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UG NX 4.0建模实例
内部培训教材
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专题一 实体建模
知识点： ✓ 拉伸特征 ✓ 实体倒圆 ✓ 镜像 ✓ 阵列 ✓ 抽壳 ✓ 裁剪 ✓ 拔模
实例一 连杆造型设计
１．工作图
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图1
2．学习目的和任务
1）二维图形生成三维实体的有效方法：扫描特征 2）深入学习扫描特征中的拉伸体命令 3）实体倒圆的功能
4）掌握镜像实体和镜像特征功能 3．产品分析 1）结构分析
本例中的连杆，由于其形状不规则，又含有较多的倒圆角，且各部分的厚度不相同。造型时可按下列步骤进行：先画二维曲线再采用拉伸的方法构造基础的实体；考虑到连杆是关于左右和上下对称的，只做1/4的实体即可；拉伸中灵活运用偏置值和起始距离等参数，可以简便地完成造型。
2）构造框图 连杆建模步骤 步模型 说明 步模型 说明 【最新整理，下载后即可编辑】
骤 1 绘制草图 曲线 拉伸连杆 5 7 9 4．操作步骤 1）绘制二维轮廓
采用草图图标
建立拔模斜度 构造孔特征 头部 骤 2 4 实体倒圆 8 镜像实体 拉伸连杆主体 3 拉伸凹槽 拉伸凸棱 6 ，绘制下图所示二维轮廓图。
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图2
2）拉伸连杆主体
图3 图4 单击拉伸命令
，在选择意图对话框中选择“已连接曲线”，
鼠标单击连杆主体曲线，在拉伸对话框中设置拉伸参数为：起始0，结束6.5，方式为创建。生成的拉伸实体如图3所示。 3）拉伸连杆头部
拉伸的方法和步骤与上面大致相同。在拉伸对话框中设置拉伸参数为：起始0，结束10，方式为求和。生成的拉伸实体如图4所示。
4）构造连杆的凹槽
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拉伸的方法和步骤与上面大致相同。在拉伸对话框中设置拉伸参数为：起始3，结束6.5，方式为求差。生成的拉伸实体如图5所示。
图5 图6 5）拉伸凸棱
单击拉伸命令
，在选择意图对话框中选择“单个曲线”，
鼠标单击草图曲线中R25的边，在拉伸对话框中设置拉伸参数如下图所示，注意偏置中结束值的正负。生成的拉伸实体如图6所示。
图7
采用同样的办法拉伸连杆头部的另外一个凸棱，在拉伸对话框中设置偏置参数为：起始0，结束4。生成的拉伸实体如图8
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所示。
图8 图9
6）实体倒圆
实体倒圆要按照从大到小的顺序。 选择图标
，在对话框中将“默认半径”的值改为40，并且
在实体上选取要倒圆的边，单击“应用”按钮即可。
同样的办法，在对话框中将“默认半径”的值改为25，在实体上选择相应的边。
将将“默认半径”的值改为3.5，选择连杆头部凸棱的边（注意选择顺序），单击“应用”按钮。
同理，输入相应的半径值，将凹槽的各边倒圆角，如图9所示。 7）建立拔模斜度
单击图标判断矢量为
，选择“从固定边缘拔模”图标
，修改自动
，选择拔模的边，在角度栏输入“10”，单击确定
结束，结果图10所示。
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图10
8）镜像实体
由于只建立了整个连杆的1/4可以通过左右和上下镜像完成其余部分。
a 建立辅助平面（基准平面）：这里我们可以直接使用XY平面和XZ平面为基准平面。
b 选择实例特征图标
，在对话框中选择“镜像体”选项。
确定。
c 选中需要镜像的实体，单击
d 选择镜像的基准平面，分别以XY平面和XZ平面为基准平面，镜像实体，再对实体进行布尔运算，得到如图8所示实体。 9）构造孔特征a
10）构造孔特征b 使用孔特征命令设置好孔的参数，定位后得到孔。
11）镜像孔特征b 使用镜像特征镜像孔特征b，得到图1所示实体。
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练习和提示 1.连杆接头 1）工作图
2）步骤提示
A、抓住关键，构造二维草图 B、通过拉伸完成连杆接头的主体
C、倒角、拔模等操作完成半个实体的构造 D、通过镜像完成整个实体的构造 步骤 模型 说步模型 说明 明 骤 绘1 制草图2 拉伸 【最新整理，下载后即可编辑】
曲线 3 5 实例二 手机面壳
1．工作图
拉伸 拔模 4 6 倒角 镜像
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图1
2．学习目的和任务
1）平面绘图功能（坐标栏画线、修剪线段等） 2）复习图层的使用和拉伸体命令 3）学习裁剪体命令的使用 4）抽壳命令的使用 5）掌握阵列实体特征的功能 3．相关知识点链接 1）裁剪体
裁剪体是用一个面修剪一个或多个目标体。
菜单：打开“插入”菜单中的“裁剪”子菜单，在该子菜单中选择“修整”命令
图标：单击“特征操作”工具栏中的“修剪体”按钮操作方法：单击“修剪体”按钮
，弹出“修剪体”对话框，
选择目标体，单击鼠标中键，选择刀具或平面，设定修剪方向，
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完成修剪实体。 2）抽壳
抽壳是按照指定的厚度值在单个实体周围抽出或生成壳体。 菜单：单击菜单“插入”→“偏置/比例”→“抽壳” 图标：单击“特征操作”工具栏中的“外壳”按钮操作方法：单击抽壳命令按钮
，在弹出的“选择意图”和“抽
壳”对话框，选择实体，选择移出面，设置厚度值即可生成壳体。 3）实体阵列 4．产品分析 1）结构分析（略） 2）构造框图
手机面壳建模步骤
步骤 模型 说明 创建手1 机外形 实体 实体轮 廓倒圆 2 步骤 模型 说明 构建顶面曲面 3 4 抽壳 【最新整理，下载后即可编辑】
5 创建下 部止口 创建视6 窗和按 键轮廓 5．操作步骤 1）在图层1中使用草图功能画出俯视图中的外轮廓线。结果如图2所示。
图2
2）在图层10中由上步的外轮廓线拉伸生成实体，高度约为15。结果如图3所示。
图3
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3）在图层2中使用草图功能画出主视图中的上顶面轮廓线，拉伸生成顶面曲面，长度约为45。如图4所示。
图4
4）使用裁剪体命令，用顶面曲面裁剪第2步的实体。 单击裁剪体命令，在弹出的对话框中设置如下：裁剪目标为第二步得到的实体，裁剪刀具为第三步创建的曲面，保留实体下面部分，隐藏曲面。得到如图5所示实体。
图5
5）对裁剪后的实体的侧面的4个棱边作R3的倒角。结果图6所示。
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图6 图7 6）对实体的地面进行抽壳。 单击抽壳命令按钮
，在弹出的“选择意图”和“抽壳”对
话框，选择第五步的实体作为实体，选择实体的底面作为移出面，设置壁厚为1.5，单击确定得到图7所示。
7）在图层5中提取底面的外轮廓线，再利用它拉伸减除原有实体。拉伸体参数如图9所示：起始距离为0，终止距离为1，第一偏置为0，第二偏置为－0.7，得到图8实体。
图8
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图9
8）在图层3中使用草图功能画出俯视图中的内部曲线，有视窗和按键轮廓线。
图10
9）利用视窗和按键轮廓线拉伸减除原有实体，通过阵列创建按键轮廓，最后生成手机面壳如图11所示。
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图11
3．注意事项
1）对于较多圆弧连接的平面图形，在设计时一般使用草图，便
于参数化设计。
2）在利用提取的底面外轮廓线减除实体时，应注意偏置参数的
设定。
练习和提示 1.面罩 1）工作图
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2）步骤提示
A、画左视图中的外轮廓线，拉伸成高度为100的实体。 B、画主视图中R41的圆弧与水平方向成300的直线相切，拉伸成曲面减去原有实体。
C、画主视图中R148和R10的封闭轮廓线，拉伸成高度150的实体，与原有实体合并。
D、画左视图中R50的圆弧，画主视图中长度60、宽度20、R5倒角的封闭曲线，由R50的圆弧沿着封闭曲线生成扫描曲面，修剪原有实体。
E、在实体上做R3和R5的倒角，其中顶面中间接线处做R8至R18的变半径倒角。 F、抽壳，壁厚2
G、在表面做长度15、宽度3的槽，完成后阵列。
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专题二 曲面建模
知识点：
✓ 图层的应用 ✓ 坐标系的建立 ✓ 曲线的绘制、编辑 ✓ 实体的构建 ✓ 曲面的构建 ✓ 实例一 羊角铁锤设计
锤体 直柄 羊角缺口 锤腰 锤头 把手 1．产品分析及思路
分解为锤头、锤腰、锤体、羊角缺口、圆柱直柄和扁形把手六个实体部分，其中羊角缺口是个被去除的实体。
在“先主后次”的总体设计顺序基础上，采用较为灵活的建模方法，首先将整体分解为可以造型设计的组成部分，针
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对各自的型面特点，采用相应的造型设计方法。详细尺寸见图纸。 图层分配及其说明
操作顺序 1 2 3 4 5 6 7 2．建模提示 2.1 锤体部分设计 ➢ 草图绘制截面线 ➢ 拉伸成实体（厚度22）
操作内容 锤体 锤头 锤腰 羊角缺口 圆柱直柄 扁形把手 铁锤整体 所在 有 关 说 明 图层 10 完成实体造型后，将其草绘主截面消隐 20 完成实体造型后，将其圆曲线消隐 30 完成实体造型后，将辅助曲线全部消隐 40 完成实体造型后，将其空间封闭曲线消隐 50 60 1 完成实体造型后，将四个椭圆曲线消隐 将10-60层全部作为可选层
2.2 锤头部分设计
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➢ 曲线功能绘制截面线
构建点（-25，-50，0）为新原点并旋转，绘制曲线圆（直径25）。
➢ 拉伸成实体（高度15）
2.3 锤腰部分设计 抽取曲线
设置坐标系，输入zc=25；抽取曲线。
➢ 绘制八边形，内接半径10，方位角0。
➢ “通过曲线组”构造曲面
将曲线圆分割成8份，绘制样条曲线，“通过曲线组”构建曲
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面。
2.4 羊角缺口部分设计 ➢ 构建羊角缺口截面线
调整坐标系如图所示，分别绘制以下直线段，（0，0，3），（0，0，-3）；（-20，0，2），（-20，0，-2）和（-40，0，1），（-40，0，-1）；向轮廓面投影，绘制空间样条线，“桥接曲线”。
➢ 拉伸布尔差运算 2.5 把手造型 ➢ 直柄造型
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➢ 构建截面线
调整坐标系如图所示，绘制曲线1、2、3、4，说明如下。 曲线名称 曲线类型 基本尺寸 在ZC方向的尺寸 0 曲线1 椭圆 长轴半径10、短轴半径8 曲线2 椭圆 长轴半径12、短轴半径11 曲线3 椭圆 长轴半径11、短轴半径8 曲线4 椭圆 长轴半径14、短轴半径9 20 65 120
➢ “通过曲线组”构建曲面实体
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2.6 圆角、倒角、渲染处理
实例二 真实鼠标的造型设计
5 6 7 1 2 3 4
1-左按键；2-下壳；3-后上盖；4-下盖；5-滚轮部件及其支架；6-右按键；7-镶嵌条 1．产品分析及思路
从顶部往底部分析，可以认为是由以下实体部分组成：滚轮
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部件及其支架5、镶嵌条7、左按键1、右按键6、后上盖3、下盖4和下壳2。
理清鼠标的组成部分及其相互关系之后，首先解决鼠标外形轮廓的造型，按照“主体先行”的总体设计思路，在绘制鼠标主体截面的基础上，构建出鼠标主体的模型；再构建合理的各个分型面，用它们将模型主体分割成相应的各个实体部分；分别通过抽壳，将各个实体部分变为薄壁件；最后进行其他次要和细节部分的设计。 2 建模提示
表1 思路及关键步骤
序号 1 构建鼠标主截面，拉伸为绘制曲线、拉实体 伸 2 构建顶面轮廓形状的曲曲线网格构面 面 3 创建鼠标主体部分 修剪体 操作内容 主要操作命令 构建模型示意图 【最新整理，下载后即可编辑】
4 构建分割鼠标主体的2绘制曲线、拉个曲面 伸 图示如下 5 1） 分割成上盖、下盖分割体 和下壳三个实体部分 抽壳 2）再分别抽壳 6 中间镶嵌条的设计 绘制曲线、拉伸、布尔求交 7 将上盖分割成左按键、右分割体 按键 和后上盖 表2 图层分配及其说明 所在图层 存放图素内容 有关说明 图示如下 【最新整理，下载后即可编辑】
1 2 10 11 99 100 110 120 130 140 150 160 200 鼠标主体的主截面 拉伸实体需要的曲线和曲线形成鼠标外形曲面所组 用的曲线 切割面和鼠标主体 通过曲线网格构面所需的曲线串 形成鼠标外形的曲面 拉伸操作得到的曲面 鼠标上盖 鼠标下盖 鼠标下壳 鼠标左按键 鼠标右按键 鼠标镶嵌条 鼠标滚轮部件 鼠标滚轮支架 真实鼠标三维模型 通过曲线网格构建的曲面 由鼠标外形实体分割后形成 由鼠标外形实体分割后形成 鼠标主体被分割为上壳和下壳 抽取上盖后进行分割 抽取上盖后进行分割 抽取上盖和镶嵌拉伸实体进行布尔求交 包含滚轮和两侧的支撑轴 和下壳内部底面连接成一体 通过抽取各个组成部分、集中在一个图层 2.1 鼠标主体造型 ➢ 绘制鼠标轮廓截面（层1） 尺寸如右图：
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创建主体，高度50mm，圆角R5mm（层100） 2.2 鼠标外形轮廓设计（层2）
➢ 在前视面绘制圆弧，通过点（0，8，0）、（40，30，0）和圆弧四分点
➢ 绘制直线到（0，5，0）
➢ 绘制曲线
➢ “组合投影”生成空间曲线，构建U方向的三条曲线
➢ 构建曲线截面点，V方向形状的曲线（“剖切曲线”功能）
➢ 绘制样条曲线（通过点）
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2.3 鼠标轮廓曲面构建（层11） ➢ 构建网格曲面
➢ 修剪体
2.4 鼠标上壳的设计
包括上盖和下盖，其中上盖是由前上盖和后上盖组成，前上盖是由左按键和右按键组成。
此部分的重点是创建合理的曲面，将前面创建鼠标的整个实心实体进行分割，来构建上壳、下壳和上盖、下盖的各个实体部分。 ➢ 构建分割面
构建曲线1，曲线坐标分别为（0，18，0），平行于X轴，并修剪。
向Y轴，平移2mm；
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构建曲线2，曲线坐标分别为（0，6，0），平行于X轴，并修剪、倒R6圆角。
➢ 拉伸50mm
2.5 分割上盖和下盖 ➢ 创建下盖薄壁件
“抽取体”到99层和110层，分割体及抽壳。
➢ 创建上盖薄壁件
2.6 创建后上盖
将上盖分割为后上盖和前上盖，其中前上盖是为了后面创建左、右按键实体做准备，和前面创建上壳、下壳和上盖、下盖
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实体的思路一致，首先构建合理的分割曲线。 ➢ 创建分割曲线
旋转坐标系，绘制圆弧，通过点（45，30，0）、（45，-30，0）和（40，0，0）；绘制直线段，通过点（0，1.5，0）、（15，1.5，0）、（15，4.5，0）、（32，4.5，0）、（32，1.5，0）、（52，1.5，0）
➢ 创建分割实体
2.7 鼠标下壳设计 分割体及抽壳操作。
2.8 鼠标按键设计
此部分的设计类似2.6，这里就不再阐述。
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2.9 鼠标镶嵌条的设计 ➢ 绘制矩形
通过点（17，2.5，0）和（29，-2.5，0），圆角R1，拉伸后与上盖实体求交。
2.10 鼠标滚轮及其支架设计
构建圆柱（直径12，高4）并倒圆R2，创建孔（直径1.5）和支撑轴（直径1.5，高25）。
支架截面形状尺寸如下图。
2.11 最终造型
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实例三 波浪形棘轮的设计
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波浪形齿形 花键孔 下套筒 1 产品分析及思路
上套筒
该零件的型面可以分解为两个圆柱套筒形状的实体，其中上套筒顶面是由规则的波浪形齿形（20个）形成；下套筒的内孔是带有8个均布键槽的内花键孔。
总体设计思路：根据由线构面的操作顺序，首先构建波浪形曲线和相关控制线，构建好波浪形曲面后再去构建套筒实体，并且把内花键孔下套筒的操作放到最后。
曲线构建思路：描述波浪形曲线的数学方程表达式，通过转化，将它表达为被UG NX建模所能接受的参数化方程式，利用表达式功能来完成方程式的输入和编辑，再利用规律曲线的功能来构建相应的波浪形曲线。
曲面构建思路：通过曲线网格构面手段来构建满足功能要求的型面。
图层管理：所有实体模型放置在第1层；上套筒草绘截面放置在第10层；规律曲线放置在第20层；波浪形曲面的创建放置在第30层；下套筒草绘截面放置在第40层。
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2 建模提示
2.1 表达式曲线的绘制
➢ 设置图层10为工作层，草绘以下图形；将工作层设置为图层1，拉伸草图，起始为0，终止为120。
➢ 绘制规律曲线
设置图层20为工作图层，输入“表达式”（如下表），生成规律曲线。
表达式及其含释
序号 1 2 3 4 表 达 式 a=50 t=1 有关变量、常量的含义 a为波浪形曲线的最大半径 t为UG NX系统的参变量，范围为0-1 Xt=a*sin（360*t） Xt为X轴方向曲线的长度变量 Yt=a*cos（360*t） Yt为Y轴方向曲线的长度变量 Zt为Z轴方向曲线的长度变量；5为波5 Zt=5*sin浪形波峰 （20*360*t）+100 和波谷之间的距离，即为波浪线的振幅；20为波浪 【最新整理，下载后即可编辑】
形齿的齿数；100为曲线起始点在Z轴方向距离原点的高度
➢ 投影规律曲线
将规律曲线投影至圆柱的内表面。
2.2 波浪形曲面的构建
➢ 曲面的构建
设置工作图层为30，构建5条控制线；通过曲线网格构面。
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➢ 棘轮其他部分的构建
设置工作图层为1，使用“补片体”功能成形棘轮；构建花键槽。
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