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3.13 基准

3.13.1 基准平面

基准平面也称基准面,是用户在创建特征时的一个参考面,同时也是一个载体。如果在创建一般特征时,模型上没有合适的平面,用户可以创建基准平面作为特征截面的草图平面或参照平面;也可以根据一个基准平面进行标注,此时它就好像是一条边。并且基准平面的大小是可以调整的,以使其看起来更适合零件、特征、曲面、边、轴或半径。 UG NX 12.0 中有两种类型的基准平面:相对的和固定的。

相对基准平面:相对基准平面是根据模型中的其他对象创建的。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,可创建跨过多个体的相对基准平面。

固定基准平面:固定基准平面不参考,也不受其他几何对象的约束,在用户定义特征中使用除外。可使用任意相对基准平面方法创建固定基准平面,方法是取消选择“基准平面”对话框中的 复选框,还可根据 WCS 和绝对坐标系并通过改变方程式中的系数,使用一些特殊方法创建固定基准平面。

要选择一个基准平面,可以在模型树中单击其名称,也可在图形区中选择它的一条边界。

1.使用“按某一距离”方法创建基准平面

用“按某一距离”创建基准平面是指创建一个与指定平面平行且相距一定距离的基准平面。下面以图 3.13.1 所示的实例来说明用“按某一距离”创建基准平面的一般过程。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.01\datum-plane-01.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出图 3.13.2 所示的“基准平面”对话框。

图3.13.1利用“按某一距离”创建基准平面

图3.13.2“基准平面”对话框

定义创建方式。在 区域的下拉列表中选择 选项,选取图 3.13.1a 所示的基准平面为参照。

在弹出的 动态输入框内输入数值 21 ,然后单击“基准平面”对话框的 按钮,完成基准平面的创建,如图 3.13.1b 所示。

对图 3.13.2 所示的“基准平面”对话框中部分选项及按钮的功能说明如下。

◆ :通过选择的对象自动判断约束条件。例如,选取一个表面或基准平面时,系统自动生成一个预览基准平面,可以输入偏置值和数量来创建基准平面。

◆ :通过输入偏置值创建与已知平面(基准平面或零件表面)平行的基准平面。

◆ :通过输入角度值创建与已知平面成一角度的基准平面。先选择一个平面或基准平面,然后选择一个与所选面平行的线性曲线或基准轴,以定义旋转轴。

◆ :用此方法创建基准平面的步骤为先指定一个点,然后指定第二个点或者一条直线、线性边、基准轴、面等。如果选择直线、基准轴、线性曲线或特征的边缘作为第二个对象,则基准平面同时通过这两个对象;如果选择一般平面或基准平面作为第二个对象,则基准平面通过第一个点,但与第二个对象平行;如果选择两个点,则基准平面通过第一个点并垂直于这两个点所定义的方向;如果选择三个点,则基准平面通过这三个点。

◆ :通过选择两条现有直线,或直线与线性边、面的法向矢量或基准轴的组合,创建的基准平面包含第一条直线且平行于第二条直线。如果两条直线共面,则创建的基准平面将同时包含这两条直线。否则,还会有下面两种可能的情况。

● 这两条线不垂直。创建的基准平面包含第二条直线且平行于第一条直线。

● 这两条线垂直。创建的基准平面包含第一条直线且垂直于第二条直线,或是包含第二条直线且垂直于第一条直线(可以使用循环解实现)。

◆ :根据选定的对象平面创建基准平面,对象包括曲线、边缘、面、基准、平面、圆柱、圆锥或旋转面的轴、基准坐标系、坐标系以及球面和旋转曲面。如果选择圆锥面或圆柱面,则在该面的轴线上创建基准平面。

◆ :通过定义一个点和一个方向来创建基准平面。定义的点可以是使用点构造器创建的点,也可以是曲线或曲面上的点;定义的方向可以通过选取的对象自动判断,也可以使用矢量构造器来构建。

◆ :创建一个过曲线上的点并在此点与曲线法向方向垂直或相切的基准平面。

◆ :沿工作坐标系(WCS)或绝对坐标系(ABS)的XC-YC轴创建一个固定的基准平面。

◆ :沿工作坐标系(WCS)或绝对坐标系(ABS)的XC-ZC轴创建一个固定的基准平面。

◆ :沿工作坐标系(WCS)或绝对坐标系(ABS)的YC-ZC轴创建一个固定的基准平面。

◆ :创建平行于视图平面并穿过绝对坐标系(ACS)原点的固定基准平面。

◆ :通过使用系数A、B、C和D指定一个方程的方式,创建固定基准平面,该基准平面由方程Ax+By+Cz=D确定。

2.使用“成一角度”创建基准平面

用“成一角度”创建基准平面方法是指选择一指定平面绕一轴旋转一定角度来创建基准平面。下面以图 3.13.3 所示的实例来说明用“成一角度”创建基准平面的一般过程。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.01\datum-plane-02.prt

选择下拉菜单 命令,系统弹出“基准平面”对话框。

图3.13.3“成一角度”创建基准平面

定义创建方式。在“基准平面”对话框的 下拉列表中选择 选项。

定义参考对象。分别选取图 3.13.3a 所示的平面和边线为基准平面的参考平面和参考轴。

定义参数。在弹出的 动态输入框中输入数值 30 ,单击“基准平面”对话框中的 按钮,完成基准平面的创建。

3.使用“二等分”创建基准平面

用“二等分”创建基准平面是指创建一个与指定两平面相距相等距离的基准平面。下面以图 3.13.4 所示的实例来说明用“二等分”创建基准平面的一般过程。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.01\datum-plane-03.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出“基准平面”对话框。

定义创建方式。在 下拉列表中选择 选项,选取图 3.13.4a 所示的平面为参照面。

单击 按钮,完成基准平面的创建,如图 3.13.4b 所示。

图3.13.4利用“二等分”创建基准平面

4.控制基准平面的显示大小

尽管基准平面实际上是一个无穷大的平面,但在默认情况下,系统根据模型大小对其进行缩放显示。显示的基准平面的大小随零件尺寸而改变。除了那些即时生成的平面以外,其他所有基准平面的大小都可以调整,以适应零件、特征、曲面、边、轴或半径。改变基准平面大小的方法是:双击基准平面,用鼠标拖动基准平面的控制点即可改变其大小(图 3.13.5 )。

图3.13.5控制基准平面的大小

3.13.2 基准轴

基准轴既可以是相对的,也可以是固定的。以创建的基准轴为参考对象,可以创建其他对象,如基准平面、旋转体或拉伸特征等。

下面通过图 3.13.6 所示的实例来说明使用“两点”创建基准轴一般操作步骤。

图3.13.6使用“两点”创建基准轴

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.02\define axis.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出图 3.13.6 所示的“基准轴”对话框。

选择“两点”方式来创建基准轴。在“基准轴”对话框的 下拉列表中,选择 选项(图 3.13.7 )。

定义参考点。选取长方体两个顶点为参考点,如图 3.13.6a 所示(创建的基准轴与选择点的先后顺序有关,可以通过单击“基准轴”对话框中的“反向”按钮 调整)。

单击 按钮,完成基准轴的创建。

对图 3.13.7 所示的“基准轴”对话框中各选项的功能说明如下。

● :系统根据选择的对象自动判断约束。

● :通过两个相交平面创建基准轴。

● :创建一个起点在选择曲线上的基准轴。

● :创建与曲线的某点相切、垂直,或者与另一对象垂直或平行的基准轴。

图3.13.7“基准轴”对话框

● :选择该选项,读者可以沿XC方向创建基准轴。

● :选择该选项,读者可以沿YC方向创建基准轴。

● :选择该选项,读者可以沿ZC方向创建基准轴。

● :通过定义一个点和一个矢量方向来创建基准轴。通过曲线、边或曲面上的一点,可以创建一条平行于线性几何体或基准轴、面轴,或垂直于一个曲面的基准轴。

● :通过定义轴上的两点来创建基准轴,第一点为基点,第二点定义了从第一点到第二点的方向。

3.13.3 基准点

基准点用来为网格生成加载点、在绘图中连接基准目标和注释、创建坐标系及管道特征轨迹,也可以在基准点处放置轴、基准平面、孔和轴肩。

在默认情况下, UG NX 12.0 将一个基准点显示为加号“ + ”,其名称显示为 point n ),其中 n 是基准点的编号。要选取一个基准点,可选择基准点自身或其名称。

1.使用坐标值创建基准点

无论用哪种方式创建点,得到的点都有其唯一的坐标值与之相对应,只是不同方式的操作步骤和简便程度不同。在可以通过其他方式方便快捷地创建点时就没有必要再通过给定点的坐标值来创建。仅推荐读者在确定点的坐标值时使用此方式。

本节将创建如下几个点:坐标值分别是 (20.0 10.0 50.0) (100.0 30.0 10.0) (-20.0 10.0 100.0) (60.0 100.0 50.0) ,操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.03\point-01.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出“点”对话框。

在“点”对话框的 文本框中输入相应的坐标值,单击 按钮,完成四个点的创建,结果如图 3.13.8 所示。

图3.13.8利用坐标值创建点

2.在曲线上创建点

用位置的参数值在曲线或边上创建点,该位置参数值确定从一个顶点开始沿曲线的长度。下面通过图 3.13.9 所示的实例来说明用“曲线 / 边上的点”创建点的一般过程。

图3.13.9用“曲线/边上的点”创建点

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.03\point-02.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出“点”对话框。

定义点的类型。在“点”对话框 区域的下拉列表中选择 选项。

定义参考曲线。选取图 3.13.9a 所示的边线为参考曲线。

定义点的位置。在对话框 区域的 中选择 并在 中输入数值 50

单击 按钮,完成点的创建。

说明

“点”对话框区域中的复选框控制所创建的点与所选取的参考曲线是否参数相关联。选中此选项则创建的点与参考直线参数相关,取消此选项的选取则创建的点与参考曲线参数不相关联。以下如不作具体说明,都为接受系统默认,即选中选项。

3.过中心点创建点

过中心点创建点是指在一条弧、一个圆或一个椭圆图元的中心处可以创建点。下面以一个范例来说明过中心点创建点的一般过程,如图 3.13.10b 所示,现需要在模型表面孔的圆心处创建一个点,操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.03\point-03.prt

选择下拉菜单 命令,系统弹出“点”对话框。

在对话框 区域的下拉列表中选择 选项,选取图 3.13.10a 所示的模型边线,单击 按钮,完成点的创建,如图 3.13.10b 所示。

图3.13.10过中心创建点

3.13.4 创建点集

“创建点集”是指在现有的几何体上创建一系列的点,它可以是曲线上的点,也可以是曲面上的点。本小节将介绍一些常用的点集的创建方法。

1.曲线上的点

下面以图 3.13.11 所示的范例来说明创建点集的一般过程,操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.04\point-set-01.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出“点集”对话框。

定义点集的类型。选择“点集”对话框 区域中的 选项,在对话框 下的 的下拉列表中选择 选项。

图3.13.11创建点集

在图形区中选取图 3.13.11a 所示的曲线。

设置参数。在 文本框中输入数值 10 ,其余选项接受系统默认的设置值,单击 按钮,完成点的创建。隐藏源曲线后的结果如图 3.13.11b 所示。

2.面上的点

面上的点是指在现有的面上创建点集。下面以一个范例来说明用“面上的点”创建点集的一般过程,如图 3.13.12 所示,其操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.04\point-set-02.prt

选择下拉菜单 命令,系统弹出“点集”对话框,选择“点集”对话框 区域中的 选项。

选取图 3.13.12a 所示的曲面,在 文本框中输入数值 4.0 ,在 文本框中输入数值 4.0 ,其余选项保持系统默认的设置。

单击 按钮,完成点的创建,如图 3.13.12b 所示。

图3.13.12用“面上的点”创建点集

3.13.5 基准坐标系

坐标系是可以增加到零件和装配件中的参照特征,它有以下用途。

◆ 计算质量属性。

◆ 装配元件。

◆ 为“有限元分析(FEA)”放置约束。

◆ 为刀具轨迹提供制造操作参照。

◆ 用于定位其他特征的参照(坐标系、基准点、平面和轴线、输入的几何等)。

◆ 在UG NX 12.0系统中,可以使用下列三种形式的坐标系。

● 绝对坐标系(ACS)。系统默认的坐标系,其坐标原点不会变化,在新建文件时系统会自动产生绝对坐标系。

● 工作坐标系(WCS)。系统提供给用户的坐标系,用户可根据需要移动它的位置来设置自己的工作坐标系。

● 基准坐标系(CSYS)。该坐标系常用于模具设计和数控加工等操作。

1.使用三个点创建坐标系

根据所选的三个点来定义坐标系, X 轴是从第一点到第二点的矢量, Y 轴是第一点到第三点的矢量,原点是第一点。下面以一个范例来说明用三点创建坐标系的一般过程,其操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.05\csys-create-01.prt

选择命令。选择下拉菜单 命令,系统弹出图 3.13.13 所示的“基准坐标系”对话框。

在“基准坐标系”对话框的 下拉列表中选择 选项,依次选取图 3.13.14a 所示的三点,其中 X 轴是从第一点到第二点的矢量; Y 轴是从第一点到第三点的矢量;原点为第一点。

单击 按钮,完成基准坐标系的创建,如图 3.13.14b 所示。

图3.13.13“基准坐标系”对话框

图3.13.14创建基准坐标系

对图 3.13.13 所示的“基准坐标系”对话框中的部分选项功能说明如下。

◆ :选择该选项,读者可以手动将坐标系移到所需的任何位置和方向。

◆ :创建一个与所选对象相关的坐标系,或通过x、y和z分量的增量来创建坐标系。实际所使用的方法是基于所选择的对象和选项。要选择当前的坐标系,可选择自动判断的方法。

◆ :根据选择的三个点或创建三个点来创建坐标系。要想指定三个点,可以使用点方法选项或使用相同功能的菜单,打开“点构造器”对话框。X轴是从第一点到第二点的矢量;Y轴是从第一点到第三点的矢量;原点是第一点。

◆ :根据所选择的三个平面来创建坐标系。X轴是第一个“基准平面/平的面”的法线;Y轴是第二个“基准平面/平的面”的法线;原点是这三个基准平面/平的面的交点。

◆ :根据所选择或定义的一点和两个矢量来创建坐标系。选择的两个矢量作为坐标系的X轴和Y轴;选择的点作为坐标系的原点。

◆ :根据所选择或定义的一点和两个矢量来创建坐标系。选择的两个矢量作为坐标系的Z轴和X轴;选择的点作为坐标系的原点。

◆ :根据所选择或定义的一点和两个矢量来创建坐标系。选择的两个矢量作为坐标系的Z轴和Y轴;选择的点作为坐标系的原点。

◆ :根据所选择的一个平面、X轴和原点来创建坐标系。其中选择的平面为Z轴平面,选取的X轴方向即为坐标系中X轴方向,选取的原点为坐标系的原点。

◆ :指定模型空间坐标系作为坐标系。X轴和Y轴是“绝对坐标系”的X轴和Y轴,原点为“绝对坐标系”的原点。

◆ :将当前视图的坐标系设置为坐标系。X轴平行于视图底部;Y轴平行于视图的侧面;原点为视图的原点(图形屏幕中间)。如果通过名称来选择,坐标系将不可见或在不可选择的层中。

◆ :根据所选择的现有基准坐标系的x、y和z的增量来创建坐标系。

◆ :使用此选项更改基准坐标系的显示尺寸。每个基准坐标系都可具有不同的显示尺寸。显示大小由比例因子参数控制,1为基本尺寸。如果指定比例因子为0.5,则得到的基准坐标系将是正常大小的一半;如果指定比例因子为2,则得到的基准坐标系将是正常比例大小的两倍。

说明

在建模过程中,经常需要对工作坐标系进行操作,以便于建模。选择下拉菜单命令,系统弹出图3.13.15所示的“坐标系”对话框,对所建的工作坐标系进行操作。该对话框的上部为创建坐标系的各种方式的按钮,其他选项为涉及的参数。其创建的操作步骤和创建基准坐标系一致。

图3.13.15“坐标系”对话框

对图 3.13.15 所示的“坐标系”对话框的 下拉列表中部分选项说明如下。

◆ :通过两个矢量来创建一个坐标系。坐标系的原点为第一矢量与第二矢量的交点,XC-YC平面为第一矢量与第二矢量所确定的平面,X轴正向为第一矢量方向,从第一矢量至第二矢量按右手螺旋法则确定Z轴的正向。

◆ :通过选择或创建一个矢量和一个点来创建一个坐标系。Z轴正向为矢量的方向,X轴正向为沿点和矢量的垂线指向定义点的方向,Y轴正向由从Z轴至X轴按右手螺旋法则确定,原点为三个矢量的交点。

◆ :用选择的平面曲线、平面或工程图来创建坐标系,XC-YC平面为对象所在的平面。

◆ :利用所选曲线的切线和一个点的方法来创建一个坐标系。原点为切点,曲线切线的方向即为Z轴矢量,X轴正向为沿点到切线的垂线指向点的方向,Y轴正向由从Z轴至X轴矢量按右手螺旋法则确定。

◆ :通过选择一个平面、选择或创建一个矢量来创建一个坐标系。X轴正向为面的法线方向,Y轴为矢量在平面上的投影,原点为矢量与平面的交点。

◆ :通过选择的对象或输入坐标分量值来创建一个坐标系。

◆ :通过三个点来创建一个坐标系。这三点依次是原点、X轴方向上的点和Y轴方向上的点。第一点到第二点的矢量方向为X轴正向,Z轴正向由第二点到第三点按右手法则来确定。

◆ :创建一点作为坐标系原点,再选取或创建两个矢量来创建坐标系。X轴正向平行于第一矢量方向,XC-YC平面平行于第一矢量与第二矢量所在平面,Z轴正向由从第一矢量在XC-YC平面上的投影矢量至第二矢量在XC-YC平面上的投影矢量,按右手法则确定。

◆ :通过依次选择三个平面来创建一个坐标系。三个平面的交点为坐标系的原点,第一个平面的法向为X轴,第一个平面与第二个平面的交线为Z轴。

◆ :在绝对坐标系原点(0,0,0)处创建一个坐标系,即与绝对坐标系重合的新坐标系。

◆ :用当前视图来创建一个坐标系。当前视图的平面即为XC-YC平面。

说明

“坐标系”对话框中的一些选项与“基准坐标系”对话框中的相同,此处不再赘述。

2.使用三个平面创建坐标系

用三个平面创建坐标系是指选择三个平面(模型的表平面或基准面),其交点成为坐标原点,选定的第一个平面的法向定义一个轴的方向,第二个平面的法向定义另一轴的大致方向,系统会自动按右手定则确定第三轴。

如图 3.13.16b 所示,现需要在三个垂直平面(平面 1 、平面 2 和平面 3 )的交点上创建一个基准坐标系,操作步骤如下。

打开文件 D:\ugzx12\work\ch03.13.05\csys-create-02.prt

选择下拉菜单 命令,系统弹出“基准坐标系”对话框。

在对话框 区域的下拉列表中选择 选项。依次选取图 3.13.16a 所示的三个平面为基准坐标系的参考平面,其中 X 轴是平面 1 的法向矢量, Y 轴是平面 2 的法向矢量,原点为三个平面的交点。

单击 按钮,完成基准坐标系的创建(图 3.13.16b )。

图3.13.16创建基准坐标系

3.创建绝对坐标系

在绝对坐标系的原点处可以定义一个新的坐标系, X 轴和 Y 轴分别是绝对坐标系的 X 轴和 Y 轴,原点为绝对坐标系的原点。在 UG NX 12.0 中创建绝对坐标系时可以选择下拉菜单 命令,在系统弹出的“基准坐标系”对话框 区域的下拉列表中选择 选项;然后单击 按钮即可。

4.创建当前视图坐标系

在当前视图中可以创建一个新的坐标系, X 轴平行于视图底部; Y 轴平行于视图的侧面;原点为视图的原点,即图形屏幕的中间位置。当前视图的创建方法也是选择下拉菜单 命令,在系统弹出的“基准坐标系”对话框 区域的下拉列表中选择 选项;然后单击 按钮即可。 vhkUFdw6PusXNISrvhInSYudKVZRZfIg9ybpYPStGdBR0tmaQw0THYV6WRZar1j8

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