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1、 广州UG华南培训中心 李维 2019-11-19Associative_Parametrization_Design in UG 2022/7/19概述单个部件内部各特征间 （Model= Feature (timestamp)） 利用特征、约束和高级曲线进行复合建模产品模型各部件间（ Model= Components ） 利用UG/WAVE 技术：部件间表达式和WAVE几何链接器相关性：UG参数化设计原则： 为零件或产品设计关键变量 建立公司数据管理标准 使用相关特征工具和参数选项 约束能捕捉设计意图 严谨的、最优的建模思路 为零件或产品设计关键变量 建立公司数据管理标准图层应用实体12

2、0层曲线2140层草图4170层曲面7190层参考特征100120层注：组织不同图层以放置不同的图形对象，既有利于高效率地进行产品设计，又方便于工程师之间进行沟通 132 对象显示属性 使用相关特征工具和参数选项 约束能捕捉设计意图长度：Len=200宽度：Wid=70高度：Hei=20 严谨的、优化的建模思路一、单个部件的参数化设计单个部件内部各特征间相关联Model = Feature (timestamp)尽可能使用草图设计基本直线、圆弧尽可能使用相关曲线输入关键变量驱动模型更新体素特征作为第一个特征，并且一个模型中只用一次一个模型中仅包含3个固定基准平面（XY、YZ、ZX）和3个固定的

3、基准轴（X、Y、Z），其余建立相关的固定基准平面和基准轴尽可能使用相关的特征建模工具和参数相关选项尽可能使用相关的参数化曲面（一）、参数化曲线注：这些曲线都有其独自参数，修改后能改变它们的形状或位置，并且相关的特征也作相应更新 编辑直线的端点可以修改直线端点的位置，并能改变直线的长度和角度位置参数尺寸参数选择直线的端点 编辑直线的长度和角度可以修改直线的长度和角度尺寸参数避免选中控制点位置参数尺寸参数编辑圆弧参数（一）编辑圆弧的控制点移动圆弧的圆心位置尺寸参数编辑圆弧参数（二）编辑圆弧的半径、直径、起始和终止角度 椭圆apd_ellipse.prt二次曲线注：一旦完成后，二次曲线的参数和端点斜

4、率是不能被修改的，但可以修改椭圆的长、短轴半径参数。如果要想得到一个参数化的二次曲线，可以使用Bridge中的Conic选项。 样条线 注： 一条样条线可分为单段（节）样条线和多段（节）样条线。一段（节）样条线有两个节点，所以单段（节）样条线仅有两个节点，多段（节）样条线的节点数为节数+1。 UG样条线的阶数可为124，一般为3。对于单节样条线，所用点数目-1=阶数。阶数越高，样条线感觉越“硬”，越难于修改。其后续工序困难越大如加工等，其转换到其他CAD系统越易于丢失数据。 注：大多数情况用于产品的反求设计，能快速得到产品的特征曲线。 Through Points通过定义点创建样条线，曲线精确

5、通过各个选择的点 Fit通过最小二乘法创建样条线，仅精确通过起点和端点apd_spline-1.prt注：大多情况用于新产品设计，能得到流畅的外型。可以编辑它的起点和端点的斜率和曲率半径，使得满足设计要求。 By Poles通过极点创建样条线，该样条线仅仅起点和端点精确通过选择的点。apd_spline-2.prt 样条线的分析样条线的编辑apd_spline_edit-2.prt 编辑样条线的斜率apd_spline_edit-1.prthook.prt 练习（二）、相关参数化曲线注：这些曲线都与“父几何体”相关，随着“父几何体”的变化而变化，并且相关的特征也作相应更新螺旋线螺旋线是一个特征

6、 Law Curve（规律曲线）apd_Law_curve-1.prt检验曲线相关性，改变以下表达式：r = 50b = 360系统变量t=(0，1) 抛物线方程 ：y2=118x表达式变量：t = 1 / (系统变量）q = 118 /（方程系数）p = q/2e = p/2 /（抛物线焦距）hei = 60 /（抛物线高度）xt = hei*t /（对称轴变化规律）yt = sqrt(q*xt) /（抛物线简化方程）apd_Law_curve-2.prt apd_Law_curve-3.prt 相关样条线通过定义点和极点创建相关样条线注：样条线的定义点和极点与创建时选择的几何相关，而且斜率

7、和曲率半径也与几何相关，如果几何被修改，样条线将自动更新。apd_associated_spline 曲面上的曲线直接在曲面上创建样条线。注：可以用这种方法来代替投影操作。通常用于曲面过渡时保持曲线相切，也用来定义特殊的修剪边缘。apd_associated_spline 在偏移（Offset）、桥接（Bridge）、连接（Join）、交线（Intersect）、截面（Section）、组合投影 （Combined Projection）、修剪（Trim）的对话框中Associative Output(相关输出) 在投影（Project）对话框中 Copy Method(拷贝方式) Assoc

8、iate (相关) Copy (拷贝) Move(移动) 注: 输出曲线和输入曲线及所定义的参数是相关的。 Offset Curves偏移二维的直线、圆弧、二次曲线、样条线和边缘线apd_seal_groove.prtapd_offset_law.prt Project Curves将曲线和点投影到曲面、平面和基准平面上检验模型的相关性，改变以下表达式：Len=6.0Wid=5.5apd_seal_groove.prt Join Curves将一组曲线和/或边界线 连接在一起，创建一条B样条(B-Spline)曲线。注:如果线与线之间的间隙小于系统精度，在间隙之间近似的连成一条线。如果线与线之

9、间的转角小于建模的角度精度，在接合点处近似的连成一条线并消除此转角。apd_seal_groove.prt Section Curves创建一个（或一组）平面与曲面、实体、平面和曲线的交线，其中平面与曲线相交为一个或多个点。apd_section_curve.prt检验模型的相关性，改变以下表达式：a = 88.9 Bridge Curves创建两条曲线的桥接线apd_bridge_curve.prt Combined Projection创建两条存在曲线的组合投影曲线apd_combined_projection.prt注: 按投影方向两条曲线必须相交。 Wrap/Unwrap Curves

10、 将平面内曲线缠绕(wrap)到一圆柱或圆锥面上，反之就是展开(unwrap)注:如果所选择的曲线不在缠绕平面上，则会先将其投影到缠绕平面上(沿缠绕平面的法向)，然后再绕到曲面上。apd_wrap_curve.prt090180270360Tube outer diameter=10 Extract Curve提取曲面的边缘、等参线、等倾线、轮廓线等，其中只有提取的等倾线是相关的apd_extract_curve.prt 草图注：同一草图应尽可能简单化，曲线之间过渡圆角尽可能忽略；不同功用的草图曲线应放于不同的草图草图是一个特征：在建模导航树上，草图显示为一个节点。草图图层：不同草图应放于不同

11、图层，有利于管理。（41-60层）草图放置面：基准平面或实体平面。几个草图可以共享同一基准平面。不要增加无谓的基准平面。草图名字：取一个与其功用相关的名字，更便于识别草图。草图约束：尺寸约束、几何约束；欠约束、过约束、全约束、冲突约束；原则上先给几何约束，然后再给(尽可能少的)尺寸约束。尽可能使得各个草图都满足全约束。不要使用过约束、冲突约束。约束应能捕捉设计意图。草图编辑：草图相关性：尺寸和几何约束，约束应能捕捉设计意图。 123 自 由 度 与 约 束草 图 的 约 束 状 态1. 欠约束草图 (Under Constraint) 草图上尚有自由度箭头存在, 状态行显示”Needs N C

12、onstraints”2. 充分约束草图 (Full Constraint) 草图上已无自由度箭头存在, 状态行显示 ”Sketch is full Constrained” 3. 过约束草图 (Over Constraint) 多余约束被添加,草图曲线和尺寸变成黄色, 状态行显示 ”Sketch contains Over constrained geometry”。 注: 1.每加一个约束, 草图解算器及时求解几何体并即时更新 ； 2. Unigraphics允许欠约束草图参与拉伸, 旋转, 自由形状扫描等； 3.可通过显示/移去约束(Show/Remove Constraint) 移去过

13、约束 。草图的约束草图的约束尺寸约束应能捕捉设计意图长度：Len=200宽度：Wid=70高度：Hei=20apd_mobile.prt草图相关性尺寸相关草图相关性几何相关草图相关性相关点（Section Curve）2 1 加提取的曲线到草图中 Add Extracted Curves to sketch（添加析出曲线到草图）通过选择草图以外的对象，在草图中创建相关性的析出曲线或一组曲线。用法注解：所选择的对象被沿草图平面的法向投影到草图平面。如果选择一个曲面，则其边缘线被自动选为析出对象。当曲面或其边界线的拓扑关系改变时，所析出的曲线必须更新。边界线的增加或是减少将在析出曲线中得到反映。析

14、出的曲线在草图中就相当于固定曲线。它们可以用作参考，但不能用尺寸和几何约束来修改。一组连续的析出曲线可以被用作“点在线上” 的几何约束。可以通过草图工具对话框中的编辑曲线功能来添加、删除或者替换析出到草图的曲线。一个草图中不能同时包含有定位尺寸(positioning dimensions)和析出曲线(extracted curves)。 用法注解：只能选择已经用“添加析出曲线到草图 (Add Extracted Curve to Sketch)功能析出了的曲线作偏移。 不能用已经偏移过的曲线再作偏移，但可以修剪这样一条曲线。 如果一条被修剪过的曲线是在一组非草图成员的物体范围内，则其只能用作

15、偏移。 可以用“显示/删除约束” (Show / Remove Constraints)功能来删除一偏移约束。 Offset Extracted Curves 在草图中相关性偏移(Offset)析出曲线，创建一偏移几何约束(geometric constraint) 。 创建草图/Create Sketch 添加析出曲线到草图/Add extracted curves to the sketch 在草图中创建并约束一圆弧/Create and constrain a circle in the sketch 偏移析出的曲线/Offset extracted curve 在草图中创建并约束另一圆

16、弧/Create and constrain another circle on the sketch.apd_sketch_extract.prt 练习Outer Diameter = 10Inter diameter = 712 cam.prt Earphone Plastic Spoon（三）、特征建模特征建模 模拟加工过程 Model = Feature ( timestamp )注: 建模次序应尊循加工次序, 这将有助于减少模型更新故障。 体素特征注意：1.体素特征是基本的解析形状实体；2.体素特征是参数化的, 但是特征间不相关, 每个体素都是相对于模型空间(WCS)建立的；3.在一

17、个模型中仅仅使用一个体素并且仅用作第一个根特征(毛坯) 。4.尽可能地不要使用曲线创建体素特征apd_primitivity-1.prt apd_primitivity-2.prt 扫描特征扫描特征(Swept Feature) 是构成部件非解析形状毛坯的基础，包括 : 拉伸体: 截面线串沿指定方向拉伸扫描； 旋转体截面线串绕指定轴旋转扫描； 沿引导线串扫描截面线串沿指定引导线串扫描； 管 道以及指定内外直径沿指定引导线串的扫描 apd_extrude-1.prtapd_extrude-2.prtapd_extrude-3.prt apd_extrude_edit.prt 拉伸特征的编辑 参考

18、特征注：一个模型中仅包含3个固定基准平面（XY、YZ、ZX）和3个固定的基准轴（X、Y、Z），其余建立相关的固定基准平面和基准轴参考特征的应用：作为成形特征与草图的安放平面；作为通孔/通槽的过表面；作为成形特征与草图的定位参考；作为修剪平面；作为旋转轴/拉伸方向；作为组件装配的配对平面。 apd_ref-1.prt apd_ref-2.prt 布尔运算目标体目标体注：unite两 个 物 体 必 须 是 面 接 触 或 体 相 交 。 apd_boolean-1.prt 布尔运算注：subtract不能把一个实体（片体）分成两部分； subtract不能形成零厚度的实体目标体目标体apd_bo

19、olean-2.prt apd_boolean-3.prt 练习 Trimmed Bodyapd_trim_edit.prt注： 修剪特征是UG仿加工建模思路的一个重要工具； 尽可能用存在的曲面或基准平面作为修剪工具； 用修剪获得的模型，其形状有更大的可编辑性。 Instance注: 1. 矩形阵列是在XC-YC平面上进行 2. 圆角、倒角、曲面特征不能引用阵列 3. 阵列特征所描述的几何体被认为是“工具体”，它需要与某一“目标体”进行布尔运算 4. 每次只能阵列一个特征test_instance.prt apd_instance-1.prtapd_instance-2.prt Instanc

20、e Group Feature apd_group_feature-1.prt Group Feature apd_group_feature-2.prt Extract Geometry apd_extract-1.prt注: 当开关关闭时，子体与父体全相关，提取之后，在父体的任何变化都反映到子体上； 当开关打开时，提取之后，在父体添加的新特征不会反映到子特征上 test_extract.prt apd_extract-2.prt 表达式的应用a = b + c把值分配给左边 系统产生的表达式：i.e.p1,p2,p3. 用户创建的表达式：算术表达式：length = 5*width条件表达

21、式：dis = if (len=100) (len/2) else (len/3)几何表达式：p10 = distance (5) apd_expresion.prt apd_nut.prt（四）、自由曲面建模 构造自由形状特征的边界曲线尽可能简单，曲线阶数(Degree)3；构造自由形状特征的边界曲线要保证光滑连续，避免产生尖角、交叉和重叠；曲率半径尽可能大，否则会造成加工困难和复杂；构造的自由形状特征的阶数（Degree）3，尽可能避免使用高次自由形状特征；避免构造非参数化特征（Un-parameter Feature）；测量的数据点先生成曲线，再利用曲线构造自由形状特征；尽可能采用实体修

22、剪（Trim Body），再挖空（Hollow）方法建立薄壳零件；自由形状特征之间的圆角过渡尽可能在实体上进行操作（Edge ；Blend；Face Blend；Soft Blend）；内圆角半径应略大于标准刀具半径； 截面线串要求边界条件Ruled仅两个不相交的截面线串，其中一个截面可退化为点无Through Curves一族不相交的截面线串（至少两个、最多150个）一个方向Through Curve Mesh两个方向的截面线串，起始和最后主线串可退化为点两个方向Swept可交叉相交的线串，至少1条、至多3条引导线串，至少1个、至多150个截面。引导线串必须连续且光滑无Bridge 相对的两

23、个面，可有侧面和侧面线串两个方向Section Body具备5个条件，必须使用脊柱（Spine）线串一个方向N-sided不限数量但形成封闭的线串有 Section String Primary StringCross StringGuide StringSection StringSection String_1注: 无论何时，都应尽量避免应用点来创建曲面，因为它不可编辑，也可能导致模型无法 Hollow Alignment 注: 指定等参线（U向）在空间的分布，从而创建不同形状的曲面 apd_alignment-2.prtapd_alignment-1.prt Parameter & Ar

24、clength Parameter & by Points apd_alignment-3.prt Spine Curve apd_swept_spine.prt注: 脊柱线串必须与第一、最后一个截面线串垂直 U向等参线与脊柱线串垂直 Boundary Constraint注: 边界曲线必须相切或曲率相等时，曲面才可能相切或曲率相等 G0无边界约束；G1相切；G2曲率相等 Tangency & Curvature TangencyCurvature Ruled apd_ruled.prt Through Curves apd_through_curve.prt Through Curves M

25、eshapd_through_curve_mesh.prt Bridge apd_bridge-1.prt Section Body apd_section-1.prtSection fillet rho least tension Swept apd_swept_helix.prt1 guide string，1 section string；Alignment method is Parameter；Orient method is Vector；Scaling method is Constant。 Swept apd_swept_law.prt1 guide string，3 sect

26、ion string；Interpolation method is Cubic；Alignment method is Parameter；Orient method is Fixed；Scaling method is Area Law。 练习 test_fff.prt Face blend Soft Blend apd_soft_blend-1.prtapd_soft_blend-2.prt Trimmed Sheet apd_trimmed_sheet.prt Edit Free Form Feature apd_edit_fff.prt Analysis apd_analysis.p

27、rt二、部件间相关设计建立产品的关键变量驱动产品更新规划产品数据布局关键变量由总装顶层控制关键数据由总装顶层或独立部件或独立装配来控制严格控制相关数据的链接线路（从上而下）产品模型各部件间相关联 （ Model= Components ） 注： 通过改变文件 English.def 和 Metric.def 中下面一行的变量值，部件间相关建模能被激活或消失。有效值为 yes 和 no。Assemblies_AllowInterPart：yes 工具 一、部件间表达式 caster_shaftcaster_forkcaster_assmpart:exp=part:exp零件1表达式1零件2表达式

28、2 在部件间创建链接表达式 在部件与总装之间创建链接表达式12 2341 通过选择部件间要拷贝的几何体而建立部件间相互关系的工具。创建非相关的（链接几何）隐藏原来的（几何）时间标记二、Wave 几何链接器 如果一个装配包括相关部件关系，那么编辑一个部件中的几何体可以影响其他部件。相关性管理器让你控制此更新情况，使得你而无须等待而能同时更新当前进程中所有部件。相关性管理器也能对部件进行“冻结”，使得当它们的“父”几何体变化时，将不会更新。编辑冻结状态显示“过时”物体解决更新状态“过时”的冻结部件显示在装配或进程中的“过时部件”更新当前装配部件更新当前进程中的所有部件 相关性管理器 Telephone_wav_assm 几何导航器允许你理解不同部件中的几何体之间的关系。你可以从图形区