UG_NX6.0参数化建模.ppt

1、UG NX6.0实用教程,2009年6月,第6章 参数化建模,张 黎 骅,主 要 内 容,6.1 参数化建模工具 6.2 参数化建模实例螺栓标准件的参数化建模 6.3 参数化建模实例齿轮标准件的参数化建模 6.4 本 章 小 结 6.5 习 题,教学要求：掌握表达式编辑器、可视化编辑器、WAVE几何对象链接工具和电子表格的运用，能够熟练运用以上工具进行参数化设计。,教学要求,教学提示,教学提示：参数化建模已成为CAD软件的一种建模标准，它通过对尺寸和参数进行驱动，快速修改设计模型，或衍生出相同的几何形状以及不同几何尺寸的同类模型。UG NX 6.0提供了参数化建模的方法，包括表达式编辑器、可视

2、化编辑器、WAVE几何对象链接工具和电子表格等方法。本章将对这些内容做简单介绍，对UG WAVE技术的了解可参考其他资料或帮助文档,6.1参数化建模工具,表达式编辑器用于建立和编辑算术、条件与几何表达式，从而定义和改变部件的尺寸与性能。利用表达式，可以定义和控制部件、特征、草图及其他几何对象的尺寸与相互关系。利用表达式，既可以控制特征之间的相互尺寸与位置关系，又可以控制装配中各部件之间的关系。,1.表达式编辑器。,表达式有自己的语法，下面介绍其变量名、运算符、插入函数和条件表 达式的用法。,变量名是字母与数字组成的字符串，必须以一个字母开始，变量名可含 有下划线“_”，长度不超过32个字符。表

3、达式包括系统表达式和用户定 义表达式。系统自动创建的系统表达式采用“小写字母p+数字”来定义， 如p5。在建模过程中，系统自动创建的表达式有以下几种。,(1）草绘尺寸。,(2) 草绘或特征的位置。,(3）特征参数。 (4) 装配约束或匹配条件。 (5) 用户定义的表达式通过【表达式】对话框编辑。,运算符分为算术运算符、关系及逻辑运算符，其用法和C语言相通 。 插入函数包括各种三角函数、指数函数、对数函数、取整函数(向上 取整cei1，向下取整floor)等，可通过打开【插入函数】对话框调用。,条件表达式可以条件语句编写，当用户加载模型后，执行【工具】 【表达式】命令，将弹出如图6.1所示的【表

4、达式】对话框。下面先介 绍一下该对话框中各选项的设置。,图6.1 【表达式】对话框,1. 列出的表达式,2. 类型 用于设置表达式的类型，可以是数量和线串，线串是文本。,3. 长度 该列表框处显示的是表达式的单位，如果选择【恒定】选项，则表示 无量纲，该列表框还有不同的选项，表达式的单位必须和公式所获得 的单位一致。,4. 名称 表达式的名称。,5. 公式 可输入表达式的公式。,按钮 单击该按钮，弹出【插入函数】对话框，用户可选择系统定义的函数。 输入函数的部分字母可以快速查找函数，如图6.2所示。,图6.2 查找所有包含y的函数,7. 按钮,该下拉列表中有以下几个选项。 ： 表示输入一个测量

5、距离，单击该接钮后，会弹出一个【测量 距离】对话框，用户可以在模型上获得一个测量距离作为表达式的公式。 (2) ： 表示输入一个测量长度，单击该按钮后，会弹出一个【测量长 度】对话框，用户可以在模型上获得一个测量长度作为表达式的公式。 (3) ： 表示输入一个测量角度，单击该按钮后，会弹出一个【测量角 度】对话框，用户可以在模型上获得一个测量角度作为表达式的公式。 (4) ： 表示输入一个测量体，单击该按钮后，会弹出一个【测量体】 对话框，用户可以在模型上获得一个测量体积作为表达式的公式。 (5) ： 表示输入一个测量面积，单击该按钮后，会弹出一个【测量面 积】对话框，用户可以在模型上获得一个

6、测量面积作为表达式的公式。,8. 创建部件间引用按钮,单击该按钮，将弹出如图6.3所示的【选择部件】对话框。单击【选择部件文件】按钮打开对话框。选择需要建立链接的部件，在如图6.3所示的【选择部件】对话框的【选择已加载的部件】列表框中显示选择的文件，双击后，即可显示该部件所有的表达式，用户可选择所需要的。,9. 编辑部件间引用按钮,单击该按钮，将弹出如图6.4所示的【编辑部件间引用】对话框。,图6.3 【选择部件】对话框,图6.4 【编辑部件间引用】对话框,10. 打开引用的部件按钮 单击该按钮，将弹出【加载部件】对话框，用户可以打开引用的部件。 11. 电子表格编辑按钮 用电子表格编辑表达式

7、，可以参看6.1.4节的内容。 12. 从文件导入表达式按钮 从文件导入表达式。 13. 导出表达式到文件按钮 把表达式导出到文件中。,【例6.1】 练习建立表达式。 (1) 打开文件bolt.prt，如图6.5所示。 (2) 选择【工具】【表达式】选项，在如图6.1所示的【表达式】对话框中 添加以下表达式：length1=p6 length2=p8,(3) 在【类型】下拉列表中选择【数量】选项，【单位】选择【长度】mm。,(4) 单击 按钮，则在弹出的如图6.6所示的【测量距离】对话框中选择 测量bolt上大圆柱体的直径，作为该表达式的公式，其名称设为raduis1。,(5) 单击 按钮，则

8、在弹出的如图6.6所示的【测量距离】对话框中选择 测量bolt上小圆柱体的直径，作为该表达式的公式，其名称设为raduis2。 (6) 单击 按钮，打开如图6.3所示的【选择部件】对话框，选择文件 block.prt时，选择该部件的p6作为新建名称为length3的表达式的公 式，即公式为block：p6。,图6.5 bolt 部件,图6.6【测量距离】对话框,6.1.2 可视化编辑器,可视化编辑器是用可视化的图形界面来修改编辑模型的表达式，实现可 视化参数化模型的修改。,打开模型后，选择【工具】【可视化编辑器】选项，将弹出如图6.7 所示的【可视参数编辑器】对话框。下面先介绍一下该对话框中的

9、设置。,图6.7 【可视参数编辑器】对话框,图6.8 【添加/移除表达式】对话框,【例6.2】 练习使用可视参数编辑器(本练习需要例6.1完成)。 操作步骤如下。 (1) 打开文件bolt.prt，如图6.5所示。 (2) 选择【工具】【可视化编辑器】选项，将弹出如图6.9所示的 【可视参数编辑器】对话框。,(3) 单击【导入图像】按钮， 则把UG界面上的blot部件显示 在图片框中。,(4) 单击【添加/移除】按钮， 把例6.1中建立的表达式加入到 【可视参数编辑器】对话框中， 如图6.9所示。,图6.9 bolt部件可视参数编辑器,6.1.3 WAVE几何对象链接工具,WAVE(What

10、if Alternative Value Engineering)是采用关联复制几何体 方法来控制总体装配结构(在不同的组件之间关联性复制几何体)，从而保 证整个装配和零部件的参数关联性，最适合于复杂产品的几何界面相关性、 产品系列化和变型产品的快速设计。,进入UG装配应用模块中选择【插入】 【装配】选项，单击按钮，弹出如 图6.10所示的【WAVE几何链接器】对 话框。,图6.10 【WAVE几何链接器】对话框,【例6.3】 练习使用WAVE几何对象链接编辑器。操作步骤如下。,(1) 打开文件box.prt，如图6.11所示。 (2) 选择【开始】【装配】选项，进入UG装配应用模块。 (3)

11、 选择【装配】【组件】【新建】选项，弹出【新建组件】 对话框 ，创建新的模型cylinder.prt，单击 按钮。 (4) 在装配模型树中选择cylinder.prt，作为工作部件。单击 按钮， 弹出如图6.10所示的对话框。在该对话框中选择【类型】为【复合曲 线】，选择如图6.12所示的曲线，然后单击 按钮。,图6.11 已知部件图,图6.12 选择的曲线,图6.12 选择的曲线,(5) 在cylinder.prt的模型树上找到刚生成的Linked Composite Curve(1)草绘，拉伸获得一个拉伸圆柱体，如图6.13所示。,(6) 双击部件box.prt，修改其圆柱孔的直径，修改后

12、，如图 6.14所示，cylinder.prt部件的圆柱直径相应地发生改变。,图6.13 cylinder部件,图6.14 修改后的装配件,6.1.4 电子表格,UG提供大致3种电子表格：通用电子表格、编辑表达式电子表格和建模 应用电子表格,当电子表格采用Excel时，打开的电子表格如图6.16所示。在电子表格 的【工具】下拉菜单里有一些选项能在UG和电子表格间传递表达式值， 主要包括以下内容。,UG提供两种电子表格处理接口：Xess和Excel。用户可以通过选择【 首选项】【电子表格】选项弹出的如图6.15所示的【电子表格首选 项】对话框进行设置。,图6.15 【电子表格首选项】对话框 图6

13、.16 Excel电子表格,(1) 更新NX部件：使用电子表格激活区里的数据来更新UG部件。 (2) 抽取表达式：将一个激活部件的所有表达式名及值输到电子表格。 (3) 刷新表达式：从激活的部件输入刷新已存于表格中表达式名的UG的表达式。 图6.17 【首选项】对话框 (4) 保存部件：保存部件。 (5) 部件另存为：另保存部件。 选择电子表格的【选项】 【NX首选项】选项，将弹出 如图6.17所示的对话框，,6.1.5 部件族,部件族是以部件为基础，使用电子表格工具，快速建立一系列形状相同 但某些参数值不同的部件。,选择【工具】【部件族】选项，弹出如图6.18所示的【部件族】对话 框。用户可

14、在该对话框中进行相应操作。该对话框中的主要选项功能如下。,1. 可用的列 用于指定当前模板部件中可用的参数类型,2. 添加列 在【选定的列】列表框中添加表达式。,3. 移除列 在【选定的列】列表框中删除表达式。 4. 创建 创建一个新的部件族。单击该按钮，会启动建模电子表格，如图6.19所示。,图6.18 【部件族】对话框 图6.19 电子表格,5. 编辑 编辑已存在的电子表格。 6. 删除 删除已存在的电子表格。,7. 恢复 当控制由电子表格回到UG后，单击该按钮又将控制重新返回电子表格。 8. 取消 取消最后一次保存的对电子表格所做的修改。,6.2 参数化建模实例螺栓标准件的参数化建模,下

15、面以螺栓为例，如图6.20所示，使用参数化建模方法建模。,图6.20 表达式对话框及螺栓,6.2.1 建立模板,选择【文件】【新建】选项，在弹出【新建】对话框后，选择 【模型】模板，输入模型名称，单击 按钮。,(2) 选择【工具】【表达式】选项，在弹出如图6.1所示的【表达式】对话 框后，添加表6-1中的表达式。单击 按钮，退出【表达式】对话框。,表6-1 建立的表达式,(3) 选择【插入】【设计特征】【圆柱体】选项，弹出如图6.21所示 的【圆柱】对话框，输入【直径】为表达式D、【高度】为表达式Length， 创建如图6.22所示的圆柱体。,图6.21 【圆柱】对话框 图6.22 圆柱体,(

16、4) 单击 按钮，选择圆柱体上表面为绘图平面，进入草绘，绘制 如图6.23所示的曲线。,(5) 单击【约束】按钮 ，选择图6.23中的两个圆，添加同心约束 ，选择大圆，单击鼠标右键，弹出如图6.24所示的快捷菜单，选择【添加尺寸】选项，给大圆添加尺寸表达式：D1=Ds，如图6.25所示。,图6.23 圆曲线 图6.24 快捷菜单图 6.25 添加尺寸,(6) 在大圆内绘制六边形，添加等长约束 ，添加重合约束 ，保证所绘制的六边形等长、线首尾连接并且在大圆上，如图6.26所示。,图6.26 绘制六边形图 6.27 圆变成参考对象,(8) 退出草绘，单击【拉伸】按钮 ，选择如图6.27所示的曲线为

17、截面， 向+Z轴方向拉伸，开始距离为0，终点距离选择表达式S，获得如图6.28 所示的拉伸体。 (9) 选择【斜边】按钮 ，创建如图6.29所示的倒角C=1。,(10) 完成模板制作。,图6.28 拉伸体 图6.29 倒角,6.2.2 利用螺栓零件模板生成螺栓零件,操作步骤如下。 (1) 选择【工具】【表达式】选项，弹出如图6.1,所示的【表达式】对话框，在【列出的表达式】下拉列表中选择【用户 定义】选项，系统弹出如图6.30所示的表达式。,(2) 选择表达式D，修改【公式】为8， 创建如图6.31所示的螺栓。,(3) 选择表达式Length，修改【公式】 为20，创建如图6.32所示的螺栓。

18、,图6.30 用户定义表达式,图6.31 螺栓 图6.32 螺栓,6.2.3 创建螺栓零件库 操作步骤如下。 选择【工具】【部件族】选项，弹出如图6.18所示的【部件族】对话框。在该对话框的中选择表达式D、Length，添加到【选定的列】列表时，单击【编辑】按钮，在弹出的如图6.33所示的Excel电子表格中，添加图中所示的数据。 (2)在电子表格中选择【部件族】【确定部件】选项，验证上面所 创建的数据。 (3) 选择电子表格中的第3行数据，选择【部件族】【应用值】选项，创建如图6.34所示的模型。,图6.33 电子表格,图6.34 螺栓,6.2.4 利用螺栓零件库生成新零件,操作步骤如下。

19、(1) 执行6.2.3节中的前3个步骤。 (2) 选择电子表格中的第3行数据，选择 【部件族】【创建部件】选项，系统 弹出如图6.35所示的信息，表明创建新 零件成功，可以在C:ProgramFiles UGSWX5.OUGII目录下找到这几个零件。,图6.35 用户自定义表达式,6.3 参数化建模实例齿轮标准件的参数化建模,在机械系统中，齿轮的应用较为广泛。本节以渐开线齿轮为例， 介绍齿轮的造型设计方法，设计要求如下。,渐开线齿轮如图6.36所示，齿轮参数： 模数=4，齿数=24，压力角为标注压力 角20，齿轮厚度=35，孔径=45，键槽 =143.8，创建渐开线直齿齿轮，然后 以此为基础创

20、建常用齿轮零件库。 设计思路如下。,图6.36 渐开线齿轮,根据给出的齿轮参数计算出其他未知 齿轮参数，如分度圆直径、齿顶圆直径、 齿根圆直径等。,(2) 依据相关参数创建齿轮轮坯。 (3) 绘制齿轮轮廓线，生成齿槽曲面。 (4) 创建齿槽。 (5) 创建所有轮齿。 (6) 模型细化，完成整个齿轮的创建。 (7) 制作模板。 (8) 创建齿轮零件库。 操作步骤如下。 1) 确定尺寸参数并创建部件文件 (1) 确定齿轮参数如下：,分度圆直径=424=96齿顶圆直径=4(24+2)=104齿根圆直径= 4(24-2.5)=86基圆直径=424cos20=90.2 分度圆齿槽角=360242=7.5

21、,(2) 启动UG程序，新建一个名为chilun.prt的部件文件，单位设置为毫米。 (3) 设置环境，选择【起始】【建模】选项，进入建模状态。 2) 创建齿轮轮坯 选择【插入】【设计特征】【圆柱体】选项，采用【直径、高度】 方式创建圆柱体，其尺寸分别为：直径=104(齿顶圆直径)、高度=35(齿轮 厚度)，如图6.37所示。 (2) 选择【插入】【草图】选项，以圆柱体顶面为草图放置面，绘制草图， 如图6.38所示。,图6.37 创建圆柱体 图6.38 绘制草图,(3) 单击 图标，退出草图状态，回到建模模式。,(4) 选择【插入】【设计特征】【拉伸】选项，弹出【拉伸】对话框。 根据系统提示，

22、选取刚刚绘制的草图截面，如图6.39所示。 (5) 设置相关参数及选择布尔运算形式，如图6.40所示。 (6) 调整合适的拉伸方向，系统生成拉伸预览，如图6.41所示。 (7) 单击或按钮，生成拉伸特征，如图6.42所示。,图6.39 选取拉伸截面,图6.40 参数设置,图6.41 拉伸预览图 6.42 创建拉伸特征,3) 创建单个齿槽 选择【工具】【表达式】选项，弹出【表达式】对话框。建立表达式， 如图6.43所示。 （2）打开【部件导航器】对话框，选择实体特征，单击鼠标右键，在弹出 的捷菜单中选择【隐藏】命令，如图6.44所示，隐藏实体。,图6.43 建立表达式图 6.44 【部件导航器】

23、对话框,(3) 选择【插入】【曲线】【规律曲线】选项，弹出【规律曲线】对话框。单击按钮，系统弹出对话框，要求用户指定基础变量，这里采用系统默认变量t。 (4) 单击 按钮，系统弹出对话框，要求定义x，这里默认xt，如图6.45所示。单 击按钮，确定规律曲线X坐标的变化规律。,(5) 同理，根据系统提示确定Y坐标分量的变化规律，接受系统默认 的t，yt即可。 (6) 最后，单击【规律曲线】对话框中按钮，指定Z坐标分量的变化规律 为恒定值0。 (7) 单击按钮，生成渐开线曲线如图6.46所示。,图6.45 【规律曲线】对话框 图6.46 绘制渐开线,(8) 选择【插入】【曲线】【基本曲线】选项，弹

24、出【基本曲线】对话 框。以坐标原点为圆心，分别以直径96(分度圆直径)、86(齿根圆直径)、 105(比齿顶圆直径稍大)绘制圆，如图6.47所示。,(9) 绘制直线，第一点位于渐开线与分度圆交点，第二点位于坐标原点， 如图6.48所示。,图6.47 绘制同心圆图 6.48 绘制直线,(10) 选择【编辑】【变换】选项，将刚绘制的直线绕Z轴旋转复制-3.65 (齿槽角的一半)，如图6.49所示。 (11) 选择【编辑】【变换】选项，将渐开线关于刚刚复制的直线镜像复 制(形成齿槽的另一半曲线)，如图6.50所示。,图6.49 旋转复制直线 图6.50 镜像复制渐开线,(12) 根据齿轮性质，补全并修剪