2.2 實體建模

UG NX提供了特征建模模塊、特征操作模塊和特征編輯模塊，具有強大的實體建模功能，并且在已有版本基礎上進行了一定的改進，提高了用戶設計意圖表達的能力，使三維實體設計更簡便、直觀和實用。

2.2.1 實體建模概述

1．常用術語

UG實體建模中，通常會使用一些專業術語，了解和掌握這些術語是用戶進行實體建模的基礎，這些術語通常用來簡化表述，便于與相似的概念區別。UG實體建模中主要涉及以下幾個常用的術語。

●幾何物體、對象：UG環境下所有的幾何體均為幾何物體、對象，包括點、線、面和三維圖形。

●實體：指封閉的邊和面的集合。

●片體：一般是指一個或多個不封閉的表面。

●體：實體和片體總稱，一般是指創建的三維模型。

●面：邊圍成的區域。

●引導線：用來定義掃描路徑的曲線。

●目標體：是指需要與其他實體運算的實體。

●工具體：是指用來修剪目標體的實體。

2．實體建模的用戶界面

UG NX 10.0在操作界面上有很大改進，常用的實體建模命令位于“主頁”選項卡→“特征”分組中，如圖2-27a所示。在“特征”分組中單擊“更多”，可展開更多關于實體建模的命令工具按鈕，如圖2-27b所示。

2.2.2 基準特征

基準特征包括基準軸、基準平面和基準坐標系，在產品設計過程中起輔助設計作用。特別是在圓柱、圓錐、球和旋轉體的回轉面上創建特征時，可借助基準特征進行操作。

1．基準軸

基準軸是一條可供其他特征參考的中心線。單擊菜單工具欄“主頁”選項卡→“特征”分組→“基準軸”按鈕，彈出如圖2-28所示的“基準軸”對話框。創建基準軸的方法及按鈕介紹如下。

基準平面是實體建模中經常使用的輔助平面，通過使用基準平面可以在非平面上方便地創建特征，或為草圖提供草圖工作平面位置。單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“基準平面”按鈕，彈出如圖2-29所示的“基準平面”對話框。如圖2-30所示為通過“按某一距離”方式創建的基準平面。創建基準平面的方法及按鈕介紹如下。

自動判斷：根據選取對象自動生成基準軸

交線：根據兩平面的交線創建基準軸。

曲線/面軸：創建與某圓柱面軸線或與某直線重合的基準軸。

XC軸：創建與X軸平行的基準軸。

YC軸：創建與Y軸平行的基準軸。

ZC軸：創建與Z軸平行的基準軸。

點和方向：選擇點和直線（軸線）生成基準軸。

兩點：生成的基準軸依次通過兩個選擇點。

曲線上矢量：選擇曲線上的某一點，生成沿其切線方向的基準軸。

自動判斷：系統根據選取對象可自動生成各基準平面

點和方向：選擇點和方向，如零件直邊中點及YC方向，創建基準平面

在曲線上：選擇曲線上的某點，生成與曲線所在平面垂直（與曲線相切或垂直）重合的基準面。

按某一距離：選擇某平面，并輸入距離值，得到與所選平面偏置一定距離的基準平面。

成一角度：選擇參考平面及旋轉軸，創建基準平面。

平分：選擇兩平面，生成的基準面位于所選兩平面中間。

兩直線：生成的基準平面依次通過兩選擇直線。

相切于面：選擇某曲面，并指定點，生成通過點且相切于指定面的基準平面。

通過對象：選擇實體的某一平面，生成與所選平面重合的基準平面。

3．基準坐標系

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“基準坐標系”按鈕，彈出如圖2-31所示的“基準CSYS”對話框，在對話框的“類型”下拉列表中提供了多種創建基準坐標系的方法，如圖2-32所示。

2.2.3 基準體素特征

UG實體建模中的體素特征主要包括長方體、圓柱體、圓錐體和球體。這些特征實體都具有比較簡單的特征形狀，通常利用幾個簡單的參數便可以創建。另外，體素特征一般作為第一個特征出現，因此進行實體建模時首先需要掌握體素特征的創建方法。

1．長方體

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“塊”按鈕，彈出如圖2-33所示的“塊”對話框。對話框中提供了3種創建長方體的方法。

2．圓柱體

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“圓柱”按鈕，彈出如圖2-34所示的“圓柱”對話框。該對話框中提供了兩種創建圓柱體的方法。

●軸、直徑和高度方式：選擇圓柱軸的方向，并輸入圓柱的直徑和高度生成圓柱體

●圓弧和高度：輸入圓柱體的高度，選擇已存在圓（弧）及圓柱的軸向生成圓柱體。

3．圓錐

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“圓錐”按鈕，彈出如圖2-35所示的“圓錐”對話框。該對話框中提供了5種創建圓錐的方法。

4．球

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“球”按鈕，彈出如圖2-36所示的“球”對話框。該對話框中提供了兩種創建球體的方法。

（中心點和直徑）：輸入球的直徑并制定圓心位置，即可生成球體。

（圓弧）：選擇已存在的圓（弧），以所選圓（弧）直徑和圓心創建球。

2.2.4 成型特征

成型特征必須在現有模型的基礎上創建，包括創建孔、凸臺、鍵槽等。下面分別介紹幾種常用的成型特征的方法。

1．孔

孔特征是指在實體模型中去除部分實體，此實體可以是長方體、圓柱體或圓錐體等。

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“孔”按鈕，彈出“孔”對話框，可以創建5種孔，即常規孔、鉆形孔、螺釘間隙孔、螺紋孔和孔系列

【例2-2】創建孔特征。

為如圖2-37所示的定模板創建安裝導套用的沉孔。

1）打開附帶光盤文件ch02\eg\eg_02\dingmb.prt，如圖2-37所示。

2）打開“孔”對話框，設置“類型”為常規孔），設置“成型”為沉頭孔），設置孔的尺寸參數，然后選擇模板上表面為放置面，此時系統進入草繪環境，并彈出“草圖點”對話框，系統在所選孔特征的放置面上顯示孔的定位點。

3)單擊“草圖點”對話框的“關閉”按鈕，按照圖2-38中⑥箭頭所示尺寸確定孔定位點的定位尺寸。單擊“完成”按鈕，退出草繪環境。

4)單擊“孔”對話框的“確定”按鈕，即可生成孔特征，如圖2-38所示。

2．凸臺

凸臺特征與孔特征類似，區別在于其生成方式和孔的生成方式相反，凸臺是在指定實體的外表面生成實體（增材料）。而孔則是在指定實體內部去除指定的實體（減材料），其操作方法與孔的操作相似，此處不再贅述。

3．腔體

單擊“主頁”選項卡一“特征”分組一“腔體”按鈕，彈出“腔體”對話框。該對話框中提供了3種創建腔體的方法：“圓柱坐標系”“矩形”和“常規”。

【例2-3】 創建腔體。

1)打開附帶光盤文件ch02\egYeg_03\qiangti.prt。操作過程如圖2-39所示。

2)單擊“主頁”選項卡一“特征”分組一“腔體”按鈕，打開“腔體”對話框。單擊“矩形”按鈕，選擇長方體的上表面為放置面，再根據提示選取圖2-39中的③箭頭所示的側面為水平參考。

3)在“矩形腔體”對話框中輸入腔體參數，然后單擊“確定”按鈕，彈出“定位”對話框。

4)單擊“按一定距離平行”按鈕，然后根據系統提示，選擇圖2-39中⑦所示的長方體的邊線作為目標邊，選擇圖2-39中⑧所示的腔體的邊線，系統彈出“創建表達式”對話框，輸入距離值50，然后單擊“確定”按鈕。重復圖2-39中⑥一⑩，設置腔體的另一定位尺寸為70，最后單擊“定位”對話框的“確定”按鈕完成腔體的創建。

2.2.5 掃描特征

掃描特征包括拉伸、回轉、掃掠等特征。其特點是創建的特征與截面曲線或引導線是相互關聯的，當其用到的曲線或引導線發生變化時，其掃描特征也將隨之變化。

1．拉伸

拉伸是將實體表面、實體邊緣、曲線，或者片體通過拉伸生成實體或者片體。該命令在建模過程中應用廣泛。

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“拉伸”按鈕，彈出如圖2-40所示的“拉伸”對話框。通過選擇對話框的“布爾運算”方式（無、求和、求差、求交），可以實現拉伸時以增材料或減材料方式創建實體，如圖2-41和圖2-42所示。在對話框“極限”選項組的“開始”下拉列表中列出了拉伸體的生長方向，用戶可根據需要進行選擇，如圖2-43和圖2-44所示。

若拉伸截面為非封閉曲線，則拉伸所得為曲面；若拉伸截面為封閉曲線，則所得為實心實體，拉伸效果如圖2-45所示。

2．旋轉

旋轉（回轉）特征是使截面曲線繞指定軸回轉一個非零角度，以此創建一個特征。可以從一個基本橫截面開始，然后生成回轉特征或部分回轉特征。

單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“旋轉”按鈕，彈出如圖2-46a所示的“旋轉”對話框。

選擇或創建草圖（曲線），設置矢量方向和回轉軸的定位點，再輸入“限制”參數，設置“偏置”方式，即完成回轉，如圖2-46所示。進行無偏置回轉時，只有回轉截面為非封閉曲線且回轉角度小于360°時，才能得到片體。

3．掃掠

掃掠是將一個截面圖形沿引導線掃描來創造實體特征，其中的導引線可以是直線、圓弧、樣條曲線等。

選擇菜單“插入”→“掃掠”→“掃掠”命令，或單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“掃掠”按鈕，彈出“掃掠”對話框。建立掃掠特征的操作步驟如圖2-47所示，分別選取圓和樣條曲線為截面曲線和引導曲線，單擊“確定”按鈕，生成掃掠特征（操作模型見附帶光盤文件ch02\ch02_02\saolue.prt）。

2.2.6 布爾運算

布爾運算用于實體建模中各個實體之間的求加、求差和求交操作，只有實體對象才可以進行布爾運算，曲線和曲面等無法進行布爾運算。布爾運算在拉伸特征、修剪體命令及模具設計過程中模具組件的修剪中應用廣泛。

根據對結果的影響程度不同，可以把布爾運算所涉及的實體分為兩類，即目標體和工具體，其含義分別如下。

●目標體：進行布爾運算時第一個選擇的實體，運算的結果加到目標體上，并修改目標體，其結果的屬性遵從于目標體。同一次布爾運算中，目標體只有一個。

●工具體：進行布爾運算時第二個及以后選擇的實體。工具體將加到目標體上，并構成目標體的一部分。

1．和運算

和運算將兩個或兩個以上的實體組合成一個新實體。選擇菜單“插入”→“組合”→“合并”命令，或單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“合并”按鈕，彈出“合并”對話框。求和運算效果如圖2-48所示。

2．差運算

差運算將目標體中與工具體相交的部分去掉而生成一個新的實體。選擇菜單“插入”→“組合”→“減去”命令，或單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“減去”按鈕，彈出“求差”對話框。求差運算后的效果如圖2-49所示。

3．交運算

相交運算截取目標體與工具體的公共部分構成新的實體。選擇菜單“插入”→“組合”→“相交”命令，或單擊“主頁”選項卡→“特征”分組→“相交”按鈕，彈出“求交對話框。求交運算后的效果如圖2-50所示。