精编卡通玩具猪数字化造型与成型建模可行性研究报告.docx

1、精编卡通玩具猪数字化造型与成型建模可行性研究报告卡通玩具猪数字化造型与成型建模可行性研究报告摘 要 本设计内容为卡通猪的建模，在深入学习了UG NX7.0三维建模的基础上，运用UG NX7.0软件平台，完成了卡通猪造型三维建模。本设计共分以下部分：利用草图绘制构建线架，然后利用网格构建曲面。最终通过缝合完成卡通猪造型建模。通过本次毕业设计，不但对所学专业知识进行了综合深入的应用，还进一步提升了自身收集资料、自学和分析问题与解决问题的能力，对于UG有了更深入的了解和认识，掌握了更多使用技巧。为即将进行的顶岗实习和毕业后实际工作打了下很好基础。关键词 卡通猪；UG NX7.0；三维建模第1章 绪论

2、 11.1 UG的简介 11.1.1 UG软件的作用及地位 11.1.2 UG软件的主界面介绍 11.2 卡通猪造型建模的思路及方法 21.2.1 尺寸的输入 21.2.2 通过尺寸绘制图形 21.2.3 构造曲面 31.2.4 构造实体 31.3 卡通猪建模分析 3第2章 卡通猪的建模 42.1 启动UG NX 7.0 42.2 创建体部轮廓 42.3 创建头部轮廓 82.4 创建耳朵 122.5 创建嘴巴 172.6 创建眼睛 242.7 创建鼻子 272.8 模型的形象化渲染 29第3章 模型的快速成型 303.1快速成型的介绍 303.2 快速成型的特点 303.3 熔融沉积成型 31

3、3.4卡通猪的快速成型过程 31结 论 36参考文献 37第1章 绪论1.1 UG的简介UG是西门子公司的集 CAD/CAM/CAE功能于一体的软件集成系统。 UG是Unigraphics的缩写，是一个商品名。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大， 可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它主要基于工作站。CAD是计算机辅助设计的缩写，是行业通用名称。它不包括CAM(计算机辅助制造)。可以实现CAD功能的软件有很多，UG是其中一个，还有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。而AutoCAD则是另

4、外一个由欧特克(Autodesk)公司开发的主要基于PC机的CAD软件。UG全球认证的证书是为熟练使用该软件而颁发的证书，全球认可UG（全称Unigraphics）是西门子旗下PLM Solution-UGS公司集CAD/CAM/CAE于一体的大型集成软件系统. UG系统主要应用于汽车、航空、航天、机械、电子、医疗仪器等工业的生产,是全球应用最为广泛的高端工业软件系统之一。1990年初随着通用汽车正式进入中国，并很快就以其先进的管理理念、强大的工程背景、完善的技术功能以及专业化的技术服务队伍赢得了广大中国用户的赞誉。用户群也正以每年近40%的增幅不断扩展。1.1.1 UG软件的作用及地位众所周

5、知，UG是当今世界最先进的高端CAD/CAM/CAE软件之一，其各大功能高度集成。UG自身的优势，一方面，UG CAM功能强大，可以实现对极其复杂零件和特别零件的加工。另一方面，对使用者而言，UG CAM又是一个易于使用的编程工具。UG CAM可以为数控铣、数控车、数控电火花线切割机编程。1.1.2 UG软件的主界面介绍UG软件的主界面包括以下几个部分：工具栏、菜单栏、状态栏、窗口题栏、图形区、提示栏、当前图层设置区和工作坐标系等等。生成的各种几何图形都显示在图形区。窗口标题显示当前的工作部件名称和显示部件名称信息等信息。菜单栏主要是UG的各种功能菜单，提示栏提示下一步如何操作，状态栏显示UG

6、当前的各种状态，当图层设置区用于显示当前各种层，工具栏包括常用工具栏和建模工具栏，建模工具栏会随着建模方式的不同而变化。如图1-1所示。图1-11.2 卡通猪造型建模的思路及方法传统的产品设计一般都是“从无到有”的过程，完成产品的整个设计制造周期，这个过程可以成之为“正向设计”。本次卡通猪造型工程是从一个“从有到有”的过程，就是根据已有的产品模型，计算出产品的设计数据，分图层在草图中绘制尺寸图形，完成草图，然后构建曲面。1.2.1 尺寸的输入用UG软件做建模工程，使用的测量设备大多都是接触式手动三坐标划线机，主要针对剖面、轮廓和特征线进行测量，测量的数据点不是很多，UG处理起来也比较容易。1.

7、2.2 通过尺寸绘制图形（1）在绘制过程中，一般是先绘制轮廓线，后绘制特征线。在绘制线前应该有合理的规划。根据卡通猪的形状和特征确定如何分面，以便确定哪些线应该连接，并对以后的构面方法做到心中有数。（2）常用到的是椭圆、圆弧和样条线（Spline）。1.2.3 构造曲面因为一般要求有流畅的外形、光顺的外表，因此在构造曲面的时候要分成多个曲面进行，尤其要保证面与面之间能够相切连续或曲面率连续，这样才能形成一个没有接痕的曲面，另外构造曲面还是要根据具体情况选择合适的构造方法。（1）最常用的构造方法是Through Curve Mesh（通过网格曲面），因为它不仅可以保证曲面边界曲率的连续性，还可以

8、控制四周边界曲率（相切），而Through Mesh（通过曲面）只能保证两边曲率。（2）在构建曲面时，经常遇到三边曲面和五边曲面。一般都要做样条线吧三边曲面转化为四边曲面，或者将边界线延伸，把五边曲面转化为四边曲面，用已重新构建曲面，其中在曲面上做曲面样条线（Curve surface）和修剪（Trim）是最常用到的两个命令。（3）构造完外表面，进行镜像处理，再曲面的中心处常出现凸起，显得曲面不光滑，一般都把曲面的中心处修剪掉，然后通过桥接使其平滑。（4）构造曲面时，两个面之间往往有“折痕”，曲面很不光滑，主要是因为两个面相切不连续所造成的。要解决这个问题，可以通过Through Curve

9、Mesh（通过网格曲面）设置边界相切连续选项，是两个曲面的曲面边界相匹配，从而使曲率连续。1.2.4 构造实体构造完外表后，需要构建实体模型。如果模型较简单且曲率变化不大时，就直接把它们缝合成一个实体。1.3 卡通猪建模分析本次课题为卡通猪造型建模，建模时有准确的尺寸。根据尺寸绘制图形，运用UG建模功能来完成卡通猪的实体建模。参考造型时要抓住卡通猪的特点，才能方便自己建模。比如卡通猪的显著特点是体部、头、耳朵、眼睛、鼻子等。特别注意的是，建模时要遵行先大后小的原则，最后倒角。最终达到卡通的效果“可爱”。第2章 卡通猪的建模2.1 启动UG NX 7.0单击“开始” “程序” “UG NX 7.

10、0” “NX 7.0”图标， 系统弹出“NX 7.0”界面对话框。在界面对话框中单击“新建”，系统弹出“新建部件”对话框，再对话框中新建一个名为“zhu”的文件，系统进入“NX 7.0”主界面。2.2 创建体部轮廓（1）单击选择工作图层，首先设置工作图层21为【工作图层】确定，单击【草图】，进入草图界面，然后点击【椭圆】，建造一个椭圆，大半径为70，小半径为100，如图2-1所示。 图2-1（2）单击【约束】，约束椭圆上下两边点和椭圆圆心点在坐标系Y轴上，如图2-2所示。点击【自动判断的尺寸】，标出尺寸，再约束圆弧线同X轴坐标系平行，如图2-3所示。 图2-2 图2-3（3）单击【镜像曲线】，

11、弹出对话框，先选择镜像中心线，再选择需要镜像的曲线，如图2-4所示。 图2-4（4）完成草图，再设置22为【工作图层】转为右视图绘图，单击【草图】，弹出对话框，鼠标选择坐标系ZY面，如图2-5所示。 图2-5（5）单击【椭圆】，建造一个椭圆，大半径为100，小半径为30起始角为0，终止角为180，如图2-6所示。 图2-6（6）单击【约束】，约束椭圆左右两边点和椭圆圆心点在坐标系XC线上，再约束圆弧同XC坐标系平行，标注尺寸，完成草图，如图2-7所示。 图2-7（7）设置11为【工作图层】，单击【拉伸】，弹出对话框，选择片体拉伸，如图2-8所示。 图2-8（8）设置1 为【工作图层】，单击【通

12、过曲线组】，完成曲面，如图2-9所示。 图2-92.3 创建头部轮廓(1)单击【图层设置】，选择11、21、22工作图层为不可见，设置23为工作层，1为不可见，点击【草图】，以俯视图创建草图，如图2-10。 图2-10(2)单击【椭圆】，创建一个椭圆，大半径59，小半径53，起始角-90，终止角90，如图2-11所示。 图2-11(3)单击【约束】，约束圆弧下一点在坐标系点上，圆弧圆心点同圆弧上端点在Y轴上，如图2-12所示。点击【自动判断的尺寸】，标出尺寸，再约束圆弧同X轴平行，如图2-13所示。单击【镜像曲线】，选择镜像中心线，再选择镜像曲线镜像，如图2-14所示。 图2-12 图2-13

13、 图2-14(4)完成草图，设置41为【工作图层】，点击【图层设置】，选择1图层为可见层，单击【投影曲线】，选择需要投影的曲线，选择要投影的对象，选择投影的方向指定矢量Z轴，完成投影，如图2-15所示。图2-15(5)设置24为【工作图层】，点击【草图】，点右视图创建草绘，然后点击【交点】选择投影曲线创建一个交点，如图2-16所示。 图2-16(6)单击【直线】，画一条直线，再点击【自动判断的尺寸】，标注夹角为55度，直线长为20，再竖直绘制一条直线，约束长度同前一条直线相等，如图2-17所示。 图2-17(7)设置42为【工作图层】，单击【桥接曲线】，做一个桥接线，首先你选择里面的直线作为桥

14、接对象，再选择外面一条直线为桥接对象，桥接，如图2-18所示。 图2-18(8)单击【拉伸】，弹出对话框，选择拉伸曲线，选择片体拉伸，如图2-19所示。 图2-19(9)设置1为【工作图层】，单击【通过曲线网格】，绘制曲面，如图2-20所示。 图2-20(10)求出曲面多余的对象，把多余的对象剪切，单击【图层设置】，弹出对话框，把图层关闭，如图2-21所示。然后把多余对象进行修剪，单击【修剪体】，保存外面把里面修剪，如图2-22所示。 图2-21 图2-222.4创建耳朵(1)创建耳朵截面，因为耳朵比较随意，所以我们可以比较随意的创建它的这个操作，就不用根据测量尺寸来制作，就随便做一个样条，直

15、接把它构造出来，单击【样条】，绘制样条如图2-23所示。 图2-23(2)单击【修剪的片体】，修剪，选择修剪的片体目标，再选择对象，投影方向选择沿矢量，指定矢量方向，如图2-24所示。 图2-24(3)把样条线移动到43层，设置44为【工作图层】，把43图层设置为不可见，然后点击【样条】，再绘制样条，样条G1相切绘制，如图2-25所示。单击【定向】，选择点，垂直于曲线，然后选择选择控制点把坐标系定上去，如图2-26所示。 图2-25 图2-26(4)单击【基本曲线】，绘制平行于XC的直线，如图2-27所示。 图2-27(5)单击【样条】，弹出对话框，选择制图平面选择XY平面，绘制样条于直线G1相切，绘制出样条，如图2-28所示。 图2-28(6)移动好方位（1），点击视图，方位，当前方位，再调动样条，作出我们想要的效果（2），完成我门想要的样条效果（3），如图2-29依次所示。 （1） （2） （3）图2-29(7)单击【通过曲线网格】绘制耳朵曲面，如图2-30所示。 图2-30(8)耳朵曲线可以拉伸一个曲面作为参考，设置12为【工作图层】，点击【拉伸】