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UG下复杂凹模型腔的造型设计探究

发布时间:2021/1/15 14:32:37   阅读:

摘要:文章根据复杂凹模型腔的结构特点,提出了凹模型腔的建模思路,并用可乐瓶凹模型腔的建模过程进行了验证。为凹模型腔的造型提供了一种切实可行的建模思路。

关键词:凹模型腔;造型;建模思路

1造型方法分析

凹模型腔的表面主要由曲面构成,结构复杂,造型比较困难。由于直接用实体造型根本不能完成,所以先利用UG的曲面造型功能做出曲面,再利用UG的曲面缝合功能生成由曲面组成的实体,利用该实体与实心立方体进行布尔运算,做差生成凹模型腔。以常见的可乐瓶底凹模型腔为例,来分析它的造型方法。可乐瓶的侧表面可以用UG的网格面来生成,因为是由五个完全相同的部分组成的,我们只要作出一个部分的截面线,然后利用UG的移动对象命令就可以得到其他4部分的截面线,最后使用网格面功能生成曲面。可乐瓶底的最下面的平面我们使用UG的直纹面命令中的“点+曲线”方式来做,最后以瓶底的上表面为基准平面,绘制一个120×120的正方形,反向拉伸出一个高60的立方体,然后利用布尔运算,做差得到我们要求的凹模型腔,如图1。

2截面线生成

根据可乐瓶曲面造型的二维图,可乐瓶曲面由五个相同的部分组成,我们只需绘制出一部分,剩下的利用移动对象命令完成即可。

2.1U向的第一条截面线生成。(1)做矩形并修剪在XOZ平面利用空间直线绘制矩形,矩形中心坐标为(21.25-10.5),长42.5,宽为37,然后偏置四条边如图2所示。(2)圆弧C4生成选择圆弧按钮,选择“三点”方式,起点拾取P1点和终点P2点,中点选项选择“切点”命令,拾取直线L1,生成C4圆弧,如图3所示。(3)做辅助圆弧作直线L2相切且过P4点,半径为R6的圆。选择圆弧按钮,选择“三点”方式,设置起点、终点及中点选项设置圆弧为整圆,做出圆弧C1、C2、如图3所示。(4)作与圆C1和C2相切,半径为50的圆弧C3选择圆弧按钮,选择“三点”方式,起点选项为“切点”方式,拾取C1点和终点选项为“切点”方式,拾取圆弧C2圆弧,中点选项为半径方式,半径输入50,如图3所示。(5)修剪并组合第一条截面线单击基本曲线“裁剪”按钮,选择要修剪的线段和修剪边界,然后单击确定即可。在编辑菜单中,选择移动对象命令,移动对象为所有线段,移动方式为角度,角度设为41.10°,确认。选择派生曲线,点击“连接”按钮,拾取截面线,选择方向,将其组合为一条样条曲线。结果如图4所示。

2.2U向的第二条截面线生成。(1)在编辑菜单里,选择显示与隐藏按钮,显示前面隐藏掉的圆弧C4,并拾取确认。(2)单击“曲线过渡”按钮,选择“圆弧过渡”方式,半径为10,对P2、P3两处进行过渡。(3)单击插入,选择派生曲线,点击“连接”按钮,拾取第二条截面线,选择方向,将其组合为一样条曲线。结果如图5所示。

2.3绘制V向截面线。单击插入,选择三点圆弧按钮,选择“从中心开始画圆弧”方式,中点选项为“自动判断”,圆心为Z轴方向的直线两端点,拾取截面线的两端点为半径,绘制如图6所示的两个圆。

2.4复制第二条截面线。在编辑菜单中,选择移动对象命令,移动对象为第二条截面线,移动方式为角度,角度设为11.2°,指定矢量为Z轴,拾取坐标原点为旋转中心点,非关联副本数1个,单击右键,拾取第二条截面线,单击右键确认。结果如图6。2.5U向的15条截面线的生成在编辑菜单中,选择移动对象按钮,移动对象为生成的三条截面线,移动方式为角度,角度设为72°,指定矢量为Z轴,非关联副本数5个,单击右键确认,如图7结果。

3曲面生成

3.1网格面生成。点击“插入”,选择“网格曲面”,选择子命令“通过曲线网格”,主曲线依次拾取两个圆,按鼠标右键确认;再依次拾取交叉曲线共15条。按右键确认,稍等片刻曲面生成。结果如图8所示。

3.2直纹面生成。底部中心部分曲面用直纹面“点+曲线”方式来做,单击“插入”,选择“网格曲面”,选择子命令“直纹面”,选择“点+曲线”方式。截面线串1选择圆心,截面线串2选择圆,直纹面立即生成。

4曲面实体混合造型

在UG建模软件中利用“缝合”是使实体获得曲面表面的重要方法。先利用“缝合”命令,生成以曲面为表面的实体1,再以瓶底的上表面为基准面,构造一个立方体实体2,然后用两个实体通过布尔运算,做差,得到我们要求的凹模型腔。(1)“插入”,选择“组合”,选择子命令“缝合”,类型设置为片体,目标设为网格曲面,工具设为生成的直纹面,确认生成,如图9。(2)在选定的基准面XOY面上绘制草图。单击曲线工具栏中的“矩形”按钮,选择“中心_长_宽”方式,输入长度120,宽度120,拾取坐标原点(0,0,0)为中心,得到一个120×120的正方形,如图10所示。(3)单击特征生成工具栏中的“拉伸”按钮,在弹出的“拉伸”对话框中,输入深度为50,选中“反向拉伸”复选框,单击“确定”得到立方实体。(4)单击特征生成工具栏中的“组合”,选择做差,目标体是立方体2,工具体为通过缝合生成的曲面体1,确认生成凹模型腔,如图1。5结束语凹模型腔结构复杂,直接用实体建模基本完不成,借助于UG的强大的曲面造型功能,完成凹模型腔的曲面造型,通过缝合功能,曲面实体化,进而可以与立方体或圆柱体进行布尔运算,得到所需的凹模型腔。

参考文献:

[1]宋一兵,黄成.UGNX10.0完全精通自学教程[M].北京:电子工业出版社社,2018.

[2]刘伟.UGNX8中文版从入门到精通[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[3]温正,张小勇.UGNX8.0中文版完全学习手册[M].武汉:华中科技大学出版社,2011.

[4]展迪优.UGNX8.0典型实例解析(3版)[M].北京:机械工业出版社,2012.

作者:李倩 单位:河南工业贸易职业学院

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