UG草图和表达式功能在参数化模型创建中的应用（下）

作者：信息来源:模具 2006-9-11

字体大小:小 中 大网友评论条 进入论坛

接下来用前面的正六边形草图来创建六棱锥模型（如图9所示）。当然创建该模型的方法有多种，相比之下剪切六棱柱的方法似乎更直观一些，所以这里就选择这种方法来创建第一个六棱锥模型。另外为了更好地实现参数化，这里采用扫描（Sweep Along Guide）功能来创建如图8所示的六棱柱。首先过p2的中点到点“基础...

接下来用前面的正六边形草图来创建六棱锥模型（如图9所示）。当然创建该模型的方法有多种，相比之下剪切六棱柱的方法似乎更直观一些，所以

里就选择这种方法来创建第一个六棱锥模型。另外为了更好地实现

数化，这里采用扫描（Sweep Along Guide）功能来创建如图8所示的六棱柱。首先过p2的中点到点“基础草图”的圆心创建一条直线，然后利用扫描功能让正六边形草图沿该直线扫描出如图8所示的六棱柱，再分别过六棱柱的各边和上面提到的圆心建6个平面，然后利用修剪功能“剪”出如图9所示正六棱锥模型，并通过多次使用实例特征（Instance Feature ）中的镜相（Mirror Feature）功能建出如图10所示的所有20个正六棱锥。

    7.建立所有五棱锥模型
    很显然，接下来只要想办法把实体上的12个正五棱锥状的洞填起来，整个足球就可以回到如图2所示形状。当然要完成这样的任务，方法也

很多的，这里还用类似的扫描和修剪的方法来完成。

过任意一个五棱锥空洞的底面创建一基准面，用Project功能在该基准面上创建如图11所示的正五边形草图，然后再用与前面生成六棱锥相同的方法填上第一个空洞，再创建一系列平面，利用镜像功能生成所有五棱锥，为了使创建的足球模型更逼真，我们分别把所有的五棱锥和六棱锥的显示改成黑白两种颜色，这样一个带棱角的足球模型就建起来了（如图12）。

图10

图11

图12

8.旋转剪切产生更逼真的足球
可足球的表面也没有这么多棱啊！怎样去掉这些棱角呢？当然方法也是很多的，这里可以通过旋转如图13所示的半圆环草图来“切”出我们要的足球，但要求这个半圆环草图中的内外圆直径分别小于和大于基本草图中的内外圆直径，不过由于这些棱锥不可以合成一体，所以这个旋转剪切操作要重复多次才能得到图14所示的更逼真的足球，

图13

图14

图15

9.各面倒圆成型
图14看起来还是有些别扭——球表面还缺少牛皮连接处的纹理，下面我们就用倒圆工具（Blend）创建这些“纹理”来完成一个真正足球。

因为所有的棱锥是各自独立的，所以可以通过直接选择各棱锥的圆弧面在各边上生成半径相等的倒圆，如图15，这样整个足球就建出来了。

10.更改表达式实现参数化
UG的一个很重要，而且很强大的功能就是可以利用表达式（Expression）很方便地实现参数化设计。

单击工具（Tools）菜单，打开表达式（Expression）对话框，可以看到列表中所有表达式的名称都是默认的，为了使各表达式表达的意义更直观，更好的实现参数化，我们首先要为一些主要参数的表达式改名。

具体是将基本草图中的p0改为a，这时我们会发现原来和p0相关联的表达式中的p0也做了相应的修改，再将p1改为h， p2改为d，然后把表示第8步中倒圆半径的表达式中的任意一个名称改为Blend_rad，最后分别将用来旋转剪切的草图中的内外圆半径分别改为in_rad和out_rad，如图16，这样所有的所谓关键参数的改名工作就完成了，接下来就是通过将相关的尺寸关联起来以实现参数化。

在参数化前要想清楚谁是要直接控制的尺寸，那个尺寸更容易控制，这些要关联的尺寸间有什么关系等，只有明白了这些我们才能使相关的尺寸联系起来，从而达到通过更改一个尺寸来刷新整个模型的目的。对于前面创建的足球，球表面的每条边的度我们并不关心，我们关心的是直径是否跟真的足球一样，或者说这个足球的大小是不是我们想要的，所以就想，能不能通过只更改表达式in_rad的值来控制足球的直径，进而控制其它的尺寸呢？答案是肯定的，下面我们就通过尺寸关联来让其它的尺寸与in_rad联系起来。

由基本草图可以看出，球的半径in_rad不能大于球心到直线d的中点的距离，由UG自带的测量工具可以很容易知道当a=40时，球心到d的中点的距离大于90，所以我们可以设a=in_rad/2，另外为了保证球外的多余部分能被完全切除，要求 out_rad不小于基本草图中大圆的半径，同样我们可以知道当a=40时，大圆半径小于100，所以可以设out_rad=3*in_rad/2，至于a，d和h的关系前面已经计算过了，这里也不需要更改，因为我们的“基本草图”就是按照这样的关系创建的。再有就是不要忘记让其它所有表示倒圆半径的表达式等于Blend_rad，这样一个参数化的足球模型就建成了。此时就可以通过改变in_rad一个值来很方便地控制足球的大小，而其它的一些关联的尺寸也会随之改变。

图16

四.引申
前面通过分析足球各“部分”的几何关系，利用草图和表达式功能创建了一个参数化的足球模型，其实也可以把这个足球当做一个日常要创建的零件，平时创建零件模型的流程不也是：分析图纸或设计要求→确定建模路线→创建模型→实现参数化吗？在足球的创建过程中我们特别突出了草图和表达式在参数化设计方面的功能，这里再对这两项功能加以总结。

首先说草图，它是一些创建复杂模型所离不了的，这点可以通过草图的应用场合来说明。一般来说，草图较多地应用在以下场合：

    1.模型需要参数化驱动时；
    2.要建立的特征不是标准的成型特征时；
    3.作为自由形状特征的控制线；
    4.作为拉伸，旋转和扫描等的基础特征；
    5.需要一系列成型特征才可以建立且难以编辑时。

当然，UG草图的应用场合和益处也不可能一一列举，只要我们记住，在日常的建模，特别是要建立参数化模型时适时的使用草图，以达到简化和加速我们的建模工作就够了。

对于表达式。UG表达式的功能是十分强大的，它除了上面用到的使UG实现参数化设计，还可以非常简便的对模型进行编辑，更可以通过更改多个尺寸来生成一族形状相同或相似而尺寸不同的零件，或通过尺寸的关联使两个或更多个零件文件中的某些尺寸按一定的关系关联起来。另外，表达式还有多种类型：数学表达式，几何表达式和条件表达式，其中最显眼的应该说是条件表达式了，例如我们可以设上面的表达式Blend_rad=if(in_rad<40)(1.5) else if(in_rad>80)(3)else(2)，他的意义是如果球的半径小于40，倒圆的半径为1.5，如果大于80，倒圆的半径为3，其它情况下倒圆的半径为2。再有就是表达式语言，在表达式中除了可以使用算术，关系和逻辑运算符外，更让刮目相看的就是可以直接使用机内函数，如各种三角函数，幂，对数，阶乘和角度转换等，这些都使得表达式的功能更加强大，更易于模型的编辑和实现参数化。