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2.2 常用基准工具

在使用UG进行建模、装配的过程中,经常需要使用基准点工具、基准平面工具、基准轴与矢量工具、基准坐标系工具等。虽然这些工具不能直接构建模型,但是具有很重要的辅助作用。

2.2.1 基准点工具

在建模过程中,经常需要确定基准点以创建矢量起点、直线起点或终点、特征参考点等特征。利用点构造器创建的点就是基准点,点构造器通常在创建某些特征的对话框中。

在【菜单】下拉菜单中选择【插入】|【基准/点】|【点】命令,或者在【特征】组的基准工具下拉菜单中单击【点】按钮,弹出【点】对话框,如图2-20所示。

图2-20 【点】对话框

在使用【点】命令时,点的类型有【自动判断的点】【光标位置】【端点】等。在一般情况下,默认使用【自动判断的点】类型来完成点的捕捉。其他类型在使用【自动判断的点】类型不能完成的情况下再选择使用。

各类型含义如下所述。

? 自动判断的点:通过选择捕捉点约束来创建点。

? 光标位置:通过利用光标在图形区中任意位置放置点来确定点位置。

? 现有点:通过选择现有点对象来指定一个点位置。

? 端点:在现有的直线、圆弧曲线、二次曲线及样条曲线的端点上放置点。

? 控制点:当光标靠近曲线或实体边时,系统会根据离光标最近的曲线控制点(如端点、中心点、象限点等)来确定点位置。

? 交点:捕捉两条曲线的交点或曲线与曲面的交点来确定点位置。

? 圆弧中心/椭圆中心/球心:以圆弧中心、椭圆中心、球心为参照来创建点。

? 圆弧/椭圆上的角度:以圆弧或椭圆与XC轴相交的点为参照,并旋转一定角度来创建点。

? 象限点:以圆弧或圆的4个象限点(坐标平面分为4个象限,0°~90°夹角内的平面为第一象限,依次类推)之一作为参照而创建点。

? 曲线/边上的点:创建的点在选择的曲线或边的任意位置上。图2-21所示为【曲线/边上的点】类型的设置选项。

图2-21 【曲线/边上的点】类型

? 面上的点:以光标的所在位置来创建曲面上的点。图2-22所示为【面上的点】类型的设置选项。

图2-22 【面上的点】类型

? 两点之间:在两点之间按位置的百分比创建点。需要选择两个点,然后输入百分比完成点的位置确定。图2-23所示为【两点之间】类型的设置选项。

图2-23 【两点之间】类型

? 样条极点:拾取样条曲线上的极点来创建点。

? 样条定义点:拾取样条曲线上的控制点来创建点。

? 按表达式:以数学表达式的方式来定义点。

2.2.2 基准平面工具

基准平面是构建其他造型特征的参考平面。在【菜单】下拉菜单中选择【插入】|【基准/点】|【基准平面】命令,或者在【特征】组的基准工具下拉菜单中单击【基准平面】按钮,弹出【基准平面】对话框,如图2-24所示。

图2-24 【基准平面】对话框

在【基准平面】对话框的【类型】下拉列表中,包括15种创建基准平面的类型。这些类型的应用方法如表2-1所示。

表2-1 基准平面创建类型的应用方法

续表

上机实践——创建基准平面

① 打开本例的配套资源文件【2-1.prt】。

② 在【特征】组中单击【基准平面】按钮,弹出【基准平面】对话框。

③ 设置【类型】为【按某一距离】,然后按信息提示在实体上选择一个参照平面,如图2-25所示。

图2-25 选择参照平面

④ 在【偏置】选项区的【距离】文本框中输入【50】,按【Enter】键确定输入的值后,可预览新基准平面,如图2-26所示。

图2-26 预览新基准平面

⑤ 单击对话框的【确定】按钮,完成新基准平面的创建,如图2-27所示。

图2-27 完成新基准平面的创建

2.2.3 基准轴与矢量工具

基准轴常用作旋转体的旋转轴,它是一个抽象的特征,但需要具体形象来表达。基准轴只有方向,没有量的大小。而矢量既有方向又有量的大小。在UG中,矢量常用来表示在创建特征过程中的投影方向、移动方向、轴旋转方向等。有时会以矢量来表示基准轴,也会用基准轴作为矢量参考。

在【特征】组中单击【基准轴】按钮,弹出【基准轴】对话框。在该对话框的【类型】下拉列表中会显示所有基准轴的创建类型,如图2-28所示。

图2-28 基准轴的创建类型

创建矢量的命令不能直接调出来使用,而是存在于特征创建对话框中。在【特征】组中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】对话框。单击该对话框中的【矢量对话框】按钮,弹出【矢量】对话框,如图2-29所示。【矢量】对话框与【基准轴】对话框类似,只是矢量的创建类型比基准轴的创建类型多。

图2-29 打开【矢量】对话框

【矢量】对话框的【类型】下拉列表中的各矢量定义类型的含义如下所述。

? 自动判断的矢量:程序会根据用户选择的对象自动判断定义的矢量。

? 两点:通过设定空间中的两个点来确定一个矢量,其方向为由第一点指向第二点。

? 与XC成一角度:在XC-YC平面上定义与XC轴具有一定角度的矢量。

? 曲线/轴矢量:通过选择边缘/曲线来定义一个矢量。当选择直线时,定义的矢量由选择点指向与其距离最近的端点;当选择圆或圆弧时,定义的矢量为圆或圆弧所在平面的法向量;当选择平面样条曲线或二次曲线时,定义的矢量由离选择点较远的点指向离选择点较近的点。

? 曲线上矢量:定义选择曲线的某一位置的切向矢量(该位置以设定弧长或曲线弧长的百分比方式确定)。

? 面/平面法向:定义与平面法线或圆柱面轴线平行的矢量。

? XC:定义与XC轴平行或与基准坐标系X轴平行的矢量。

? YC:定义与YC轴平行或与基准坐标系Y轴平行的矢量。

? ZC:定义与ZC轴平行或与基准坐标系Z轴平行的矢量。

? -XC:定义与-XC轴平行或与基准坐标系X轴平行的矢量。

? -YC:定义与-YC轴平行或与基准坐标系Y轴平行的矢量。

? -ZC:定义与-ZC轴平行或与基准坐标系Z轴平行的矢量。

? 视图方向:定义与屏幕视图垂直的矢量。

? 按系数:通过定义笛卡儿坐标或球坐标的系数来确定矢量。

? 按表达式:通过定义数学表达式来确定矢量。

上机实践——基准轴的应用

① 打开本例的配套资源文件【2-2.prt】。

② 在【特征】组中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】对话框。先根据信息栏中的信息提示选取已有的草图(圆形)作为截面几何图形,这里选取草图圆作为截面曲线,如图2-30所示。

图2-30 选取截面几何图形

③ 在【方向】选项区将矢量类型设置为【曲线/轴矢量】,然后选取斜曲线作为拉伸矢量,如图2-31所示。

图2-31 指定拉伸矢量

④ 在【限制】选项区输入拉伸结束距离值为【20】后,单击【确定】按钮,完成拉伸操作,如图2-32所示。

图2-32 完成拉伸操作

技巧点拨:

如果不设定【限制】选项区中的结束距离,则系统会将参考线的长度作为拉伸距离。

2.2.4 基准坐标系工具

基准坐标系工具用来创建基准CSYS。在【菜单】下拉菜单中选择【插入】|【基准/点】|【基准CSYS】命令,弹出【基准CSYS】对话框,在该对话框中可以设置坐标系类型,如图2-33所示。

图2-33 【基准CSYS】对话框

技巧点拨:

基准坐标系与其他坐标系的不同点在于,基准坐标系在创建时不仅建立了WCS,还建立了3个基准平面XYYZXZ,以及3个基准轴XYZ。在建模环境中,系统一般会自动在绝对坐标系的原点创建一个基准坐标系,并默认其为隐藏的。

动手操作——利用基准工具创建模型

创建如图2-34所示的模型,在创建过程中会利用基准坐标系工具进行辅助建模。通过学习本操作,我们可以了解到坐标系的应用对建模的重要性。

图2-34 模型

① 在【曲线】选项卡的【曲线】组中单击【直线】按钮,弹出【直线】对话框。以坐标系原点作为直线起点,沿ZC轴正方向绘制直线,在浮动文本框中输入直线长度值为【13】,单击【确定】按钮,完成直线1的创建,结果如图2-35所示。

图2-35 创建直线1

② 在【主页】选项卡中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】对话框。选取步骤1绘制的直线1作为拉伸截面曲线,指定矢量为YC轴,选择限制结束类型为【对称值】,并输入拉伸结束距离值为【20】,然后设置偏置类型,并输入偏置开始值,最后单击【确定】按钮,完成拉伸特征1的创建,如图2-36所示。

图2-36 创建拉伸特征1

③ 在【曲线】选项卡的【曲线】组中单击【直线】按钮,弹出【直线】对话框。设置直线的支持平面为拉伸特征的表面,以坐标系原点作为直线起点,向ZC轴正方向创建长度为20的直线2,结果如图2-37所示。

图2-37 创建直线2

④ 在【主页】选项卡中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】对话框。选取步骤3创建的直线2作为拉伸截面曲线,指定矢量为YC轴,选择限制结束类型为【对称值】,并输入拉伸距离值为【20】,然后设置布尔运算类型为【合并】,设置偏置类型并输入偏置开始值,最后单击【确定】按钮,完成拉伸特征2的创建,如图2-38所示。

图2-38 创建拉伸特征2

⑤ 在【曲线】选项卡的【派生曲线】组中单击【偏置】按钮,弹出【偏置曲线】对话框。选取步骤3创建的直线2作为要偏置的曲线,设置偏置类型并输入偏置距离值,单击【确定】按钮,完成偏置曲线的创建,如图2-39所示。

图2-39 创建偏置曲线

⑥ 在【主页】选项卡中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】对话框。选取偏置曲线作为截面曲线,指定矢量为-YC轴,输入拉伸结束距离值为【3】,设置偏置类型为【对称】并输入偏置结束值为【3】,最后单击【确定】按钮,完成拉伸特征3的创建,如图2-40所示。

图2-40 创建拉伸特征3

⑦ 在【菜单】下拉菜单中选择【编辑】|【变换】命令,选取拉伸特征3作为要变换的对象后单击【确定】按钮,弹出【变换】对话框。依次单击【通过一直线镜像】按钮和【现有的直线】按钮,选取中间直线为镜像直线,最后单击【复制】按钮,完成拉伸特征3的直线镜像复制操作,如图2-41所示。

图2-41 直线镜像复制操作

⑧ 在【菜单】下拉菜单中选择【插入】|【基准/点】|【基准平面】命令,弹出【基准平面】对话框。设置【类型】为【成一角度】,选取参考旋转轴(特征边线)和参考平面后,输入旋转角度值为【45】,单击【确定】按钮,完成新基准平面1的创建,如图2-42所示。

图2-42 创建基准平面1

⑨ 在【菜单】下拉菜单中选择【编辑】|【变换】命令,选取图形区中所有的实体特征作为要变换的对象,然后单击【确定】按钮,弹出【变换】对话框。依次单击【通过一平面镜像】按钮和【现有的平面】按钮,指定镜像平面为基准平面1,最后单击【复制】按钮,镜像结果如图2-43所示。

图2-43 创建特征的平面镜像

⑩ 在【主页】选项卡的【特征】组中单击【合并】按钮,弹出【合并】对话框。选取目标体和工具体,单击【确定】按钮,完成布尔合并操作,如图2-44所示。

图2-44 完成布尔合并操作

11 在【特征】组中单击【减去】按钮,弹出【求差】对话框。选取目标体和工具体,单击【确定】按钮,完成布尔减去操作,结果如图2-45所示。

图2-45 完成布尔减去操作

12 将图形区中的曲线全部隐藏,得到最终的模型,如图2-46所示。

图2-46 最终创建完成的模型