毕业设计(论文)-基于UG的鼠标逆向工程和雕铣加工.doc

陕西理工学院毕业设计（论文）基于UG的鼠标逆向工程和雕铣加工（陕西理工学院机械工程学院机自071班，陕西 汉中 723003）指导老师【摘要】逆向工程已成为当今CAD/CAM领域内研究的热点之一。逆向工程能够提高设计精度，获得较高的模型质量，缩短设计周期。因此，它具有广阔的应用前景，受到各国工业界和学术界的高度重视。本设计重点介绍了利用UG软件根据鼠标的点云数据进行鼠标的模型重建并利用雕铣机加工出鼠标的模型，在根据点云逆向设计中，结合设计需要进行了必要的正向设计修正，以得到理想的设计结果。设计内容贯穿数据采集、数据预处理、文件读取、边界提取，曲面重构、实体生成、雕铣机的操作和注意事项。选用UG4.0软件的UnigraphicsCAD/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。【关键词】逆向工程 ，雕铣加工 ，数据采集 ，曲面重构 ，实体生成 Reverse engineering of a mouse based on UG and processing of Engraving and milling machines (Grade 07,Class1,Major machine design manufacture and autormation，school of Mechanical Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi)Abstract: Reverse engineering has already become one of the research focuses in current CAD/CAM study 。Reverse engineering can enhance the precision of design, produce high quality model and shorten the cycle of design and manufacture. As a result, it holds out broad prospects for application and is thought highly of in both industrial and academic circles in many countries. In this design,according to the point cloud data of the mouse model is reconstructed with UG software and making use of Engraving and milling machines to process the mouse model。During the reverse design of point cloud combined with the need of the design positive design modification is done in order to get ideal design result。The content include data collection ,data preprocessing ,files reading,boundaries extracting,curved face reconstruction,solid generation ，operation of Engraving and milling machines and its matters need attention。Unigraphics CAD/CAM/CAE system of UG NX 4.0 provides a design environment based on process of the product and mkes the product development from design to production complete jointless integration of data,thus optimizes the product design and production in the enterprise。Keywords：Reverse engineering ，processing of Engraving and milling machines ，data collection ，curved face reconstruction ，solid generation1 绪论1.1逆向工程原理在瞬息万变的产品市场中，能否快速地生产出合乎市场要求的产品就成为企业成败的关键。由于各种原因往往我们都会遇到只有一个实物样品或手工模型，没有图纸或CAD数据档案，有时甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，没法得到准确的尺寸，这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍，制造模具也就更为烦杂。但是逆向工程技术很好的解决了这一问题。 随着计算机技术的飞速发展，三维的几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及工模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物（产品原型或油泥模型）转化为计算机上的三维数字模型，并应用在CAD领域，这就是所谓的逆向工程（RE，Reverse Engineering）。 逆向工程又称为反求工程、反向工程。广义的逆向工程包括几何反求、工艺反求和材料反求等诸多方面，是一个复杂的系统工程。目前，逆向工程的研究主要集中在形状的反求方面。因此本设计提及的逆向工程，是指利用测量手段对实物或模型进行测量后的点云结果，根据测量数据采用三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程：是一个从样品生成产品数字化信息模型，并在此基础上进行产品设计开发及加工制造过程的全过程。1.2逆向工程特点 传统的复制方法是用立体雕铣机或液压三次元靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量产，这种方法俗称类比式（Analog Type）复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改。这为后续的改进设计造成很大程度上的麻烦。传统的复制方法时间长而效果不佳，已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代。逆向工程系统专门为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线。并给出一个一体化的解决方案：样品数据产品。逆向工程通常是以专案方式执行一模型的仿制工作。往往制作的产品没有原始的设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，如木屑模、高尔夫球头、玩具、电器外壳结构等，请制作单位复制（Copy）出来。逆向工程是由三维扫描仪对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合逆向软件进行曲面重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。IGES数据可传给一般的CAD系统（如：UG、MDT等），进行进一步修改和再设计。另外，也可传给一些CAM系统（如：UG、MASTERCAM、SMART-CAM等），做刀具路径设定，产生数控代码，由CNC机床将实体加工出来。STL数据经曲面断层处理后，可以直接由快速成型方式将实体加工制作出来。1.3逆向建模的一般流程图模型曲面分析确定扫描方案进行实体点云扫描进行点云数据处理建立需要的曲线建立曲面进行实体建模图1.1 逆向建模一般过程模型曲面分析确定扫描方案进行实体点云扫描进行点云数据处理建立需要的曲线建立曲面进行实体建模，如图1.1所示。1.4逆向工程的应用领域 逆向工程的应用很多，如三维实体重构、原始设计参数的还原、产品性能及功能预测、装配及工作过程仿真等。其应用领域大致可以分为以下几种情况： 1.在没有设计图纸或设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原型进行测量的基础上形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据生成数控加工的NC代码，加工复制出一个相同的零件。2.当设计需要通过实验测试才能定型的工件模型时，通常采用逆向工程的方法。比如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试（如风动试验）等建立符合要求的产品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外形，最终的试验模型将成为设计这类零件及反求其模具的依据。3.在美学设计特别重要的领域，例如汽车外形设计广泛采用真实的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果，而不采用在计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法，此时需要逆向工程的设计方法。4.另一个重要的应用如修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此时不需要对整个零件的原型进行复制，而是借助逆向工程技术抽取零件原型的设计思想，指导新的设计。这是由实物逆向推理出设计思想的一种渐进过程。5.逆向工程与快速成型技术相结合，即利用逆向工程得到的实体几何模型，驱动快速成型系统快速制造出与实物原型相同的零件，是逆向工程的一个新的应用领域。2 逆向工程一般步骤2.1实体三维数据的获得扫描在进行逆向工程时，三维扫描是最基本的一步。他是获得原始点云数据的最直接的方法，也是最理想的方法。原始点云数据是后面进行逆向处理的根本依据，因此三维扫描得到点云数据的好坏直接影响到逆向建模的成功与否。三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描及数字化系统在逆向工程中发挥着巨大的作用。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高、非接触、使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板、样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据能直接与CAD/CAM软件接口相接，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。三维扫描设备是以三元测量系统为主。基本上以接触式（探针式）和非接触式（激光、照相、X光等方式）两大类。在早期是以探针式为主，虽然价格较便宜，但速度较慢，而且以探针与物体接触会有盲点而且使软件物体容易变形，影响扫描精度。激光扫描速度快、精确度适当，而且可以扫描立体的物品获得大量点云数据，以利曲面重建。三维扫描技术从产生以来，到目前已经发展了很多扫描原理，一般来讲分为以下几种技术，见图2.1.从三维数据的采集方法上来看，非接触式的方法由于同时拥有速度和精度的特点，因而在逆向工程中应用最为广泛。图2.1 三维扫描技术分类2.2点云处理 通常扫描后得到的测量数据是由大量的三维坐标点所组成，根据扫描仪的性质、扫描参数和被测物体的大小，有几百点到几百万点不等，这些大量的三维数据点称为点云（Point Cloud）。扫描得到的产品外形数据会不可避免的引入数据误差，尤其是尖锐边和边界附近的测量数据，测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面，所以要对原始的点云数据应进行预处理，通常要经过以下步骤：1.去掉噪音点，常用的检查方法是将点云显示在图形终端上，或者生成曲线曲面，采用半交互半自动的光顺方法对点云数据进行检查调整。2.数据插补，对于一些扫描不到的区域，其数据只能通过数据插补的方法来补齐，这里要考虑两种曲面造型技术，基于点的样条曲面逆向造型和基于点的曲面拟合技术。3.数据平滑，数据平滑的目的是为了消除噪音点，得到精确的模型和良好的特征提取效果，采用平滑法处理方法，应力求保持待求参数所能提供的信息不变。4.数据光顺，光顺泛指光滑、顺眼，但由于精度的要求，不允许对测量的数据点施加过大的修改量来满足光顺的要求，另一方面由于实物边界曲面的多样性，边界上的某些特征点（边界折拐点）必须予以保留，而不能被视为“坏点”。5.点云的重定位整合，在多次扫描形成的数据要进行重定位整合，目前一般的CAD软件还都没有此项功能，需要手工“拼合”，在测量件上选取两次定位状态下的基准点，在两次定位测量的过程中，分别测量两次定位状态下的基准点的坐标值，然后以一定的判断规则判别出各基准点的测量精度，最后在CAD系统中显示定位下的测量数据，并移动某一定位下的数据，使该定位下的所有测量数据整合到另一定位下。2.3曲面重构 曲面重构可以说是逆向工程的另一个核心及主要的目的，是依据扫描的点云数据恢复曲面形状建立CAD数学模型的过程。在得到产品的数据后，以逆向工程软件进行点数据的处理，经过分门别类、群组分隔、点线面与实体误差的比对后，再重新构建曲面模型，产生CAD数据、制造或NC加工。目前在点云生成曲面的过程中，主要有三种曲面构造的方案：其一是以B-Spline或NURBS曲面为基础的曲面构造方案；其二是以三角Bezier曲面为基础的曲面构造方案；其三是以多面体方式来描述曲面物体。 在逆向工程的技术发展中重要的是建立产品的CAD模型，并由此可再进一步得到CAM处理和快速成型制造，而仿制出产品的外形。一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组合而成，而每一种几何形状都有其特性。因此若要将产品应用逆向工程的技术，反求出此产品的CAD模型，并非单纯的使用一种方法即可完成，而须视此产品外形的几何特征，选择适当的处理方法，方可得出良好的几何形状，以满足产品外形的几何特性。由此可知，在曲面重构的过程中了解其曲面的特性及其曲面的数学模型，在对于我们重新构建曲面时可以帮助我们节省很多的时间以及提高生产效率。由于CAD/CAM系统的发展，各种自由曲线与自由曲面的理论因应而生，如Bezier曲线、B-Spline曲面、NURBS曲线、扫描曲面（Sweep Surface）、Loft曲面（Loft Surface）、标准曲面（Construct Surface）、旋转曲面（Revolved Surface）、网格曲面（Net Surface）等。一般CAD/CAM系统较常用到的曲线、曲面作以下特点介绍：1.Bezier曲线1962年时法国雷诺（Renault）汽车公司的工程师P.Bezier发展的一种完全控制点坐标来定义的曲线如图2.2。图2.2 不同控制点建构的Bezier曲线 Bezier曲线有以下的特点：（1） 控制点多角形（control point polygon）（2） 凸面被覆（convex hull property）曲面被包含在自由控制点所构成的多角形内，此性质对于处理曲线相交时相当有用。 （3）控制点末点与曲线末点重合（end points meet polygon end points） 1)Bezier曲线无法做区域性的控制（no local control）。 2）其曲线的次数和控制点的数目直接相关，定义比较复杂的曲线形状时，曲线的次数也随之升高。 2.NURBS曲线 相较于Bezier曲线而言，NURBS曲线除了保有Bezier曲线的优点外，由于节点向量与加权数的加入，对曲线有更好的控制性，对于区域性的控制也能由改变节点向量与加权数而有更好的结果。对于NURBS曲线（non-uniformrational B-spline curve）方程式我们描述如下： 其中 Pi：控制点 N(u): (P-1)阶B-Spline基函数 W:加权数 u：参数值 Ri,p(u)为有理基函数（rational basis function）。由于加权值的加入，使得控制点对曲线/曲面的控制产生不同比例的影响力，当加权值修改时会使得曲线远离或接近控制多边形（control polygon），使得曲面的控制有更大的空间。在逆向工程中的大部分时间会用到它。 3.B-spline曲面B-spline曲面乃由U、V参数方向二维的基底函数（basis function）及控制点所组成，基底函数是由多阶参数曲线组合而成，而控制点则在曲面的U、V参数方向上。在拟合B-spline曲面时，方法是获得曲面U、V参数方向的控制点坐标值，以建立B-spline曲面。对B-spline曲面以数学模式方程式表示如下： 4.Loft曲面（Loft Surface）Loft曲面的拟合方式则不同于B-spline曲面，首先将其中一个参数方向的测量点数据拟合出最佳化的B-spline曲线，此时每条曲线的控制点数目必须相同。接着在另一个参数方向上用先前所得的曲线控制点，拟合出该参数方向最佳化的B-spline曲线，并得到另一组新的控制点。由此两组先后得到的U、V参数方向点，即可建立Loft曲面。因此Loft曲面的拟合方式是由两组一维的B-spline曲线拟合所组成。基本上基底函数的阶数、节点向量（knot vector）、控制点数目或控制点坐标值等的改变，都会影响曲面的形状。因此在拟合曲面时，为了降低曲面偏差量，在使用最佳化方法时，或提高基底函数的阶数，或增加控制点的数目，以调整U、V参数方向的控制点坐标值，最后使得曲面偏置量在容许曲面偏置量的范围内。此种曲面拟合法对于自由曲面造型或有突点等曲率变化比较大的曲面，都可以拟合出很好的结果。然而对于平滑或有规则性，对称性的曲面，这种曲面拟合法会对产品在加工制造及测量上的误差明显的显现出来，以至于无法拟合出具有上述特征的曲面。由三维扫描仪所得到的点云数据来建立曲面的方式一般可以分为两种：一种是近似的方式，另一种是以插补的方式来将顺序的点数据建立成为曲面。1.近似法（approximation）以近似法来重建曲面，先指定一个容许误差值（tolerance），并在U、V方向建立控制点的起始数目，以最小平方法来拟合出一个曲面后将测量之点投射到曲面上并分别求出点到面的误差值，控制误差量至指定的容许误差值之内以完成曲面的建立，如果测量的数据很密集或是指定的容许误差很小，则运算的时间会相当的久。近似法的优点是拟合的曲线不需要通过每个测量点，因此对于测量时的噪声将有抑除的作用。2.插补法（interpolation）以插补法的方式来进行曲面的建立，则是将每个截面的点数据，分别插补得到通过这些点的曲线，再利用这些曲线来建立一个曲面。以插补的方式进行曲面数据建立，其优点在于得到曲面一定会通过测量数据点，因此如果数据量大的话，所得到的曲面更近似于原曲面模型，然而也因为如此，如果测量时点数据含大量的噪声则在重建曲面时大量的噪声将被含入而产生相当大的误差。综述，以插补法来重建曲面较佳的使用时机是对于数据量少且所含入噪声较小的点云数据。2.4实体建模 近年来，运用绘图软件进行二维图形的绘制已经得到很大的普及。但是，二维平面图不能完整和准确地体现出设计者的设计思想，而且，二维图纸无法对设计对象进行后续的结构有限元分析、运动分析、以及数控加工代码的生成，而这些分析往往是必不可少的，而三维实体造型嫩能满足这些要求。越来越多的三维设计软件如MDT，Solid Works，Pro/E，UG等，已在三维建模工程方面得到了广泛的应用。 建立三维模型，有助于理解零件的特征，更加直观方便，而且对于快速制造很必要。3 逆向工程软硬件设备3.1扫描设备 三维激光扫描技术能够完整及高精密度的重建实物及实景、三维实体模型及原始测绘数据。最大的特点就是：精度高、速度快、逼近原形。3.2点云处理软件Imageware Imageware 由美国EDS公司出品，后被德国Siemens PLM Software所收购，现在并入旗下的NX产品线，是最著名的逆向工程软件，Image ware因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A级曲面的构建能力而被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。 Surfacer是Imageware的主要产品，主要用来做逆向工程，它处理数据的流程遵循点曲线曲面原则，流程简单清晰，软件易于使用。Imageware中的Surfacer做逆向工程的流程1.点过程读入点阵数据. Surfacer 可以接收几乎所有的三坐标测量数据，此外还可以接收其它格式，例如：STL、VDA 等.将分离的点阵对齐在一起(如果需要). 有时候由于零件形状复杂，一次扫描无法获得全部的数据，或是零件较大无法一次扫描完成，这就需要移动或旋转零件，这样会得到很多单独的点阵。Surfacer可以利用诸如圆柱面、球面、平面等特殊的点信息将点阵准确对齐。 对点阵进行判断，去除噪音点(即测量误差点). 由于受到测量工具及测量方式的限制，有时会出现一些噪音点，Surfacer 有很多工具来对点阵进行判断并去掉噪音点，以保证结果的准确性. 通过可视化点阵观察和判断，规划如何创建曲面. 一个零件，是由很多单独的曲面构成，对于每一个曲面，可根据特性判断用用什么方式来构成。例如，如果曲面可以直接由点的网格生成，就可以考虑直接采用这一片点阵；如果曲面需要采用多段曲线蒙皮，就可以考虑截取点的分段。提前作出规划可以避免以后走弯路. 根据需要创建点的网格或点的分段. Surfacer 能提供很多种生成点的网格和点的分段工具，这些工具使用起来灵活方便，还可以一次生成多个点的分段。 2.曲线创建过程判断和决定生成哪种类型的曲线。 曲线可以是精确通过点阵的、也可以是很光顺的(捕捉点阵代表的曲线主要形状)，或介于两者之间。 创建曲线。 根据需要创建曲线，可以改变控制点的数目来调整曲线。控制点增多则形状吻合度好，控制点减少则曲线较为光顺。 诊断和修改曲线。 可以通过曲线的曲率来判断曲线的光顺性，可以检查曲线与点阵的吻合性，还可以改变曲线与其它曲线的连续性(连接、相切、曲率连续)。Surfacer 提供很多工具来调整和修改曲线。 3.曲面创建过程决定生成那种曲面。 同曲线一样，可以考虑生成更准确的曲面、更光顺的曲面(例如 class 1 曲面)，或两者兼顾，可根据产品设计需要来决定。 创建曲面。 创建曲面的方法很多，可以用点阵直接生成曲面(Fit free form)，可以用曲线通过蒙皮、扫掠、四个边界线等方法生成曲面，也可以结合点阵和曲线的信息来创建曲面。还可以通过其它例如园角、过桥面等生成曲面。 诊断和修改曲面。 比较曲面与点阵的吻合程度，检查曲面的光顺性及与其它曲面的连续性，同时可以进行修改，例如可以让曲面与点阵对齐，可以调整曲面的控制点让曲面更光顺，或对曲面进行重构等处理。 3.3实体建模软件UGUG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG NX 为设计师和工程师提供了一个产品开发的崭新模式，它不仅对几何的操纵，更重要的是团队将能够根据工程需求进行产品开发。UG NX主要功能工业设计和风格造型NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 产品设计NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。 仿真、确认和优化NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 NC加工UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UG NX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。 UG NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流 NC机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于25轴或更多轴的铣削加工、24轴的车削加工和电火花线切割。 模具设计UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。 模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当能也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向。 自动分模的过程 1.分析产品，定位坐标，使Z轴方向和脱模方向一致。 2.塑模部件验证，设置颜色面。 3.补靠破孔 4.拉出分型面 5.抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。 6.做箱体包裹整个产品，用5缝好的片体分割。 7.分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。 手动分模的步骤就大概就这样，手动分模具有很大的优势，是利用MOLDWIZARD分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。 3.4数控雕铣机 雕铣机（CNC engraving and milling machine）是数控机床的一种。 一般认为雕铣机是使用小刀具、大功率和高速主轴电机的数控铣床。国外并没有雕铣机的概念，加工模具他们是以加工中心铣削为主的，但加工中心有它的不足，特别是在用小刀具加工小型模具时会显得力不从心，并且成本很高。国内开始的时候只有数控雕刻机的概念，雕刻机的优势在雕，如果加工材料硬度比较大也会显得力不从心。雕铣机的出现可以说填补了两者之间的空白。雕铣机既可以雕刻，也可铣削，是一种高效高精的数控机床。4.鼠标模型构建4.1鼠标模型分析针对鼠标的外形观察，发现其实体表面主要由三个曲面围成。它们分别是上表面，下表面，侧面。而且下表面，侧面有共同的曲面特征，都可以使用同样的拉伸方法直接来生成，然后进行裁剪，就得到了想要的实体。4.2鼠标下盖建模 打开UG NX 4.0，新建一个名为shubiaoxiagaijianmo的文件，然后进入UG界面。点击【开始】【建模】，然后添加常用的图标，完成后，如图4.1所示。图4.1 UG NX 4.0建模界面点击【文件】【导入】【Imageware】，弹出“导入Imageware”对话框，点击【确定】，弹出“导入IMV”对话框，选择要导入的文件，点击【OK】。导入IMV文件，如图4.2所示。图 4.2 导入的IMV文件 点击【编辑】【曲线】【参数】，弹出“编辑曲线参数”对话框，如图4.3所示。选取曲线，弹出“编辑样条”对话框，如图4.4所示。点击【编辑极点】，弹出“编辑极点”对话框，如图4.5所示。勾选【2D曲率梳图】，对曲线曲率进行微调，调整结果如图4.6所示。 图 4.3 “编辑曲线参数”对话框 图 4.4 “编辑样条”对话框 图 4.5 “编辑极点”对话框图4.6 曲线曲率微调结果点击点集，弹出“点集”对话框，如图4.7所示。点击【曲线上的点】，弹出“曲线上的点”对话框，选中曲线，设置点数为20，如图4.8所示。点击【确定】，删除刚才所选的曲线，结果如图4.9所示。 图 4.7 “点集”对话框 图 4.8 “曲线上的点”对话框图 4.9 通过点集所打的点点击样条，弹出“样条”对话框，如图4.10所示。点击【通过点】，弹出“通过点生成样条”对话框，如图4.11所示。点击【确定】，弹出“样条”对话框，如图4.12所示。点击【全部成链】，弹出“指定点”对话框，选取起点和终点，弹出“通过点生成样条”对话框，如图4.13所示。点击【确定】，点击删除，然后在弹出的对话框中选择类选择，弹出“类选择”对话框，如图4.14所示。点击【类型】，弹出“根据类型选择”对话框，如图4.15所示。选择【点】，点击【确定】，选择【全选】，再点击【确定】，结果如图4.16所示。 图4.10 “样条”对话框 图 4.11 “通过点生成样条”对话框 图 4.12 “样条”对话框 图 4.13 “通过点生成样条”对话框 图 4.14 “类选择”对话框 图 4.15 “根据类选择“对话框图 4.16 通过点生成的样条点击点集，对另一条曲线进行打点，选择点数为60，删除原曲线，结果如图4.17所示。图 4.17 通过点集所打的点点击样条，使点连成样条曲线，点击删除，删除点，结果如图4.18所示。图 4.18 通过点生成的样条 点击【编辑】【曲线】【修剪】，弹出“修剪曲线”对话框，修改后，如图4.19所示。对目标曲线进行修剪，修剪结果如图4.20所示。 图 4.19 “修剪曲线”对话框 图 4.20 修剪后的曲线点击基本曲线，弹出“基本曲线”对话框，如图4.21所示。点击直线，以目标曲线的两个断点为起点，做两条平行于X轴的直线，如图4.22所示。 图 4.21 “基本曲线”对话框 图 4.22 两条平行于X轴的直线点击【编辑】【曲线】【曲线长度】，弹出“曲线长度”对话框，选中曲线，参数设置如图4.23所示。点击【确定】后，结果如图4.24所示。 图 4.23 “曲线长度”对话框 图 4.24 缩短后的曲线点击桥接曲线，弹出“桥接曲线”对话框，去掉关联，如图4.25所示。对曲线和直线进行桥接，桥接完成后，删除两条直线，如图4.26所示。 图 4.25 “桥接曲线”对话框 图 4.26 桥接后的曲线点击合并，对桥接后的曲线进行合并，选择曲线，点击【确定】，弹出“合并曲线”对话框，如图4.27所示。点击【确定】，结果如图4.28所示。 图 4.27 “合并曲线”对话框 图 4.28 合并后曲线点击【编辑】【变换】，然后选择合并后的曲线，点击【确定】，弹出“变换”对话框，如图4.29所示。点击【用平面做镜像】，弹出如图4.30所示对话框。选择ZCYC平面做镜像平面，点击【确定】，弹出“变换”对话框，如图4.31所示。点击【复制】，然后对曲线进行处理，结果如图4.32所示。 图 4.29 “变换”对话框 图 4.30 选择平面 图 4.31 “变换”对话框 图4.32 镜像后曲线 点击拉伸，弹出拉伸对话框，对闭合曲线进行拉伸，参数设置如图4.33所示。点击【确定】，结果如图4.34所示。点击拉伸，弹出拉伸对话框，对上面曲线进行拉伸，参数设置如图4.35所示。点击【确定】，结果如图4.36所示。 图 4.33 拉伸对话框 图 4.35 拉伸对话框图 4.34 拉伸后的实体图 4.36 拉伸后的片体点击修剪体，弹出“修剪体”对话框，如图4.37所示。选择修剪的目标体和修剪所用的平面，修剪完后，结果如图4.38所示。图4.37 “修剪体”对话框图 4.38 修剪后的实体隐藏掉曲面和曲线，点击拔模角，弹出拔模角对话框，设置好参数后，如图4.39所示。选择上边沿曲线进行拔模，点击【确定】，拔模结果如图4.40所示。 图 4.39 “拔模角”对话框 图 4.40 拔模后下盖点击边倒圆，弹出“边倒圆”对话框，设置R为2mm，如图4.41所示。选择要倒圆的边，然后点击【确定】，结果如图4.42所示。点击外壳，弹出“外壳”对话框，设置厚度为2mm，如图4.43所示。选择要移除的面，然后点击【确定】，结果如图4.44所示。 图 4.41 “边倒圆”对话框 图 4.43 “外壳”对话框 图 4.42 边倒圆后的结果图 4.44 抽完壳后的结果点击草图 ，选择草绘平面为XCYC平面，绘制如图4.45所示的草图。点击完成草图，然后点击拉伸，弹出“拉伸”对话框，参数设置如图4.46所示。选择要拉伸的草图，点击【确定】，结果如图4.47所示。 图 4.45 草图 图 4.46 “拉伸”对话框图 4.47 拉伸后结果点击草图 ，选择草绘平面为XCYC平面，绘制如图4.48所示的草图。点击完成草图，然后点击拉伸，弹出“拉伸”对话框，参数设置如图4.49所示。选择要拉伸的圆，布尔运算选择求差，和鼠标下盖求差，点击【确定】，结果如图4.50所示。 图 4.48 草图 图 4.49 “拉伸”对话框 图 4.50 求差后结果