第3章 曲线创建与编辑
UG NX 5.0中的曲线功能是建立三维实体模型的基础,例如利用曲线功能绘制截面曲线后,可通过拉伸、旋转或扫掠等操作创建三维实体或者片体。因此了解曲线的创建、编辑与操作过程是非常必要的,也是为特征建模做好准备。
利用UG NX 5.0可创建几乎所有的常用曲线,包括点、直线、圆与圆弧、多边形、二次曲线和螺旋线等,并提供了相应的曲线编辑和操作功能。在UG NX 5.0软件中,曲线绘制的常用命令如图3-1所示。
图3-1 曲线功能工具栏命令
本章主要知识点
● 曲线创建:主要介绍各种曲线创建的方法,包括点、基本曲线、二次曲线等。
● 曲线编辑:主要介绍各种曲线编辑的方法,包括编辑参数、修剪曲线等。
● 曲线操作:主要介绍各种曲线操作的方法,包括偏置曲线、投影曲线、镜像曲线等。
3.1 曲线创建
本节将介绍利用UG NX 5.0创建曲线的方法,包括点、直线、圆弧、圆、矩形、多边形、样条曲线等。
3.1.1 点和点集的绘制
1.点的绘制
单击“曲线”工具栏上的“点”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“基准/点”→“点”命令,弹出“点构造器”对话框,如图3-2所示。利用“点构造器”每次生成一个点,并且作为一个独立的几何对象,在图形区以“+”标识。“点构造器”对话框的操作请读者参见2.1.2“点构造器”相关内容。
图3-2 点构造器对话框
2.点集的绘制
点集是通过一次操作生成的一系列零散点,但这些零散点不能独自生成,它们必须在曲线或曲面的基础上创建。单击“曲线”工具栏上的“点集”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“基准/点”→“点集”命令,弹出“点集”对话框,如图3-3所示。
图3-3 点集对话框
图3-3所示的“点集”对话框提供了10种建立点集的方法,下面分别加以介绍。
(1)曲线上的点
在曲线上创建点群。单击该按钮后,系统会弹出“曲线上的点”对话框。选择一种间隔方式后,设置点数、起始百分比和结束百分比,然后选择曲线,单击“确定”按钮,即可完成点集的创建。在创建“曲线上的点”过程中,用户可选择的间隔方式包括以下5个选项。
● 等圆弧长:用于沿着曲线轨迹以相等距离设置点集的间距。● 等参数:根据曲线的特性或参数设置点集的间距。弯曲的曲线会导致较密的间距,而较直的曲线段则允许有较宽的间距。
● 几何级数:根据几何比率设置点集的间距。例如,如果输入比率为0.75,那么每个点到下一点的距离将乘以0.75。
● 弦高公差:用于根据弦高公差设置点集的间距。点是从曲线起点开始创建,直到曲线终点而止。在“弦高公差”字段中输入的值表示父曲线与点集中两个相邻点所形成的直线(弦)之间的最大距离。
● 递增的圆弧长:设置各点之间的圆弧长度。圆弧长度必须等于或小于所选择曲线的长度,并且大于0。
(2)在曲线上加点
利用一个或多个放置点向选定的曲线作垂直投影,在曲线上生成点集。
(3)曲线上的百分点
通过曲线上的百分比位置来确定一个点集。
(4)样条定义点
利用绘制样条曲线时的定义点来创建点集。
(5)样条结点
利用样条曲线的结点来创建点集。
(6)样条极点
利用样条曲线的控制点来创建点集。单击“样条极点”按钮后,选择样条曲线,然后单击“确定”按钮,完成点集的创建。
(7)面上的点
在表面产生点集。单击“面上的点”按钮后,选择要生成点的曲面,弹出“面上的点”对话框,在U、V文本框中输入点集的数目(U×V个),然后单击“确定”按钮,完成点集的创建,如图3-4所示。
图3-4 面上的点创建点集示意图
(8)曲面上的百分点
通过设定点在选定表面的U、V方向的百分比位置来创建该表面上的点群。
(9)面(B曲面)极点
以表面(B曲面)控制点的方式来创建点群,如图3-5所示。
图3-5 面(B曲面)极点创建点群示意图
(10)点组合-关
设置产生的点群是否成组关联。创建点集之前,单击“点组合-关”按钮,将点组合功能打开,则所创建的点集是相关联点,即如果删除了具有关联点群中的一个点,那么全部的点群也会被删除。
3.1.2 直线的绘制
在UG NX 5.0中,使用直线功能可创建关联曲线特征,所获取的直线类型取决于组合的约束类型。
单击“曲线”工具栏上的“直线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“直线”命令,系统弹出“直线”对话框,可按照如图3-6所示进行操作。
图3-6 直线的绘制过程
图3-6所示的“直线”对话框中相关选项含义如下。
(1)“起点”组框
“起点”组框用于设置直线的起点。在“起点选项”下拉列表中,用户可以选择以下3种方式指定起点。
● 自动判断:根据用户选择的对象,自动判断将要使用的最好约束类型。
● 点:通过使用“捕捉点”选项选择起点或者终点。如果鼠标单击的地方没有现存点,系统将使用光标所在的位置作为直线的起点。
● 相切:通过选择圆、圆弧或曲线,确定直线与其相切位置作为直线的起点。
(2)“终点或方向”组框
“终点”组框用于设置直线的终点。在“终点选项”下拉列表中,用户可选择7种方式。其中前3种与“起点选项”含义相同,下面仅介绍后4种。
● 成一角度:通过与所选直线成指定角度来确定直线的终点方向。
● 沿XC,沿YC,沿ZC:通过XC或YC或ZC方向和长度值确定直线。
(3)“支持平面”组框
“支持平面”组框用于定义创建直线所在的平面,包括以下3个选项。
● 自动平面:根据起点和终点自动判断一个临时平面,自动平面显示为浅绿色,如图3-7所示。
图3-7 自动平面示意图
● 锁定平面:使用“锁定平面”可使自动平面位置不动,锁定的自动平面以当前指定给基准平面对象的颜色显示。此时,用户可以更改起点或终点约束,但支持平面将不会改变,如图3-8所示。
图3-8 锁定平面示意图
● 选择平面:选择已存在的平面或利用“平面构造器”创建一个平面,如图3-9所示。
图3-9 选择平面示意图
(4)“限制”组框
单击“直线”对话框中的“限制”组标题栏上的“显示折叠组”按钮,在弹出的“限制”组中的“起点限制”和“终止限制”选项中进一步确定直线的长度,包括以下选项。
● 值:通过指定数值对直线的起点和终点进行定义。该值表示从起点测量的长度值。
● 在点上:通过选择参考点作为直线的起点或终点。
● 直至选定的对象:通过选定的曲线、面、边、基准或体来定义直线的端点。
(5)“设置”组框
“设置”组框包括以下选项。
● 延伸至视图边界:将所创建的直线(不考虑创建方式)延伸至当前视图边界处。
● 备选解:如果直线的约束可以有多个解,可以使用该选项在这些备选解中切换。另外,用户也可使用Page Down和Page Up键在备选解之间进行切换。
● 关联:指定直线与所生成的对象有关联特征。当对象被修改时,直线也将自动更新。
3.1.3 圆弧/圆的绘制
单击“曲线”工具栏上的“圆弧/圆”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“圆弧/圆”命令,弹出“圆弧/圆”对话框,如图3-10所示。利用该对话框中“类型”选项组中的“三点画圆弧”或者“从中心开始的圆弧/圆”两种方式来创建圆弧/圆。该对话框中的选项读者可参见3.1.2“直线的绘制”相关内容。
图3-10 “圆弧/圆”对话框
3.1.4 基本曲线的绘制
“基本曲线”是最常用的曲线创建方法,单击“曲线”工具栏上的“基本曲线”按钮,弹出“基本曲线”对话框,如图3-11所示。
图3-11 “基本曲线”对话框
“基本曲线”对话框中包含了绘制直线、圆弧、圆形、倒圆角、修剪曲线和编辑曲线参数的功能。本节将介绍4种曲线创建,其他功能将在曲线编辑中介绍。
以直线绘制为例来介绍一下“基本曲线”对话框中通用选项的含义。
● 无界:勾选“无界”复选框,则创建的直线将沿着起点与终点的方向直至绘图区的边界。只有取消“线串模式”复选框时,“无界”选项才能被激活。
● 增量:勾选“增量”复选框,系统会以增量的方式来创建直线。当定义直线起点后,在“跟踪条”对话框中的XC、YC、ZC中输入的坐标值是相对于前一点坐标的增量。
● 点方法:利用“点方法”下拉列表,用户可通过捕捉平面上对象来指定基本曲线端点的位置。
● 线串模式:勾选“线串模式”复选框,则创建直线时系统会自动以上一条直线的终点作为起点,连续创建下一条直线。
● 打断线串:单击“打断线串”按钮,将关闭“线串模式”。系统在创建直线时不会自动抓取上一条直线的端点,用户可以在绘图区中的任何位置创建下一条直线。
● 锁定模式:单击该按钮后,新创建的直线会平行或垂直于选定的直线,或者与选定的直线有一定的夹角。
● 解开模式:单击“锁定模式”后,该选项就变为了“解开模式”按钮。在该模式下,系统将解除对正在生成的直线的锁定。此时移动鼠标,可在平行于选定直线、垂直于选定直线或与选定直线成一定角度等方向中,选择一个方向来创建直线。
● 平行于XC、YC、ZC轴:单击该选项组中的相应按钮,创建平行于坐标轴XC、YC、ZC的直线。
● 原先的:选中该单选按钮后,新创建平行线的距离从最初选择的曲线算起。
● 新建:选中该单选按钮后,新创建平行线的距离从新选择的曲线算起。
● 角度增量:在“角度增量”文本框中输入特定的角度值,并按回车键确定后,则此时创建的直线方向是该角度增量值的倍数。
1.直线的绘制
单击“基本曲线”对话框中的“直线”图标,“基本曲线”对话框将显示绘制直线功能,同时在主窗口中弹出“跟踪条”对话框,该对话框是绘制基本曲线非常重要的辅助工具,如图3-12所示。
图3-12 “跟踪条”对话框
“跟踪条”包括两部分:一部分为坐标值输入框(XC,YC,ZC),另一部分为长度,角度和偏距输入文本框。
提示:选择下拉菜单“首选项”→“用户界面”命令,在弹出的“用户界面首选项”对话框的“常规”选项卡中,勾选或取消“追踪在追踪条中的光标位置”复选框可设置“跟踪条”对话框中各文本框的交互作用。
创建直线的方法很多,不同的方法对应的操作步骤会有所不同。下面仅介绍直线的几种常用创建方法。
(1)在两点之间的直线
通过指定直线的两个端点创建直线,有以下3种方法。
● 任意两点创建直线:在绘图窗口任意一点单击鼠标左键,将该点设置为直线的起点,然后在新的位置单击鼠标确定直线的终点。
● 捕捉点创建直线:选择“点方法”下拉列表中的点捕捉方式选项,捕捉屏幕上对象来设置直线的端点。
● 输入点坐标值创建直线:在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入起点坐标,单击回车键,确定直线的起点,然后再在XC、YC和ZC文本框中直接输入终点坐标,单击回车键,即可创建直线。
(2)通过一个点并且保持水平或竖直的直线
在“角度增量”文本框中输入“90”,并按回车键确定后,则可以创建水平线和垂直线。
(3)通过一个点并平行于XC、YC或ZC轴的直线
利用“点方法”捕捉点或在跟踪条的XC、YC、ZC文本框中设定直线的起点,然后单击“基本曲线”对话框中“平行于”选项组中欲平行坐标轴按钮,最后在“跟踪条”对话框的“长度”文本框中输入直线的长度,单击回车键,即可创建一条平行于指定坐标轴的直线。
(4)通过一个点并与XC轴成一角度的直线
利用“点方法”捕捉点或在“跟踪条”对话框中的XC、YC、ZC文本框设定直线的起点,然后在“跟踪条”对话框中的“长度”文本框和“角度”文本框中输入直线的长度和角度(需要注意的是,角度是从XC轴沿逆时针方向测量的),最后按回车键,即可创建与X轴成指定角度的直线。
(5)通过点并与已有直线平行、垂直或成一角度的直线
利用“点方法”捕捉点或在跟踪条的XC、YC、ZC文本框设定直线的起点,然后选择一条与新建直线平行、垂直或成一定角度的已知直线(注意,选择时不要选取直线上的控制点),移动鼠标指针,系统会在状态栏中交替显示参考直线的平行线、垂直线或与之成一定角度的方向线,接着在“跟踪条”对话框中的“长度”文本框输入直线的长度。如果建立的是成一定角度的直线,还需在“角度”文本框输入新建直线与所选直线的角度值。填好数值后,最后按回车键,即可创建与已知直线平行、垂直或成一定角度的直线,如图3-13所示。
图3-13 与已知直线平行、垂直或成一定角度的直线
(6)通过点并与一条曲线相切或垂直的直线
利用“点方法”捕捉点或在跟踪条的XC、YC、ZC文本框设定直线的起点,然后在圆弧上移动鼠标,此时系统状态栏上会提示相切或垂直,移动鼠标到正确的切点(垂点)方位后单击鼠标,即可创建圆弧的切线或法线,如图3-14所示。
图3-14 通过点并与一条曲线相切或垂直的直线
(7)与一条曲线相切并与另一条曲线相切或垂直的直线
选择第一条曲线,直线将以橡皮筋方式拖动,并与选定曲线相切,然后在第二条曲线上移动光标,当显示所需直线时,单击鼠标选择第二条曲线,如图3-15所示。
图3-15 与一条曲线相切并与另一条曲线相切或垂直的直线
(8)与曲线相切并平行或垂直于另一条曲线的直线
选择欲与之相切的第一条曲线,此时图形区出现与所选曲线相切的一条橡皮筋,然后移动鼠标指针到与之相切或垂直的第二条曲线,此时系统状态栏中会提示当前状态是“相切”还是“垂直”,在合适位置上单击选择第二条曲线,即可建立与圆弧相切或垂直的直线,如图3-16所示。
图3-16 创建与一曲线相切又与另一曲线相切或垂直的直线
(9)两条直线的角平分线
依次选择两条直线,所选直线并不一定在图形区实际相交,系统自动以这两条直线的理论交点作为新建直线的起点,然后移动鼠标到两条直线四个夹角中的任意一个来设定直线的方向,接着在“跟踪条”对话框中的“长度”文本框输入直线的长度,或者用鼠标直接选择一个点作为角平分线的终点,即可建立角平分线,如图3-17所示。
图3-17 创建角平分线
(10)创建两平行直线的中线
选择平行线中的一条直线,新建直线的起点为所选直线距离鼠标选定位置较近的端点在新建直线上的投影,然后选择平行线中的另外一条直线,接着在“跟踪条”对话框中的“长度”文本框输入直线的长度,或者用鼠标指定一个点作为该直线的终点,即可建立两平行直线的中线,如图3-18所示。
图3-18 创建两平行线的中线
(11)通过一点并垂直于一个平面的直线
利用“点方法”捕捉点或在跟踪条的XC、YC、ZC文本框设定直线的起点,然后在“点方式”菜单上选择“选择面”选项并选择该平面,生成的直线会通过该点并垂直于该平面,其长度则会限制在与该平面的交点处,如图3-19所示。
图3-19 通过一点并垂直于一个平面的直线
(12)以一定的距离平行于另一条直线的偏置直线
在“基本曲线”对话框中关闭“线串模式”复选框,用鼠标选取图形区已存在的直线,然后在“跟踪条”对话框中的“偏距”文本框中输入偏置值,单击回车键或者单击“基本曲线”对话框中的“应用”按钮即可创建偏置直线,如图3-20所示。
图3-20 创建偏置直线
提示:偏移的方向与选择球(即图形区中的鼠标)的选择位置有关,即选择球选择直线时,偏向哪一边则偏置直线就往哪边偏移。
2.圆弧的绘制
单击“基本曲线”工具栏上的“圆弧”图标,“基本曲线”对话框显示圆弧创建选项,此时“跟踪条”对话框做出相应的变化,如图3-21所示。
图3-21 创建圆弧的对话框和跟踪条
在“基本曲线”圆弧创建状态下,该对话框中与直线创建不同的选项含义如下。
● 整圆:勾选“整圆”复选框,则创建圆弧时,系统会以整圆的形式显示该圆弧。该复选框在取消“线串模式”复选框时才被激活。
● 备选解:当选择了绘图区中的两点后,单击该按钮,则系统会显示与没有单击该按钮时创建的圆弧互补的另一段圆弧。
常用圆弧创建方法有两种:“起点、终点、圆弧上的点”和“中心、起点、终点”。
(1)“起点、终点、圆弧上的点”创建圆弧
在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧的起点坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧的起点,然后在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧的终点坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧的终点,接着在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧上一点坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧上一点。这就是用“起点、终点、圆弧上的点”创建圆弧的过程。
(2)“中心、起点、终点”创建圆弧
在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧的中心坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧的中心,然后在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧的起点坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧的起点,接着在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆弧的终点坐标,或者在绘图区选取一点作为圆弧的终点。这就是用“中心、起点、终点”创建圆弧的过程。
3.圆的绘制
单击“基本曲线”对话框上的“圆”图标,“基本曲线”对话框显示圆创建选项,如图3-22所示。
图3-22 圆创建选项
勾选“多个位置”复选框,系统复制与前一个圆相同的多个圆。当用户创建了一个圆之后,勾选“多个位置”,此时只要给定圆的圆心位置,则可创建与前一圆相同的多个圆。
创建圆的方法有以下两种:
(1)在绘图区单击鼠标一点作为圆心,然后移动鼠标点取一点作为圆弧上的点,即可创建圆。
(2)在“跟踪条”中的XC、YC和ZC文本框中直接输入圆心坐标,然后在半径或者直径文本框中输入半径或者直径值,来确定圆的形状。
4.倒圆角
在“基本曲线”对话框下,单击“圆角”按钮,弹出“曲线倒圆”对话框,如图3-23所示。
图3-23 “曲线倒圆”对话框
“曲线倒圆”对话框中相关选项的含义如下所述。
● 方法:曲线倒圆共提供了3种倒圆角方式:简单圆角、二曲线倒圆和三曲线倒圆。
● 半径:用于设置倒圆角的半径值。
● 继承:单击“继承”按钮时,继承已有的圆角半径值。选择该选项后,系统会提示用户选取存在的圆角,选定后系统会将选定的圆角的半径值显示在对话框的“半径”文本框中。
● 修剪第一条曲线:选择该复选框,倒圆角时系统将修剪选择的第一条曲线。
● 修剪第二条曲线:选择该复选框,倒圆角时系统将修剪选择的第二条曲线。
● 修剪第三条曲线:只有选择“三曲线倒圆”时,该复选框才会激活。选择该复选框,则在倒圆角时,系统将修剪选择的第三条曲线。
(1)简单圆角
用于在两共面但不平行的直线间倒圆角。单击“简单圆角”按钮,在“半径”文本框中输入圆角半径,然后将选择球(即鼠标)移至欲倒圆角的两条直线交点处,单击鼠标左键即可,如图3-24所示。
图3-24 简单倒圆示意图
提示:选择球的位置不同,生成的倒圆角方式也不同。通常鼠标的圆心是圆角的圆心。
(2)两曲线倒圆角
单击“两曲线圆角”按钮,在“半径”文本框中输入圆角半径,然后设置“修剪选项”。接着依次选择第一、二条曲线,再在相交线的四个象限中单击鼠标设定圆心的大致位置即可。
提示:利用两曲线倒圆角时,选择曲线的顺序不同,倒圆角的生成方式也不同。两条曲线间的圆角是从第一条曲线到第二条曲线沿逆时针方向生成的圆弧,如图3-25所示。
图3-25 不同选取曲线方式的倒圆角
(3)三曲线倒圆角
单击“三曲线圆角”按钮,设置“修剪选项”,接着依次选择第一、第二和第三条曲线,再单击鼠标设定圆心的大致位置即可,如图3-26所示。
图3-26 三曲线倒圆角
3.1.5 倒斜角
单击“曲线”工具栏中“倒角”按钮,或选择下拉菜单下“插入”→“曲线”→“倒角”命令时,系统会弹出如“倒斜角”对话框,如图3-27所示。
图3-27 倒斜角的操作过程
UG NX 5.0提供了两种倒斜角方式:简单倒斜角和用户定义倒斜角。
1.简单倒斜角
用于两共面的直线间倒斜角,其产生的两边偏移值必须相同,且角度值为45度。
提示:选择倒角时,使两条直线同时位于选择球中且选择球的中心位于所需的倒角内。
2.用户定义倒斜角
用于两共面的直线或曲线间倒斜角,可定义不同的偏移值和角度值。单击“用户定义倒斜角”按钮,系统弹出修剪方式对话框,如图3-28所示。
图3-28 修剪方式对话框
该对话框中提供了3种修剪方式。
● 自动修剪:建立倒角时,系统会自动根据倒角来修剪两条连接曲线。
● 手工修剪:建立倒角后,需要用户自己来完成修剪倒角的两条连接曲线。倒角以后,系统会提示是否修剪倒角的第一条连接曲线,若修剪,则选定第一条连接曲线的修剪端。接着会提示是否修剪倒角的第二条连接曲线,若修剪,则再选定第二条连接曲线的修剪端。
● 不修剪:建立倒角时,则不修剪倒角的两条连接曲线。
选择一种修剪方式后,系统会弹出“偏置/角度”对话框,用于输入偏置和角度值,如图3-29所示。
图3-29 偏置/角度对话框及其含义
单击“偏置/角度”对话框中的“偏置值”按钮,弹出偏置值对话框用于输入2个偏置值,如图3-30所示。
图3-30 偏置值对话框及其含义
3.1.6 矩形的绘制
单击“曲线”工具栏上的“矩形”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“矩形”命令,在弹出的点构造器对话框中依次设置矩形两个对角点的坐标值,或者单击鼠标在图形区直接选取矩形的两个顶点,即可创建一个矩形。
3.1.7 多边形的绘制
“多边形”功能用于在平行于WCS坐标系的XC-YC平面的平面内生成一个多边形。
单击“曲线”工具栏上的“多边形”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“多边形”命令,弹出设定多边形边数对话框,可按照图3-31所示进行操作。
图3-31 多边形的绘制过程
UG NX 5.0共提供了3种半径定义方法:内切半径、多边形边数和外接圆半径。
1.内切半径
通过设定内切圆的半径和方位角来创建正多边形。内切半径中所需参数的含义,如图3-32所示。
图3-32 内接半径创建多边形参数示意图
2.多边形边数
通过设定边长和方位角来创建多边形。多边形边数中所需参数的含义,如图3-33所示。
图3-33 多边形边数创建多边形参数示意图
3.外接圆半径
通过设定外切圆半径和方位角来创建多边形。外接圆半径所需参数的含义,如图3-34所示。
图3-34 外接圆半径创建多边形参数示意图
3.1.8 样条曲线的绘制
单击“曲线”工具栏中的“样条曲线”按钮,或选择下拉菜单下“插入”→“曲线”→“样条”命令时,弹出样条曲线创建方式对话框,可按照如图3-35所示进行操作。
图3-35 样条曲线的绘制过程
在样条曲线创建方式对话框中共提供了4种生成样条曲线的方式,下面分别加以介绍。
1.根据极点
通过设定样条曲线的各控制点来生成一条样条曲线。控制点的创建方法一般有两种:使用点构造器定义点或从文件中读取控制点。单击该选项后,弹出“根据极点生成样条”对话框,如图3-35所示。“根据极点生成样条”对话框中各选项的含义如下所述。
(1)曲线类型:用于设定样条曲线的类型,包括“多段”和“单段”两种曲线类型,每个分段限于25个点。
● 多段:产生样条曲线时,所创建的样条曲线与对话框中“曲线阶次”的设置相关。此时,样条曲线的极点数必须大于曲线的阶次。
● 单段:当选中该选项时,则创建的样条曲线只有一个节段,而且它与曲线的阶次无关。单段样条不能封闭,故多段样条应用较多。
(2)曲线阶次:用于定义样条的数学多项式的最高次幂。用户设置的控制点个数必须大于曲线阶次,否则无法创建样条曲线。
(3)封闭曲线:用于设定生成的样条曲线是否封闭。选择该选项,所创建的样条曲线起点和终点会在同一位置,生成一条封闭的样条曲线,否则生成一条开放的样条曲线。
(4)文件中的点:可从已有文件中读取控制点的坐标数据,该选项仅用于创建多段的样条曲线。
2.通过点
通过设置样条曲线的各定义点,生成一条通过各点的样条曲线。它与“根据极点”的最大区别在于生成的样条曲线通过各个定义点。该种方式常用于逆向工程的仿形设计。
单击“通过点”按钮后,系统弹出“通过点生成样条曲线”对话框,该对话框与“根据极点”生成样条曲线对话框基本相同。设置好样条曲线的参数,单击“确定”按钮后,系统会弹出点群创建方式的对话框,如图3-36所示。
图3-36 点群创建方式对话框
图3-36所示的点群创建方式对话框共有4种点群的创建方式,前3种方式均需在创建样条曲线之前,预先定义好足够多的点。下面分别介绍这4种点群创建方式。
(1)全部成链
选择起点和终点之间的点集作为定义点来创建样条曲线。单击该按钮后,依次选择样条曲线的起点与终点。系统将自动辨别选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。
(2)在矩形内的对象成链
利用矩形框定义生成样条曲线的点集范围。单击“在矩形内的对象成链”按钮后,用鼠标定义矩形框的第一角点和第二角点来选取用于创建样条曲线的点集,然后在矩形框内依次选取样条曲线的起点和终点,则系统将自动选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。
(3)在多边形内对象成链
利用多边形定义生成样条曲线的点集范围。单击“在多边形内对象成链”按钮后,用鼠标定义多边形的各顶点,接着在多边形框内选取样条曲线的起点与终点,则系统将自动选择起点和终点之间的点集,并以此产生样条曲线。
(4)点构造器
利用点构造器定义样条曲线的各定义点来生成样条曲线。
3.拟合
拟合也称为最小二乘法,是使用拟合方式(样条曲线上所有的点与定义点之间距离的平方和最小)生成样条曲线。在拟合过程中,要利用“用拟合的方法创建样条”对话框来选择合适的“拟合方法”,如图3-37所示。
图3-37 用拟合的方法创建样条对话框
图3-37所示的“用拟合的方法创建样条”对话框中主要选项含义说明如下所示。
(1)拟合方法
该选项组用于选择产生样条曲线的拟合方式。其中提供了如下3种拟合方式。
● 根据公差:根据样条曲线与数据点的最大许可公差生成样条曲线。
● 根据分段:根据样条曲线的节段数生成样条曲线。
● 根据模板:根据模板样条曲线,生成曲线阶数及节点顺序均与模板曲线相同的样条曲线。
(2)赋予端点斜率
指定样条曲线起点与终点的斜率。
(3)更改权值
设定所选数据点对样条曲线形状影响的加权因子。加权因子越大,则样条曲线越接近所选数据点;反之,则远离。若加权因子为零,则在拟合过程中系统会忽略所选数据点。
4.垂直于平面
该选项是以正交于平面的曲线生成样条曲线,每个平面组中允许的最大平面数为100。
3.1.9 文本
在模型的设计中,当产品模型需要雕刻文字时,应用一般的设计软件将文字变成实体是有一定困难的,而UG NX 5.0的“文本”功能允许使用Windows字体库中任何字体,使用线条和样条生成文本字符串的字符外形,并在平面、曲线或曲面上放置生成的文本几何体。
单击“曲线”工具栏上的“文本”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“文本”命令,用户可按照图3-38所示进行操作。
图3-38 文本的创建过程
图3-38所示的“文本”对话框中“类型”组框中包括3种文本类型。
(1)平面的
通过指定参考点和参考平面确定文本的放置位置,如图3-39(a)所示。
图3-39 平面的和在曲线上的文本
(2)在曲线上
通过指定参考曲线确定文本的放置位置,如图3-39(b)所示。
(3)在面上
通过指定参考平面和参考线确定文本的位置,如图3-38所示。
3.1.10 二次曲线
在数学上,二次曲线是通过平面截取圆锥而创建的曲线。根据截面通过圆锥的角度不同,截取所得到的曲线类型包括“圆”、“椭圆”、“抛物线”和“双曲线”,如图3-40所示。
图3-40 二次曲线的类型
1.椭圆的绘制
椭圆是在模型设计中常用的曲线。单击“曲线”工具栏上的“椭圆”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“椭圆”命令,用户可按照图3-41所示进行操作。
图3-41 椭圆的绘制过程
图3-41所示的“椭圆”对话框中相关选项的含义说明如下所述。
(1)长半轴和短半轴
椭圆有两根轴:长轴和短轴(每根轴的中点都在椭圆的中心)。椭圆的最长直径就是长轴,最短直径就是短轴,长半轴和短半轴的值指的是这些轴长度的一半,如图3-42所示。
图3-42 长半轴和短半轴参数的示意图
(2)起始角和终止角
椭圆沿逆时针方向绕ZC轴正向生成,起始角和终止角确定椭圆的起始和终止位置,它们都是相对于长轴测算的,如图3-43所示。
图3-43 起始角和终止角参数的示意图
(3)旋转角度
椭圆的旋转角度是长轴相对于XC轴,沿逆时针方向倾斜的角度。除非改变了旋转角度,否则长轴一般是与XC轴平行的,如图3-44所示。
图3-44 旋转角度参数的示意图
2.抛物线的绘制
抛物线是与一个点(焦点)的距离和与一条直线(准线)的距离相等的点的集合,位于平行于工作平面的平面内。默认抛物线的对称轴平行于XC轴。
单击“曲线”工具栏上的“抛物线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“抛物线”命令,按照图3-45所示进行操作。
图3-45 抛物线的绘制过程
图3-45所示的“抛物线”对话框中的相关参数含义,如图3-46所示。
图3-46 抛物线参数示意图
● 焦距长度:指从顶点到焦点的距离,焦距长度必须大于0。
● 最小DY和最大DY:“最小DY”和“最大DY”限制抛物线在对称轴两侧的范围。DY值通过限制抛物线的显示宽度来确定该曲线的长度。
● 旋转角度:抛物线的旋转角度是指对称轴与XC轴之间所成的角度。它是沿逆时针方向测量的,中心点在顶点处。
3.双曲线的绘制
数学上,双曲线包含两条曲线,分别位于中心的两侧。在UG NX 5.0,只能创建其中一条双曲线,其中心在渐近线的交点处,对称轴通过该交点。双曲线从XC轴的正向绕中心旋转而来,位于平行于XC-YC平面的一个平面上。
单击“曲线”工具栏上的“双曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“双曲线”命令,在弹出的“点构造器”对话框中设置双曲线的中心后,可按照图3-47所示进行操作。
图3-47 双曲线的绘制过程
图3-47所示的“双曲线”对话框中的参数,如图3-48所示。
图3-48 双曲线参数示意图
3.1.11 螺旋线的绘制
单击“曲线”工具栏上的“螺旋线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“曲线”→“螺旋线”命令,弹出“螺旋线”对话框,按照图3-49所示进行绘制。
图3-49 螺旋线的绘制过程
图3-49所示的“螺旋线”对话框中选项的含义如下所述。
(1)圈数:设定螺旋线的圈数,其值应大于0,可以是整数,也可以是小数。
(2)螺距:设定两螺旋曲线之间的轴向距离,必须大于或等于0。
(3)半径方式
用于设置螺旋半径按一定规律变化的方法。包括以下两种方法。
● 使用规律曲线:通过规律曲线来确定螺旋线的半径,系统提供了7种规律方式来控制螺旋半径沿轴线的变化方式,如图3-50所示。
图3-50 使用规律曲线的半径方式
● 半径:以数值方式决定螺旋线的螺旋半径,即设定螺旋半径为一定值。
(4)半径
输入以半径方式所创建的螺旋线半径。
(5)旋转方向
用于设定螺旋线的旋转方向,包括以下两种。
● 右手:通过右手定则确定螺旋线的旋转方向。
● 左手:通过左手定则确定螺旋线的旋转方向。
(6)定位方位
用于设定螺旋线的方向和起始点,常用有以下两种。
● 点构造器:绘图区中设定一个基点或利用“螺旋线”对话框中的“点构造器”按钮,设定一基点,则系统以过此基点且平行于ZC轴方向的直线作为螺旋线的轴线,螺旋线的起始点位于过基点并与XC轴正方向平行的直线上。
● 定义方位:选择“螺旋线”对话框中的“定义方位”按钮后,选择一条直线,以选择点指向与其距离最近的直线端点方向为Z轴正方向,再设定一点来定义X轴正方向,然后设定一基点,则系统以过此基点且平行于设定的Z轴正方向作为螺旋线的轴线,螺旋线的起始点位于过基点并平行于X轴正方向的直线上。
提示:在“螺旋线”对话框中直接单击“确定”按钮,则螺旋线轴线为当前坐标系ZC轴,而螺旋线的起始点位于XC轴正方向上。
3.2 曲线编辑
生成的曲线可通过编辑功能进行修改和完善。单击“编辑曲线”工具栏上的相关按钮(如图3-51所示),或选择下拉菜单“编辑”→“曲线”菜单下的相关命令即可进入曲线编辑功能。
图3-51 编辑曲线工具栏
3.2.1 编辑曲线对话框
单击“编辑曲线”工具栏上的“编辑曲线”按钮,或选择下拉菜单“编辑”→“曲线”→“全部”命令,此时系统弹出“编辑曲线”对话框,如图3-52所示。
图3-52 编辑曲线对话框
在“编辑曲线”对话框中,用户可进行8种曲线的编辑操作。每项编辑操作的具体内容将在稍后详细介绍,本节简单介绍该对话框中的公用参数。
● 点方法:用于设置系统在图形区捕捉点的方式。设定某一方式后,系统可捕捉特定的点。
● 编辑圆弧/圆,通过:用于设置编辑圆弧或圆的方式。它包括两种方式,参数和拖动。
● 补圆弧:单击“补圆弧”按钮,用于生成已有圆弧的补弧。
● 显示原先的样条:如果正在编辑样条,此选项可在编辑过程中显示原先的样条曲线,以便与新的样条曲线作比较。
● 编辑关联曲线:用于设置曲线间的相关性。如果选择“根据参数”单选按钮,原来的相关性仍然会存在;如果选择“按原先的”单选按钮,将打断曲线和它原有定义数据之间的关联性。
● 圆弧长修剪方式:用于设置修剪弧长的方式,包括“全部”和“递增”两种。
● 圆弧长:用于输入改变曲线的弧长值。
● 更新:单击该按钮,可以恢复前一次的编辑操作。
3.2.2 编辑曲线参数
单击“编辑曲线”工具栏上的“编辑曲线参数”按钮,或选择下拉菜单“编辑”→“曲线”→“参数”命令,弹出“编辑曲线参数”对话框,如图3-53所示。
图3-53 “编辑曲线参数”对话框
在该对话框中设置完相关选项后,单击要编辑的对象,即可进行曲线参数的编辑。下面仅介绍直线、圆弧和椭圆几个常用对象的参数编辑方法。
1.编辑直线
(1)直线端点的编辑
用户可通过以下3种方法编辑直线的端点。
● 选择直线的端点,图形区将显示“跟踪条”对话框,可以通过输入直线端点坐标或输入直线的长度和角度来更改直线端点的位置,如图3-54所示。
图3-54 编辑直线端点跟踪条
● 选择直线的端点,直接拖动鼠标到合适的位置,单击鼠标左键也可完成直线端点的编辑。
● 选择直线的端点,在“点方式”下拉列表中选择相应选项后,重新定义直线端点也可以编辑直线。
(2)编辑直线的参数
直接选择直线对象,图形区出现如图3-55的工具栏,可以改变直线的长度和角度。
图3-55 编辑直线参数跟踪条
2.编辑圆或圆弧
如果选择的对象是圆或者圆弧,图形区将显示“跟踪条”对话框,则可以修改圆或者圆弧的半径、起始角、终止角的参数,如图3-56所示。
图3-56 编辑圆或圆弧跟踪条
如果单击圆弧对象的位置为圆弧的端点或中心,图形区将显示“跟踪条”对话框,可以通过前三个坐标文本框来对端点或中心进行重定位,同时也可更改其他参数,如图3-57所示。
图3-57 更改圆弧跟踪条
3.编辑椭圆
如果选择的对象是椭圆,则弹出“编辑椭圆”对话框,如图3-58所示。用户可以更改椭圆的参数。
图3-58 编辑椭圆对话框
3.2.3 修剪曲线
“修剪曲线”可通过边界对象(曲线、边缘、平面、表面、点或屏幕位置)等调整曲线的端点,也可延长或修剪直线、圆弧、二次曲线或样条曲线等,但是它不能修剪体、片体或实体。
单击“编辑曲线”工具栏上的“修剪曲线”按钮,或者选择“编辑”→“曲线”→“修剪”命令,系统会弹出的“修剪曲线”对话框,如图3-59所示。
图3-59 修剪角的操作过程
“修剪曲线”对话框上其他几种主要选项组的功能说明如下。
(1)“交点”组框
用于确定边界对象与待修剪曲线交点的判断方式,包括以下4种交点的确定方式。
● 最短的3D距离:按边界对象与待修剪的曲线之间的三维最短距离判断两者的交点,再根据该交点来修剪曲线,该选项主要用于修剪空间曲线。
● 相对于WCS:按边界对象与待修剪的曲线之间沿当前坐标系ZC方向判断两者的交点,再根据该交点来修剪曲线,也就是说修剪只能够在XC -YC平面上完成。
● 沿一矢量方向:按在设定矢量方向上的边界对象与待修剪的曲线之间的最短距离判断两者的交点,再根据该交点来修剪曲线。
● 沿屏幕垂直方向:按在当前屏幕视图法线方向上的边界对象与待修剪的曲线之间的最短距离判断两者的交点,再根据该交点来修剪曲线。
(2)“设置”组框
● 关联:勾选该复选框,修剪后的曲线与原曲线具有相关性,即若改变原曲线的参数,则修剪后的曲线与边界之间的关系自动得到更新。
● 输入曲线:用于控制修剪后原曲线保留与否,包括4种控制方式,保留、隐藏、删除和替换。
➢ 隐藏:隐藏输入曲线。
➢ 保持:输入曲线不受修剪曲线操作的影响,保持在它们的初始状态。
➢ 删除:通过修剪曲线操作把输入曲线从模型中删除。
➢ 替换:输入曲线被已修剪的曲线替换。
● 曲线延伸段 :如果要修剪的曲线为样条曲线且样条曲线需延伸到边界时,该选项用于设定其延伸方式。在该下拉式列表框中列出样条曲线的4种延伸方式。
➢ 自然:将样条曲线沿其端点的自然路径延伸至边界。
➢ 线性:将样条曲线从其端点以线性方式延伸至边界。
➢ 圆的:将样条曲线从其端点沿环形延伸至边界。
➢ 无:不将样条曲线延伸边界。
● 修剪边界对象:勾选“修剪边界对象”复选框,系统不仅修剪“要修剪的曲线”,而且还修剪边界对象。
● 保持选定边界对象:勾选“保持选定边界对象”复选框,在执行“应用”后可使边界对象保持被选中状态。这样,如果想使用那些相同的边界对象修剪其他的曲线,只需选取修剪的线串即可。
3.2.4 修剪角
“修剪角”功能用于修剪两条不平行曲线在其交点形成的拐角。单击“编辑曲线”工具栏中的“修剪角”按钮,弹出“修剪角”对话框,示意图如图3-60所示。
图3-60 修剪角示意图
提示:在选择修剪曲线时,应使选择球中心位于欲修剪的角部位,则两曲线的选中拐角部分会被修剪。
3.2.5 分割曲线
“分割曲线”功能用于将曲线分割成多个节段,各节段成为独立的曲线。
单击“编辑曲线”工具栏上的“分割曲线”按钮,或选择下拉菜单“编辑”→“曲线”→“分割”命令,弹出“分割曲线”对话框,可按如图3-61所示进行操作。
图3-61 分割曲线的操作过程
“分割曲线”对话框中的“类型”组提供了5种曲线分割的方式:“等分段”、“按边界对象分段”、“圆弧长段数”、“在结点处”和“在拐角上”,下面分别介绍如下。
1.等分段
以等长或等参数的方法将曲线分割成相同的节段,等分方法主要有2种:等参数和等圆弧长。
● 等参数:以曲线的参数性质均匀等分曲线。对于直线为等分线段,对圆弧或椭圆为等分角度,对样条曲线则以其控制点为中心等分角度。
● 等圆弧长:把曲线的弧长均匀等分。
2.按边界对象分段
利用边界对象来分割曲线,边界对象可以是点、曲线、平面和/或曲面,如图3-62所示。
图3-62 根据边界对象分割曲线
提示:多数情况下,当选择边界对象时,会提示用户指出边界对象和被分割曲线之间的大致交点。如果被分割的曲线和边界曲线都是线,用户则不需要指出大致的交点。如果选择的两条曲线不相交,会显示错误信息。
3.圆弧长段数
通过分别定义各节段的弧长来分割曲线,如图3-63所示。
图3-63 圆弧长段数示意图
4.在结点处
在曲线的定义点处将曲线分割成多个节段,它只能适用于分割样条曲线,如图3-64所示。
图3-64 在结点处示意图
5.在拐角上
在拐角处分割样条曲线(拐角点是样条曲线节段的结束点方向和下一节段开始点方向不同而产生的点),如图3-65所示。
图3-65 在拐角上示意图
3.2.6 编辑圆角
“编辑圆角”功能用于编辑两直线间已经存在的圆角参数。
单击“编辑曲线”工具栏上的“编辑圆角”按钮,或选择下拉菜单“编辑”→“曲线”→“圆角”命令,弹出“编辑圆角”对话框,可按照图3-66所示进行操作。
图3-66 编辑圆角的操作过程
“编辑圆角”对话框中相关选项的含义如下。
(1)“半径”组框:用于设定圆角的新半径值。
● 默认半径:用于设置上面“半径”文本框中的默认值。该选项包含如下两个单选项:
➢ 模态的:选择该单选项,则“半径”文本框中的默认值保持不变,直到在“半径”文本框中输入了新的半径值。
➢ 圆角:选择该单选项,则“半径”文本框中的默认值为所编辑圆角的半径值。
(2)新的中心:该选项用来设置新的中心点。通过设定新的一点可改变圆角的大致圆心位置。否则,仍以当前圆心位置来对圆角进行编辑。
3.3 曲线操作
本节将讲解曲线的操作功能,如曲线偏置、桥接、投影、镜像、截面曲线、缠绕与展开等。曲线操作命令主要集中在“曲线”工具栏的后半部分,如图3-67所示。
图3-67 曲线操作命令工具栏
3.3.1 偏置曲线
偏置曲线用于将直线、圆弧、样条、二次曲线、物体的棱边偏置一定的距离,从而得到新曲线。
单击“曲线”工具栏中“偏置曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“偏置”命令时,弹出“偏置曲线”对话框,可按照图3-68所示进行操作。
图3-68 偏置曲线的操作过程
图3-68所示的“偏置曲线”对话框中参数含义如下。
(1)“类型”组框
用于设置曲线的偏移方式,系统提供了4种偏移方式。
● 距离:按给定的偏移距离在输入曲线平面上偏移曲线。
● 草图:将曲线按指定的拔模角度偏移到与曲线所在平面相距拔模高度的平面上,其中拔模高度为原曲线所在平面和偏移后所在平面间的距离,拔模角度为偏移方向与原曲线所在平面的法线的夹角。
● 规律控制:按规律控制偏移距离来偏移曲线。
● 3D轴向:指定一个3D置值及一个3D轴向矢量(ZC为初始默认矢量)来偏置共面或非共面曲线,偏置结果曲线总是一条样条。
(2)“偏置”组框
用于设置偏移曲线的偏置距离和数量,包括3种选项。
● 距离:设置在锥形箭头矢量指示的方向上与选中曲线之间的偏置距离,负的距离值意味着将在反方向上偏置曲线。
● 副本数:按照相同的偏置距离,构造多组偏置曲线。
● 反向:单击该按钮,反转锥形箭头矢量标记的偏置方向的正向。
(3)“设置”组框
● 关联:勾选该复选框,偏置后的曲线与原曲线具有相关性,即若改变原曲线的参数,则偏置后的曲线与边界之间的关系自动得到更新。
● 输入曲线:用于控制偏置后原曲线保留与否,包括4种控制方式:保留、隐藏、删除和替换。
➢ 隐藏:隐藏输入曲线。
➢ 保持:输入曲线不受偏置曲线操作的影响,保持在它们的初始状态。
➢ 删除:通过偏置曲线操作把输入曲线从模型中删除。
➢ 替换:输入曲线被已偏置的曲线替换。
● 修剪 :设置偏置后曲线修剪方式,共3种修剪方式。
➢ 无:既不修剪偏置曲线,也不将偏置曲线倒成圆角,如图3-69(a)所示。
图3-69 修剪方式示意图
➢ 延伸相切:将偏置曲线延伸到它们的交点处,如图3-69(b)所示。
➢ 圆角:将偏置曲线延伸并倒圆角,圆弧的半径等于偏置距离,如图3-69(c)所示。
● 曲线拟合:设置偏置曲线的曲线拟合方式,可选择“三次”、“五次”或“高级”拟合方法。
● 公差:当输入曲线为样条或二次曲线时,可确定偏置曲线的精度。
3.3.2 投影曲线
投影曲线是指将曲线或点沿某一方向投影到曲面、平面和基准平面上。如果投影曲线与面上的孔或面上的边缘相交,则投影曲线会被面上的孔和边缘所修剪,而投影方向可以设置成某一角度、某一矢量方向、向某一点方向或沿面的法向等。
单击“曲线”工具栏中“投影曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“投影”命令,弹出“投影曲线”对话框,可按照图3-70所示进行操作。
图3-70 投影曲线的操作步骤
图3-70所示“投影曲线”对话框中的相关选项参数含义如下。
(1)“要投影的曲线或点”组框
用于选择或创建将要投影的曲线和点。
(2)“要投影的对象”组框
用于选择要投影到的曲线的面、平面和基准平面。
(3)“投影方向”组框
用于设置投影方向的方式,包括5个选项。
● 沿面的法向:沿所选投影面的法向向投影面投影曲线。
● 朝向点:从原定义曲线朝着一个点,向选取的投影面投影曲线。
● 朝向直线:沿垂直于选定直线或参考轴的方向,向选取的投影面投影曲线。
● 沿矢量:沿设定向量方向,向选取的投影面投影曲线。
● 与矢量所成的角度:沿与设定向量方向成一定角度的方向,向选取的投影面投影曲线。
(4)“设置”组框
● 输入曲线:控制投影后原曲线保留与否,包括4种控制方式,保留、隐藏、删除和替换。
➢ 隐藏:隐藏输入曲线。
➢ 保持:输入曲线不受偏置曲线操作的影响,保持在它们的初始状态。
➢ 删除:通过偏置曲线操作把输入曲线从模型中删除。
➢ 替换:输入曲线被已偏置的曲线替换。
● 曲线拟合:用于指定要投影的曲线的输出阶次,包括3个选项。
➢ 三次:使用3次样条的三次曲线。
➢ 五次:使用5次样条的五次曲线。
➢ 高级:选择高级时,可以指定最高阶次和最大分段的值。
● 连结曲线:用于控制投影曲线的输出,包括4个选项。
➢ 无:创建的曲线穿过多个面或平面,在每个面或平面上显示为单独的曲线。
➢ 三次:合并输出的曲线以形成三次多项式样条曲线。
➢ 一般:合并输出的曲线以形成一般的样条曲线。
➢ 五次:合并输出的曲线以形成五次多项式样条曲线。
3.3.3 镜像曲线
镜像曲线用于将选定的曲线沿选定的镜像平面生成新的曲线,可对空间曲线进行镜像。
单击“曲线”工具栏中“镜像曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“镜像”命令,弹出“镜像曲线”对话框,可按照图3-71所示进行操作。
图3-71 镜像曲线的操作过程
图3-71所示“镜像曲线”对话框中的“复制方法”选项用于设定镜像曲线的复制方式,包括3种方法。
● 关联:原定义曲线保持不变,生成与原定义曲线相关联的镜像曲线,一旦原曲线作了修改,则镜像曲线也会随之变更。
● 复制:原定义曲线保持不变,生成与原定义曲线无关联的镜像曲线。
● 移动:删除原定义曲线,生成与原定义曲线无关联的镜像曲线。
3.3.4 相交曲线
“相交曲线”是指在两组对象之间生成相交曲线,各组对象可分别为一个表面、参考面、片体或实体。
单击“曲线”工具栏中“相交曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自实体集的曲线”→“相交”命令,弹出“相交曲线”对话框,可按照图3-72所示进行操作。
图3-72 相交曲线的操作过程
3.3.5 截面曲线
“截面曲线”用于将选定的截面与实体相交,以产生平面或表面的交线,或者实体的轮廓线。
单击“曲线”工具栏中“截面曲线”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自实体的曲线”→“截面”命令,弹出“截面曲线”对话框,可按照图3-73所示进行操作。
图3-73 截面曲线的创建过程
在图3-73所示的“截面曲线”对话框中共提供了4种截面的定义方式,分别介绍如下。
● 选定的平面:在绘图工作区中,用鼠标直接选择若干个平面作为截面,该截面与要剖切的对象相交产生曲线。
● 平行平面:设置一组等间距的平行平面作为截面,由基平面决定平面的方向。
● 径向平面:给定一个间距角,所有截面绕一个轴旋转得到的一系列呈辐射状的平面作为截平面。
● 垂直于曲线的平面:设定一个或一组与选定曲线垂直的平面作为截面。
3.3.6 在面上偏置
“在面上偏置”用于在一表面上由现有曲线按指定距离生成一条沿面的偏置曲线。
单击“曲线”工具栏中“在面上偏置”按钮,或选择下拉菜单“插入”→“来自曲线集的曲线”→“在面上偏置”命令,弹出“在面上偏置曲线”对话框,可按照图3-74所示进行操作。
图3-74 在面上偏置的操作过程
图3-74所示的“在面上偏置曲线”对话框中的相关选项参数含义如下。
(1)“曲线”组框
用于选择偏置曲线并设置偏置值,包括两个选项。
● 偏置:用于设置与选中基曲线之间的偏置距离,负的距离值将在反方向上偏置曲线。
● 反向:单击该按钮,反转锥形箭头矢量标记的偏置方向的正向。
(2)“面”组框
用于选择要创建的偏置曲线所在的面。即使系统自动判断偏置面,用户也可用该选项来更改所需的偏置面。
(3)“修剪和延伸偏置曲线”组框
用于设置相同截面内两曲线之间拐角的修剪方式和延伸方法,包括4个选项。
● 在截面内修剪至彼此:两曲线的切线被修剪成拐角,否则不进行修剪。
● 在截面内延伸至彼此:两曲线的切线被延伸形成一个拐角,否则不进行延伸。
● 修剪到面的边缘:指定是否修剪曲线到面边。
● 延伸到面的边:指定是否延伸偏置曲线到面边界。
(4)“设置”组框
用于定义测量偏置距离的方法,包括4个选项。
● 弦:偏置曲线基于弦高,并使用线串曲线上节点之间的线段。
● 圆弧长:偏置曲线是在线串曲线的圆弧之后创建的。
● 测量:偏置曲线是沿着面上的最短距离创建的。
● 相切的:沿着面的切线按一定距离创建曲线,然后将该曲线投影到所选择的偏置面。
3.4 操作实例——修剪曲线和投影曲线操作
前面介绍了曲线创建与编辑的操作方法,下面通过两个实例来具体说明修剪曲线和投影曲线操作的方法和步骤。
1.修剪曲线操作
(1)单击“标准”工具栏上的“打开”按钮,打开“打开部件文件”对话框,选择本书随附光盘中“实例素材”文件夹下Chapter03\XiuJianQuXian\ XiuJianQuXian.prt文件。
(2)单击“编辑曲线”工具栏上的“修剪曲线”按钮,弹出“修剪曲线”对话框,选择如图3-75所示的修剪对象和边界。
图3-75 选择修剪曲线和边界对象
(3)在“输入曲线”下拉列表中选择“删除”选项,单击“修剪曲线”对话框中的“确定”按钮,完成修剪曲线操作,如图3-76所示。
图3-76 修剪曲线操作结果
2.投影曲线操作
(1)单击“标准”工具栏上的“打开”按钮,打开“打开部件文件”对话框,选择本书随附光盘中“实例素材”文件夹下的Chapter03\ TouYingQuXian \TouYingQuXian.prt文件。
(2)单击“曲线”工具栏中“投影曲线”按钮,弹出“投影曲线”对话框。选择图3-70所示曲线作为要投影的曲线,然后单击“要投影的对象”组框中的“选择对象”按钮,在图形区选择半球曲面,如图3-77所示。
图3-77 选择投影曲线和投影面
(3)在“方向”下拉列表中选择“沿矢量”选项,然后在“指定矢量”选项中选择“-Z”选项,单击“投影曲线”对话框中的“确定”按钮,完成投影曲线操作,如图3-78所示。
图3-78 投影曲线操作结果
3.5 应用实例——绘制挂钩曲线
实例说明:前面介绍了UG NX 5.0曲线基本知识,下面以挂钩曲线图形为例(如图3-79所示)来实际讲解曲线各种方法的应用,主要用到的知识点有基本曲线、修剪曲线、圆角等,具体操作步骤如下所述。
图3-79 挂钩曲线图
1.启动UG NX 5.0并新建文件
(1)启动UG NX 5.0后,单击“标准”工具栏上的“新建”按钮,弹出“文件新建”对话框,选择“模型”模板,如图3-80所示。
图3-80 文件新建对话框
(2)在“名称”文本框中输入“GuaGou.prt”,单击“确定”按钮,新建“GuaGou”文件。
2.绘制辅助线
(1)选择下拉菜单“首选项”→“对象”命令,弹出“对象首选项”对话框,可按照图3-81所示进行设置。
图3-81 设置线型和颜色
(2)单击“视图”工具栏上的“顶部视图”按钮,旋转视图方向为顶视。
(3)单击“曲线”工具栏上的“基本曲线”按钮,弹出“基本曲线”对话框,选择“直线”图标,绘制如图3-82所示的3条直线,各直线端点坐标分别为{(-30,0,0),(100,0,0)},{(0,-50,0),(0,50,0)}和{(44,-50,0),(44,50,0)}。
图3-82 绘制3条辅助线
3.绘制曲线
(1)选择下拉菜单“首选项”→“对象”命令,弹出“对象首选项”对话框,可按照图3-83所示进行设置。
图3-83 设置对象线型参数
(2)绘制圆曲线,具体操作步骤如下所述。
● 单击“曲线”工具栏上的“基本曲线”按钮,弹出“基本曲线”对话框,选择“圆”图标,在“点方法”下拉列表中选择“交点”图标,然后在图形区选择过原点的两条中心线并绘制半径为6、16、34和54的4个圆,如图3-84所示。
图3-84 绘制4个圆
● 重复上述步骤,在右侧垂直线和水平线的交点处绘制半径为10和36的两个圆,如图3-85所示。
图3-85 绘制另外2个圆
(3)单击“曲线”工具栏上的“基本曲线”按钮,弹出“基本曲线”对话框,选择“直线”图标,绘制与两个圆的相切线,如图3-86所示。
图3-86 绘制两条相切直线
4.编辑曲线
(1)单击“编辑曲线”工具栏上的“修剪曲线”按钮,或者选择“编辑”→“曲线”→“修剪”命令,弹出“修剪曲线”对话框,将“输入曲线”方式设置为“删除”,进行曲线修剪,如图3-87所示。
图3-87 修剪曲线操作结果
(2)单击“曲线”工具栏上的“基本曲线”按钮,弹出“基本曲线”对话框,选择“圆角”图标,弹出“曲线倒圆”对话框,设置倒圆方式为“2曲线倒圆”,倒2处半径为6的圆角,如图3-88所示。
图3-88 倒圆角操作结果
提示:在进行曲线创建的过程中,对于大多数曲线类型,系统自动在工作坐标系的XC-YC平面进行绘制,此时需要首先旋转工作坐标系的方位。
3.6 本章小结
本章主要介绍了曲线的创建、编辑与操作功能,包括对点、基本曲线、二次曲线等进行的创建、编辑参数、修剪曲线、修剪角等曲线编辑方法和偏置曲线、投影曲线、镜像曲线等曲线操作过程。通过本章的学习,读者可以运用所学知识进行常用曲线的绘制及编辑操作。
3.7 思考练习题
1.填空题
(1)UG NX 5.0中曲线功能主要包括_________、_________和_________等3部分功能。
(2)绘制样条曲线过程中,曲线阶次是指定义样条的_________。如果设置样条曲线的类型为“多段”,则样条曲线的极点数必须_________曲线的阶次。
(3)在曲线修剪的过程中,输入曲线选项包括_________、_________、_________和_________等4种控制方式,如果不保留原曲线,一般应选择_________方式。
2.问答题
(1)简述基本曲线中直线的各种绘制方法。
(2)简述修剪曲线的操作过程。
(3)试说明“镜像曲线”对话框中的“复制方法”3种选项的含义?