(中职)CADCAM技术应用项目四教学课件().pptx
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1、YCF(中职)CADCAM技术应用项目四教学课件CADCAM技术应用项目四相比于单纯的实体建模和参数化建模,UG软件采用的是混合建模法,该方法是基于特征的实体建模方法,是在参数化建模方法的基础上采用变量化技术设计建模的方法。知识目标(1)掌握布尔计算方法。(2)掌握体素特征。技能目标(1)熟练运用布尔计算方法对草图的截面特征进行操作。(2)能够完成“项目描述”中的任务内容。一、布尔运算零件通常由一个整体的实体组成,而整体的实体又由多个实体特征组成,这些实体特征组合为零件的过程即是布尔运算过程。布尔运算贯穿UG软件的整个实体建模过程,使用非常频繁,不仅可以在操作过程中单独使用,还可以镶嵌在其他命
2、令的对话框中,随其他命令的完成自动完成布尔运算操作。1.布尔合并布尔合并运算是一种在多个实体之间进行叠加的拓扑逻辑运算,运算后的结果是将所有的实体全部叠加在一起的效果。布尔合并运算过程即将工具体添加到目标体中进行合并。最先选取的实体为目标体,其后选取的实体为工具体,目标体只能是一个,而工具体可以有任意个。需要注意的是,目标体的选取要合理。布尔运算的操作方式有两种:一种是直接调用布尔运算命令进行操作,另一种是将命令镶嵌在别的工具中进行操作。直接调用布尔合并运算命令时,可以执行“插入”“组合”“合并”命令,或者在“主页选项卡中单击“合并”按钮,弹出“合并”对话框。该对话框用来选取目标体和工具体,以
3、及设置是否保留等参数,如图4-1所示。图4-1各选项含义如下:(1)目标:选取合并运算的目标体。此实体将作为母体,被工具体叠加合并。(2)工具:选取合并运算的工具体。此实体是用来叠加到目标体中的,可以选取多个。(3)选择体:选择目标体或工具体,并显示是否选择和选择的数目。(4)保存目标:在进行布尔合并运算生成新的合并实体时,将原始的目标体保留。此操作是非参数化的。(5)保存工具:在进行布尔合并运算生成新的合并实体时,将原始的工具体保留。此操作是非参数化的。(6)公差:进行布尔运算采用的计算公差。此公差对比较小的特征有影响。(7)预览:对合并后的结果进行可视化预览。可以随时了解合并结果是否符合用
4、户的意图。布尔运算命令镶嵌在其他工具中使用布尔运算时,该工具通常是实体创建工具,在创建实体的同时可以选择是否使用布尔运算以及选取何种布尔运算。图4-2所示为“圆柱”对话框中的布尔合并工具。图4-22.布尔求差布尔求差运算是一种在 多个实体之间进行减去的拓扑逻辑运算。布尔求差运算过程即采用工具体对目标体进行切割。目标体只能选取一个,工具体可以选取多个,数量不限。布尔求差运算命令直接调用方法如下:执行“插入”“组合”“求差”命令,或者在“主页”选项卡中单击“求差”按钮,弹出“求差”对话框。该对话框主要用来选取求差的目标体和工具体,以及设置是否保留等相关参数,如图4-3所示。图4-3各选项含义如下:
5、(1)目标:选取求差运算的目标体。此实体将作为母体,被工具体修剪切割。(2)工具:选取求差运算的工具体。此实体用来切割目标体,可以选取多个。(3)选择体:选择目标体或工具体,并显示是否选择和选择的数目。(4)保存目标:在进行布尔求差运算生成新的求差实体时,将原始的目标体保留。此操作是非参数化的。(5)保存工具:在进行布尔求差运算生成新的求差实体时,将原始的工具体保留。此操作是非参数化的。(6)公差:进行布尔运算采用的计算公差。此公差对比较小的特征有影响。(7)预览:对求差后的结果进行可视化预览。可以随时了解求差结果是否满足用户的需求。在实体创建工具的对话框中都镶嵌有布尔求差组。图4-4所示为“
6、长方体”对话框中的“布尔”下拉列表,在进行长方体创建的同时可以对其进行布尔求差(减去)运算。图4-43.布尔求交布尔求交运算是一种在多个实体之间进行求取公共部分的拓扑逻辑运算,运算后的结果是将所有的实体全部叠加在一起取其公共部分后的效果。布尔求交运算过程即将各工具体添加到目标体中进行相交,取其相交部分。最先选取的实体为目标体,后选取的实体均为工具体。目标体只能是一个,而工具体可以为选取多个,数量不限。布尔求交运算命令直接调用方法如下:执行“插人”“组合”“求交”命令,或者在“主页选项卡中单击“求(相)交”按钮,弹出“求交”对话框。该对话框用来选取目标体和工具体,以及设置是否保留等参数,如图4-
7、5所示。图4-5各选项含义如下:(1)目标:选取求交运算的目标体。此实体将作为母体,被工具体进行叠加求交。(2)工具:选取求交运算的工具体。此实体被用来与目标体求交,可以选取多个。(3)选择体:选择目标体或工具体,并显示是否选择和选择的数目。(4)保存目标:在进行布尔求交运算生成新的实体时,将原始的目标体保留。此操作是非参数化的。(5)保存工具:在进行布尔求交运算生成新的实体时,将原始的工具体保留。此操作是非参数化的。在创建实体时,可以选择是否使用布尔运算以及选取何种布尔运算。图4-6所示为圆柱创建工具组中的求交工具。图4-6二、体素特征在进行实体建模时,有很多基础特征经常被用到,这些基本的实
8、体模型体素特征,如长方体、圆柱体、圆锥体、球体等,是最初几何研究的对象,是最原始的基础实体。UG软件将这些实体建筑工具开发成专门工具,无须用户绘制,只要给定定位点并确定外形的相关参数即可建模,这样大幅提高了建模的速度和效率。1.长方体长方体是基本块实体,即几何上的六面体。执行“插入”“设计特征”“长方体”命令,弹出“长方体”对话框。该对话框用来设置长方体定位方式和长、宽、高等参数,如图4-7所示。图4-7长方体的创建方式有3种,分别是原点和边长、两点和高度、两个对角点。(1)原点和边长:该方式需要指定底面中心和长方体的长、宽、高参数来创建长方体。(2)两点和高度:该方式需要指定底面上矩形的对角
9、点和长方体的高度来创建长方体。(3)两个对角点:该方式只需要定义长方体的两个对角点即可创建长方体。2.圆柱体圆柱体是矩形绕其一条边旋转而成的实体,也可以看作由圆形拉伸成的实体。执行“插入”“设计特征”“圆柱”命令,弹出“圆柱”对话框。该对话框用来设置圆柱体的定位方式和外形参数,如图4-8所示。圆柱体的创建方式有以下2种:(1)轴、直径和高度:通过指定圆柱底面中心和直径、高度来创建圆柱体。(2)直径和高度:通过选取一段圆弧,将圆弧的直径值继承到圆柱中,并输人圆柱的高度,来创建圆柱体。创建的圆柱体和圆弧没有关联性,只是获得圆弧的直径。图4-83.圆锥体圆锥体是-条倾斜的母线绕竖直的轴线旋转一周形成
10、的实体。执行“插入”“设计特征”“圆锥”命令,弹出“圆锥”对话框。该对话框用来设置圆锥体的定位方式和外形参数,如图4-9所示。图4-9圆锥体的创建方式有以下几种:(1)直径和高度:通过定义定位点和底部直径、顶部直径,以及高度生成圆锥体。(2)直径和半角:通过定义定位点和圆锥底面直径、顶面直径,以及母线和轴线的角度来定义圆锥体。(3)底部直径,高度和半角:通过定位点、底面直径、高度,以及母线和轴线的角度定义圆锥体。(4)顶部直径,高度和半角:通过定位点、顶面直径、高度,以及母线和轴线的角度定义圆锥体。(5)两个共轴的圆弧:选取两个圆弧生成圆锥体。两条弧不-定要平行,圆心不一定要在一条竖直线上。4
11、.球体球体是半圆母线绕其直径轴旋转一周形 成的实体。可以执行“插入”“设计特征”“球体”命令,弹出“球”对话框。该对话框用来设置球体定位方式和外形参数,如图4-10所示。图4-10三、基于草图截面的特征通过草图创建特征,即先绘制创建实体特征所需要的草图特征,然后对草图执行一定的三维操作,如拉伸、旋转、扫掠等,生成用户需要的实体特征。1.拉伸拉伸即将草图截面或曲线截面沿一定的方向拉伸-定的线性距离形成实体特征。执行“插人”“设计特征”“拉伸”命令,或在工具栏中单击“拉伸”按钮,弹出“拉伸”对话框,如图4-11所示。球体的创建方式有2种:(1)中心点和直径:通过球心和球直径来创建球体。(2)圆弧:
12、通过选取圆弧来创建球体。球直径等于圆弧直径,球中心在圆弧圆心。创建的球体并不与选取圆弧产生关联性。图4-11各选项含义如下:(1)选择曲线:选取用于拉伸实体的截面曲线或选择面临时绘制草图截面。(2)指定矢量:指定用于拉伸实体的成长方向,默认方向为截面的法向。(3)开始1结束:指定沿拉伸方向的起始位置和结束位置。(4)布尔:指定生成的拉伸实体和其他实体对象进行布尔运算,可以选取无运算、合并、减去、相交以及系统自动计算等。(5)拔模:在拉伸实体的同时对拉伸侧面进行拔模,也可以输入负值来反向拔模。(6)偏置:将拉伸实体向内、向外或同时向内外偏移一定的距离。2.旋转旋转将目标实体截面通过绕指定的轴矢量
13、以非零角度旋转生成实体特征,生成的是回转体。执行“插入”“设计特征”“旋转”命令,或者在工具栏中单击“旋转”按钮,弹出“旋转”对话框,如图4-12所示。各选项含义如下:(1)选择曲线:选取回转截面曲线或者选取平面进人草绘模式绘制回转草图截面。(2)轴:选取直线作为旋转轴或者选取矢量轴作为方向并选取旋转轴点,由轴点和矢量构成旋转轴。图4-12(3)限制:指定开始和结束的角度定义方式。(4)布尔:指定创建的回转体和其他实体进行的布尔运算类型。(5)偏置:指定在创建回转体的同时,进行一定距离的向内或向外偏置。技术指南技术指南:创建回转实体时截面曲线或者截面草图必须在旋转轴的一侧。如果旋转轴经过截面,
14、那么回转实体的面将产生自交,产生问题实体或无法产生实体。3.沿引导线扫掠沿引导线扫掠,而将扫掠截面沿指定的轨迹导线扫描形成实体。扫掠截面可以是曲线、边或曲线链。执行“插入”“扫掠“沿引导线扫掠”命令,或者在工具栏中单击“沿引导线扫掠按钮,弹出“沿引导线扫掠”对话框,如图4-13所示。图4-13各选项含义如下:(1)截面:选取截面曲线。(2)引导:选取曲线、边或曲线链等作为引导线。引导线的所有曲线或边必须连续。(3)偏置:在扫掠实体的基础上向内或向外增加一 定的厚度。技术指南技术指南:若截面对象有多个环,则引导线串必须由线和弧组成。若沿着具有封闭的、尖锐的拐角的引导线扫掠,则建议把截面线串放置到
15、远离锐角的位置。截面必须在引导线上,否则产生的结果可能无法满足用户的需要,截面一般应该在引导线的起点上,特别是对封闭轨迹引导线,选取引导线时尤其要注意起点的位置。4.管沿一条或多条曲线构成的引导线串扫掠出简单的管。引导线串要求相切连续。执行“插入”“扫掠”“管”命令,或在工具栏单击“管”按钮,弹出“管”对话框,如图4-14所示。各选项含义如下:(1)路径:指定管道扫掠的路径中心线。可以选取多条曲线或边,并且曲线必须相切连续,不允许在引导线中间出现尖锐直角,或者引导线拐角圆角值小于管道外壁半径。(2)外径:输人管道最外层的直径值,必须大于0。(3)内径:输人管道内腔的直径值,可以为0或者大于0。
16、(4)输出(单段):只具有-一个或两个侧面,此曲面为B曲面。当管道内腔直径不为0时,是两个侧面,当管道内径为0时则只有一个侧面。(5)输出(多段):沿引导线扫掠出一系列的侧面,这些侧面可以是柱面或者环面。图4-14一、采用“布尔求和”命令绘制图形绘制图形,绘制完成的结果如图4-15所示。图4-15绘制步骤如下:(1)绘制圆柱体。执行“插人”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为100、高度为6,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-16所示。图4-16(2)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,
17、指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为60、高度为20,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-17所示。图4-17(3)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为36、高度为28,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-18所示。图4-18(4)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为32、高度为50,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-19所示。图4-19(5)布尔求和。在“特征组中单击“合并”按钮,弹
18、出“合并”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成合并,如图4-20所示。图4-20二、采用“布尔求差”命令绘制图形绘制图形,绘制完成的结果如图4-21所示。图4-21操作步骤如下:(1)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为圆柱体底面中心点、矢量ZC为圆柱体轴向,输人圆柱的直径为100、高度为10,单击“确定”按钮,完成圆柱体的创建,如图4-22所示。图4-22(2)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为40、高度为35,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果
19、如图4-23所示。(3)布尔求和。在“特征”组中单击“合并按钮,弹出“求和”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求和,结果如图4-24所示。图4-23图4-24(4)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为25、高度为40,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-25所示。图4-25(5)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定定位点(35,0,0)为轴点、Z轴为矢量方向,输人圆柱的直径为10、高度为15,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-26所示。
20、图4-26(6)创建阵列特征。在“特征”组中单击“阵列特征”按钮,弹出“阵列特征”对话框,选取要阵列的对象,指定阵列类型为圆形,选取旋转轴矢量和轴点,并设置阵列参数,结果如图4-27所示。图4-27(7)布尔求差。在“特征”组中单击“求差”按钮,弹出“求差”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求差操作,结果如图4-28所示。图4-28三、采用布尔求交命令绘制图形绘制图形,绘制完成的结果如图4-29所示。图4-29操作步骤如下:(1)创建圆柱体。执行“插入”“设计特征“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为系统坐标系原点,输人直径为10、高度为15,单击“确定”按钮完成创建,结
21、果如图4-30所示。图4-30(2)创建圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱”命令,弹出“圆柱体”对话框,指定定位点(5,0,0)为系统坐标系原点,输人直径为10、高度为15,单击“确定”按钮完成创建,结果如图4-31所示。图4-31(3)创建圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定定位点(2.5,5,0)为系统坐标系原点,输人直径为10、高度为15,单击“确定”按钮完成创建,结果如图4-32所示。图4-32(4)布尔求交。在“特征”组中单击“求交”按钮,弹出“相交”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求交,结果如图4-33所示。图4-33(5)布
22、尔求交。在“特征”组中单击“求交”按钮,弹出“相交”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮再次完成求交,结果如图4-34所示。图4-34四、采用“长方体”命令绘制图形绘制图形,绘制完成的结果如图4-35所示。图4-35操作步骤如下:(1)创建长方体。执行“插入”“设计特征”“长方体”命令,弹出“长方形”对话框,指定原点为系统坐标系原点,输人长为41、宽为24、高为27,单击“确定”按钮完成创建,结果如图4-36所示。图4-36(2)同理,再创建长方体。指定定位点为(0,0,8),输人长为14、宽为30、高为11,单击“确定”按钮完成创建,结果如图4-37所示。图4-37(3)布尔求差。在
23、“特征组中单击“求差”按钮,弹出“求差”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求差,结果如图4-38所示。图4-38(4)绘制长方体。执行“插入”“设计特征”“长方体”命令,弹出“长方体”对话框,指定定位点为(20,0,16),输人长为21、宽为30、高为11,单击“确定按钮完成创建,结果如图4-39 所示。图4-39(5)布尔求差。在“特征”组中单击“求差”按钮,弹出“求差”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求差,结果如图4-40所示。图4-40(6)绘制长方体。执行“插入”“设计特征”“长方体”命令,弹出“长方体”对话框,指定定位点为(27,8,0),输人长为14、
24、宽为8、高为16,单击“确定”按钮完成创建,结果如图4-41所示。图4-41(7)布尔求差。在“特征”组中单击“求差”按钮,弹出“求差”对话框,选取目标体和工具体,单击“确定”按钮完成求差,结果如图4-35所示。五、采用“圆柱”命令绘制图形绘制图形,绘制完成的结果如图4-42所示。图4-42操作步骤如下:(1)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为轴点、X轴为矢量方向,输人圆柱的直径为9、高度为4,单击“确定”按钮完成圆柱体的创建,结果如图4-43所示。图4-43(2)绘制圆柱体。执行“插入”“设计特征”“圆柱体”命令,弹出“圆柱”对话框,指定原点为
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