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2.6 曲线
在UG NX中,曲线功能应用非常广泛,它是曲面建模的基础。曲线功能可以建立实体截面的轮廓线,通过拉伸、旋转等操作构造三维实体;在特征建模过程中,曲线也常用作建模的辅助线(如定位线、中心线等);创建的曲线还可添加到草图中进行参数化设计。曲线可以是二维曲线,也可以是三维曲线,它与草绘曲线的区别是,草图中的曲线仅是在草绘平面内绘制的二维曲线。利用曲线功能绘制的曲线,一般作为空间曲线来使用。
在建模模式下,有关曲线的操作命令集中在如图2-85所示的“曲线”选项卡中,主要包括“曲线”分组、“派生曲线”分组、“编辑曲线”和“直线和圆弧”分组。
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图2-85 “曲线”选项卡
2.6.1 曲线的绘制
1.直线
直线的绘制可通过“曲线”分组中的“直线”按钮、“基本曲线”按钮和“直线和圆弧”分组中的工具按钮进行绘制,如图2-86所示。
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图2-86 绘制直线的工具按钮
1)单击“曲线”分组→“直线”按钮,弹出如图2-87所示的“直线”对话框,通过绘制或捕捉直线的两个端点来绘制一条直线。直线的起点、终点可以直接在图形上捕捉也可以通过如图2-88所示的“点”对话框进行设置。
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图2-87 “直线”对话框
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图2-88 “点”对话框
如图2-89所示为捕捉两个长方体的顶点绘制一条空间直线。
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图2-89 绘制直线(一)
2)“直线和圆弧”分组中提供了多种绘制直线和圆弧的工具按钮,它是使用预定义约束组合迅速创建关联或非关联直线和曲线的快速工具。如图2-90所示为采用“直线(相切-相切)”方法绘制一条与圆柱和圆弧均相切的直线;如图2-91所示为采用“直线(点-平行)”方式绘制一条与长方体边线平行的空间直线。
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图2-90 绘制直线(相切-相切)
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图2-91 绘制直线(点-平行)
3)单击“基本曲线”按钮,弹出如图2-92所示的“基本曲线”对话框,该对话框提供了直线、圆、圆弧、修剪、编辑曲线参数和圆角功能。单击对话框的“直线”按钮
用户可采用捕捉点的方式绘制空间直线,如图2-93所示;也可在如图2-94所示的“跟踪条”中输入点的3个坐标值来确定直线的起点和终点。
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图2-92 “基本曲线”对话框
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图2-93 绘制直线(四)
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图2-94 跟踪条
提示:系统默认状态下未显示图2-94所示的跟踪条,用户在打开“基本曲线”对话框后,选择“首选项”→“用户界面”命令,打开“用户界面首选项”对话框,如图2-95所示。单击该对话框“布局”选项卡→“设置”分组→“重置窗口位置”按钮即可调出跟踪条。
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图2-95 “用户界面首选项”对话框
2.圆弧
圆弧的绘制可通过3种方法:
●利用图2-92所示“基本曲线”对话框中的“圆弧”命令。
●利用“直线和圆弧”分组中的绘制圆弧的命令。
●利用“曲线”分组巾的“圆弧/圆”命令。
绘制圆弧有多种方式,与AutoCAD中绘制圆弧的方法类似,下面介绍几种常用绘制圆弧的方法。
(1)起点,终点,弧上的点
依次指定3点,如图2-96所示。单击“直线和圆弧”工具栏中的按钮、,也可以同样的方式绘制圆弧。
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图2-96 绘制圆弧(一)
(2)中心,起点,终点
如图2-97所示,依次指定中心、起点和终点3点来绘制圆弧。
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图2-97 绘制圆弧(二)
(3)起点,终点,半径或直径
依次指定两点,第l点作为圆弧的起点,第2点作为圆弧的终点。在“跟踪栏”中的内输入圆弧半径或在
内输入圆弧直径,以此来确定圆弧的位置和大小。
(4)中心,半径或直径,开始圆心角,终止圆心角
指定圆弧中心,在“跟踪栏”中的内输入圆弧半径,或在
内输入圆弧的直径,在
内输入圆弧的开始圆心角,在
内输入圆弧的终I卜圆心角。
(5)起点,终点,相切点
依次指定两点,作为圆弧的起点和圆弧的终点。选择一条已存在的曲线,则生成与指定曲线相切的圆弧。单击“直线和圆弧”丁具栏中的按钮,也可以同样的方式绘制圆弧。
(6)相切,相切,相切
单击“直线和圆弧”T具栏中的按钮,分别指定3条曲线作为相切线,绘制圆弧。
3.圆单击“基本曲线”对话框中的按钮或“直线和圆弧”分组中的按钮
,进入绘制圆模式。圆的绘制方式和圆弧类似。
4.矩形
单击“曲线”选项卡一“更多”分组一“矩形”按钮,弹出“点”对话框,依次指定两点作为矩形对角线的两点即叮绘制矩形。
5.多边形
单击“曲线”选项卡→“更多”分组→“多边形”按钮,弹出如图2-98所示的“多边形”对话框。输入多边形的边数(侧面数),单击“确定”按钮,接着弹出如图2-99所示的“多边形”对话框。该对话框中提供了3种确定正多边形半径的方式,即内切圆半径、多边形边数和外切圆半径。
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图2-98 “多边形”对话框(一)
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图2-99 “多边形”对话框(二)
(1)内切圆半径
单击该按钮,在如图2-100所示的“多边形”对话框中输入多边形的内接半径和方位角,单击“确定”按钮,弹出“点”对话框,指定中心后,其操作结果如图2-101所示。
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图2-100 “多边形”对话框(三)
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图2-101 内接半径法
(2)多边形边数
单击该按钮,在如图2-102所示的“多边形”对话框中输入正多边形的侧(即边长)和方位角,单击“确定”按钮,弹出“点”对话框,指定多边形中心,即生成多边形,如图2-103所示。
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图2-102 “多边形”对话框(四)
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图2-103 多边形边数法
(3)外接圆半径
单击该按钮,在如图2-104所示的“多边形”对话框中输入多边形的圆半径、方位角度。单击“确定”按钮,弹出“点”对话框,指定中心后,即可生成多边形,如图2-105所示。
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图2-104 “多边形”对话框(五)
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图2-105 外接圆半径法
6.艺术样条
选择菜单“插入”→“曲线”→“样条曲线”命令,或单击“曲线”选项卡→“曲线”分组→“艺术样条”按钮,弹出如图2-106所示的“艺术样条”对话框。该对话框中提供了两种绘制样条曲线的方法。
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图2-106 “艺术样条”对话框
●根据极点:以指定点为极点创建样条曲线,如图2-107所示。
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图2-107 根据极点创建样条曲线
●通过点:生成的样条曲线通过所有指定点,如图2-108所示。
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图2-108 通过点创建样条曲线
2.6.2 曲线的编辑
曲线的编辑主要是修改曲线参数、修剪曲线、倒圆角和倒斜角等操作。
1.编辑参数
选择菜单“编辑”→“曲线”→“参数”命令,弹出“编辑曲线参数”对话框,选取曲线后可实现编辑;或单击“基本曲线”对话框中的“编辑曲线参数”按钮,也可实现对曲线的编辑。
可以直接选取已有的曲线进行重新调整其端点的位置,如图2-109所示。
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图2-109 编辑曲线参数
2.修剪
修剪的功能是将曲线的多余部分修剪到指定的边界对象,或者延长曲线一端到指定的边界对象。该功能与草图中的修剪命令有区别,它必须指定边界对象后才能进行修剪,类似于AutoCAD中的修剪和延伸。选择菜单“编辑”→“曲线”→“修剪”命令,或单击“基本曲线”对话框中的“修剪”按钮,弹出“修剪曲线”对话框。修剪曲线的操作步骤如图2-110所示(修剪两条直线的中间部分)。
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图2-110 修剪曲线
3.圆角
在两条或三条曲线的交点处建立圆角。在“基本曲线”对话框中单击“倒圆角”按钮,弹出如图2-111所示的“曲线倒圆”对话框。该对话框提供了3种倒圆角的方式
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图2-111 “曲线倒圆”对话框
1)两直线间倒圆角
对两条在同一平面内但不平行的直线倒圆。单击“简单圆角”按钮,在“半径”文本框中输入圆角半径值,移动鼠标,使鼠标选择球包围两条直线,再单击即可,如图2-112所示。
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图2-112 两直线间倒圆角
2)两曲线间倒圆角
对任意两曲线倒圆角。单击“曲线圆角”按钮,在“半径”文本框中输入圆角半径值注意半径值要大于两曲线间的距离),依次选择两曲线,再在大约圆角中心处单击,对曲线进行倒圆角。操作结果依赖于是否修剪要倒圆角的曲线,如图2-113所示。
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图2-113 两曲线间倒圆角
3)三曲线间倒圆角
对任意3条曲线倒圆,其操作实例如图2-114所示。单击“三曲线圆角”按钮,设置3条曲线均不裁剪,选择圆,在弹出的对话框中单击“外切”按钮,然后选择直线。最后选择圆弧,再次单击“外切”按钮,在大约圆角中心处单击即可。
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图2-114 三曲线间倒圆角
2.6.3 曲线的操作
曲线的操作是指对已创建的曲线进行抽取、偏置、桥接、投影、合并、镜像等操作,以快速创建较复杂的曲线。
1.抽取曲线
利用“抽取曲线”命令可抽取面或体上的曲线进行建模。选择菜单“插入”→“派生曲线”→“抽取”命令,弹出如图2-115所示的“抽取曲线”对话框,单击“边曲线”按钮,然后选择圆柱上部的边线圆,最后单击“确定”按钮,即可抽取圆柱的边线圆。
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图2-115 抽取曲线(体的边线)
2.偏置曲线
偏置曲线是指对已有的二维曲线(如直线、弧、二次曲线、样条线以及实体的边缘线等)进行偏置,得到新的曲线。可以选择是否使偏置曲线与原曲线保持关联,如果选择“关联”选项,则当原曲线发生改变时,偏置生成的曲线也会随之改变。曲线可以在选定几何体所定义的平面内偏置,也可以使用拔模角和拔模高度选项偏置到一个平行平面上,或者沿着指定的“3D轴向”矢量偏置。
单击“曲线”选项卡→“派生曲线”分组→“偏置曲线”按钮,弹出如图2-116所示的“偏置曲线”对话框;选取需要偏置的曲线后,设置“偏置类型”为“距离”方式,设置偏置距离为10;单击对话框的“确定”按钮,生成偏置曲线。
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图2-116 偏置曲线
3.投影曲线
投影曲线是指将曲线或点沿某一个方向投影到已有的曲面、平面或参考平面上。如果投影曲线与投影面上的孔或边缘相交,则投影曲线会被面上的孔和边缘所修剪。
单击“曲线”选项卡→“派生曲线”分组→“投影曲线”按钮,弹出如图2-117所示的“投影曲线”对话框。该对话框的“投影方向”选项组中提供了5种投影方式,即沿面的法向、朝向点、朝向直线、沿矢量和与矢量成角度,其投影效果如图2-118~图2-122所示。
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图2-117 “投影曲线”对话框
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图2-118 沿面的法向投影
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图2-122 与矢量成角度投影
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图2-119 朝向点投影
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图2-120 朝向直线投影
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图2-121 沿矢量投影
4.桥接曲线
桥接是指在现有几何体之间创建桥接曲线并对其进行约束,可用于光顺连接两条分离的曲线(包括实体、曲面的边缘线)。
单击“曲线”选项卡→“派生曲线”分组→“桥接曲线”按钮,弹出如图2-123所示的“桥接曲线”对话框,选择要桥接的曲线,并在对话框的“连接性”选项组中设置桥接曲线的连续性,单击对话框的“确定”按钮即可生成桥接曲线。

图2-123 桥接曲线
5.镜像曲线
镜像曲线是通过选定的平面、基准平面或实体表面对曲线进行镜像操作单击“曲线”选项卡→“派生曲线”分组→“镜像曲线”按钮,弹出“镜像曲线”对话框,其操作步骤如图2-124所示(操作模型见附带光盘文件ch02\ch02_04\jingxiang.prt)。
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图2-124 镜像曲线