【正文】 。此設備獲得點的數據量不像激光掃描儀掃描的那么大，所以用一些非專業(yè)的逆向設計軟件是很合適的。 UG的逆向造型遵循：點→線→面→體的一般原則。 一、測點 測點之前規(guī)劃好該怎么打點。由設計 人員提出曲面打點的要求。一般原則是在曲率變化比較大的地方打點要密一些，平滑的地方則可以稀一些。由于一般的三坐標測量機取點的效率大大低于激光掃描儀，所以在零件測點時要做到有的放矢。值得注意的是除了掃描剖面、測分型線外，測輪廓線等特征線也是必要的，它會在構面的時候帶來方便。 二、連線 (1)點整理 連線之前先整理好點，包括去誤點、明顯缺陷點。同方向的剖面點放在同一層里，分型線點、孔位點單獨放一層，輪廓線點也單獨放一層，便于管理。通常這個工作在測點階段完成，也可以在UG軟件中完成。一般測量軟件可以預先設定點的安放層，一邊測點，一邊整理。 (2)點連線 連分型線點盡量做到誤差最小并且光順。因為在許多情況下分型線是產品的裝配結合線。對汽車、摩托車中一般的零件來說。連線要做到有的放矢，根據樣品的形狀、特征大致確定構面方法，從而確定需要連哪些線條，不必連哪些線條。連線可用直線、圓弧、樣條線（spline）。最常用的是樣條線，選用“through point”方式。選點間隔盡量均勻，有圓角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圓角。 (3)曲線調整 因測量有誤差及樣件表面不光滑等原因，連成spline的曲率半徑變化往往存在突變，對以后的構面的光順性有影響。因此曲線必須經過調整，使其光順。調整中最常用的一種方法是Edit Spline,選Edit pole選項，利用鼠標拖動控制點。這里有許多選項，如限制控制點在某個平面內貧?、往某庚b較蛞貧?、首l值骰故竅傅饕約按蚩允緎pline的“梳子”開關等。另外，調整spline經常還要用到移動spline的一個端點到另一個點，使構建曲面的曲線有交點。但必須注意的是，無論用什么命令調整曲線都會產生偏差，調整次數越多，累積誤差越大。誤差允許值視樣件的具體要求決定。 三、構面 運用各種構面方法建立曲面，包括Though Curve Mesh、Though Curves、Rule、Swept、From point cloud 等。構面方法的選擇要根據樣件的具體特征情況而定。筆者最常用的是Though Curve Mesh，將調整好的曲線用此命令編織成曲面。Though curve mesh構面的優(yōu)點是可以保證曲面邊界曲率的連續(xù)性，因為Though curve mesh可以控制四周邊界曲率（相切），因而構面的質量更高。而Though curves 只能保證兩邊曲率，在構面時誤差也大。假如兩曲面交線要倒圓角，因Though curve mesh 的邊界就是兩曲面的交線，顯然這條線要比兩個Though Curves曲面的交線光順，這樣Blend出來的圓角質量是不一樣的。 初學逆向造型的時候，兩個面之間往往有“折痕”，這主要是由這兩個面不相切所致。解決這個問題可以通過調整參與構面（Though curve mesh）曲線的端點與另一個面中的對應曲線相切，再加上Though curve mesh 邊界相切選項即可解決。只有曲線相切才能保證曲面相切。 另外，有時候做一個單張且比較平坦的曲面時，直接用點云構面（from point cloud）更方便。但是對那些曲率半徑變化大的曲面則不適用，構造面時誤差較大。有時面與面之間的空隙要橋接（Bridge），以保證曲面光滑過渡。 在構建曲面的過程中，有時還要再加連一些線條，用于構面。連線和構面經常要交替進行。曲面建成后，要檢查曲面的誤差，一般測量點到面的誤差，對外觀要求較高的曲面還要檢查表面的光順度。當一張曲面不光順時，可求此曲面的一些Section，調整這些Section使其光順，再利用這些Section重新構面，效果會好些，這是常用的一種方法。 構面還要注意簡潔。面要盡量做得大，張數少，不要太碎，這樣有利于后面增加一些圓角、斜度、增厚等特征，而且也有利于下一步編程加工，刀路的計算量會減少，NC文件也小。 四、構體 當外表面完成后，下一步就要構建實體模型。當模型比較簡單且所做的外表面質量比較好時，用縫合增厚指令就可建立實體。但大多數情況卻不能增厚，所以只能采用偏置（Offset）外表面。用Offset指令可同時選多個面或用窗口全選，這樣會提高效率。對于那些無法偏置的曲面，要學會分析原因。一種可能是由于曲面本身曲率太大，偏置后會自相交，導致Offset失?。ㄓ行┸浖乃惴ㄅc此算法不同，如犀牛王就可Offset那些會產生自相交的曲面），如小圓角；另一種可能是被偏置曲面的品質不好，局部有波紋，這種情況只能修改好曲面后再Offset；還有一些曲面看起來光順性很好，但就是不能Offset，遇到這種情況可用Extract Geometry成B 曲面后，再Offset，基本會成功。偏置后的曲面有的需要裁剪，有的需要補面，用各種曲面編輯手段完成內表面的構建，然后縫合內外表面成一實體（solid）。最后再進行產品結構設計，如加強筋、安裝孔等。基于UG軟件的產品三維建模與裝配設計[ 錄入者:win |時間:20070526 23:41:23 | 作者: | 來源: | 瀏覽:895次 ] 引言 UG是世界上先進的CAD/CAE/CAM集成技術的大型軟件，其功能強大，使用該軟件進行設計，能直觀、準確地反映零、組件的形狀、裝配關系，可以使產品開發(fā)完全實現(xiàn)設計、工藝、制造的無紙化生產，并可使產品設計、工裝設計、工裝制造等工作并行開展，大大縮短了生產周期，非常有利于新品試制及多品種產品的設計、開發(fā)、制造。在新品開發(fā)期間，能通過其強大的功能及時檢查尺寸干涉、計算重量及相關特性，提高產品的設計質量，對復雜結構產品裝配工藝、焊接工藝中工序的合理安排有著非常好的指導性。因此，該軟件為工廠提供了一個強有力的新品開發(fā)手段。在以往的產品設計中，我們主要采用了AUTOCAD軟件。由于其功能有限，三維建模有很大的局限性，產品的最終效果無法很好的體現(xiàn)，用戶常常無法看到準確的三維造型，只有等樣品開發(fā)出來以后再進行產品確認。如用戶對外觀式樣不太滿意，就需要反復修改模具，甚至有時需要廢掉原有的模具，重新開模，再次進行樣品生產確認。這樣既耽誤了產品開發(fā)周期，又增加了開發(fā)成本。而 UG軟件的實體模型功能能夠在設計階段給用戶提供產品的實體模型用于確認，縮短了產品的確認周期，而且具有復合式建模工具，允許在需要的時候增加、刪除、抑制、恢復、改變產品參數，使修改更加具有靈活性，因此，在柜機室內組件設計開發(fā)中起了很大的作用，使用非常方便。UG軟件的線框造型模塊提供了繪制基本圖素點、直線、圓弧、曲線的操作指令和線的倒角、剪切、編輯、分割等功能，實體造型模塊提供了各種基本幾何元素塊體、圓柱體、錐體和環(huán)體的操作和拉伸實體、旋轉實體、縫合、鉆孔、挖槽、凸臺、抽殼、倒圓角、倒斜角、錐臺以及布爾運算的實體相加、實體相減、實體相交等操作，曲面造型模塊可以完成各種規(guī)則曲面、二次曲面及不規(guī)則曲面的生成，在曲面的具體實現(xiàn)上有直紋面、掃描曲面、邊界曲線控制、網格曲線控制、矩形點組控制、曲線拉伸、過渡曲面、延伸曲面、偏置曲面、曲面倒圓、曲面橋接等各種方法。 設計依據分析 交給設計人員的設計依據有很多種方式，但不外乎兩種，一種是塑件圖紙，一種是塑料制件樣品。對于前者，要注意圖紙的技術要求，許多圖紙明確給出澆口位置和形式、尺寸公差等級、未注圓角、產品壁厚等，這些在設計時必須加以重視；對于后者，重點是在樣件上提取有用的制模信息為我所用，避免在設計上走彎路（能夠生產出樣件的模具必有其成功之處），這些信息包括分型面的位置、正反脫模斜度的設計、相互配合的產品保持一致的圓角、脫模斜度等。 該柜機塑料組件主要由上面板、下面板、出風框、底座、頂蓋、電器盒、風向片等組成，其上、下面板、出風框、底座形狀較為復雜，設計中需要理清思路，遵守工藝設計規(guī)范，靈活運用UG操作技巧，以優(yōu)化設計過程，減少設計周期。由于該柜機塑件較多，而設計方法又類似，故下面僅以其下面板為例進行詳細論述。下面板塑件形狀如圖１所示，材料為ABS（全名為丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物），顏色為乳白色，按統(tǒng)一色板檢驗。制件成型后表面平整光潔，無扭曲變形、裂紋、流痕、熔接痕等外觀缺陷，U面平直度≥1mm。尺寸公差按GB/T1448693標準MT5級執(zhí)行，，外表面不允許設置澆口。設計人員必須認真消化圖紙，特別是尺寸的標注是否準確、齊全，有沒有未注脫模斜度、公差要求、裝配要求等等，以及塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工，若存在這些方面的問題，就得及時與客戶取得聯(lián)系，把存在的疑問一一消除。該塑件采用UG軟件進行三維建模，整個產品建模大概需1～2天（整個塑料組件完成的時間大概為7～8天），并且在三維造型過程中要特別注意校驗整體與卡勾的裝配尺寸及相互配合產品的脫模斜度，以免在設計中產生不必要的失誤。 產品建模與裝配設計 產品建模 下面板材料為ABS塑料,注塑加工成型，主要由進風柵、加強筋、勾卡等特征組成,采用Layer Setting（圖層設置）、Create Sketch(創(chuàng)建草繪) 、Curve（曲線）、Section（截面曲線）、Basic Curve（創(chuàng)建基本曲線）、Project（點與曲線投影）、Combined Projection（組合曲線投影）、Intersection Curve（相交曲線）、Constraints（約束）、Edit Curve（編緝曲線）、Fillet（曲線圓角）、Extruded Body（拉伸實體）、Revolved Body(旋轉實體)、Block（方體）、Hole（孔）、Pocket（型腔）、Sweep along Guide（沿引導線掃描實體）、Pad（凸臺）、Sew（縫合）、Patch（修補）、Trim Body（實體）、Instance （實例特征）、Hollow（抽殼）、Edge Blend（倒圓）、Ruled（規(guī)則曲面）、Swept（掃描曲面）、Quilt（融合面）、Extension（延伸曲面）、Trimmed Sheet（修剪曲面）、Taper（拔模）、Replace Face（更換表面）、Move Face（移動表面）、Offset Sheet（偏置曲面）、Extract Geometry（提取幾何體）、Unite（求和）、Subtract（求減）、Intersect（求交）等命令完成三維建模。其簡要建模步驟如下: (1) 建立基準面、基準軸和基準坐標系； (2) 層的設置、利用（129層里放solid、3049層放Sketch,每一個Sketch放一層、5059層放置Datum數據平面及數據軸、60 99層放Curve及其它需要的Object、100149層放其它臨時Object、150199層備用、200249層屬于制圖范圍層、 250256留作它用）； (3) 建立下面板外形特征（使用Curve、Project、Combined Projection、Extruded Body、Revolved Body、Pocket、Sweep along Guide、Pad、Sew、Patch、Trim Body、Instance、Hollow、Edge Blend、Ruled、Quilt、Extension、Trimmed Sheet、Taper、Offset Sheet、Extract Geometry、Unite等命令）； (4) 建立薄壁（）實體特征（Hollow）； (5) 建立中間與左右進風柵特征（使用Curve、Project、Combined Projection、Pocket、Sweep along Guide、Pad、Sew、Patch、Trim Body、Instance、Edge Blend、Taper、Offset Sheet、Extract Geometry、Subtract等命令）； (6) 建立勾卡特征（使用Extruded Body、Pocket、Instance、Edge Blend、Curve等命令）； (7) 建立面板背部的加強筋特征（Extruded Body、Edge Blend）； (8) 加未注脫模斜度1176。特征（Taper）； (9) （Edge Blend）； (10)進行拔模斜度和厚度檢測； (11)對產品進行渲染。最后完成的下面板三維實體如圖1所示。圖1 柜機下面板 裝配設計 通過在Application下拉式萊單上的Assemblies選項，使用Add Existing Component、Create New Component、Reposition Component、Mate Component(Mate、Align、Parallel、Center、Distance、Tangent)等命令完成所有零部件的裝配，其裝配圖如圖2所示。通過選擇Assemblies?Components?Check Clearances或在裝配工具條上的Check Clearances圖標進行間隙與干涉檢查。最后，對產品裝配圖進行藝術渲染，其渲染效果如圖3所示。圖2 柜機室內組件圖2 柜機室內組件渲染圖 UG建模經驗總結 (1) 建模之前，應對模型建立的順序作大體通篇地考慮，尤其是對復雜模型（如柜機上、下面板，掛機上、下殼體等），更應該周全地考慮好，先做什么，后做什么，用什么方法做，這對后序工作的完成有極其重要的影響； (2) 做重要步驟前，應先仔細檢查尺寸，防止出現(xiàn)錯漏。例如上面板的“抽殼”操作，做出其內腔，如若有某部分尺寸遺漏或看錯，做了“抽殼”操作后，在其后所做的工作，可能會因該遺漏而造成全部報廢，從頭而來，浪費時間，影響了進度； (3) 建模過程應盡量避免產生“無參數”的實體，否則將對以后更改尺寸造