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    • UG下復(fù)雜凹模型腔的造型設(shè)計(jì)探究

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      UG下復(fù)雜凹模型腔的造型設(shè)計(jì)探究

      摘要:文章根據(jù)復(fù)雜凹模型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了凹模型腔的建模思路,并用可樂(lè)瓶凹模型腔的建模過(guò)程進(jìn)行了驗(yàn)證。為凹模型腔的造型提供了一種切實(shí)可行的建模思路。

      關(guān)鍵詞: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構(gòu)成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造型比較困難。由于直接用實(shí)體造型根本不能完成,所以先利用ug的曲面造型功能做出曲面,再利用UG的曲面縫合功能生成由曲面組成的實(shí)體,利用該實(shí)體與實(shí)心立方體進(jìn)行布爾運(yùn)算,做差生成凹模型腔。以常見(jiàn)的可樂(lè)瓶底凹模型腔為例,來(lái)分析它的造型方法??蓸?lè)瓶的側(cè)表面可以用UG的網(wǎng)格面來(lái)生成,因?yàn)槭怯晌鍌€(gè)完全相同的部分組成的,我們只要作出一個(gè)部分的截面線(xiàn),然后利用UG的移動(dòng)對(duì)象命令就可以得到其他4部分的截面線(xiàn),最后使用網(wǎng)格面功能生成曲面??蓸?lè)瓶底的最下面的平面我們使用UG的直紋面命令中的“點(diǎn)+曲線(xiàn)”方式來(lái)做,最后以瓶底的上表面為基準(zhǔn)平面,繪制一個(gè)120×120的正方形,反向拉伸出一個(gè)高60的立方體,然后利用布爾運(yùn)算,做差得到我們要求的凹模型腔,如圖1。

      2截面線(xiàn)生成

      根據(jù)可樂(lè)瓶曲面造型的二維圖,可樂(lè)瓶曲面由五個(gè)相同的部分組成,我們只需繪制出一部分,剩下的利用移動(dòng)對(duì)象命令完成即可。

      2.1U向的第一條截面線(xiàn)生成。(1)做矩形并修剪在XOZ平面利用空間直線(xiàn)繪制矩形,矩形中心坐標(biāo)為(21.25-10.5),長(zhǎng)42.5,寬為37,然后偏置四條邊如圖2所示。(2)圓弧C4生成選擇圓弧按鈕,選擇“三點(diǎn)”方式,起點(diǎn)拾取P1點(diǎn)和終點(diǎn)P2點(diǎn),中點(diǎn)選項(xiàng)選擇“切點(diǎn)”命令,拾取直線(xiàn)L1,生成C4圓弧,如圖3所示。(3)做輔助圓弧作直線(xiàn)L2相切且過(guò)P4點(diǎn),半徑為R6的圓。選擇圓弧按鈕,選擇“三點(diǎn)”方式,設(shè)置起點(diǎn)、終點(diǎn)及中點(diǎn)選項(xiàng)設(shè)置圓弧為整圓,做出圓弧C1、C2、如圖3所示。(4)作與圓C1和C2相切,半徑為50的圓弧C3選擇圓弧按鈕,選擇“三點(diǎn)”方式,起點(diǎn)選項(xiàng)為“切點(diǎn)”方式,拾取C1點(diǎn)和終點(diǎn)選項(xiàng)為“切點(diǎn)”方式,拾取圓弧C2圓弧,中點(diǎn)選項(xiàng)為半徑方式,半徑輸入50,如圖3所示。(5)修剪并組合第一條截面線(xiàn)單擊基本曲線(xiàn)“裁剪”按鈕,選擇要修剪的線(xiàn)段和修剪邊界,然后單擊確定即可。在編輯菜單中,選擇移動(dòng)對(duì)象命令,移動(dòng)對(duì)象為所有線(xiàn)段,移動(dòng)方式為角度,角度設(shè)為41.10°,確認(rèn)。選擇派生曲線(xiàn),點(diǎn)擊“連接”按鈕,拾取截面線(xiàn),選擇方向,將其組合為一條樣條曲線(xiàn)。結(jié)果如圖4所示。

      2.2U向的第二條截面線(xiàn)生成。(1)在編輯菜單里,選擇顯示與隱藏按鈕,顯示前面隱藏掉的圓弧C4,并拾取確認(rèn)。(2)單擊“曲線(xiàn)過(guò)渡”按鈕,選擇“圓弧過(guò)渡”方式,半徑為10,對(duì)P2、P3兩處進(jìn)行過(guò)渡。(3)單擊插入,選擇派生曲線(xiàn),點(diǎn)擊“連接”按鈕,拾取第二條截面線(xiàn),選擇方向,將其組合為一樣條曲線(xiàn)。結(jié)果如圖5所示。

      2.3繪制V向截面線(xiàn)。單擊插入,選擇三點(diǎn)圓弧按鈕,選擇“從中心開(kāi)始畫(huà)圓弧”方式,中點(diǎn)選項(xiàng)為“自動(dòng)判斷”,圓心為Z軸方向的直線(xiàn)兩端點(diǎn),拾取截面線(xiàn)的兩端點(diǎn)為半徑,繪制如圖6所示的兩個(gè)圓。

      2.4復(fù)制第二條截面線(xiàn)。在編輯菜單中,選擇移動(dòng)對(duì)象命令,移動(dòng)對(duì)象為第二條截面線(xiàn),移動(dòng)方式為角度,角度設(shè)為11.2°,指定矢量為Z軸,拾取坐標(biāo)原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn),非關(guān)聯(lián)副本數(shù)1個(gè),單擊右鍵,拾取第二條截面線(xiàn),單擊右鍵確認(rèn)。結(jié)果如圖6。2.5U向的15條截面線(xiàn)的生成在編輯菜單中,選擇移動(dòng)對(duì)象按鈕,移動(dòng)對(duì)象為生成的三條截面線(xiàn),移動(dòng)方式為角度,角度設(shè)為72°,指定矢量為Z軸,非關(guān)聯(lián)副本數(shù)5個(gè),單擊右鍵確認(rèn),如圖7結(jié)果。

      3曲面生成

      3.1網(wǎng)格面生成。點(diǎn)擊“插入”,選擇“網(wǎng)格曲面”,選擇子命令“通過(guò)曲線(xiàn)網(wǎng)格”,主曲線(xiàn)依次拾取兩個(gè)圓,按鼠標(biāo)右鍵確認(rèn);再依次拾取交叉曲線(xiàn)共15條。按右鍵確認(rèn),稍等片刻曲面生成。結(jié)果如圖8所示。

      3.2直紋面生成。底部中心部分曲面用直紋面“點(diǎn)+曲線(xiàn)”方式來(lái)做,單擊“插入”,選擇“網(wǎng)格曲面”,選擇子命令“直紋面”,選擇“點(diǎn)+曲線(xiàn)”方式。截面線(xiàn)串1選擇圓心,截面線(xiàn)串2選擇圓,直紋面立即生成。

      4曲面實(shí)體混合造型

      在UG建模軟件中利用“縫合”是使實(shí)體獲得曲面表面的重要方法。先利用“縫合”命令,生成以曲面為表面的實(shí)體1,再以瓶底的上表面為基準(zhǔn)面,構(gòu)造一個(gè)立方體實(shí)體2,然后用兩個(gè)實(shí)體通過(guò)布爾運(yùn)算,做差,得到我們要求的凹模型腔。(1)“插入”,選擇“組合”,選擇子命令“縫合”,類(lèi)型設(shè)置為片體,目標(biāo)設(shè)為網(wǎng)格曲面,工具設(shè)為生成的直紋面,確認(rèn)生成,如圖9。(2)在選定的基準(zhǔn)面XOY面上繪制草圖。單擊曲線(xiàn)工具欄中的“矩形”按鈕,選擇“中心_長(zhǎng)_寬”方式,輸入長(zhǎng)度120,寬度120,拾取坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0,0)為中心,得到一個(gè)120×120的正方形,如圖10所示。(3)單擊特征生成工具欄中的“拉伸”按鈕,在彈出的“拉伸”對(duì)話(huà)框中,輸入深度為50,選中“反向拉伸”復(fù)選框,單擊“確定”得到立方實(shí)體。(4)單擊特征生成工具欄中的“組合”,選擇做差,目標(biāo)體是立方體2,工具體為通過(guò)縫合生成的曲面體1,確認(rèn)生成凹模型腔,如圖1。5結(jié)束語(yǔ)凹模型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,直接用實(shí)體建?;就瓴怀?,借助于UG的強(qiáng)大的曲面造型功能,完成凹模型腔的曲面造型,通過(guò)縫合功能,曲面實(shí)體化,進(jìn)而可以與立方體或圓柱體進(jìn)行布爾運(yùn)算,得到所需的凹模型腔。

      參考文獻(xiàn):

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      作者:李倩 單位:河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院

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