ug逆向建模基础 - gcxl.usc.edu.cn

UG逆向建模基础

1、用户介面

窗口结构：没有打开文件前

窗口结构：有打开的文件时

启动NX应用

菜单条/工具条 利用 Tools → Customize…, 可以：

• 定制工具条:

•tools-Customize

资源条 利用 Tools → Customize…, 可以：

装配导航器

部件导航器

网页浏览器

历史记录

系统材料

CAE模板

CAM模板

用户角色

可视化背景

2、点云的导入

导入点云文件

1、新建文件

菜单： 文件→ 新建…

2、导入点云文件

菜单： 文件 →导入…

导入点云文件

3、对象操作

观察对象—视图操作

Fit—以最合适的大小显示视图中的对象，快捷键 Ctrl+F

Zoom—放大显示图中指定的矩形区域，快捷键 F6

Zoom In/Out—动态缩放，快捷键Ctrl+ MB2

Rotate—旋转对象，快捷键 F7

Pan—平移对象，快捷键Shift+ MB2

Perspective—用透视视角显示对象

观察对象—显示方式控制

快速视图弹出菜单∶(MB3)

观察对象—视图方位

利用鼠标方便的观察对象

• 旋转对象∶ 按下和保持 MB2并 旋转 。

• 单轴旋转∶ 1. 放光标到视图边缘；

2. 按下和保持 MB2并在你要旋转的方向拖拽。

• 移动对象∶ 按下和保持<Shift>并利用MB2拖拽。

• 缩放对象∶ 按下和保持<Ctrl> 并利用MB2拖拽。

单轴旋转 放 光 标 于 光标

绕X旋转 视图的左侧或右侧

绕Y旋转视图的底部

绕Z旋转 视图的顶部

对象的选择

选择类型过滤器：用于控制哪

种对象类型可以被选择。

对象的选择

通用选择过滤器：允许进一步

细化选择过滤标准。

改变对象显示

菜单： 编辑 → 对象显示

对象的隐藏与恢复显示

菜单： Edit → Show and Hide

对象的几何变换

菜单： 编辑→ 变换

4、图层管理

1、图层：UG中的图层用图层号来表示，图层号不能改

变，一个文件中可包含256层，用1~256来表示。每一图层

中的对象数没有限制。

2、工作图层：在所有图层中，同一时间只能在一个图层上

进行操作，这个层称为“工作图层”。当需要在某层上建立

对象或修改对象时，就将其设置为“工作图层”。

图层管理

4、图层类(Category)：为了更有效地对图层进行管理，可将多个图层

构成一组，每一组称为一个图层类。图层类用名称来区分。通过图层

类，可同时对多个图层进行可见性和可选择性的改变。一个图层可属于

多个图层类。

图层管理

3、图层的属性：可见性（Visible）。

可选择性（Selectable）。

工作图层（Work Layer）。

只可见性（Visible Only）。

不可见性（Invisible）。

图层操作

图层工 具 条∶

“格式” 下 拉 式 菜 单∶

层移动：格式 -> 移动至图层

层考贝∶格式 -> 复制至图层

图层操作

对下面的点云按颜色分层

图层操作

5、工作坐标系

工作坐标系

当前工作坐标系是 WCS

坐标系的轴总是正交的（即彼此成直角） 和总是形成一右手系统

改变WCS的原点

【格式】—【WCS】—【原点】

指定一点后，当前工作坐标系的原点会自动移动到指定点。

动态移动和重定位WCS

【格式】—【WCS】—【动态】

鼠标拖拽“原点柄”，移动坐标原点移动柄

旋转柄

原点

鼠标拖拽“移动柄”，坐标系沿3各不同的方向移动。

鼠标拖拽“旋转柄”，可以旋转坐标系

旋转WCS

【格式t】—【WCS】—【旋转】

指定旋转轴，旋转方向的

正向由右手落下螺旋法则确

定。输入旋转角度

二、草图的建立

草图∶基 本 概 念

拉伸或旋转一草图去建立一实体或片体。

沿路径扫描一草图

利用草图作为母线生成自由形体

利用草图作为一规律曲线

例如：

草图: 建 立/约束草图的一般步骤

• 激活草图命令；

• 选择草图绘制平面；

• 绘制草图；

• 对草图添加约束；

• 完成绘制，退出草图环境；

建 立 步 骤∶

建立约束的次序∶

• 加几何约束∶固定一个草图点；

• 按设计意图加充分的几何约束；

• 按设计意图加少量尺寸约束(要频繁更改的尺寸)。

草 图∶建立草图

草 图 环 境

三、基本曲线的建立

基 本 曲 线

基 本 曲 线 ∶弧/圆

基 本 曲 线 ∶圆角

简单倒圆角

基 本 曲 线 ∶圆角

两曲线间倒圆角

继承所选圆角半径

基 本 曲 线 ∶圆角

三曲线间倒圆角

四、创建平面

UG逆向造型设计流程

创建平面的方法

1、创建有界平面

2、拉伸创建平面

3、扫掠创建平面

在点云上创建平面的常用方法：

创建有界平面

选择边界线串

创建有界平面

选择边界线串

创建有界平面

将三角形平面恢复成一张整平面

【编辑】—【曲面】—【边界】

拉伸创建平面

1、绘制直线

2、用拉伸命令将直线拉伸成曲面。

扫掠创建平面

1、绘制截面线和引导线

2、用扫掠创建平面。

六、UG逆向造型设计流程

UG逆向造型设计流程

UG逆向造型设计流程

1、分析产品功能及各部分的作用；

2、规划产品设计思路；

3、对数据点进行处理；

4、构建曲线；

5、构建曲面；

6、加厚壁；

7、检查。

一、分析产品功能及各部分的作用

分析产品功能及各部分的作用

逆向造型是一个产品的再设计过程，这就要求我们要很

好地理解原产品。所以，在做逆向设计之前需线弄清楚产

品的功能与用途，以宏观的角度去理解和分析要设计的产

品。

任何一个产品都是由多部分组成，在对产品有宏观的理

解之后，接下来必须对产品做细致的分析。

分析产品功能及各部分的作用

产品的装配部位在哪里；

产品的美观部位在哪儿；

产品的分型位置在哪儿；

产品的变形部位在哪儿；

产品的哪些部位是对称的；

产品的哪些部位是同轴心的；

产品的哪些部位是位于同一平面上的；

产品的哪些部位是规则的；

产品的最大尺寸是多少。

二、规划产品设计思路

规划产品设计思路

产品设计思路的规划原则：

1、先大后小：在UG逆向设计的过程中先从大局着手。比如产品的某

个部位可以用一张曲面完成的尽量不用多张曲面，曲面越大光顺效果

越好，工作效率越高。

2、先粗后细：在UG逆向设计的过程中先绘制产品的基本形态，再处

理细节部位。比如先绘制出产品没有R倒角，没有打孔前的原始形

态，在粗的方面都完成后再对产品进行倒R角、打孔等细节处理。

3、先实体后片体：在UG逆向设计的过程中如果可以用实体去绘制的

部位，不用片体。因为用实体设计产品有很多好处，包括后期修改、

去除R角等都比较容易。也可以实体和片体结合。

三、点数据的处理

点数据的处理内容

1、导入IGS文件

2、数据分层；

3、数据点的整合；

4、调整拔模方向；

5、调整产品的摆放。

1、点数据的读取与分层

导入igs文件

1、新建文件

2、导入igs文件

在UG中对文件中的任何几何物体都可以输出为IGES

格式，但将实体导出IGES格式文件后，在其他CAD软件

导入后将不再是实体，而将生成片体。 IGES文件的导入

和导出不会受到坐标系与图层的影响，转换后几何物体的

空间位置与放置的图层不会发生任何变换。

点数据分层

一般我们根据工作需要把不同的点、线、面和其他

几何物体合理地放置在不同的图层上。由于点数据是

逆向造型最原始数据，所以最好把点数据放在前面的

图层中。在进行三坐标测量时，产品分型线的点数据、

棱线的点数据和表面的点数据都会用不同的颜色区分

开来，所有我们在分层时可以根据原始点数据的颜色

进行图层设置，通常情况下，我们把分型线的点数据

放在第2层，然后依次放置棱线的点数据和表面的点数

据。

点数据分层

操作步骤:

1 、【格式】/【移动至层】；

2、在【类选择器】对话框中用“颜色”选择对象；

3、在【层移动】对话框中，输入“层数”。

2、点数据的整合

数据整合方式

将多次测量的点数据对齐整合得到产品完整的数据。

在对产品进行第一次测量时，测量人员会在产品上打

几个定位基准点（一般在3个或3个以上）。在对产品第二

次测量时，需要把原来的定位基准点补测上去。

数据整合方法：1、点拟合方式。

2、重定位方式

数据整合方式

具体采用哪一种点数据整合方式，要看第一次测量

的定位点数据和第二次测量的定位点数据之间的偏差值。

在偏差较小的情况下，我们可以直接使用点拟合方式

来进行点数据的整合；

在偏差较大情况下，如果继续使用点拟合的方式把第

二次测量的点数据与原来的点数据强行整合，会导致补测

的点数据变形，这时就只能采用重定位的方式。

点拟合方式

1、新建文件

2、导入igs数据

3、设置图层， 只显示第二次测量的数据。

4、只显示第二次测量的定位点。

5、用“基本曲线”工具，将3个定位点用直线连接起来。

6、重新设置图层，只显示第一次测量的数据。

8、用“基本曲线”工具，将3个定位点用直线连接起来。

9、检查第一次测量的定位点与第二次测量的定位点之间的距离偏差。

10、用【变换】命令中的“点拟合”对点数据进行拟合。

操作步骤:

重定位方式

重定位方式就是将选定的对象从指定的参考坐标系移动到目标

坐标系的点数据整合方式。与点拟合方式相同的是也必须将两次

测量的定位点用线段连接起来。

1~8、同上

9、设置图层， 只显示第二次测量的数据。

10、用【变换】命令中的“重定位”对点数据进行拟合。

11、系统提示选择重定位RCS，单击“XC/YC”按钮，选择第二次测量定

位点连接线段1作为xc轴，选择线段3作为yc轴，生成RCS坐标系。单击

“确定”。

12、系统提示选择重定位RCS，继续单击“XC/YC”按钮，选择与线段1

对应的线段4作为xc轴，选择与线段3对应的线段6作为yc轴，生成DCS

坐标系。

3、调整拔模方向

调整拔模方向

在逆向造型中定义产品的脱模方向实际是要创建一个

工作坐标系，这一工作坐标系的zc轴方向作为产品的脱

模方向。

调整拔模方向

拔模方向一般分3种情况

1、对分型线在一个平面上的产品，一般情况下，产品的脱模分型即为分型

面的法向。

2、对于分型线不在一个平面上的产品，我们就要仔细观察产品背面结构上

的一些如加强筋、圆台或圆槽等特征，在设计产品的这些结构特征时，一般

都是以脱模方向拉伸得到的，这些结构特征的拉伸方向就是产品的脱模方向

3、如果产品中没有与加强筋、圆台或圆槽垂直的平面特征，那么我们只能

利用这些特征来定义脱模方向了。因为测量时有误差，我们在利用这些特征

来定义脱模方向时，要利用两个或两个以上的特征来两个或两个以上的方

向，对这些方向进行互相验证，然后取这些方向的平均值作为产品的脱模方

向，

4、调整产品摆放

调整产品摆放

产品的摆放角度理论上是以最省模具材料为原则，

如果有滑块的以滑块的方向为摆放基准。如果产品是对

称的，找出对称中心线，按对称中心线摆放正。

在逆向造型时，如果是对称产品我们只需要完成产

品的一半逆向造型，另外一半只需把已设计好的部分按

照对称平面镜像过去就可以了。这样即给逆向造型减少

了工作量，同时也保证了产品的美观和对称性。

对称平面的创建

怎样找出对称产品的对称平面，是逆向造型中很重

要的一步。创建对称平面的过程实际上也是建立一个工

作坐标系，以坐标系的XC/YC平面作为产品的对称平面

的过程。

产品对称中心线的原理：找出任意一组产品的对称点

并进行连线，通过该连线的中点的垂线就是产品的对称

中心线。

中国心逆向造型

中国心逆向造型——调整拔模方向

1、观察拔模方向

2、将对称平面放置成水平位置。

� 建立一包含数据点的平面。

� 创建一水平参考面。

� 求两个平面的交线。

� 使XC轴与交线一致

� 创建一截面同时截切两平面，产生两条截线。

� 测量出两截线的夹角，将数据点旋转同样的角度。

中国心逆向造型——调整拔模方向

1、找出产品对称中心线，并将其摆正

产品对称中心线的原理：找出任意一组产品的对称点

并进行连线，通过该连线的中点的垂线就是产品的对称

中心线。

2、检验调整结果

中国心逆向造型——调整产品的摆放