部件细节配置的过程和设计 规则。 潜在的改变区域：称之为设计改变或迭代，它们影响部件配置。 2、检查和修改草图参数预设置。 3、建

17、立和编辑草图。 4、按你的设计意图约束草图。 5、使用草图建立在你的模型上的特征。 四 草图的访问 打开 UG软件，新建建模草绘。 这里需要注意的是新建文件名时，必须以英文名做为文件名， 所放目录文件夹必 须不能含有中文字符。 五 相应的功能介绍 1 创建直线 点 击 【 插 入 】 - 【 曲 线 】 - 【 基 本 曲 线 】 菜 单 ， 弹 出 下 图 2 创建圆弧点击【插入】 - 【曲线】 - 【基本曲线】菜单，弹出下图 3 创建圆 作中心线 在主功能菜单中点击【插入】- 【曲线】 - 【基本曲线】【直线】 ，在提示 栏中填写相应的尺寸做出中心线。(注意：输入完参数以后，按Enter

18、键确定。) 作 8050 的外轮廓线 利用中心线偏置作出外轮廓。点击【插入】【矩形】。确定一个角的坐标， 再输入长和宽。点击确定。 作外圆圆角 点击【插入】【圆角】弹出对话框给出圆角半径做出外圆圆角如图所示。 做内圆点击【插入】【圆】弹出对话框给出圆心坐标，再输入圆的半径。 再做出四个小圆，先做一个，位置要定位好，半径为5，然后再用镜像的功能 复制出四个圆 。 利用派生功能，定位内轮廓的具体位置。 做两个圆弧，两圆心之间距离为60，先任意做一个，再用尺寸定位功能来确 定位置。再利用上两说的镜像功能做出灵位一个。 最后 裁剪掉多余的线条。点击【快速修剪】 ，剪去多余的线条。 一 建立草图对象 1

19、 快速修剪 快速修剪曲线到选择的边界，CTRL 加 MB1 选择边界。 2 快速延伸 3 草图圆角 预览草图圆角： Trim lnputs选项： 利用 GWIF输入半径值，用移动光标决定圆角尺寸和位置。 4 建立样条 。 草图点 草图求解器分析点称为草图点，控制这些草图点位置控制草图曲线。 自由度与约束 未加约束的草绘曲线在它们的草图点上显示黄色自由度箭头，意味着该点可以沿 该箭头方向移动。加约束将消除自由度。 课后教学效果自评：草绘为二维图形，因此学生画起来比较熟练，但是约束这 个工具比较抽象所以学生掌握情况不理想，应该着重讲解约束的使用。 （4 课时） 教学目标与要求 1、了解约束的显示状

20、态 2、理解欠约束、过约束、矛盾约束 3、掌握草图的完全约束 重点和难点 重点：完全约束 难点：如何让草图做到完全约束 教学内容： 二 、草图约束 1 草图的约束状态 欠约 束 草 图 ： 草 图 上 尚 有 自 由 度 箭 头 存在 ， 状 态 行 显 示 ： “ Need N Constraints”. 充分约束草图：草图上已无自由箭头存在，状态行显示：“Sketch is full Constrainrd ”. 过约束草图：多余约束被添加， 草图曲线和尺寸将变成黄色， 状态行显示“Sketch contains over constrained geometry” 。 注意事项 ： 1、

21、每加一个约束，草图解算器及时求解几何体并即时更新。 2、UG允许欠约束草图拉伸，旋转，自由形状扫描等。 3、可通过显示 / 移去约束移去过约束。 2 尺寸约束 一个尺寸约束建立一个草图对象的尺寸（如一条线的长度，一个弧的半径等） 或在两个对象的关系（如两点间的距离） 。 3 几何约束 建立草图对象的几何特性 （如要求一条线是固定长度） 或在两个或更多的草图对 象间的关系类型（如要求两条线是正交或者平行，或几个弧有相同半径）. 约束类型与标记 显示所有约束。 4 建立几何约束过程 选择几何对象 从图形窗口左上角， 选择要求的约束图标 （仅显示对所选几何对象可能的约束图 标） 三 草图操作 1 镜

22、像 过在草图中任一已存在直线， 镜像草图几何体。 镜像几何约束作用到与镜像操作 相关的所有几何体，原来选择的几何体与新的拷贝。 注意： 1 在镜像操作过程中，镜像中心线自动转变成一参考线。 2 镜像操作适用于对称图形。 2 偏置抽取的曲线 偏置抽取的曲线相关地在草图中偏置投射的曲线，并建立以偏置约束。 修改原几 何对象，投射到曲线与偏置曲线被更新。 距离在输入曲线的平面中偏置曲线：规律控制在一用规律子功能定义的距离 上偏置曲线。 注意： 偏置的曲线总是一单个样条，并被几何约束。 1 先绘制五个圆弧以及一条直线，绘制出外轮廓，再在内部绘出三个小圆。 2 用草图约束中几何约束功能，使内外圆同心，并

23、使外轮廓彼此相切。 3 利用草图约束中的尺寸约束功能，缺点外轮廓的图形以及内圆的大小。 2.4 曲线生成 曲线生成功能主要是指生成点、直线、圆弧、样条曲线、二次曲线、平面等 几何要素。 本节将介绍一些常用的曲线生成操作方法。通过本节的学习， 可以完 成常用曲线的生成工作。 2.4.1 点 点是最小的几何构造元素，利用点不仅可以按一定次序和规律来生成直线、 圆、圆弧和样条等曲线， 也可以通过矩形阵列的点或定义曲面的极点来接直创建 自由曲面。在 UN NX.0中，点可以建立在任何地方，很多操作都需要通过指定点 或定义点的位置来实现。 单击“曲线”工具栏中的“点”按钮，进入“点构造器”对话框。用户可

24、以 在对话框的文本框中输入坐标值，从而确定点的位置， 也可以在图形窗口中用选 点方式直接指定一点来确定点的位置。具体点构造器的使用在前面章节已经讲过 了，此处就不再讲解了。 2.4.2 点集 点集是指利用现有几何体创建一组与之相对应的点。可以是对已有曲线上点 的复制，也可以通过已有曲线的某种属性来生成其他点集。通常利用点集用来沿 曲线、面或者在样条或面的极点处生成点，还可以重新创建样条的定义极点。 单击“曲线”工具栏中的“点集”按钮，进入“点集”对话框。系统在该对话框 “类型”下拉列表框中提供了3 中创建点集类型，下面具体介绍。 2.4.3 直线 直线一般是指通过两个点构造的线段。其作为一个基

25、本的构图元素， 在实际 建模中无处不再。 例如，两点连线可以生成一条直线，两个平面相交可以生成一 条直线等。 执行“插入” | “曲线” |“直线”命令（或在“曲线”工具栏中点击“直线” 按钮，进入“直线”对话框，如图4.14 所示。 2.4.4 圆弧/ 圆 圆弧/ 圆是指在平面上到定点的距离等于定长的一些点（或所有点） 的集合。 使用此选项可迅速创建关联圆和圆弧特征。所获取的圆弧类型取决于用户组合的 约束类型。 通过组合不同类型的约束， 可以创建多种类型的圆弧。 也可以用此选 项创建非关联圆弧，但是它们是简单曲线，而非特征。 单击执行“插入” | “曲线” | “圆弧 / 圆”命令（或在“曲

26、线”工具栏中单 击“圆弧 / 圆”按钮，进入“圆弧 / 圆”对话框，如图4.19 所示。 2.4.5直线和圆弧 该选项用于使用预定义约束组合方式快速创建关联或非关联直线和曲线。在 用户已知直线和曲线的约束关系的条件下，使用该选项比较方便。 单击“直线和圆弧工具栏”按钮，进入“直线和圆弧”工具栏，如图4.22 所示。 2.4.6 椭圆 椭圆是指与两定点的距离之和为一指定值的点的集合，其中两个顶点称之为 焦点。默认的椭圆会在与工作平面平行的平面上创建。包括长轴和短轴， 每根轴 的中点都在椭圆的中心。 椭圆的最长直径就是长轴； 最短直径就是短轴。 长半轴 和短半轴的值指的是这些轴长度的一半，如图4.

27、67 所示。 单击“曲线”工具栏中“椭圆”按钮，进入“点”对话框，利用该对话框指 定椭圆的中心，完成后椭圆中心定义后，弹出“椭圆”对话框，如图4.68 所示。 2.4.7 矩形 在建模过程中， 常常需要生成矩形直接作为特征生成的截面曲线。其操作方 法简单，可以通过点构造器定义两个对角点创建一个矩形。 单击“曲线”工具栏中的“矩形”按钮，进入“点”对话框。对话框提示定 义矩形的第一个对角点，完成后定义第二个对角点，单击“确定”按钮即可，如 图 4.70 所示。 （2 课时）草绘实训 参看实训指导书 小结： 本章主要讲述UG草绘图形，在约束管理上学生掌握情况不好，应该让学生 绘制更多的图形。 第四

28、章特征建模 （2 课时） 教学目标和要求：掌握长方体、圆柱、圆锥、球的创建 重点和难点 重点：如何创建任意位置创建长方体，如何创建任意方向任意位置的圆柱 难点：如果将点构造器，矢量构造器，坐标运用于体素特征 授课内容： 1、长方体 . 根据上面的命令窗口选择块体的长、宽、高、再选择所建立的位置，生成一个矩 形。 2、圆柱 根据需要选择所创建圆柱的方式，再根据矢量控制器缺点圆柱轴的位置。 3、圆锥 根据需要选择所创建圆锥的方式，再根据矢量控制器缺点圆柱轴的位置。 4、球 课后教学效果自评：体素特征为特征工具中最基本的工具，学生对基本的操作 没有问题，但是如何将坐标系、点构造器、矢量构造器运用在特

29、征上掌握情况 不好，因此相对复杂点的图形学生就画不好，应该多加练习。 4 课时 教学目标与要求： 1、了解扫描特征的定义 2、理解扫掠特征和管道特征的使用 3、掌握拉伸、回转、沿引导线扫掠的使用 重点和难点 重点：如何将扫描特征运用在具体的零件创建， 难点：扫描特征中截面的创建，创建不同方向的体 授课内容：扫描特征（拉伸） 拉伸特征是将截面线沿直线运动而生成物体。用户应当了解对什么 （哪些几 何对象）拉伸、向哪个方向拉伸（沿什么方向） 、拉伸到哪里（拉伸距离） ，以及 拉伸后实体的处理（独立生成还是布尔运算）。 1 可拉伸的几何对象 可拉伸的几何对象如：实体面、实体边缘、曲线、成链曲线、片体。

30、 2 拉伸方法 方向和距离：沿方向拉伸一个距离。 截剪至面：拉伸到某个平面。 3 拉伸方向的定义： 拉伸方向的确定由矢量构造中的方法确定。 4 拉伸参数 拉伸参数定义了具体的拉伸长度和偏置。如图下图 选择草绘所画好的矩形， 属入所需要的高度， 单击缺点按钮， 拉伸出一个矩形体。 以下图为例讲解拉伸的运用 1、先在草绘中绘制出草图 2、点击拉伸特征命令，按步骤拉伸出三个不同高度的拉伸体。 旋转特征 1、回转操作与拉伸操作类似，不同在于使用此命令可使截面曲线绕指定轴回转 一个非零角度， 以此创建一个特征。 可以从一个基本横截面开始，然后生成回转 特征或部分回转特征。 2、 执行“插入” | “设计

31、特征” | “回转”命令（或单击“特征”工具栏中的“回 转”按钮），进入“回转”对话框。选择曲线和指定矢量，并设置回转参数。单 击“确定”按钮完成回转体创建。 以下图为例讲解旋转特征 1、先在草绘环境绘制出旋转截面 2、完成草绘，点击旋转命令，旋转旋转截面，再旋转旋转轴线，点击确定按钮， 完成旋转特征。 沿导线扫掠特征运用 1、沿引导线扫掠与前面介绍的拉伸和回转类似，也是将一个截面图型沿引 导线运动来创造实体特征。 此选项允许用户通过沿着由一个或一系列曲线、边或 面构成的引导线串（路径）拉伸开放的或封闭的边界草图、曲线、边缘或面来创 建单个实体。该工具在创建扫描特征时应用非常广泛和灵活。 2、

32、执行“插入” | “扫掠” | “沿引导线扫掠”命令（或单击“特征”工具 栏中的“沿引导线扫掠”按钮） ，进入 “沿轨迹扫掠”对话框。 选择截面曲线和 引导线。 以下图为例讲解沿导线扫掠的运用 本图分为三部分，拉伸，沿导线扫掠，旋转 1、先拉伸底座 2、绘制扫掠轨迹线，完成后，在轨迹线上绘制扫掠截面，点击沿导线扫掠命令， 先选择扫掠截面，再旋转扫掠轨迹线，完成扫掠。 3、旋转出最后的球题或直接运用球体素命令生成。 课后教学效果自评：扫描特征为实体创建中最常用的工具，因此扫描特征很重 要，学生普遍存在要做一个扫描体不懂得应该画哪个截面的问题，还有在截面 选取上也有一定问题，应该在在这两个环节加以

33、指导。 （2 课时） 教学目标与要求 掌握如何将基准特征运用于扫描特征 重点难点 重点：基准平面，基准轴在实际创建模型是的运用 难点：如何创建基准特征和应该创建哪些基准特征 授课内容： 第一课时：基准平面的使用： 1、UG NX6实体建模过程中，经常需要建立基准特征，其在产品设计过程中 起辅助设计作用。特别是在圆柱、圆锥、球和旋转体的回转面上创建特征时，没 有基准几乎无法操作。 再者在目标体实体表面的非法线角度上创建特征时，通常 需要基准特征。另外在产品装配过程中，经常需要使用两个基准平面进行定位。 2、基准特征包括基准平面、 基准轴和基准 CSYS 等，下面分别介绍其创建和 编辑过程。 3、

34、创建基准平面 ?基准平面是实体建模中经常使用的辅助平面，通过使用基准平面可以在非 平面上方便的创建特征， 或为草图提供草图工作平面位置。如：借助基准 平面，可在圆柱面、圆锥面、球面等不易创建特征的表面上，方便地创建 孔、键槽等复杂形状的特征。 ?基准平面分为相对平面基准平面和固定基准平面两种，下面介绍其含义。 ?相对基准平面：根据模型中的其他对象而创建，可使用曲线、面、边缘、 点及其他基准作为基准平面的参考对象。与模型中其他对象 （如曲线、 面 或其他基平面）关联，并受其关联对象的约束。 ?固定基准平面：没有关联对象，即以坐标（WCS ）产生，不受其他对象的 约束。可使用任意相对基准平面， 取

35、消选择基准平面对话框中的“关联” 选项方法创建固定基准平面。 用户还可根据 WCS 和绝对坐标系并通过使用 方程中的系数，使用一些特殊方法创建固定基准平面。 ?编辑基准平面主要是指对于定义基准平面的对象和参数进行编辑。编辑基 准平面操作可以在创建基准平面过程中进行，也可以在创建后进行编辑。 下面具体介绍两种编辑方法。 ?编辑正在创建的基准平面： 在没有单击按钮创建基准平面前，可对定义的 基准平面进行编辑。 当按住 Shift键并用鼠标再次定义对象时， 可将该对 象移除、之后根据需要选择新的定义对象。 ?编辑已经创建的基准平面： 对于已经创建的基准平面， 可以用鼠标双击要 编辑的基准平面，在弹出

36、的“基准平面”对话框中对已下定义的对象和参 数进行编辑。 第二课时：基准轴的使用 1、基准轴是一条用作其他特征参考的中心线，分为相对基准轴和固定基准 轴。固定基准轴没有任何参考，是绝对的，不受其它对象约束；相对基准轴与模 型中其他对象 ( 例如：曲线、平面或其它基准等 ) 关联，并受其关联对象约束，是 相对的。实体建模过程中一般选择相对基准轴，原因在创建基准平面时已经介绍 过，这里不再介绍。 2、 创建基准轴，执行“插入” | “基准 / 点”| “基准轴”命令（或者单击“特 征操作”工具栏中的“基准轴”按钮） ，打开“基准轴”对话框。 举例说明基准平面和基准轴的运用 本图难点在于如何创建凸块

37、的基准平面。 课后教学效果自评 : 学生对基本的扫描特征都能掌握，但是但需要借助于基准特 征来完成图形，学生显得束手无措，在这方面应该多加指导，否则绘图水平将 停滞不前。 （4 课时） 基础实体特征实训 （4 课时） 基础实体特征实训 （4 课时） 基础实体特征实训 小结： 本章主要介绍了实体建模的基础知识，并结合实例介绍布尔运算、基准平 面和基准轴、体素特征、成型特征、扫描特征的创建步骤，以及常用的几种特 征操作和特征编辑方法。在学习时，可按本章实例讲述的操作过程上机练习， 对掌握本章内容将具有很大帮助。 第五章 细节特征和特征编辑 （4 课时） 教学目标与要求： 1、了解特征编辑 2、理解

38、布尔运算 3、掌握设计特征和细节特征 重点和难点 重点：孔、键槽、倒圆角、倒斜角、抽壳的创建 难点：在做设计特征时如何定位 授课内容： 5.1 孔 孔特征是指在实体模型中去除部分实体，此实体可以是长方体、 圆柱体或圆 锥体等。通常在创建螺纹孔的底孔时使用。 在菜单栏中执行“插入” | “设计特征” | “孔”命令（或单击“特征”工具 栏中“孔”按钮），进入“孔”对话框，如图5.38 所示。 5.2 凸台 单击“特征”工具栏中的“凸台”按钮，进入凸台对话框， 如图 5.41 所示。 凸台特征与孔特征类似， 区别在于生产方式和孔的生成方式相反，凸台是在 指定实体面的外表面生成实体。 而孔则是在指定

39、实体面内部去除指定的实体，其 操作方法与孔的操作相似，这里不再叙述。 5.3 腔体 型腔是创建于实体或者片体上， 其类型包括圆柱形型腔、 矩形型腔和常规型 腔。 单击“特征”工具栏中的“腔体”按钮，进入“腔体”对话框，如图5.42 所示。 此对话框中， 提供了 3 种类型选项， 各选项的操作基本类似， 此处以圆柱形 腔体为例简单介绍其创建步骤。 （1）选中图 5.42“腔体”对话中“圆柱形”选项。 （2）在“腔体直接”、 “深度”、 “底部面半径”和“拔锥角”文本框分别 键入数值 80、50、2、10。指定一个参考面。 （3） 指定“圆柱形腔体”的位置或单击“确定”按钮，完成圆柱形腔体创建。

40、如图 5.43 所示。 5.4 垫块 “凸垫”的生成原理与前面介绍的“凸台”特征相似，都是向实体模型的外 表面增加实体形成的特征。 创建“凸垫”， 单击“特征”工具栏中的“凸垫”按钮，进入“凸垫”对话 框，如图 5.44 所示。 5.5 键槽 键槽是指创建一个直槽的通道穿透实体或通到实体内，在当前目标实体上自 动执行求差操作。 所有键槽类型的深度值均按垂直于平面放置面的方向测量。此 工具可以满足建模过程中各种键槽的创建。键槽在机械工程中应用广泛， 通常情 况用于各种轴类、齿轮等产品上，起到轴向定位和传递扭矩的作用。 单击“特征”对话框中的“键槽”按钮，进入“键槽”对话框，如图5.49 所示。

41、5.6 沟槽 沟槽用于用户在实圆柱形或圆锥形面上创建一个槽，就好象一个成形工具在 旋转部件上向内 （从外部定位面） 或向外（从内部定位面） 移动，如同车削操作。 沟槽在选择该面的位置（选择点）附近创建并自动连接到选定的面上。 单击“特征”对话框中的“割槽”按钮，进入如图5.52 所示的“割槽”对 话框。 5.7 倒圆角 倒圆角是为了零件方便安装、 避免划伤和防止应力集中， 采取在零件设计过 程中，对其边或面进行倒圆角操作， 该特征操作在工程设计中应用广泛。在 UG NX 中系统提供了 3 种倒圆角操作，下边详细介绍。 5.8 倒斜角 倒斜角是指对已存在的实体沿指定的边进行倒角操作，又称倒角或去

42、角特 征。在产品设计中使用广泛， 通常当产品的边或棱角过于尖锐时，为避免造成擦 伤，需要对其进行必要的修剪，即执行倒斜角操作。 执行“插入 | “细节特征” | “倒斜角”命令（或单击“特征操作”工具栏中 的“倒斜角”按钮），进入“倒斜角”对话框，如图5.91 所示。 5.9 抽壳 抽壳是指按照指定的厚度将实体模型抽空为腔体或在其四周创建壳体。可以 指定个别不同的厚度到表面并移去个别表面。 执行“插入 | “偏置/ 缩放” | “抽壳”命令（或单击“特征操作”工具栏中的 “抽壳”按钮），进入“抽壳”对话框，如图5.94 所示。 5.10 实例特征 实体特征是指根据已有特征进行阵列复制操作，避免

43、对单一实体的重复性操 作。因 UG软件是通过参数化驱动的，各个实例特征具有相关性，类似于副本。 可以编辑一个实例特征的参数， 则那些更改将反映到特征的每个实例上。故该操 作可以避免重复操作， 更重要的一点是便于修改， 可以节省大量的设计时间， 在 工程设计中使用广泛。 使用实例特征操作可以快速地创建特征，例如螺孔圆。 另 外创建许多相似特征，并用一个步骤就可将它们添加到模型中。 执行“插入” | “关联复制” | “实例特征”命令（或单击“特征操作”工具 栏中的“实例特征”按钮） ，进入“实例特征”对话框，如图5.97 所示。 小结：通过本章学习，大大提高了学生建模的速度，使之前很困难的步骤变

44、成 简单化，让学生更深一步的使用软件。但是学生普遍存在对设计特征的定位不 理解，应该多加指导。 （4 课时） 细节特征实训 第六章创建及编辑曲线 （4 课时） 教学目标与要求 1、了解高级建模曲线 2、理解曲线编辑、曲线操作 3、掌握基本曲线创建、矩形和多边形的创建 重点和难点 重点：基本曲线的创建 难点：在三维环境中如何创建出正确位置以及正确尺寸的曲线 授课内容：基本曲线、曲线编辑 曲线生成 曲线生成功能主要是指生成点、直线、圆弧、样条曲线、二次曲线、平面等 几何要素。 本节将介绍一些常用的曲线生成操作方法。通过本节的学习， 可以完 成常用曲线的生成工作。 1、点 点是最小的几何构造元素，利

45、用点不仅可以按一定次序和规律来生成直线、 圆、圆弧和样条等曲线， 也可以通过矩形阵列的点或定义曲面的极点来接直创建 自由曲面。在 UN NX.0中，点可以建立在任何地方，很多操作都需要通过指定点 或定义点的位置来实现。 单击“曲线”工具栏中的“点”按钮，进入“点构造器”对话框。用户可以 在对话框的文本框中输入坐标值，从而确定点的位置， 也可以在图形窗口中用选 点方式直接指定一点来确定点的位置。具体点构造器的使用在前面章节已经讲过 了，此处就不再讲解了。 2、直线 直线一般是指通过两个点构造的线段。其作为一个基本的构图元素， 在实际 建模中无处不再。 例如，两点连线可以生成一条直线，两个平面相交

46、可以生成一 条直线等。 执行“插入” |“曲线”|“直线”命令（或在“曲线”工具栏中点击“直线” 按钮，进入“直线”对话框，如图6.14 所示 3、圆弧 圆弧/ 圆是指在平面上到定点的距离等于定长的一些点（或所有点） 的集合。 使用此选项可迅速创建关联圆和圆弧特征。所获取的圆弧类型取决于用户组合的 约束类型。 通过组合不同类型的约束， 可以创建多种类型的圆弧。 也可以用此选 项创建非关联圆弧，但是它们是简单曲线，而非特征。 单击执行“插入” | “曲线” | “圆弧 / 圆”命令（或在“曲线”工具栏中单 击“圆弧 / 圆”按钮，进入“圆弧 / 圆”对话框，如图4.19 所示。 4、样条曲线 该

47、选项是指利用一些指定点生成一条光滑曲线。通常在创建一些复杂的曲面 时使用该选项。其是构造曲面的一种重要曲线， 可以是二维的，也可以是三维的。 单击“曲线”工具栏中的“样条”按钮，进入“样条”对话框，如图4.79 所示。在该对话框中，系统提供了下面四种样条曲线的生成方式。 根据极点：是指通过指定样条曲线的数据点（即极点），使样条向各个极点 移动，但并不通过该点，端点处除外。 通过点：是指利用设置样条曲线的数据点生成曲线，样条曲线通过这些定义 的数据点。 拟合：是指使用指定公差将样条与其数据点相“拟合”。样条不必通过这些 点。 垂直于平面： 是指以正交于平面的曲线生成样条。即生成的样条通过并垂直

48、于平面集中的各个平面。 （2 课时） 曲线实训 课后教学效果自评：本章主要介绍了曲线的生成、操作和编辑方法。存在的问 题是在三维环境如何绘制出所需要的曲线。 （4 课时） 第七章 曲面设计基础 教学目标和要求 1、了解曲面的参数化编辑 2、理解由曲面构造曲面，编辑曲面 3、掌握由曲线构造曲面 重点和难点 重点：通过曲线网格创建曲面 难点：曲线的创建 授课内容： 曲面的建模 UG曲面建模技术是体现CAD/CAM 软件建模能力的重要标志，直接采用前面 章节的方法就能够完成设计的产品是有限的，大多数实际产品的设计都离不开曲 面建模。曲面建模用于构造用标准建模方法无法创建的复杂形状，它既能生成曲 面（

49、在 UG中称为片体，即零厚度实体） ，也能生成实体。本章主要介绍曲面模型 建立和编辑。 6.1.1 曲面建模概述 曲面是指空间具有两个自由度的点构成的轨迹。同实体模型一样， 都是模型 主体的重要组成部分，但又不同于实体特征。区别在于曲面有大小但没有质量， 在特征的生成过程中， 不影响模型的特征参数。 曲面建模广泛应用设计飞机、汽 车、电机及其他工业造型设计过程， 用户利用它可以方便的设计产品上的复杂曲 面形状。 UG NX曲面建模的建模方法繁多，功能强大，使用方便。全面掌握和正确合 理使用是用好该模块的关键。 曲面的基础是曲线， 构造曲线要避免重叠、 交叉和 断点等缺陷。曲面建模的应用范围包括以下四个方面。 构造用标准方法无法创建的形状和特征。 修剪一个实体而获得一个特殊的特征形状。将封闭曲面缝合成一个实体。 对 线框模型蒙皮。 6.1.2 常用概念 UG曲面建模，一般来讲，首先通过曲线构造方法生成主要或大面积曲面， 然后进行曲面的过渡和连接， 光顺处理， 曲面的编辑等方法完成整体造型。在使 用过程经常会遇到以下一些常用概念。 行与列：行定义了曲面的 U方向，列是大致垂直于曲面行方向的纵向曲线方 向（V方向） 。 曲面的阶次： 阶次是一个数学概念， 是定义曲面的三次多项式方程的最高次 数。建议用户尽可能采用三