UGFreeFormFeature

1、2021-10-161在下面的课程中，您将学到：n自由曲面特征基本概况n如何创建基于点集的自由曲面（Through Points，From Poles，From Point Cloud）n如何创建基于曲线的自由曲面（Through Curves，Ruled，Through Curve Mesh，Swept，Section） 尽管UG中自由曲面特征建模是较复杂也是较难掌握的建模方法，但以下介绍的都是自由曲面最基本的建模方法，只要您能循序渐进，多多练习，相信您能掌握UG自由曲面建模的基本方法。 2021-10-162自由曲面特征概况自由曲面特征概况 n下面您将要学习如何创建自由曲面特征，下面您将要

2、学习如何创建自由曲面特征，以下显示的是几个自由曲面例子。以下显示的是几个自由曲面例子。 2021-10-163自由曲面特征是指由一个或多个B-样条曲面或修剪过的平面组成的片体或实体。自由曲面可以直接创建在实体上，也可以单独创建，其外形与实体很相似，但不一定要求封闭。 2021-10-164打开相应的工具栏（图标） n为了便于选择自由曲面的创建及编辑图标，需要打开相应的工具栏（图标）。 n选择菜单ViewViewToolbarsToolbarsCustomizeCustomize。n出现Customize 对话框，打开相关的工具栏(即Free Form Feature, Feature Oper

3、ation, Form Feature, Edit Feature, Edit Free Form Feature) 。n有些图标选项在一开始时不一定就出现在工具栏上，所以需要定制工具栏。当然您若不习惯用图标，也可以用文字菜单。 定制方法：选择Customize 对话框里的CommandsCommands, 然后选中列表里的工具栏名称，在左边打开要显示的图标选项。 2021-10-165自由曲面创建类型自由曲面创建类型n要创建自由曲面，您必须先定义或选择构造几何（如点、曲线、片体或实体的边或面、或其他物体），然后生成自由曲面。 n下面是一些自由曲面的创建方法，但并非全部。 nCreating

4、Features from Points（由点集生成自由曲面） nCreating Features from Section Strings（由截面曲线生成自由曲面） nCreating Features from Faces（由已有曲面生成自由曲面）nCreating Features from Faces, Tangency Strings, Limits, and More（由已有曲面、相切曲线等条件生成自由曲面） 2021-10-168基于点集的自由曲面基于点集的自由曲面 基于点集的自由曲面有三种：Through Points - 过点生成曲面 From Poles - 由极点生成曲

5、面From Point Cloud - 由云点生成曲面2021-10-169基于曲线的自由曲面基于曲线的自由曲面 基于曲线的自由曲面有5种：Ruled - 直纹曲面Through Curves - 过曲线Swept - 扫描曲面Through Curve Mesh - 过曲线网格Section Body - 截面曲面 2021-10-1611基于面的自由曲面基于面的自由曲面基于面的自由曲面有10种： Offset Surface - 偏移曲面 Thicken Sheet - 加厚片体 Enlarge - 增大曲面 Extension - 延伸曲面 Fillet Surface - 倒圆曲面 2

6、021-10-1612基于面的自由曲面基于面的自由曲面nFace Blend - 过度曲面 Soft Blend - 软过度曲面 Bridge - 过桥曲面 Trimmed Sheet - 修剪曲面 Bounded Plane - 边界平面2021-10-1613基于其他几何的自由曲面基于其他几何的自由曲面基于其他几何的自由曲面有两种： Quilt - 缝合曲面或拼接曲面1. Midsurface - 中面 2021-10-1614自由曲面的编辑自由曲面的编辑n自由曲面编辑可以用特征参数编辑EditFeatureParameters选项：n也可以用自由曲面编辑EditFree Form Fea

7、ture选项： 2021-10-1615建模参数设置建模参数设置Modeling Preferencesn您可以设置建模参数，如长度误差、角度误差、密度及密度单位、曲面网格等。 n选择菜单PreferencesPreferencesModelingModeling。出现Modeling Preferences 对话框。注意，您修改这些参数以后，将对以后创建的物体起作用。UG NX2021-10-1616建模参数设置建模参数设置Modeling PreferencesnBody TypeBody Type：控制体的类型，即创建的体是实体还是片体，该选项用于Through Curve Mesh，T

8、hrough Curves，Swept，Section及 Ruled 等自由曲面特征的生成以及Extruded Body 和Revolved Body的生成。n片体没有厚度，实体有一定的厚度（体积）。nFree Form Construction ResultFree Form Construction Result：控制曲面类型，即创建的是平面还是B样条曲面，该选项用于Through Curves，Through Curve Mesh，Swept和Ruled等自由曲面特征的生成。nCurve Fit MethodCurve Fit Method：控制曲线拟合方法（曲线用样条逼近），如果生成的

9、曲线可以用任意阶的样条精确表示，则生成样条曲线。nCubic：3阶样条曲线；nQuintic：5阶样条曲线，它更逼近于原来的曲线特性。 2021-10-1617建模参数设置建模参数设置Modeling PreferencesnDistance ToleranceDistance Tolerance：距离误差，即理论片体和系统生成的实际片体之间的最大许用距离，用逼近方法生成的特征要求有一个距离误差。 nAngle ToleranceAngle Tolerance：角度误差，即理论片体的法线和系统生成的实际片体的法线之间的最大许用角度。n在建模时，有时即使满足了距离误差，系统还是有可能增加曲面片以

10、满足角度误差。如果您发现片体生成时速度很慢，则可能需要增加角度误差，或者，您可能把角度误差设得太大了。nDensityDensity：密度（注：它对以后创建的实体有效）。nDensity UnitsDensity Units：密度单位，共有4个选项： Lb/Cu In - 每立方英寸磅；Lb/Cu Ft - 每立方英尺磅；G/Cu Cm - 每立方厘米克；Kg/Cu M - 每立方米千克。 2021-10-1618建模参数设置建模参数设置Modeling PreferencesnGrid lines：曲面的网格线，它有助于曲面的形状显示。nU Count和V Count的值是指曲面模型在U方向

11、和V方向的网格曲线数（不包括边界曲线）。曲面的网格线不影响实际曲面的精度。 2021-10-1619一些设计技巧一些设计技巧n在创建自由曲面时，应该用精确的构造几何，如果这些几何是不规则的，则最终生成的自由曲面会有波动，它可能会不符合您的设计要求，而且也可能难于加工或不能加工。n应使模型尽可能简单。 n生成几何时要用不同的层和目录名。 n圆角半径应尽可能大，因为半径越小，加工零件的刀具半径也越小，这就使加工工艺更复杂。 n内圆角半径应稍大于可用的刀具半径。n有时圆角不一定需要，因为加工时刀具半径可以生成圆角。 由于许多设计都是基于加工的，所以在建模时要尽量考虑到加工工艺性。 2021-10-1

12、620过点集创建曲面过点集创建曲面(Through Points ) n打开part文件fff_thrupoints_2.prt，并进入Modeling模块。 见Free Form Feature(I)-p.1872021-10-1621由极点生成曲面（由极点生成曲面（From PolesFrom Poles） 打开part文件fff_frompoles_1.prt，进入Modeling模块。见Free Form Feature(I)-p.190 2021-10-1622可以看出，用From Poles方法生成的曲面比用Through Points方法生成的曲面更光滑。 2021-10-162

13、3直纹曲面（直纹曲面（Ruled）n直纹曲面是由两条（组）空间曲线生成的曲面。2021-10-1624用参数对齐（用参数对齐（Parameter Alignment）方法生成直纹方法生成直纹曲面曲面 打开part文件fff_ruled_1.prt ，进入Modeling模块。 见Free Form Feature(I)-p.1982021-10-1625对齐方式（对齐方式（Alignment）n在生成曲面时可选择对齐方式，常用的有3种方式。2021-10-1626对齐方式（对齐方式（Alignment） n参数对齐:就是生成的曲面网格线等参数地沿着所选曲线（U方向）分布，如果所选曲线为多条曲线

14、，则每条曲线均为等参数分布。2021-10-1627对齐方式（对齐方式（Alignment）n点对齐:就是把所选曲线的对应角点对齐。当截面曲线包含角点时（如本例），就可以用点对齐方法保留这些角点。所有截面曲线至少包含一个对齐点，而且每个截面曲线对齐点数必须一样。截面曲线的起点和终点不能作为对齐点。 2021-10-1628对齐方式（对齐方式（Alignment）n弧长对齐:就是生成的曲面网格线沿着所选曲线（U方向）按等弧长间隔分布，如图所示。 2021-10-1629过曲线生成自由曲面（过曲线生成自由曲面（Through Curves） n用该功能可以通过一组截面曲线生成片体或实体。截面曲线确

15、定了片体或实体的截面形状，它类似于Ruled特征，但您可以选择两条（组）以上的截面曲线。您也可以用Through Curves方法生成封闭的特征体。 2021-10-1630用单曲面片、参数对齐方法生成片体用单曲面片、参数对齐方法生成片体 打开part 文件fff_thrucurves_1.prt ，进入Modeling模块。 注意每选择好一条曲线都要OK，同时还要看其方向是否一致，否则应重选 .2021-10-1631过曲线网格生成曲面过曲线网格生成曲面（Through Curve Mesh）n该功能可以用两组曲线生成曲面，这些曲线可以是一条或多条曲线、实体边或实体面。n该方法要求有两组曲线

16、：基本曲线（Primary）和横截面曲线（cross）。基本曲线之间应该是近似平行的，它们可以有2到150条。而横截面曲线必须是相切或曲率连续，它们与基本曲线应该是近似垂直的。n要生成一个封闭的特征，基本曲线应该是封闭的，同时您还必须把第一条横截面曲线作为最后一条横截面曲线 2021-10-1632用相切约束（用相切约束（Tangency Constraints）建立建立Curve Mesh曲面曲面 打开part 文件fff_curvemesh_3.prt ，进入Modeling模块 。 2021-10-1633n按图示依次选择三组基本曲线（注意要选择曲线的同一端，每选择一组曲线都要按一次OK

17、）。最后再OK。 2021-10-1634n再按图示依次选择两条（组）横截面曲线（注意也要选择曲线的同一端，每选择一组曲线都要按一次OK）。最后再OK。 2021-10-1635确定曲线逼近、确定曲线逼近、误差、相切约束误差、相切约束 n在Through Curve Mesh对话框里，Emphasis（曲线逼近）选项选BothBoth。nTolerance（误差）选0.020.02 。nConstruction Options选Normal。 2021-10-1636相切连续n您可以用相切连续或曲率连续约束第一组和最后一组基本曲线以及第一组和最后一组横截面曲线。您可以选择一个以上的邻接曲面作为

18、相切连续或曲率连续的约束条件。 n从几何形状上说，相切约束比曲率连续约束更光顺平滑。2021-10-1637n最后生成的曲面如图所示。 2021-10-1638扫描曲面扫描曲面 （Swept）n该方法通过截面曲线（Section String）沿引导线（Guide String）或称为轨迹（Path）移动生成扫描曲面。 2021-10-1639扫描曲面扫描曲面 （Swept）n引导曲线可以有1到3条（组），而截面曲线可以有1到150条（组）。截面曲线和引导曲线不一定需要相交。还可以用脊柱曲线（Spine）进一步控制截面曲线移动时的方向。n如果引导曲线形成一个封闭环，则第一条（组）截面曲线也就是

19、最后第一条（组）截面曲线，如图示。2021-10-1640用一条引导线、一条截面线及截面线方向用一条引导线、一条截面线及截面线方向固定生成扫描曲面固定生成扫描曲面 打开part文件fff_swept_1.prtfff_swept_1.prt ，进入ModelingModeling模块。您要生成如下两个扫描曲面。生成的曲面放在第20层。 2021-10-1641确定对齐方法及误差确定对齐方法及误差 2021-10-1642确定方向确定方向 n引导曲线控制了扫描方向（U方向）生成曲面的方向和比例。n如果您只有一条（组）引导曲线，您可以定义截面曲线在沿引导曲线移动时，其比例大小及方向的变化规律。如果引导曲线超过一条（组），则截面曲线的比例大小及方向取决于所有引导曲线 。这里所谓的方向，是系统内部用于计算的沿引导曲线各个点上的中间局部坐标系，其中引导曲线的切矢为该局部坐标系的一个轴，系统提供指定第二个轴的各种方法。n固定（Fixed）方向表示截面曲线移动时，其方向保持不变，即其结果为截面曲线的简单平移扫描 。 2021-10-1643确定比例确定比例 n所谓比例就是截面曲线沿引导曲线移动时，其比例大小的变化规律。n常数（Constant）变化表示截面曲线大小按您输入的常数变化。 2021-10-16443 3种类型的扫描曲面种类型