毕业论文基于UGnx6.0软件环境下战斗机模型的三维建模30689.doc
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1、毕 业 设 计论文名称: 基于UGNX6.0软件环境下战斗机模型的三维建模姓 名 马灿浩 学 号 0901140212所在系 机电工程学院 专业年级P09数控二班指导教师 王海勇 职 称 高级工程师 2012 年 5 月 26 日目 录摘要4第一章 绪论51.1实体建模综述51.1.1 实体建模的优点51.1.2 术语51.1.3 工具栏61.1.4 布尔运算61.2 创建基准特征61.2.1 创建基准平面61.2.2 创建基准轴61.3 体素特征6第二章 UG NX6.0操作基础72.1 功能介绍72.1.1 Gateway模块72.1.2 CAD模块72.1.3 CAM模块72.1.4 钣
2、金模块72.1.5 运动仿真模块72.1.6 其他模块72.2 软件特点72.3 用户界面82.3.1 软件启动82.3.2 用户界面92.3.3 文件操作10第三章 基于UG NX6.0软件环境下战斗机模型的三维建模123.1 战斗机起落架门的设计建模123.1.1 战斗机起落架门设计123.1.2 战斗机起落架门的设计过程143.2 战斗机起落架的设计153.2.1 圆柱体的创建163.2.2 轮胎的创建183.3 飞机驾驶舱盖的设计213.3.1 驾驶舱绘制方法213.3.2 驾驶舱的绘制213.4 尾翼的创建243.4.1 战斗机尾翼243.4.2 尾翼拉伸253.5 机身的创建273
3、.5.1 机身草图的创建273.5.2 机身的前端283.5.3 机身尾部283.5.4 机翼部分293.5.5 机身下部303.6 导弹的绘制30结语34致谢34参考文献34摘要装配就是将多个零件按照实际生成流程组装成一个部件和完整产品的过程。UGNX的装配方法包括从底向上的装配、自顶向下的装配和混合装配。从底向上的装配,是先创建每个零件,在组合成子装配,最后生成总装配部件的装配方法。自顶向下的装配,是在装配的顶级向下产生子装配和部件装配方法。在混合装配中是将自顶向下的装配和自底向上的装配结合在一起的装配方法。现在我来用UG实体建模的方法来创建战斗机模型。关键词战斗机 UG介绍 实体建模 三
4、维建模 装配 第一章 绪论实体建模是基于特征的参数化系统,具有交互创建和编辑复杂实体模型的能力,能够帮助用户快速进行概念设计和细节结构的设计。另外系统还将保留每步的设计信息,与传统基于线框和实体的CAD系统相比,具有特征识别的编辑功能。1.1实体建模综述UG NX6提供了特征建模模块、特征操作模块和特征编辑模块,具有强大的实体建模功能,并且在原有版本基础上进行了一定的改进,提高了用户设计意图表达的能力。是造型操作更简便、更直观、更实用。在建模和编辑的过程中能够获得更大的、更自由的创作空间,而且花费的精力和时间相比之下更少了。1.1.1 实体建模的优点UG实体建模,通过拉伸、旋转、扫描等建模方法
5、,并铺之以布尔运算,使用户即可以进行参数化建模,又可以方便地使用非参数方法生成三维模型。另外还可以对部分参数化或非参数化模型在进行二次编辑,以方便生成复杂机械零件的实体模型,具体有一下优点。UG实体建模充分继承了传统意义上的线、面、体造型特点及长处。能够方便迅速地创建二维和三维线实体模型。而且还可以通过其它特征操作和特征编辑模块对实体进行各种操作和编辑。将复杂的实体造型大大简化。UG实体建模能够保持原有的关联性,可以引用到二维工程图、装配、加工、机构分析和有限元分析中。UG实体建模提供了概念设计和细节设计,提高创新设计能力。UG实体建模具备对象显示和面向对象交互技术,不仅显示效果明晰而且驱动后
6、续应用,还可以改进设计进度。UG实体建模采用主模型设计方法,如工程制图、加工等,实现并行工程。主模型修改后,其它应用自动更新,避免重复。UG实体建模可以进行测量和简单物理特征分析。1.1.2 术语UG NX6.0实体建模中,通常会使用一些专业的术语,了解和掌握这些术语是用户实体建模的基本需要,这些对象,术语通常用来简化表述,另外便于与相似的概念相区别。UG实体建模中主要涉及到以下几个常用的术语。几何物体、对象:UG环境下所有的几何体均为几何物体,包括点、线、面和三维图形。特征:指所有构成实体、片体的参数化原素。包括体素特征、描述特征、设计特征。实体:是封闭的边和面的集合。片体:一般是指一个或多
7、个不封闭的表面。体:实体和片体总称,一般是指创建的三维模型。面:边围成的区域。引导线:用来定义扫描路径的曲线。目标体:是指需要与其它实体运算的实体。共具体:是指用来修改目标体的实体。1.1.3 工具栏UGNX6.0在操作界面上有很大的改进,各实体建模功能除了通过菜单条来实现外,还可以通过工具栏上的图标来实现。1.1.4 布尔运算布尔运算是在实体建模中应用最多,用于实体建模中的各个实体之间的求和、求差和求交操作。布尔运算中的实体称为共具体和目标体,只有实体对象才可以运行布尔运算,曲线和曲面等无法进行布尔运算。完成布尔运算后,共具体成为目标体的一部分。1.2 创建基准特征UG NX6.0实体建模过
8、程中,经常需要建立基准特征,其在产品设计过程中起辅助设计作用。特别是在圆柱,圆锥、球和回转体的回转面上创建特征时,没有基准几乎无法操作。再者在目标体实体表面的非法线角度上创建特征时,通常需要基准特征。另外在产品装配过程中,经常需要使用两个基准平面进行定位。基准特征包括基准平面、基准轴和基准CSYS等,下面分别介绍其创建和编辑过程。1.2.1 创建基准平面基准平面是实体建模中经常使用的辅助平面,通过使用基准平面可以在非平面上方便的创建特征,或为草图提供草图工作平面位置。如:借助基准平面,可在圆柱面、圆锥面、球面等不易创建特征面的表面上,方便地创建孔、键槽等复杂的形状的特征。基准平面分为相对基准平
9、面和固定基准平面两种。相对基准平面:根据模型中的其他对象而创建,可使用曲线、面、边缘、点及其他基准作为基准平面的参考对象。与模型中其他对象(如曲线、面或其他平面)关联,并受其关联对象的约束。固定基准平面:没有关联对象,即以坐标(WCS)产生,不受其他对象的约束。可使用任意相对基准平面,取消选择基准平面对话框中的“关联”选项方法创建固定基准平面。用户还可根据wcs和绝对坐标系通过使用方程中的系数,使用一些特殊的方法创建固定基准平面。1.2.2 创建基准轴基准轴是一条用作其他特征参考的中心线,分为相对基准轴和固定基准轴。固定基准轴没有任何参考,是绝对的,不受任何对象的约束;相对基准轴与模型中的其他
10、对象关联,并受其他关联对象的约束,是相对的。1.3 体素特征UG NX6.0实体建模中的体术特征主要包括块体、圆柱体、圆锥体和球体等。这些特征都是具有比较简单的特征形状,通常利用几个简单的参数创建。第二章 UGNX6.0操作基础2.1 功能介绍UG NX6.0是一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程(CAD/CAM/CAE)软件系统,它包括Gateway、建模、工程图、装配、钣金件、加工等功能模块。2.1.1 Gateway模块UG/Gateway是用户打开NX时进入的第一个应用模块,是执行其他交互应用模块的先决条件,为其他模块运行提供了底层统一的数据库支持和图形交互环境。U
11、G/Gateway模块功能包括文件操作、试图操作、图层管理、坐标操作和信息查询等。2.1.2 CAD模块(1)实体建模 实体建模提供了草图设计、各种曲线生成和编辑、尺寸驱动、布尔运算、试图扫描等功能,是“特征建模”和自由形状建模的基础。(2)特征建模 特征建模提供了各种标准设计特征的生成和编辑,如孔、腔体、圆台、键槽、倒圆、倒角、抽壳、螺纹、拔模和实力特征等工具。(3)自由形状建模 自由形状建模用于设计高级的自由形状外形,支持复杂曲面和实体建模的创建。(4)同步建模 同步建模是一个新的设计方法,它结合了特征驱动建模和独立于历史建模方法的速度和灵活性。(5)装配建模 装配建模支持“自顶向下”和“
12、从底向上”的设计方法,而且装配模型和零件设计完全双向相关。(6)工程图 工程图模块可有三位实体模型生成完全相同的二维工程图,实现各种试图的创建,尺寸、形位公差、粗糙度符号和文字等的标注。2.1.3 CAM模块CAM模块是UG NX的计算机辅助制造模块,可为数控铣、数控车、数控电火花切割编程,包括刀轨生成、加工仿真、加工验证和后处理。2.1.4 钣金模块钣金模块提供了创建钣金的方法,包括钣金件的生成、折叠和展开等功能。2.1.5 运动仿真模块运动仿真模块提供了机构设计、分析、仿真和文档生成等功能。2.1.6 其他模块UG NX 软件还提供了有限元的分析、注塑模设计、级进模设计等模块。2.2 软件
13、特点Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中,用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关,从而有效地实现了并行工程。 该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能;而且,在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性;同时,可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。另
14、外它所提供的二次开发语言UG/OPen GRIP,UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。具体来说,该软件具有以下特点: l)具有统一的数据库,真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换,可实施并行工程。 2)采用复合建模技术,可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。 3)用基于特征(如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型基础,形象直观,类似于工程师传统的设计办法,并能用参数驱动。 4)曲面设计采用非均匀有理B样条作基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等
15、复杂曲面造型。 5)出图功能强,可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。 6)以Parasolid为实体建模核心,实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。 7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和UFUNC(USER FUNCTION),并能通过高级语言接口,使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。 8)具有良好的用户介面,绝大多数
16、功能都可通过图标实现;进行对象操作时,具有自动推理功能;同时,在每个操作步骤中,都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择。2.3 用户界面2.3.1 软件启动图2-1 NX6.0初始界面启动UG NX6.0后,系统将弹出NX6.0欢迎界面,接着打开如图2-1所示的初始界面。2.3.2 用户界面在初始界面中,可以单击【新建】按钮,新建一个模型文件,或者单击【打开】按钮打开一个已有的模型文件,将进入NX6.0用户界面,如图2-2所示。图2-2 NX6.0用户界面单击绘图区右上角【全屏显示】按钮,将切换到全屏显示模式,如图2-3所示。图2-3 NX6.0全屏显示模式2.3.3 文件操作文件操作包括
17、新建文件、打开文件、保存文件、关闭文件等。(1)新建文件 在菜单栏中依次选择“文件”-“新建”,或者在“标准”工具栏单击【新建】按钮,弹出“新建”对话框,按图2-4所示的步骤操作将新建一个模型文件。图2-4 “新建”对话框(2)打开文件 在菜单栏中依次选择“文件”-“打开”,或在“标准”工具栏单击【打开】按钮,弹出“打开”对话框,选择需要打开的文件,单击【确定】按钮即可。(3)保存文件 常用的保存类型有保存、另存为和全部保存。菜单栏中依次选择“文件”-“保存”,或在“标准”工具栏单机【保存】按钮,即完成对文件的保存。图3-1 战斗机三维模型第三章 基于UG NX6.0软件环境下战斗机模型的三维
18、建模3.1 战斗机起落架门的设计建模3.1.1 战斗机起落架门设计图3-2 战斗机起落架门战斗机起落架门的设计主要用到的书UG实体建模特征里面的扫描特征,扫描特征是指将截面线沿引导线或一定的方向扫描建立特征的方法,是利用二维轮廓创建三维实体的最有效的方法,包括拉伸、回转、和沿引导线扫掠等。拉伸是设计制造起落架门的主要工具,它是将界面曲线沿指定的方向拉伸指定的距离已建立片体或实体特征。主要用于创建截面形状不规则、在拉伸方向上各截面形状保持一致的的实体特征。在“特征”工具栏中选择,单击【拉伸】按钮,弹出“拉伸”对话框,“拉伸对话框如图3-3所示。”3-3 拉伸对话框【拉伸】命令参数选取命令1、截面
19、。用于选择拉伸的界面对象,有两种方式选择和创建拉伸截面:【草图】进入草图模块绘制拉伸草图;【曲线】选择截面曲线,可以是草图、曲线、实体或片体的棱边等。选择曲线时,可以利用“选择意图”下拉菜单设置选择曲线的方式。2,方向。用于选择拉伸的方向,默认方向为选定截面的法向。3、限制。用于选择拉伸的方式和距离,包括值、对称值、直至下一个、直至选定对象、直至被延伸和贯通6种。4、布尔。用于选择要在创建拉伸特征时使用的布尔运算,包括无、求和、求差、求交。5、拔模,用于选择是否要拔模,可以设置拔模的位置和角度。6、偏置,用于创建等厚度的空心实体,偏置的方向可以是向外、向内和对称。7、设置,用于设置创建拉伸特征
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