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摘要：文章根據(jù)復(fù)雜凹模型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了凹模型腔的建模思路，并用可樂(lè)瓶凹模型腔的建模過(guò)程進(jìn)行了驗(yàn)證。為凹模型腔的造型提供了一種切實(shí)可行的建模思路。

關(guān)鍵詞：凹模型腔；造型；建模思路

1造型方法分析

凹模型腔的表面主要由曲面構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造型比較困難。由于直接用實(shí)體造型根本不能完成，所以先利用ug的曲面造型功能做出曲面，再利用UG的曲面縫合功能生成由曲面組成的實(shí)體，利用該實(shí)體與實(shí)心立方體進(jìn)行布爾運(yùn)算，做差生成凹模型腔。以常見(jiàn)的可樂(lè)瓶底凹模型腔為例，來(lái)分析它的造型方法?？蓸?lè)瓶的側(cè)表面可以用UG的網(wǎng)格面來(lái)生成，因?yàn)槭怯晌鍌€(gè)完全相同的部分組成的，我們只要作出一個(gè)部分的截面線(xiàn)，然后利用UG的移動(dòng)對(duì)象命令就可以得到其他4部分的截面線(xiàn)，最后使用網(wǎng)格面功能生成曲面?？蓸?lè)瓶底的最下面的平面我們使用UG的直紋面命令中的“點(diǎn)＋曲線(xiàn)”方式來(lái)做，最后以瓶底的上表面為基準(zhǔn)平面，繪制一個(gè)120×120的正方形，反向拉伸出一個(gè)高60的立方體，然后利用布爾運(yùn)算，做差得到我們要求的凹模型腔，如圖1。

2截面線(xiàn)生成

根據(jù)可樂(lè)瓶曲面造型的二維圖，可樂(lè)瓶曲面由五個(gè)相同的部分組成，我們只需繪制出一部分，剩下的利用移動(dòng)對(duì)象命令完成即可。

2.1U向的第一條截面線(xiàn)生成。（1）做矩形并修剪在XOZ平面利用空間直線(xiàn)繪制矩形，矩形中心坐標(biāo)為（21.25-10.5），長(zhǎng)42.5，寬為37，然后偏置四條邊如圖2所示。（2）圓弧C4生成選擇圓弧按鈕，選擇“三點(diǎn)”方式，起點(diǎn)拾取P1點(diǎn)和終點(diǎn)P2點(diǎn)，中點(diǎn)選項(xiàng)選擇“切點(diǎn)”命令，拾取直線(xiàn)L1，生成C4圓弧，如圖3所示。（3）做輔助圓弧作直線(xiàn)L2相切且過(guò)P4點(diǎn)，半徑為R6的圓。選擇圓弧按鈕，選擇“三點(diǎn)”方式，設(shè)置起點(diǎn)、終點(diǎn)及中點(diǎn)選項(xiàng)設(shè)置圓弧為整圓，做出圓弧C1、C2、如圖3所示。（4）作與圓C1和C2相切，半徑為50的圓弧C3選擇圓弧按鈕，選擇“三點(diǎn)”方式，起點(diǎn)選項(xiàng)為“切點(diǎn)”方式，拾取C1點(diǎn)和終點(diǎn)選項(xiàng)為“切點(diǎn)”方式，拾取圓弧C2圓弧，中點(diǎn)選項(xiàng)為半徑方式，半徑輸入50，如圖3所示。（5）修剪并組合第一條截面線(xiàn)單擊基本曲線(xiàn)“裁剪”按鈕，選擇要修剪的線(xiàn)段和修剪邊界，然后單擊確定即可。在編輯菜單中，選擇移動(dòng)對(duì)象命令，移動(dòng)對(duì)象為所有線(xiàn)段，移動(dòng)方式為角度，角度設(shè)為41.10°，確認(rèn)。選擇派生曲線(xiàn)，點(diǎn)擊“連接”按鈕，拾取截面線(xiàn)，選擇方向，將其組合為一條樣條曲線(xiàn)。結(jié)果如圖4所示。

2.2U向的第二條截面線(xiàn)生成。（1）在編輯菜單里，選擇顯示與隱藏按鈕，顯示前面隱藏掉的圓弧C4，并拾取確認(rèn)。（2）單擊“曲線(xiàn)過(guò)渡”按鈕，選擇“圓弧過(guò)渡”方式，半徑為10，對(duì)P2、P3兩處進(jìn)行過(guò)渡。（3）單擊插入，選擇派生曲線(xiàn)，點(diǎn)擊“連接”按鈕，拾取第二條截面線(xiàn)，選擇方向，將其組合為一樣條曲線(xiàn)。結(jié)果如圖5所示。

2.3繪制V向截面線(xiàn)。單擊插入，選擇三點(diǎn)圓弧按鈕，選擇“從中心開(kāi)始畫(huà)圓弧”方式，中點(diǎn)選項(xiàng)為“自動(dòng)判斷”，圓心為Z軸方向的直線(xiàn)兩端點(diǎn)，拾取截面線(xiàn)的兩端點(diǎn)為半徑，繪制如圖6所示的兩個(gè)圓。

2.4復(fù)制第二條截面線(xiàn)。在編輯菜單中，選擇移動(dòng)對(duì)象命令，移動(dòng)對(duì)象為第二條截面線(xiàn)，移動(dòng)方式為角度，角度設(shè)為11.2°，指定矢量為Z軸，拾取坐標(biāo)原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，非關(guān)聯(lián)副本數(shù)1個(gè)，單擊右鍵，拾取第二條截面線(xiàn)，單擊右鍵確認(rèn)。結(jié)果如圖6。2.5U向的15條截面線(xiàn)的生成在編輯菜單中，選擇移動(dòng)對(duì)象按鈕，移動(dòng)對(duì)象為生成的三條截面線(xiàn)，移動(dòng)方式為角度，角度設(shè)為72°，指定矢量為Z軸，非關(guān)聯(lián)副本數(shù)5個(gè)，單擊右鍵確認(rèn)，如圖7結(jié)果。

3曲面生成

3.1網(wǎng)格面生成。點(diǎn)擊“插入”，選擇“網(wǎng)格曲面”，選擇子命令“通過(guò)曲線(xiàn)網(wǎng)格”，主曲線(xiàn)依次拾取兩個(gè)圓，按鼠標(biāo)右鍵確認(rèn)；再依次拾取交叉曲線(xiàn)共15條。按右鍵確認(rèn)，稍等片刻曲面生成。結(jié)果如圖8所示。

3.2直紋面生成。底部中心部分曲面用直紋面“點(diǎn)+曲線(xiàn)”方式來(lái)做，單擊“插入”，選擇“網(wǎng)格曲面”，選擇子命令“直紋面”，選擇“點(diǎn)+曲線(xiàn)”方式。截面線(xiàn)串1選擇圓心，截面線(xiàn)串2選擇圓，直紋面立即生成。

4曲面實(shí)體混合造型

在UG建模軟件中利用“縫合”是使實(shí)體獲得曲面表面的重要方法。先利用“縫合”命令，生成以曲面為表面的實(shí)體1，再以瓶底的上表面為基準(zhǔn)面，構(gòu)造一個(gè)立方體實(shí)體2，然后用兩個(gè)實(shí)體通過(guò)布爾運(yùn)算，做差，得到我們要求的凹模型腔。（1）“插入”，選擇“組合”，選擇子命令“縫合”，類(lèi)型設(shè)置為片體，目標(biāo)設(shè)為網(wǎng)格曲面，工具設(shè)為生成的直紋面，確認(rèn)生成，如圖9。（2）在選定的基準(zhǔn)面XOY面上繪制草圖。單擊曲線(xiàn)工具欄中的“矩形”按鈕，選擇“中心_長(zhǎng)_寬”方式，輸入長(zhǎng)度120，寬度120，拾取坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0，0）為中心，得到一個(gè)120×120的正方形，如圖10所示。（3）單擊特征生成工具欄中的“拉伸”按鈕，在彈出的“拉伸”對(duì)話(huà)框中，輸入深度為50，選中“反向拉伸”復(fù)選框，單擊“確定”得到立方實(shí)體。（4）單擊特征生成工具欄中的“組合”，選擇做差，目標(biāo)體是立方體2，工具體為通過(guò)縫合生成的曲面體1，確認(rèn)生成凹模型腔，如圖1。5結(jié)束語(yǔ)凹模型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，直接用實(shí)體建?；就瓴怀?，借助于UG的強(qiáng)大的曲面造型功能，完成凹模型腔的曲面造型，通過(guò)縫合功能，曲面實(shí)體化，進(jìn)而可以與立方體或圓柱體進(jìn)行布爾運(yùn)算，得到所需的凹模型腔。

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作者:李倩 單位:河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院