UG NX是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机器及电子工业等工程设计领域得到了大规模的运用。

对付比较规则的三维零件，实体特色的造型办法既快捷又方便，基本能知足造型的须要，但实体特色的造型方法比较固定化，不能胜任繁芜度较高的零件，而曲面造型功能则供应了强大的弹性化设计办法，成为三维造型技能的主要组成。

随着社会的进步，人们生活水平的不断提高，追求完善已成为时尚。
人们对消费产品的哀求已不仅仅知足于基本功能的完备，同时更看重外不雅观的美感。
家电产品在不断提高和完善其功能的同时，在外不雅观造型上哀求越来越高，多以繁芜办法自由地变革的曲线曲面即所谓自由型曲线曲面组成。
而这一类形状纯挚用画法几何与机器制图是不能表达的。

这就给家电产品的设计及制造带来了寻衅。
打算机技能和打算机图形学的不断发展，为人们供应了强有力的工具，三维CAD/CAM/CAE集成化软件被广泛运用于制造业。
然而，要快速高质量地完成一个家电产品的造型设计，必须根据家电产品的特点，总结出一套建模方法和技巧。
这样才能大大缩短设计周期，提高设计效率，知足客户对产品的各种分外需求。

1、节制三维CAD造型的事理，充分理解运用软件中的造型方法 CAD的三维模型有三种，即线框、曲面和实体。

早期的CAD系统每每分别对待以上三种造型。
而当前的高等三维软件，例如UGII,PRO/E,EUCLID等则是将三者有机结合起来，形成一个整体，在建立产品几何模型时兼用线、面、体三种设计手段。
其所有的几何造型享有公共的数据库，造型方法间可相互更换，而不须要进行数据交流。
此在进行产品造型时，必须首先充分理解运用软件中的各种造型方法，总结出造型方法的特点、干系参数及运用技巧，减少造型时的盲目性，便能快捷有效地得到满意结果。

1.1线框造型 线框造型可以天生、修正、处理二维和三维线框几何体。

可以天生点、直线、圆、二次曲线、样条曲线等，又可以对这些基本线框元素进行修剪、延伸、分段、连接等处理，天生更繁芜的曲线，线框造型的另一种方法是通过三维曲面的处理来进行，即利用曲面与曲面的求交，曲面的等参数线，曲面边界线，曲线在曲面上的投影，曲面在某一方向的分模线等方法来天生繁芜曲线。
实际上，线框功能是进一步布局曲面和实体模型的根本工具。
在繁芜的产品设计中，每每是先用线条勾划出基本轮廓，即所谓“掌握线”，然后逐步细化，在此根本上布局出曲面和实体模型。

1.2曲面造型 曲面造型分两种方法，一是由曲线布局曲面；二是由曲面派生曲面。

（1）由曲线布局曲面

1)旋转曲面：一轮廓曲线绕某一轴线旋转某一角度而天生的曲面。

2)线性拉伸面：一曲线沿某一矢量方向拉伸一段间隔而得到的曲面。

3)直纹面：在两曲线间，把其参数值相同的点用直线段连接而成的曲面。

4)扫描面：截面发生曲线沿一条、二条或三条方向掌握曲线运动，变革而天生的曲面。
可根据各发生曲线与脊骨曲线的运动关系，把扫描面分为平行扫描曲面、法向扫描曲面和放射状扫描曲面。

5)网格曲面：由一系列曲线构成的曲面。
根据布局曲面的曲线的分布规律，网格曲面可分为单方向网格曲面和双方向网格曲面。
单方向网格曲面由一组平行或近似平行的曲线构成；而双方向网格曲面由一组横向曲线和另一组与之相交的纵向曲线构成。

7)平面轮廓面：由一条封闭的平面曲线所构成的曲面。
二次曲面：椭圆面q抛物面，双曲面等。

（2）由曲面派生曲面

1)等半径倒圆曲面：一定半径的圆弧段与两原始曲面相切，并沿着它们的交线方向运动而天生的圆弧型过渡面。

2)变半径倒圆曲面：半径值按一定的规律变革的圆弧段与两原始曲面相切，并沿它们的交线方向运动而天生的圆弧型过渡面。

3)等厚度偏移曲面：与原始曲面偏移一均匀厚度值的曲面。

4)变厚度偏移曲面：在原始曲面的角点处，沿该点曲面法矢量方向偏移给定值而得到的曲面。

5)稠浊曲面（桥接曲面）：在两个（或多个）分离曲面的指定边界线处，天生一个以指定边界为天生曲面的边界线，与所选周围原始曲面调皮连接的中间曲面。

6)延伸曲面：在曲面的指定边界线处，按曲面的原有趋势（或某一给定的矢量方向）进行给定条件的曲面扩展而天生的曲面。

7)修剪曲面：把原始曲面的某一部分去掉而天生的曲面。
拓扑连接曲面：把具有公共边界线的两个曲面进行拓扑相加后的曲面。

1.3实体造型

（1）基本体素

1)拉伸体：一条封闭的曲线沿某一矢量方向拉伸一段间隔而得到的实体，包括方体。

2)旋转体：一条封闭曲线绕某一轴线旋转某一角度而天生的实体。
包括圆柱体、圆锥体、球体等。

3)扫描体：一条或多条封闭的截面曲线沿一条轨道按一定的规律运动而天生的实体。

4)等厚体：与原始曲面偏移给定厚度值而形成的实体。

5)缝合体：由一组封闭曲面缝合而成的实体。

6)倒圆体：在实体的棱线处，天生一个与该棱线处的两相邻表面相切的圆弧型过渡体。

7)倒角体：在实体的棱线处，天生一个给定角度和长度的倒角体。

（2）工艺特色形体 包括凸台、凹腔、孔、键槽、螺纹、筋等。

（3）拓扑操为难刁难体素进行并、交、差布尔运算及用曲面片体修剪体素而天生新的实体。

2、对产品进行阐发，确定产品构造的紧张特色和合理的建模顺序 有些家电产品看起来相称繁芜，造型时感到无从下手，但只要能合理地对产品进行分解，确定产品构造的紧张特色，分清哪些是基本特色（如合营面，担保产品形状轮廓的特色），哪些是布局特色（如面与面之间的过渡、凸台、凹腔、倒圆、倒角等）。
首先从基本特色入手，担保重点，产生一合理的造型“基体”或称之为“毛坯”。

在这“毛坯”上完成细节部分，如过渡面、局部凸台、凹腔、孔、筋条等。
这样主次分明，先做什么，后做什么，问题就迎刃而解了。
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在造型时根据产品的紧张构造建立特色曲线，通过拉伸、旋转等建立一个合理的“毛坯”，再采取布尔“并、交、差”运算，在实体之间合并、挖除、相交成型，同时还可以利用面片体作为“刀具”将“毛坯”实体剪切去除，以得到实体的外不雅观形状。

这也是在家电产品造型时最常用的造型方法。
其关键在于如何建立高质量的面片体“刀具”，这将在曲面造型技巧一节中提及。
在这里需提出的是：用以修剪、分割实体的曲面片“刀具”各边缘都应超出“毛坯”剪切截面边缘。
此时可将原片体沿切面方向延伸，延伸片与原片体缝合后形成的较大片体即可作为“刀具”也可以重新作一较大的片体“刀具”。

3、曲面造型技巧 家电产品的外不雅观形状多由自由型曲线曲面组成，其共同点是必须担保曲面光顺。
曲面光屈服直不雅观上可以理解为担保曲面光滑而且圆顺，不会引起视觉上的凸凹感，从理论上是指具有二阶几何连续，不存在奇点与多余拐点，曲率变革较小以及应变能较小等特点。
要担保布局出来的曲面既光顺又能知足一定的精度哀求，就必须节制一定的曲面造型技巧。

3.1化整为零，各个击破 用一张曲面去描述一个繁芜的家电产品形状是不切实际和不可行的，这样布局的曲面每每会不只顺，产生大的变形q这时可根据运用软件曲面造型方法，结合产品的形状情形，将其划分为多个区域来布局几张曲面，然后将其缝合，或用过渡面与其贯串衔接。
当今的三维CAD系统中的曲面险些都是定义在四边形域上。
因此，在划分区域时，应只管即便将各个子域定义在四边形域内，即每个子面片都具有四条边。
而在某一边退化为点时构成三角形域，这样布局的曲面也不会在该点处产生大的变形。

3.2建立光顺的曲面片掌握线 曲面的品质与天生它的曲线即掌握线有密切关系。
因此，要担保光顺的曲面，必须有光顺的掌握线。

曲线的品质紧张考虑以下几点：

①知足精度哀求；

②曲率主方向尽可能同等；

③曲线曲率要大于将做圆角过渡的半径值。
在建立曲线时，利用投影、插补、光顺等手段天生样条曲线，然后通过其“曲率梳”的显示来调度曲线段函数次数、迭代次数、曲线段数量、出发点及终点结束条件、样条刚度参数值等来交互式地实现曲线的修正达到其光滑的效果。
有时通过线束或其它办法天生的曲面发生较大的颠簸，每每是由于布局样条曲线的U、V参数分布不均或段数参差不齐引起的。
这时可通过将这些空间曲线进行参数同等性调度，或天生足够（视形状与精度而定）数目的曲线上的点，再通过这些点重新拟合曲线。
在曲面片之间实现光滑连接时，首先要担保各连接面片间具有公共边，更主要一点是要担保各曲面片的掌握线连接要光顺，这是担保面片连接光顺的必要条件。
此时，可通过修正掌握线的出发点、终点约束条件，使其曲率或切矢在接点担保同等。

3.3将轮廓线删繁就简再布局曲面 我们看到的曲面轮廓每每是已经修剪过的，如果直策应用这些轮廓线来布局曲面，常常难以担保曲面的光顺性，以是造型时在知足零件的几何特点条件下，可利用延伸、投影等方法将3D轮廓线还原为2D轮廓线，并去掉细节部分，然后布局出“原始”曲面，再利用面的修剪方法得到曲面外轮廓。

3.4从模具的角度考虑 产品三维造型的终极目的是制造。
家电产品零件大都由模具生产出来。
因此，在三维造型时，要从模具的角度去考虑，在确定产品出模方向后，应检讨曲面能否出模，是否有倒扣征象（即拨模角为负角），如创造有倒扣征象，应对曲面的掌握线进行修正，重构曲面。
这一点每每被忽略，却是非常主要的。

3.5曲面光顺评估 在布局曲面时，要随时检讨所建曲面的状况，把稳检讨曲面是否光顺，是否扭曲，曲率变革情形等，以便及时修正。
检讨曲面光顺的方法可利用对构成的曲面进行渲染处理，即通过透视、透明度和多重光源等处理手段产生高清晰度的逼真性和不雅观察性良好的彩色图像，再根据处理后的图像光亮度的分布规律来判断出曲面的光顺度。
图像明暗度变革比较均匀，则曲面光顺性好，如果图像在某区域的明暗度与其它区域比较变革较大，则曲面光顺性差。
其余，可显示曲面上的等高斯曲率线，进而显示高斯曲率的彩色光栅图像，从等高斯曲率线的形状与分布、彩色光栅图像的明暗区域及变革，直不雅观地理解曲面的光顺脾气况。

4、 家电产品的CAD三维造型是全体产品设计过程中的主要环节。
充分利用当代前辈的CAD技能，不但可以赞助设计者完成其设计构思，减轻劳动强度，提高效率和精度，改进视觉效果，而且为后续的剖析、模具设计、NC加工等奠定了根本。
要高质量地完成家电产品的造型，常日是经由数次的反复，综合利用各方面的知识和履历，并节制一定的造型方法和技巧。
在实际操作中，不断创造问题，总结履历，在实践中提高。

5、 如何进行UG/NX曲面造型的学习方法

面对CAD/CAM软件所供应的浩瀚曲面造型功能，要想在较短的韶光内达到学会实用造型的目标，节制精确的学习方法是十分必要的。
要想在最短的韶光内节制实用造型技能，应把稳以下几点：

（1）应学习必要的根本知识，包括自由曲线（曲面）的布局事理。
这瞄准确地理解软件功能和造型思路是十分主要的，所谓“磨刀不误砍柴功”。
不能精确理解也就不能精确利用曲面造型功能，一定给日后的造型事情留下隐患，使学习过程涌现反复。
实在，曲面造型所须要的根本知识并没有人们所想象的那么难，只要节制了精确的讲授方法，具有高中文化水平的学员就能理解。

（2）要针对性地学习软件功能。
这包括两方面意思：一是学习功能切忌贪多，一CAD/CAM软件中的各种功能繁芜多样，初学者每每陷入个中不能自拔。
其实在实际事情中能用得上的只占个中很小一部分，完备没有必要求全。
对付一些难得一用的功能，纵然学了也随意马虎忘却，徒然摧残浪费蹂躏韶光；另一方面，对付必要的、常用的功能应重点学习，真正领会其基本事理和运用方法，做到交融贯通。

（3）重点学习造型基本思路。
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造型技能的核心是造型的思路，而不在于软件功能本身。
大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短韶光内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者常常碰着的问题。
这就好比学射击，其核心技能实在并不在于对某一型号的枪械的操作一样。
只要真正节制了造型的思路和技巧，无论利用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。

（4）应培养严谨的事情作风，切忌在造型学习和事情中“随着觉得走”，在造型的每一步骤都应有充分的依据，不能凭觉得和预测进行，否则贻害无穷。

6、 曲面造型的基本步骤

曲面造型有三种运用类型：

一是原创产品设计，由草图建立曲面模型；

二是根据二维图纸进行曲面造型，即所谓图纸造型；

三是逆向工程，即点测绘造型。

这里先容第二种类型的一样平常实现步骤。
图纸造型过程可分为两个阶段：

第一阶段是造型剖析，确定精确的造型思路和方法。
包括：

（1）在精确识图的根本年夜将产品分解成单个曲面或面组。

（2）确定每个曲面的类型和天生方法，如直纹面、拔模面或扫略面等；

（3）确定各曲面之间的联接关系（如倒角、裁剪等）和联接次序；

（4）完成产品中构造部分（实体）的造型；

第二阶段是造型的实现，包括：

（1）根据给出的产品图纸在CAD/CAM软件中画出必要的二维视图轮廓线，并将各视图变换到空间的实际位置，如图-1所示。

图-1

（2）针对各曲面的类型，利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型，如图-2所示。

图-2

（3）根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等事情，如图-3所示。

图-3

（4）完成产品中构造部分（实体）的造型；

显然，第一阶段是全体造型事情的核心，它决定了第二个阶段的操作方法。
可以说，在CAD/CAM软件上画第一条线之前，已经在其头脑中完成了全体产品的造型，做到“胸有成竹”。
第二阶段的事情只不过是第一阶段事情的在某一类CAD/CAM软件上的反响而已。
在一样平常情形下，曲面造型只要遵守以上步骤，再结合一些详细的实现技能和方法，不须要特殊的技巧即可办理大多数产品的造型问题

7、曲面设计的一样平常过程

(1) 新建模型文件

(2) 搭建曲面线框

(3) 创建曲面

(4) 编辑曲面

(5) 曲面实体化

8、想要在最短的韶光内节制实用的曲面造型技能，应把稳以下几点：

（1）学习UG曲面造型必要的根本知识，包括自有曲线（曲面）的布局事理。

（2）针对性的学习UG软件曲面造型功能。
常用的功能重点学习，难得一用的功能理解即可。

（3）重点学习UG曲面造型的基本思路。

（4）培养严谨的设计作风。

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