在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，經(jīng)常會采用陣列相關(guān)命令來解決一些重復(fù)的基本特征建模，如散熱孔，加強(qiáng)筋，復(fù)雜結(jié)構(gòu)框架等。
NX提供了完整的產(chǎn)品工程的CAD/CAM解決方案，是基于參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，借助它不但可使設(shè)計人員從繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，而且可以顯著提高設(shè)計速度及模型健壯性，并減少信息的存儲量。陣列命令在整個幾何建模當(dāng)中占據(jù)重要的地位，該文就NX8.5環(huán)境下陣列的幾種命令完成幾何建模的方法做一些探討。
1 陣列理論
陣列特征是將單個特征、特征組或陣列特征按照某種規(guī)則排列，生成大量形狀相同或相近的特征。常用于快速、準(zhǔn)確地創(chuàng)建數(shù)量較多、排列規(guī)則且形狀相同或相近的一組結(jié)構(gòu)。在NX8.5環(huán)境中，陣列相關(guān)命令有以下幾種實現(xiàn)方式。
1.1 陣列曲線(Pattern Curve)
僅適合對與草圖平面平行的邊、曲線和點的陣列，分線性、網(wǎng)形及常規(guī)陣列類型。
1.2 陣列特征(Pattern Feature)
僅適合對特征進(jìn)行陣列，所得形狀就是陣列的形狀。該命令與前期版本相比，在NX8.5中功能顯著增強(qiáng)，是完成陣列操作的常用命令，可實現(xiàn)線性、網(wǎng)形、多邊形、螺旋式、沿曲線陣列的各種要求的陣列形式。
1.3 陣列面(Pattern Face)
陣列的對象是實體上的面，選擇面所圍成的形狀就是陣列的形狀，一般來說，所選擇的面為封閉時才能成功完成陣列，包括矩形、網(wǎng)形以及鏡像面三種形式。
1.4 引用幾何體(Instance Geometry)
可以認(rèn)為其就是陣列的一種，可用于曲線、邊、面、實體、片體、點和坐標(biāo)系等。此陣列相當(dāng)于把陣列對象復(fù)制，在不同空間位置不斷的粘貼，而這些對象陣列后都將是相互獨立的，同時二者保持一定的關(guān)聯(lián)性。
2 陣列類型
2.1 線性陣列
陣列出來的特征呈直線排列，可以創(chuàng)建一個方向上的陣列，也可以創(chuàng)建兩個方向上的陣列。
2.2 圓形陣列
陣列出來的特征呈網(wǎng)周方向上的陣列，該陣列也有兩個方向：網(wǎng)周方向和半徑方向。
2.3 多邊形陣列
與網(wǎng)形陣列類似，可使用正多邊形和可選徑向間距參數(shù)定義陣列布局。
2.4 螺旋式陣列
使用螺旋路徑定義陣列布局。
2.5 特征沿線陣列
定義一個跟隨連續(xù)曲線鏈和第二條曲線鏈或矢量的布局，即可將特征沿某曲線進(jìn)行陣列。
2.6 常規(guī)陣列
使用由一個或多個目標(biāo)點或坐標(biāo)系定義的位置來定義布局。
2.7 參考陣列
使用現(xiàn)有陣列定義布局。
NX8.5環(huán)境下，作為功能命令的基本選項，提供了包括對等距離陣列，距離遞增式陣列，對稱式陣列等要求的技術(shù)支持。以上所有類型的陣列都可以附加可變化的尺寸。其中，線性陣列、網(wǎng)形陣列、多邊形陣列及螺旋式陣列可以滿足大多數(shù)情況下的需要，并且操作簡單，不易出錯。
3 創(chuàng)建陣列
3.1 陣列曲線
在制圖和草圖任務(wù)環(huán)境下，選擇陣列曲線命令，選定曲線、確定方向、數(shù)量和節(jié)距后即可創(chuàng)建陣列曲線，供后續(xù)特征建模操作。另外，也可在指定邊界內(nèi)創(chuàng)建陣列曲線。
圖1 具有5個實例的圓形陣列
圖2 在邊界內(nèi)創(chuàng)建圓形陣列
3.2 使用陣列面(Pattern Face)
使用陣列面命令可以矩形形式、網(wǎng)的形式復(fù)制一組面，或鏡像這一組面，并將其添加到體。操作時先選擇多個面，然后使用實體的多個邊來定義方向。
圖3 陣列面陣列示例
陣列面命令不同于陣列特征命令，具體表現(xiàn)在以下方面：您可以選擇一組要復(fù)制的面，而不是一組特征；結(jié)果是只有一個特征，而不是多個特征的實例化副本。
3.3 使用引用幾何體(Instance Geometry)
將選擇的每個對象復(fù)制到引用白路徑起點的位置。如果對象位于路徑起點處，則將其引用復(fù)制到路徑上并沿該路徑復(fù)制。如果對象遠(yuǎn)離路徑起點，則其實例沿該路徑進(jìn)行復(fù)制并參考該路徑，但不復(fù)制到該路徑上。在大多數(shù)情況下，要引用的這些對象中至少一者應(yīng)位于路徑起點處或路徑起點附近。離路徑起點越遠(yuǎn)，結(jié)果越不規(guī)則。
圖4 引用幾何體陣列示例
3.4 使用陣列特征(Pattern Geometry)
3.4.1 線性陣列
等距離陣列，距離遞增式陣列，對稱式陣列方式等實現(xiàn)形式如圖5所示。
圖5 線性陣列示例
3.4.2 陣列增量
通過陣列增量設(shè)置后陣列的效果如圖6所示。
圖6 陣列增量示例
3.4.3 陣列設(shè)置
陣列設(shè)置分為僅限框架及交錯。當(dāng)勾選僅限框架特征后，陣列出的圖形僅為周邊而中間沒有。當(dāng)勾選交錯后陣列會在所選方向上有交叉。
3.4.4 可重用引用
可重用的引用功能在陣列中主要應(yīng)用使長方孔按兩邊的曲線形狀進(jìn)行陣列。圖7為長方孔使用可重用的引用功能后的一個效果。
圖7 可重用引用示例
3.4.5 圓形、多邊形陣列
網(wǎng)形陣列界面與線性陣列實現(xiàn)方法相似。通過徑向節(jié)距可以控制陣列特征的同心距離。圖8為網(wǎng)形、多邊形陣列效果圖。
圖8 圓形與多邊形陣列示例
3.4.6 沿線陣列
通過對沿線陣列中線性方法、間距、步距等各個參數(shù)的設(shè)置，可實現(xiàn)圖9所示的沿線陣列效果圖。
圖9 沿線陣列示例
4 比較與分析
陣列曲線只能在草繪環(huán)境下實現(xiàn)一些簡單零件形狀的建模，復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)建模一般不采用。與陣列特征命令相比，陣列面特征用法最方便，計算量較小，在設(shè)計實踐中常被使用；引用集合體陣列命令與陣列特征沿線陣列結(jié)果相似，但前者用法較靈活，功能更強(qiáng)大，最能體現(xiàn)設(shè)計思路。此外，從陣列所得到的結(jié)果來看，各個組成部分之間的關(guān)系也不一樣。
5 小結(jié)
從上面的示例可以看出，NX8.5陣列功能顯著增強(qiáng)，設(shè)計實踐表明，對于具有一定規(guī)律特征的零件，陣列命令可快速進(jìn)行概念設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，交互建立和編輯產(chǎn)品方案幾何模型，有助于減少重復(fù)性工作，提供設(shè)計效率。同時，各種陣列命令各有其特性和使用場所，只有掌握了相互之間的區(qū)別和聯(lián)系后，才能正確選擇合理高效的建模方法，提高產(chǎn)品零部件設(shè)計質(zhì)量。對NX7.5環(huán)境下陣列命令的區(qū)別做了對比說明，可以部分借鑒。另外，如果NX8.5能夠?qū)τ脩籼峁╆嚵忻罹幊涕_發(fā)接口，其陣列功能將不斷得到完善提高。
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本文標(biāo)題：基于NX陣列特征的結(jié)構(gòu)建模技術(shù)研究
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