1、CAD 通用研究与开发方法,严翼飞 2023年8月6日,用户常见问题,1、拿到图纸后无从下手-不了解系统的造型流程2、Part的编辑修改很困难-没有用全参数化造型3、Part数据非常庞大-没有统一思路，做到哪儿是哪儿4、Part数据非常混乱-没有统一规划5、缺少技巧性,内容,建模思路与方法 相关性 创建草图 预定义参数与表达式 可改变性与 易于使用 通用建模技术 优化设计 部件检查与清理,ug_rnd_general_methods.doc,R&D_GM_h.doc,建模思路与方法,三维建模设计的步骤,理解设计模型主要的设计参数，关键的设计结构，设计约束。主体结构造型建立模型的关键结构，如主要
2、轮廓，关键定位孔_确定关键的结构对于你的建模过程起到关键作用；对于复杂的模型，模型分解也是建模的关键；如果一个结构不能直接用三维特征完成，你需要找到结构的某个二维轮廓特征。然后用拉伸旋转扫描的方法，或者自由形状特征去建立模型；尽管UG允许你在一个实体设计上使用多个根特征，这样，你可以分别建立多个主结构，然后在设计后期将他们布尔运算起来(但通常不建议这样做!_不相关),三维建模设计的步骤(续),确定的设计部分，先造型，不确定的部分放在造型的后期；设计基准(Datum)通常决定你的设计思路，好的设计基准将会帮助你简化造型过程并方便后期设计的修改。通常，大部分的造型过程都是从设计基准开始的；零件相关
3、设计_UG允许你在模型完成之后再建立零件的参数关系，但是更加直接的方法是在造型过程中直接引用相关参数；困难的造型特征尽可能早实现。如果你能预见一些造型特征实现较困难，尽可能将其放在前期实现，这样你可以尽早发现问题，并寻找替代方案。一般来说，这些特征会出现在hollow、thicken、complex blending,1、特征(Feature)分解 分析零件的形状特点，然后把它隔离成几个主要的特征区域，接着对每个区域再进行粗线条分解，及至在脑子里有一个总 体的建模思路以及一个粗略的特征图，同时要辨别出难点、容易出问题的地方。2、基础特征_根特征(Base Feature)设计 作出零件的毛坯形
4、状。3、详细设计(利用Form Feature:+/-Materials)先粗后细_先作粗略的形状，再逐步细化；先大后小_先作大尺寸形状，再完成局部的细化；先外后里_先作外表面形状，再细化内部形状。4、细节设计(利用Feature Operation)倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽,整体的建模思路,基础特征设计,基础特征又称根特征，一般有二种建立方法：体素特征(基本解析形状)由草图/曲线扫描生成的实体或片体,1、体素在一个Part文件里，最多只能有一个体素，而且最好仅作为基础特征，否则不能保证各特征之间的相关性。2、由草图(或曲线)生成的实体或片体 首先在绝对坐标系创建Datum Plane
5、;在Datum Plane上创建Sketch;由Sketch生成实体或片体。,在种子部件中预定义(Layer 61)由一草图启动建模,放它在一固定基准面上利用它们定义水平/垂直参考由一体素启动建模，不需要它们可以删除不要建立进一步固定基准,而是利用相对Datum CSYS或相对Datum Plane，因为它们能保证相关性。小心,当利用它们于配对条件时,参考特征设计_基准 固定,参考特征设计_ 基准 相对,利用它们于对称与中点情况利用它们建立任意面上的特征(如脱模面),从基准平面拉伸到面(修剪到面),建模过程的重要提示,设计部门必须事先规划统一的层(Layer)设置_企业CAD标准。如果在文件系
6、统下进行设计，那么在建模过程中，最好时常存为不同的版本以作备份，在完成建模之后，再删除老版本。每完成一个阶段的主要工作,都必须用Examine Geometry 来检查几何数据的正确性。用参数化建模尽量不使用没有相关性的曲线不要用 Edit Transform，而要用Feature Operation Instance不要用Curve Operation Extract Edge Curve，而要用Form Feature Extract Curve,注:相关曲线如Project；Intersection；Offset；Join。,建模过程的重要提示,5.充分应用UG的复合造型技术提高你的设计
7、效率。对于二维轮廓，在你不能确定约束条件或者不需要进行参数化时，可以直接使用参数化的曲线定义轮廓。在草图设计时可以使用局部的约束功能。6.用实体建模，曲面可作为辅助体来修剪实体(Trim Body)。,注:参数化的曲线如Line；Arc；Circle；Helix；Law Curve。,建模完成后的重要提示,1、必须用AnalysisExamine Geometry 检查；2、删除多余的辅助几何体；3、用 File Part Cleanup 来清理隐含的垃圾数据；4、输入必要的部件属性(Part Attribute)；5、根据要求，至少生成两个Reference Set；一个包含最终的精确几何体
8、(Body)，一个包含 最终几何体的小平面模型(Facet)。,细节设计阶段,Blend与Taper之间的关系 先Blend，然后Taper 圆柱面将变为圆锥面；你必须在一步操作中，对所有相切面施加相同的Taper角度。先Taper，然后Blend 保持圆柱面；你可以施加不同的Taper角度。,结论：在多数情况下，先Taper，然后Blend,对于常见的造型问题的探讨,关于建模公差设定（modeling tolerance)由其他的造型系统设计的数据经转换进入UG时曲面特征造型时倒园blending时控制公差的一些技巧有一些特征的公差是在特征定义对话框内设足的，如Sew，Blending，其他
9、一些造型特征的公差控制是在参数预设置内一般来说设计在造型初期使用较高的公差控制当某些特创建失败的时候，尝试检查一下你的公差设定造型公差会明显影响你的模型产生和更新效率在发现模型错误的时候找出产生错误的特征并将其删除或隐藏。用analysis用特征简化将出错的特征去除编辑某些特征的公差将其去除修复几何体(Heal geometry),对于常见的造型问题的探讨,倒园技巧倒园顺序一般由大半径到小半径公差控制边缘倒园失败的时候，尝试一下其他的倒园方法如Face Blending；Soft Blending关于复杂特征复杂特征如General Pocket和General Pad有时会在一些复杂的模型上
10、失败，这时候应该简化特征的某些选项，如Floor Radius，Top Radius，Placement Radius同时需要注意的是，这些复杂特征是模型产生错误的主要原因这些特征的运算效率一般比较低下发生意外的错误的时候进行部件数据清理(Part Cleanup),相关性,相关性,1.零件模型_ 在特征间 Model=Feature(timestamp)2.产品模型_在组件间 Model=Components注:1.组件定位利用 Mate Condition.2.部件间相关建模:利用 WAVE Geometry Linker 部件间表达式:Interpart expression.3.产品开
11、发过程 _ 在应用间注:所有应用以主模型方法工作,相关性,注:1.面向团队设计,支挣持并行工程；2.主模型:相关参数化。,File New.;Assemblies Components Add“Master Model”,体素用作第一个根特征(Timestamp=0)不要使用体素(块、柱、锥、球等)多于一次试着使用简单的成形特征试着避免长的相关性链(更新困难)在一功能特征组内的特征应关联到这个组的主特征,相关性,创建草图,1、每个Sketch尽可能简单,可以将一个复杂草图分解为若干简单草图。目的：便于约束，便于修改,草图,草图,2、每一个Sketch 置于单独的层(Layer)里。目的：便于管
12、理(Layer 21 to 40)3、给每一个Sketch赋予合适的名称。目的：便于管理(SKT_Layer_Usage)4、在作曲线过程中，为了避免捕获不在Sketch工作面上的点，可设置：Preferences Work Plane Objects Off Work Plane Dim and non-selectable_On 目的：便于快速构造曲线,草图,5、对于比较复杂的Sketch，最好避免“构造完所有的曲线，然后再加约束”，这会增加全约束的难度。一般的过程为：创建第一条主要曲线，然后施加约束，同时修改尺寸至设计值；按设计意图创建其它曲线，但每创建一条或几条曲线，应随之施加约束，同
13、时修改尺寸至设计值。这种建几条曲关线然后施加约束的过程，可减少过约束、约束矛盾等错误。6、施加约束的一般次序：定位主要曲线至外部几何体(Fix；Collinear)按设计意图、施加大量几何约束；施加少量尺寸约束(表达设计关键尺寸)。7、一般不用Trim操作，而是用线串方法(Curve String)或用Coincident、Point on Curve等约束。,8、一般情况下圆角和斜角不在Sketch里生成，而用Feature来生成,草图,草图,9、草图中参考线的运用_定位,表达式与预定义参数,表达式,表达式左侧必须是一个简单变量，等式右侧是一个数学语句或一条件语句。所有表达式均有一个值（实数
14、或整数），该值被赋给表达式的左侧变量。表达式等式的右侧可认是含有变量、数字、运算符和符号的组合或常数。用于表达式等式右侧中的每一个变量，必须作为一个表达式名字出现在某处,表达式表达式是用于控制模型参数的数学或条件语句。表达式既可以用于控制模型内部的尺寸及尺寸与尺寸之间的关系，也可以控制装配件中零件之间的尺寸关系，因此在进行参数化设计的过程中，表达式具有非常使用的价值。,表达式,表达式的类型算术表达式如 p1=5+8*sin45；条件表达式 width=if(length100)(60)else(40)；几何表达式如p3=length(3)，模型导航器中包含几何表达式；部件间相关表达式如dia=
15、assm:dia。,表达式,几何表达式用来在抽象几何特性的基础上定义变量，如弧长。抽象几何特性指最小距离及弧长等常用特征参数不支持的物体参数。几何表达式是实体造型的特征，出现在模型导航器中 条件表达式利用if/else结构建立条件表达式，其语法结构为：VAR=if(expr1)(expr2)else(expr3)例如：width=if(length100)(60)else(40)其含义为：如果长度小于100，则宽度为60，否则宽度为40部件间表达式一个部件中的表达式可以用其它部件中的表达式进行定义，即可以建立部件间的链接表达式。利用部件间表达式可以使相关组件的模型具有一定的关系，,预定义参数,
16、对常常使用的尺寸参数可以在种子部件中预定义，如 Thi1壁 厚(也可用于钣金设计)Ang1脱模斜角Rad1标准圆角(fillet)半径,可改变性与易于使用,可改变性,在拉伸或旋转命令中不执行求和、求减布尔操作,而作为一分离的特征操作(Create选项)!它将分离地出现在MNT中，它可以被抑制和删除而不删除全部特征。如果对称性是无疑的,利用 Insert Feature Operation Instance(mirror Feature).如果相继改变需要断开对称性，利用 Edit Copy Feature and Edit Paste Feature 代替。,易于使用,决不存贮大部件在着色方式
17、(减少装载时间)用”NO Components”选项装载大装配，然后装载感兴趣的部件或区如果你要对一新特征再使用来自一巳存特征的参数，用”Display Dimensions”显示它们 寻找丢失的元素，利用MB3 FitFormat Layer Setting 所有层可见在MNT中:使最后节点为当前特征 Tools Model Navigator Apply Filter OffEdit Blank Unblank all of partEdit View dependent edit Delete edits(仅在制图应用中)Format Visible in View Reset to G
18、lobal 检查是否有特征用表达式抑制设置引用集到”Entire Part”设置 Preferences Visualisation Visual Translucency Off在装配部件中检查层设置,易于使用,/可用干对表达式加注释，例如p4=3*p2/Three times the height of the basic Block 为了存挡部件历史或设计意图，可以重命名在MNT中的建模步(特征节点).,通用建模技术,通用建模技术共享导航窗口,MNT与ANT共享窗口Preferences User Interface Shared Navigator Window 在Preference
19、s modeling中Body Type 通常设置到 Solid,通用建模技术可视地去查询模型构造,在MNT(模型导航器)上，首先抑制所有特征，然后从顶向下一一释放特征;利用Edit Feature Playback;利用Edit Feature Suppress/Unsuppress。,插入特征到特征清单中在 Model Navigator 的弹出菜单中的Make Current Feature选项允许你不必排序任一特征快速地在一特征树中间建立特征。在当前特征之后的所有特征成为不激活，所有建立的新特征将添加到当前特征之后。过程 在模型导航器上，利用MB3使你要立即在新特征之前的特征为当前特征
20、。建立新特征。再次利用模型导航器，使在时间戳记次序中的最后特征为当前特征。,通用建模技术插入特征,通用建模技术删除父特征,在ugii_metric.def中由变量Solids_PropagateDelete 控制衍生特征的删除：On：父特征删除，衍生特征的自动删除Off：父特征删除，衍生特征的不删除,边缘和面的智能选取器,smart_collectors1.prt,通用建模技术拔模,通用建模技术拔模,fmf_taper_split_line.prt,通过分割边缘拔模实体时，必须先定义分割边缘。在拔模时，分割边缘不能位于拔模后的实体表面上，则系统自动创建新表面，使其总可位于实体的表面上。当采用从
21、实体边（From Edges）和分割线拔模（Split-line Taper）这二种拔模方式时，可允许变角度拔模。其方法就是在不同参考点上定义不同的拔模角,Form Feature Extract让你相关地在部件内拷贝曲线，表面，表面区域和体。抽取的对象没有它们自已的内部特征树，但它们相关到它们的父本。如果父本改变，它们将更新。任何特征建模功能可以在一抽取的体上执行，因此在部件的特征结构中建立一新的分枝。应用:在时间戳记上拷贝几何体 保留“工具”实体 简化实体注:抽取的几何体将作为特征来建立，并取决几何类型给出唯一的名字，如EXTRACT_FACE，EXTRACT_BODY，等。,通用建模技术
22、抽取几何体,通用建模技术抽取几何体,在时间戳记(At Timestamp)_规定抽取的特征放在特征清单的何处。ON:任一在抽取的特征之后建立的新特征将不影响抽取的几何体。OFF:任一更改父本几何体的新特征将被反映在抽取的几何体中。,P15_Extract1.prt,通用建模技术抽取几何体,编缉抽取的特征可以选择不同的父几何体或改变时间戳记设置。选择新的父几何体将关连抽取的特征与新的几何体，并断开与老的父几何体的关连。抽取的Extracted和连接的Linked选项将改变选择范围让你从工作部件或从在一装配件中的另一部件选择父几何体。,操作 拉伸草图 抽取拉伸的体 减抽取的体 编缉拉伸的体_加拔模
23、角和倒园 编缉抽取的体_代替工具实体,_提供一种方法通过移去表面从一实体消隐细节，它通常与抽取的体或连接的体一起使用，因而原来相关的实体也被保留。应用:装配性能_简化的实体可以提供一精确的包封而移去内部细节。内部容积实体_这个实体可以对容积和质量特性进行分析。模芯和模子制备_对模子移去内表面，和对模芯移去外部表面。在加工过程中的部件_表面可以从一加工实体移去表示部件为铸件，或它将表现在一制造过程中的不同阶段。消隐专利数据_一个实体可以被简化在它被写出到一供应商或子合同商之前移去专利的细节。有限元分析。,通用建模技术简化几何体,通用建模技术简化几何体,p10_simplify1.prt,p10_
24、simplify2.prt,通用建模技术补片,补片(Patch)选项让用户使用片体替代实体上的某些面。还可以把一个片体补到另一个片体上。补片应用：在工具体和目标体之间的曲面法向上的小缝隙或不匹配会导致其它操作（如“修剪体”)失败。想要应用一个掌形的圆角。想要生成一个具有比“孔”选项更复杂形状的孔。,通用建模技术补片,P7_patch2.prt,P7_patch1.prt,TrimPatch,通用建模技术特征集,特征集(Group Feature)是一命名的特征集合在某些特征相关的功能中如抑制，删除，移动，考贝和阵列它们有相同的行为。特征的逻辑组合可以用于帮助传递设计意图及简化一个模型的编缉。,
25、通用建模技术特征集,关联性添加（Add Dependencies）：当这一选项打开时，选取要添加到特征组中的特征时，与此特征相关的所有子特征都会同时添加到特征组中。这一选项只有在添加的同时打开才有效，若添加工作已完成再打开该选项则无效。实体中所有特征（All in Body）：当这一选项打开时，无论选取体中的哪个特征，与这一特征相关的体上的所有特征都会添加到特征组列表框中。这一选项只有在添加的同时打开才有效，若添加工作已完成再打开该选项则无效。,通用建模技术特征集,注:为了作用另一特征到一个特征集的所有阵列，你必须重排新特征的时序在特征集之前然后加它到特征集。,Apd_feature_set_
26、1。prt,Format Group Features,从其他软件通过IGES转入UG的模型（无参数）；UG内部用split等操作丢掉参数的模型；UG修改特征树靠前的特征势必引起系统的长时间运算，这是也可以运用直接建模。,适用范围:,direct_modeling*.prt,通用建模技术直接建模,特征集(Group Feature)是一命名的特征集合在某些特征相关的功能中如抑制，删除，移动，考贝和阵列它们有相同的行为。特征的逻辑组合可以用于帮助传递设计意图及简化一个模型的编缉。,通用建模技术特征组,关联性添加（Add Dependencies）：当这一选项打开时，选取要添加到特征组中的特征时，
27、与此特征相关的所有子特征都会同时添加到特征组中。这一选项只有在添加的同时打开才有效，若添加工作已完成再打开该选项则无效。实体中所有特征（All in Body）：当这一选项打开时，无论选取体中的哪个特征，与这一特征相关的体上的所有特征都会添加到特征组列表框中。这一选项只有在添加的同时打开才有效，若添加工作已完成再打开该选项则无效。,通用建模技术特征组,注:为了作用另一特征到一个特征集的所有阵列，你必须重排新特征的时序在特征集之前然后加它到特征集。,apd_feature_set_1。prt,Format Group Features,通用建模技术特征组,通用建模技术其它,对于肋条、弯边，利用实
28、体边缘拉伸。,在对话框中建立定义名,1、先大后小2、先少后多3、同类型的边一起倒4、先支路后干路,倒圆角的基本思路,5、抑制Smooth Edges的显示来检查棱边6、有些特殊情况，先用一个Blend把区域一分为二,优化设计,设计优化目标搜索,目标搜索（Goal seek）是UG设计优化的一种方法，它利用电子表格excel作为一种操作界面来编辑表达式和公式，深入到设计过程。它采用迭代算法，先设定一个目标变量，再设定一个自变量，通过计算，自变量反复变化，UG部件也反复更新，最终能获得要求的结果。,goal seeking.prt,设计优化目标搜索,确使 Assemblies Delay Inte
29、rpart Updates 接通到ONTools SpreadsheetOptions setup up goal seek触发 Newton-Raphson 到ONTool Goal Seek OK一旦迭代完成,退出电子表格 并取消改变。,注意变化,rho=7.758-0.378*length+0.00483*length*length,当目标搜索激活时，跟随下列述过程做一变量值的推测；做一个电子表格计算；从激活范围更新表达式到部件(只要按下 ToolsUpdate UG Part).做另一个电子表格计算；读目标单元并与目标值比较。这个过程重复直到目标单元在一公差内匹配某一目标值。,设计优化
30、目标搜索,检查几何体与部件清理,检查几何体,1.怎样分析你的模型?Analysis-Examine geometry2.几何错误可以是之后特征故障的原因。3.什么时候你寻找在模型上某些错误?试着寻找和抑制引起错误的原因。由简化特征移去部分几何体。试着编辑某些特征的公差设置移去错误。,注如果发现非法体，则它意味着将来的建模操作或后续操作（如CAM）可能失败。但它不意味着会损坏您的部件文件或 Unigraphics 作业。,误,检查几何体,修复几何体,heal Geometry,消除细缝,Fileexport heal geometry,Heal Geometry.prt,部件清理,怎样清理你的部
31、件文件?File-Utilities-Part Cleanup 接通在第三段中所有选项选择 OK何时使用它?随任一非预测故璋，试着做这个；完成你的模型和存贮时。,具体例子 1,体素拼接法,全参数建模,具体例子 2,part_model2.prtpart_model2_org.prt,具体例子 3,仪表板本体可分解成基座 和仪表框两部份,分别进行建模，并行设计后相加。,基座的Base Feature,基座底部细化,基座上表面及后表面,基座上承物盘,仪表框的 Base Feature,仪表框的上表面,仪表框进一步细化,基座与仪表框合二为一,仪表板本体抽壳并进一步细化,part_model3.prt,摩托车座位底板零件建模,The Sketch of Base Feature,Base Feature,用白色曲面切割实体使底部成型,顶部左边切割成型,用绿色曲面切割实体使顶部成型,造型细化,实体抽壳,内部细化,镜像完成另一半,零件自动修改,零件自动修改,Questions,
