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