4.1　基本曲线

基本曲线是形状规则、简单的曲线，是建模过程中使用频率最多的曲线类型。它作为一种基本的构造图元，是非参数化建模中最常用的工具。在构造模型的过程中，基本曲线不仅可以作为三维实体特征的截面，也可以作为建模特征的辅助参照来帮助准确定位。

4.1.1　点

点是组成图形的最基本元素，通常用来作为对象捕捉的参考点。绘制的草图对象都是由控制点控制的，如直线由两个端点控制，圆弧由圆心和起始点控制。控制草图对象的点称为草图点，用户可以通过控制草图点来控制草图对象。

进入草绘环境后，在【直接草图】工具栏中单击【点】按钮，系统将打开【草图点】对话框。此时，单击该对话框中的【点对话框】按钮，即可打开如图4-1所示的【点】对话框。该对话框包含4个面板，现分别介绍如下。

1．类型

该面板用来选择点的捕捉方式，系统提供了端点、交点和象限点等13种捕捉点的方式。这里介绍几种常用的捕捉方式。

　自动判断的点　选择该选项，可以利用鼠标在绘图区中任意点取位置，此时系统将自动推断创建所选直线的端点、中点，以及圆弧或圆的圆心等特征点。

　光标位置　选择该选项，可以使用光标在屏幕上的任意位置创建一个点。

　现有点　选择该选项，可以利用鼠标捕捉或选定已经存在的点，从而在现有的点上创建一个点。它是将某个图层的点复制到另一图层最快捷的方式。

　端点　选择该选项，可以在直线、圆弧、二次曲线及其他曲线的端点上创建一个点。终点不是独立的，必须依赖直线或曲线而存在。

　控制点　选择该选项，可以在几何对象的特征点上创建一个点。控制点与几何对象类型有关，它可以是直线的中点或端点，不封闭圆弧的端点或中点、圆心，二次曲线的端点或其他曲线的端点等特征点。

　象限点　选择该选项，可以在一个圆弧或椭圆弧的四分点处创建一个点。需要注意的是：四分点位置是指处于绝对坐标系下的圆弧或椭圆弧上的象限点位置，它不随坐标系的转换而改变。

　点在曲线/边上　选择该选项，可以在指定的曲线或者实体边缘上根据给出的参数创建点。

2．输出坐标

该面板中通过设置点在X、Y、Z方向（或XC、YC、ZC方向）上相对于坐标原点的位置来创建新的点。此外，还可以在【参考】下拉列表框中切换WCS或绝对坐标方式。

3．偏置

用户可以通过在【偏置】面板中指定偏移参数的方式来确定点的位置。在操作过程中，可以先利用点的捕捉方式确定偏移的参考点，再输入相对于参考点的偏移参数（其参数类型取决于选择的偏移方式）来创建点。该面板中包括5种偏置方式，具体含义如下所述。

　矩形　该方式是利用直角坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量由直角坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点在X轴、Y轴和Z轴方向上的增量值即可。

　圆柱　该方式是利用圆柱坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移量是由柱面坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点的半径、角度和Z轴方向上的增量值就确定了偏移点的位置。

　球　该方式是利用球坐标系进行偏移的，偏移点的位置相对于所选参考点的偏移值由球坐标值确定。在捕捉到点后，输入偏移点的半径、角度1和角度2的增量值就确定了偏移点的位置。

　沿矢量　该方式是利用矢量进行偏移的，偏移点相对于所选参考点的偏移值由向量方向和偏移距离确定。

　沿曲线　该方式是沿所选的曲线进行偏移的，偏移点相对于所选参考点的偏移值由偏移弧长或曲线总长的百分比确定。

4．设置

该面板用于设置点的关联属性，若禁用【关联】复选框，则可以进行WCS和绝对坐标方式的选择。

4.1.2　点集

点集一般通过存在的已知曲线生成一组点，既可以是曲线上现有点的复制，也可以通过已知曲线的某种属性来生成其他的点集。在【特征】工具栏中单击【点集】按钮，将打开【点集】对话框，如图4-2所示。在【类型】面板中，包括了【曲线点】、【样条点】、【面的点】和【交点】4种创建点集的方式，主要方式分别介绍如下。

1．曲线点

该类型主要用于在曲线上创建点群，在【点集】对话框中选择【曲线点】选项，则【子类型】面板中将显示对应该选项的7种创建点集的方式，如图4-3所示。主要创建方式详细介绍如下。

1）等弧长

该方式就是在点集的起始点和结束点之间，按等圆弧长间距的方式来创建指定数目的点集。用户首先需要选取要创建点集的曲线，然后确定点集的数目，接着输入起始点和结束点在曲线上的位置（即占曲线长的百分比，如起始点输入0，结束点输入100，就表示起始点就是曲线的起点，结束点就是曲线的终点）即可，效果如图4-4所示。

2）等参数

在利用该方式创建点集时，其步骤与【等弧长】方式基本相同。不同之处在于，在利用【等参数】方式创建点集时，会以曲线的曲率大小来分布点集的位置。曲率越大，产生点的距离越大，反之则越小，效果如图4-5所示。

3）几何级数

在利用该方式创建点集时，对话框中会多一个【比率】的文本框。在设置完其他参数的值后，还需要指定一个比率值。该比率值用来确定点集中彼此相邻的后两点之间的距离与前两点距离的倍数，效果如图4-6所示。

4）弦公差

在利用该方式创建点集时，需要指定弦公差的大小，系统会根据该弦公差的值来分布点集的位置。弦公差值越小，产生的点数越多，反之则越少，效果如图4-7所示。

5）增量弧长

在利用该方式创建点集时，用户需要给出弧长的大小，系统会根据该圆弧长大小的值来分布点集的位置，而点数的多少则取决于曲线总长及两点间的弧长。

6）投影点

在利用该方式创建点集时，需要用一个或多个放置点，向选定的曲线做垂直投影，在曲线上生成点集。选择该选项后，利用【点构造器】工具先在曲线的周围放置一个或多个点，然后选取曲线对象，并单击【确定】按钮即可，效果如图4-8所示。

7）曲线百分比

该方式是通过曲线上的百分比位置来确定一个点。选择该选项后，将打开【曲线参数百分比定义】面板。在该面板中指定百分比参数，并在绘图区中选择相应的曲线即可，效果如图4-9所示。

2．样条点

该类型是通过已知样条线的定义点、结点或极点来创建相应的点集。定义点是指绘制样条线时所需要定义的点；结点是指连续样条的端点，它主要针对多段样条，单段样条线只有两个结点，而样条的极点取决于样条线是由多少点形成的。

1）定义点

该方式利用绘制样条曲线时的定义点来创建相应的点集，其操作方法是：当绘制样条曲线时，预先指定一些点绘制曲线。然后在创建点集时，把这些预先指定的点调出来使用，效果如图4-10所示。

2）结点

该方式是利用样条曲线的结点来创建相应的点集。选择该选项后，选择指定的曲线即可创建相应的结点点集。该方式与【定义点】方式类似，但其效果不同，如图4-11所示。

3）极点

该方式利用样条曲线的极点来创建相应的点集。选择该选项后，并指定相应的曲线，则系统会根据这条样条曲线的极点来创建点集，其操作方法与上述两种方式类似，效果如图4-12所示。

3．面的点

该类型是通过现有曲面上的点或该曲面的控制点来创建相应的点集，其中曲面的范围包括平面、一般曲面、B曲面以及其他自由曲面等类型。选择该选项后，【点集】对话框中的【子类型】面板将会显示3种创建点集的方式，即【模式】、【面百分比】以及【B曲面极点】，现分别介绍如下。

1）模式

该方式是通过现有的曲面来创建相应的点集。选择该选项后，选取相应的曲面，并在【图样限制】面板中设置参数，然后单击【确定】按钮，即可完成点集的创建，效果如图4-13所示。

2）面百分比

该方式以曲面上的参数百分比的形式来限制点集的分布范围。选取该选项，并选取相应的曲面，然后在【面参数百分比定义】面板中，分别指定相应的数值来设定要创建的点集相对于选定曲面U、V方向的分布范围，效果如图4-14所示。

3）B曲面极点

该方式根据表面（B曲面）的极点来创建相应的点集。选择【B曲面极点】选项，并根据提示选取相应的B曲面，然后单击【确定】按钮即可，效果如图4-15所示。

4.1.3　直线

直线是指通过空间的两点生成的一条线段，其在空间的位置由它经过的点，以及它的一个方向向量来确定。在平面图形的绘制过程中，直线作为基本要素无处不在，例如在两个平面相交时，可以产生一条直线；通过棱角实体模型的边线也可以产生一条直线。

在【曲线】选项卡中单击【基本曲线】按钮，系统将打开【基本曲线】对话框，如图4-16所示。在打开的【基本曲线】对话框中，系统默认的是【直线】面板。该面板包括4种常用的绘制直线的方式，具体如下所述。

1．通过点的捕捉绘制任意直线

该方式是绘图过程中最为常见的一种方法，通过在【点方法】列表框中选择相应的点的捕捉方式，自动在捕捉的两点之间绘制直线。

在【基本曲线】对话框中单击【直线】按钮，并选择【点方法】列表框中的【控制点】选项，然后在绘图区中依次选择相应的两点，即可完成直线的绘制，效果如图4-17所示。

2．绘制与XC轴成角度的直线

在创建基准平面时，常常用到与某直线、某基准轴或某平面等成一定角度的直线，这就用到绘制与某一参照成一定角度直线的方法。在【基本曲线】对话框中，系统默认的是在XC-YC平面内绘制与XC轴成一定角度的直线，具体操作方法如下所述。

在绘图区中选取一点作为直线的起点，并在【角度增量】文本框中输入所绘直线的角度参数。然后将鼠标在XC-YC平面内沿着XC轴方向拖动，指定相应的终点，即可完成直线的绘制，效果如图4-18所示。

3．绘制与坐标轴平行的直线

在创建复杂曲面时，常常需要绘制与坐标轴平行的直线作为辅助线，其创建方式包括3种：与XC轴平行、与YC轴平行和与ZC轴平行。这里以绘制与YC轴平行的直线为例，介绍其具体的操作方法。

在【基本曲线】对话框中单击【直线】按钮，并在绘图区中选取一点作为直线的起点。然后单击【平行于】选项组中的YC按钮，此时，系统只允许绘制平行于YC轴方向的直线。接着指定直线的终点即可，效果如图4-19所示。

4.1.4　圆

圆是指在平面上到定点的距离等于定长的所有点的集合，是基本曲线的一种特殊情况。在机械设计过程中，常用于创建基础特征的剖截面，且由它生成的实体特征包括多种类型，例如球体、圆柱体、圆台、球面以及多种自由曲面等。

在【基本曲线】对话框中单击【圆】按钮，该对话框将切换至【圆】选项面板，如图4-20所示。该选项面板中提供了以下两种绘制圆的方式。

1．圆心、圆上的点

该方式是通过捕捉一点作为圆心，另一点作为圆上一点以确定半径来绘制相应的圆轮廓。系统一般默认生成的圆在XC-YC平面内或平行于该平面。

利用该方式绘制圆时，可以在【点方法】列表框中选择【自动判断的点】选项，然后在绘图区中指定一点作为圆心，并选取另一点作为圆上的点即可，效果如图4-21所示。

2．圆心、半径或直径

该方式是利用【跟踪条】对话框的参数设置来绘制相应的圆轮廓。用户可以在该对话框中输入相应的圆心坐标值、半径值或直径值等参数，然后按下Enter键即可完成相应圆轮廓的绘制，效果如图4-22所示。

4.1.5　圆弧

圆弧是圆的一部分，不仅可以用来创建圆弧曲线和扇形，还可以作为放样物体的放样截面。在UG NX中，圆弧的绘制是参数化的，系统能够根据鼠标的移动来确定所绘圆弧的形状和大小。

在【基本曲线】对话框中单击【圆弧】按钮，该对话框将切换至【圆弧】选项面板，如图4-23所示。该选项面板中提供了以下两种绘制圆弧的方式。

1．起点，终点，圆弧上的点

该方式是通过依次选取3个点分别作为圆弧的起点、终点和圆弧上一点来绘制圆弧。选择【起点，终点，圆弧上的点】单选按钮，然后在绘图区中依次指定相应的3个点，系统即可自动生成圆弧，效果如图4-24所示。

2．中心点，起点，终点

该方式是通过依次选取3个点分别作为圆心、起点和终点来绘制圆弧。在【圆弧】选项面板中，选择【中心点，起点，终点】单选按钮，然后在绘图区中依次指定相应的3个点，系统即可自动生成圆弧，效果如图4-25所示。

4.1.6　圆角

圆角就是在两个相邻边之间形成的圆弧过渡，且产生的圆弧相切于相邻的两条边。在机械设计中，圆角的应用非常广泛，不仅满足了生产工艺的要求，还可以防止零件应力过于集中以致损害零件，增加了零件的使用寿命。

在【基本曲线】对话框中单击【圆角】按钮，系统将打开【曲线倒圆】对话框，如图4-26所示。该对话框的【方法】选项组提供了以下3种倒圆角的方式。

1．简单圆角

该方式仅用于在两共面但不平行的直线间进行倒圆角操作，是最常用也是最简单、快捷的一种倒圆角的方式。

利用该方式倒圆角时，可以先在【半径】文本框中输入圆角的半径值，然后将光标选择球移至两条直线的交点处，单击鼠标左键即可绘制相应的圆角，效果如图4-27所示。

2．二曲线圆角

该方式是指在空间中任意两相交直线、曲线，或者直线与曲线之间进行倒圆角的操作，它比【简单圆角】方式的应用更加广泛。

在【曲线倒圆】对话框中单击【二曲线圆角】按钮，并在【半径】文本框中输入圆角的半径值，默认其他选项设置。然后在绘图区中依次选取要倒圆角的两条曲线，并单击鼠标确定圆心的大致位置，即可绘制相应的圆角特征，效果如图4-28所示。

3．三曲线圆角

该方式是指在同一平面上任意相交的三条曲线之间进行倒圆角的操作，其中三条曲线交于一点的情况除外。

在【曲线倒圆】对话框中单击【三曲线圆角】按钮，然后在绘图区中依次选取要倒圆角的3条曲线，并单击鼠标左键确定圆心的大致位置即可，效果如图4-29所示。