UG零部件装配.docx
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UG零部件装配
第7章零部件装配
■UGNX5装配概述
■引用集
■自底向上装配
■自顶向下装配
■装配爆炸图
■装配综合实例（减速器装配）
7.1UGNX5装配概述
UG装配模块不仅能快速地将零部件组合成产品，而且在装配中，可参考其它部件进行部件关联设计，并可对装配模型进行间隙分析和重量管理等操作。
装配模型产生后，可建立爆炸视图，并可将其引入到装配工程图中。
同时，在装配工程图中可自动产生装配明细表，并能对轴测图进行局部挖切。
7.1.1装配概念
1、装配部件
装配部件是由零件和子装配构成的部件。
在UG中，允许向任何一个Part文件中添加部件构成装配，因此任何一个Part文件都可作为一个装配部件。
在UG中，零件和部件不必严格区分。
须要注意的是，当存储一个装配时，各部件的实际几何数据并不是存储在装配部件文件中，而是存储在相应的部件中。
2、子装配件
子装配件是在高一级装配中被用做组件的装配，子装配件也是拥有自己的组件。
子装配件是一个相对的概念。
任何一个装配部件都可以在更高级装配中用做子装配，如图7.1.1-1所示。
图7.1.1-1装配级别
3、组件对象
组件对象是一个从装配部件到部件主模型的指针实体。
一个组件对象记录的信息有：
部件名称、层、颜色、线型、引用集和配对条件等。
4、组件部件
组件部件是在装配中由组件对象所指的部件文件。
组件既可以是单个部件（即零件），也可以是一个子装配，组件是由装配部件引用而不是复制到装配部件中。
5、单个零件
单件零件是指在装配外存在的零件几何模型，它可以添加到一个装配中去，但它本身不能含有下级组件。
6、主模型
主模型是供UG各模块共同引用的部件模型。
同一主模型可同时被工程图。
装配、加工、机构分析和有限元分析等模块引用。
装配件本身也可以是一个主模型被制图、分析等应用模块引用，主模型修改时，相关应用自动更新。
如图7.1.1-2所示。
图7.1.1-2主模型概念
7.1.2装配模式
在大多CAD/CAM系统中，有2种不同的装配模式：
多组件装配和虚拟装配。
●多组件装配：
该装配模式是将部件的所有数据复制到装配中，装配中的部件与所引用的部件没有关联性。
当部件修改时，不会反映到装配中，因此，这种装配属于非智能装配。
同时，由于装配时要引用所有部件，需要用较大的存空间，因而影响装配工作速度。
●虚拟装配：
该装配模式是利用部件关系建立装配。
该装配模式有如下优点：
★由于是部件而不是将部件复制到装配中，因此，装配时要求存空间较小。
★装配中不需要编辑的下层部件可简化显示，提高显示速度。
★当构成装配的部件修改时，装配自动更新。
7.1.3装配方法
1、自顶向下装配
自顶向下装配，是指在装配级中创建与其他部件相关的部件模型，是在装配部件的顶部向下产生子装配和部件的装配方法。
2、自底向上装配
自底向上装配是先创建部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法。
3、混合装配
混合装配是指将自顶向下装配和自底向上装配结合在一起的装配方法。
例如，先创建几个主要部件模型，再将其装配在一起，然后在装配中设计其他部件，即为混合装配。
在实际设计中，可根椐需要在两种模式下切换。
7.1.4装配中部件的不同状态
1、显示部件
在图形窗口显示的部件、组件和装配都称为显示部件。
在UG的主界面中，显示部件的文件名称显示在图形窗口的标题栏上。
2、工作部件
工作部件是可在其中建立和编辑几何对象的部件。
工作部件的文件名称显示在窗口的标题栏上。
工作部件可以是显示部件，也可以是包含在显示部件中的任一部件。
当打开一个部件文件时，它既是显示部件又是工作部件。
显示部件与工作部件可以不同，在这种情况下，工作部件的颜色与其他部件有明显的区别。
如图7.1.4-1所示，工作部件的颜色比其它部件的颜色要深。
显示部件
图7.1.4-1工作部件与显示部件的状态
☆技巧：
如果当前的工作部件是装配件，你只想保存该装配件，而不想保存该装配件中的任何组件，可以选择菜单【文件】→【仅保存工作部件】。
在大装配中使用此选项可以节省操作时间。
7.1.5装配模块的启动
单击下拉菜单【开始】→【装配】选项,或快捷键A启动装配模块后方可使用相关的装配功能。
进入装配菜单的方法具体有两种：
1、通过装配模块工具条,如图7.1.5-1所示。
7.1.5-1装配模块工具条
2、通过装配组件。
7.2引用集
7.2.1引用集的基本概念
1、什么是引用集
如果显示整个组件部件或子装配部件，可能得到比需要的信息多得多的信息，如果草图、基准面、基准轴及几何体等，如图7.2.1-1所示。
引用集是.Prt文件中被命名的部分数据，这部分数据就是要装入装配中的数据，例如部件中除了实体图形外，可能还有基准面、基准轴、草图等，而在装配时只需要实体图形和基准面，那么就定义一个引用集只包含实体图形和基准面等，从而可以大大地减少装配件中的数据，同时也提高了图形显示的清晰度。
图7.2.1-1无引用集装配部件的显示
引用集如果建立了，就可以单独地被装入装配件中。
它可以含有下列数据：
●名字、原点、和方位。
●几何图形、坐标系、参考面、参考轴和图样体素。
●属性。
●任何被添加到引用集中的组件信息。
☆技巧：
建立引用集属于当前的工作部件。
一个．Prt文件中的引用集没有数目限制，引用集附属于．Prt文件，不同的．Prt文件中的引用集可以同名，因此可以根据实际情况给一个部件建立若干个引用集。
2、默认的引用集
在系统的默认状态，每个装配件都有两个引用集。
●全集（Entirepart）。
全集表示整个部件，即引用部件的全部几何数据。
在添加部件到装配中时，如果不选择其它引用集，默认使用全集。
●空集（Empty）
空集是不含任何几何数据的引用集，当部件发空集形式添加到装配时，在装配中看不到该部件。
如果部件几何对象不需要在装配模型中显示，可以使用空集，以提高显示速度。
如果工作部件中包括实体和片体，则系统自动生成模型引用集Model。
在装配中，根据需要可以更改部件的引用集。
7.2.2建立引用集
所建立的引用集属于当前的工作部件，单击下拉菜单【格式】→【引用集】选项，进入图7.2.2-1所示的对话框。
单击新建引用集按钮
图标，进入图7.2.2-2所示的对话框，在这里输入引用集的名字，引用集的名字是一个小于或等于30个字母的数字组成的字符串，中间不可以有空格。
图7.2.2-1引用集对话框图7.2.2-2创建引用集对话框
1．建立引用集的步骤：
●首先必须将要建立引用集的组件变成工作组件。
●单击下拉菜单【格式】→【引用集】选项，弹出“引用集”对话框。
单击对话框下方的【新建引用集】图标
，弹出“创建引用集”对话框。
●在“创建引用集”对话框中输入引用集名称，并单击【确定】按钮。
●这时类选择对话框将会出现，提示选择引用集的容，并单击【确定】按钮。
☆技巧：
如果在创建引用集对话框中，选择了“创建引用集”选项，表示将重新为引用集建立坐标系，如果不选择该项，则系统默认使用当前的工作坐标系。
建立引用集不会影响到部件的显示。
当把部件装配到装配件中并且使用了这个引用集时，部件在装配件中的显示才会改变。
2．缺省引用集
如图7.2.2-1所示，NX5中提供了4种默认的引用集，方便于快速调用。
①模型：
该引用集包含了组件中的实体与曲面，在添加装配组件时，系统默认采用此方式。
②轻量化：
该引用集也包含了组件中的实体与曲面，但是使用该引用集添加到装配中的组件，用户不能对其进行配对操作。
③空：
该引用集为空，在装配件中看不到引用集为空的部件，可以在“装配导航器”窗口中看到此部件。
④整个部件：
引用集包括组建的所有几何数据，一般不建议使用此引用集。
3．
（设为当前的）
在装配体中当设置了装配中的一个组件为工作部件时，此按钮变为可用。
单击此按钮，可以将当前选择的引用集激活，使组件使用选择的引用集方式。
4．
（添加对象）和
（移除对象）
选择一个引用集，单击
（添加对象）按钮，系统弹出“类选择”对话框，用户可以过滤所需要添加到选择引用集中的对象；单击
（移除对象）按钮，可以在引用集中选择对象并将其移出引用集。
5．
（编辑对象）
单击此按钮，系统弹出“类选择”对话框，用户可以添加或者移除引用集中的对象。
6．
（创建）、
（删除）和
（重命名）
分别单击这3个按钮，用户可以创建、删除和重命名引用集。
7．
（编辑属性）和
（信息）
单击
（编辑属性）按钮，系统弹出“引用集属性”对话框，用户可以编辑引用集属性，此按钮作用不大，用户了解即可；单击
（信息）按钮，系统弹出“信息”对话框，显示出选择引用集相关的信息。
一个组件可以包含多个引用集，用户在添加组件进行装配时，可以选择已有的引用集添加到装配中，在装配后可以使用该组件的其他引用集来替换当前的引用集，只需要在“装配导航器”窗口中的组件中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“替换引用集”下的现有的引用集即可。
7.3自底向上装配
自底向上装配的设计方法是常用装配方法，即先设计装配中的部件，再将部件添加到装配中，由底向上逐级地进行装配。
若要进行装配，首先必须选择下拉菜单【装配】→【组件】弹出如图7.3-1所示的组件装配下拉菜单。
采用自底向上装配方法，选择已存在组件方法有两种：
绝对坐标定位方法和配对定位方法。
一般地说，第一个部件采用绝对坐标定位方法添加，其余的部件采用配对定位方法添加。
配对定位方法的优点是：
部件修改后，装配关系不会改变。
7.3.1按绝对坐标定位方法添加组件
先新建一个装配件或打开一个存在的装配件，再按下述步骤添加存在部件到装配中。
这一步就相当于手工画图时拿一新图纸一样，很多初学者都有容易忽略这一步，在零件图中画装配图。
1、选择要进行装配的部件
单击下拉菜单【装配】→【组件】→【添加组件】选项,或单击图标
弹出如图7.3.1-1所示的选择部件对话框。
如果要装配的部件还没有打开，可以选择单击【打开】按钮，从其它的目录选择；已经打开的部件名字会出现在选择部件列表框中，可以从列表框中直接选择。
2、指定部件的添加信息
当选择好部件，单击【确定】，就会弹出如图7.3.1-2所示的添加组件对话框，同时还会弹出组件预览对话框。
如果选择多重添加选项可以添加多个该部件。
下面分别以其它选择做介绍：
图7.3-1组件装配的下拉菜单图7.3.1-1选择部件对话框
图7.3.1-2添加已有部件和组件预览对话框
●放置：
此栏主要用于设置添加组件的定位方式。
1）绝对原点和选择原点：
使用绝对坐标系原点放置组件，或者选择一个点，系统将此点作为绝对原点放置组件。
2）配对：
确认添加组件后，系统自动调用“配对组件”命令，然后直接添加组件装配约束。
3）重定位：
确认添加组件后，系统自动调用“重定位组件”命令，然后直接对添加的组件重定位操作。
4）Scatter：
选择此复选框，可以将一次添加的多个组件分散开。
●引用集选项：
模性，轻量化，整个部件，空四个选项容参照7.2.2.-1所示。
●图层选项设置：
用户可以直接选择“引用集”下拉列表框中的相关选项，设置添加组件的引用集；还可以设置“图层选项”，设置添加后的组件所在的图层。
1）原先的：
将组件添加至原理所在的图层中。
2）工作：
将组件添加至当前的工作层中。
3）按指定的：
将组件添加至用户自定义的图层中。
按绝对坐标定位方法添加组件时，只需将定位方法（Positioning）设置为绝对的（Absolute），其余选项可按默认设置。
3、确定组件在装配中的参考位置
指定组件的添加信息后，单击【确定（OK）】，弹出点构造器对话框，用点构造器指定的点就是组件在装配中的参考点即参考位置。
☆技巧：
如果在图7.3.1-2中引用的集设置为全集，那么以组件部件的绝对坐标系为参考，否则以其它引用集的工作坐标系为参考。
7.3.2按配对条件添加组件
配对条件是指一对组件的面、边缘、点等几何对象之间的配对关系，用以确定组件在装配中的相对位置。
配对条件由一个或多配对约束组成。
配对约束限制组件在装配中的自由度。
定义组件间的配对约束时，有图形窗口可以看到图7.3.2-1所示的自由度符号。
自由度符号表示组件在装配中没有限制的自由度，有线性自由度和旋转自由度两种。
对组件的最终约束结果有：
1、完全约束：
组件的全部自由度都被约束，在图形窗口中看不到约束符号。
2、欠约束：
组件还有自由度没有被约束，称为欠约束，在装配中允许欠约束存在。
图7.3.2-1自由度符号
在图7.3.1-2所示的添加存在的对话框中，将定位方法设置为配对（Mate），则组件添加到装配中后弹出如图7.3.2-2所示的“配对”条件对话框，在图7.3-1下拉菜单中选择配对组件或装配工具条上的图标
也会弹出此对话框。
配对条件对话框由配对条件树、配对类型、选择步骤、过滤器及相关选项组成。
下面分别对其作介绍：
1、过滤器
过滤器限制所选几何对象的类型，通过它可以快速选择组件上的几何对象建立配对约束。
要注意的是：
如果要选择的几何对象与过滤器中的类型不一致，必须首先更改过滤器中的类型，否则无法选中对象。
图7.3.2-2配对条件及过滤器的类型
过滤器有以下几种类型如图7.3.2-2所示：
●任意：
选择任何类型的几何对象。
●面：
选择表面，这是一个广义的含义，可以是平面、柱面、锥面以及样条曲面等。
●边：
选择实体的边缘。
●基准平面：
选择基准平面。
●基准轴（Axis）：
选择基准轴。
●点（Point）：
选择点：
●直线（Line） ：
选择线。
●曲线（Curve）：
选择曲线。
●坐标系（Csys）：
选择坐标系，主要用来约束线框模型。
●组件（Component）：
选择组件。
提示：
上述类型中的坐标系和组件只有在配对约束为对齐时才有。
2、配对约束类型
●
贴合约束
该配对约束类型定位两个同类对象相一致，对于平面对象，它们共面且法线方向相反；对于圆锥面，用贴合约束时，系统首先检查其角度是否相等，如果相等，则对齐其轴线；如果是圆柱面，要求相配组件直径相等才能对齐轴线；对于边缘和线，贴合类似于对齐。
如图7.3.2-3所示。
配对的组件是指需要添加约束进行定位的组件，基础组件是指已经添加完的组件。
图7.3.2-3贴合约束
●
对齐约束
该配对约束类型定位对齐相配对象，当对齐平面时，使两个面共面且法线方向相同；当对齐圆锥、圆柱和圆环面等对称实体时，使其轴线相一致；当对齐边缘和线时，使两者共线。
如图7.3.2-4所示。
“到”表面
“从”表面
图7.3.2-4对齐约束
但对齐与贴合不同，当对齐圆锥、圆柱和圆环面时，不要求相配对象直径相同。
●
角度约束
该配对约束类型是在两个对象间定义角度，用于约束相配组件正确的方位上。
角度约束可以在两个具有方向矢量的对象间产生，角度是两个方向矢量的夹角，逆时针方向为正。
角度约束有两种类型：
平面角度和三维角度，平面角度约束需要一根转轴，两个对象的方向矢量与其垂直，如图7.3.2-5所示。
图7.3.2-5角度约束
●
中心约束
该配对约束类型约束两个对象的中心，使其中心对齐，当选择中心约束时，中心对象菜单被激活，其选项有：
★1至1：
将相配组件中的一个对象定位到基础组件中一个对象的中心上，其中一个对象必须是是圆柱体或轴对称实体。
如图7.3.2-6所示。
图7.3.2-61至1中心约束
1）1至2：
将相配组件中的一个对象定位到基础组件中两个对象的中心上，当选择该项时，选择步骤中的图标
被激活，允许在基础组件上选择第二个对象。
2）2至1：
将相配组件中的两个对象定位到基础组件中一个对象上，并与其对称。
当选择该选项时，选择步骤是图标
被激活，允许在相配组件上选择第二个配对对象。
如图7.3.2-7所示。
该面选择为“从”
中心对象
1至2选择
图7.3.2-72至1中心约束
3）2至2：
将相配组件中的两个对象定位到基础组件中两个对象成对称布置。
当选择该选项时，选择4个步骤是图标全部被激活，需要分别选择对象。
如图7.4.2-8所示。
中心对象
2至2选择
图7.3.2-82至2中心约束
●
距离约束
该配对约束类型用于指定两个相距对象间的最小距离，距离可以是正值也可以是负值，正负号确定相配组件的哪一侧，如图7.3.2-9所示。
距离由图所示的选项,距离表达式的数值确定。
正（+）距离
选择的“到”组件
负（–）距离
图7.3.2-9距离约束
●
正交约束
该配对约束类型约束两个对象的方向矢量彼此垂直。
●
平行约束
该配对约束类型约束两个对象的方向矢量彼此平行。
●
相切约束
该配对约束类型定义两个对象相切。
技巧：
配对信息可以单击下拉菜单【信息】→【装配】→【配对条件】进行查询。
1、选择步骤
选择步骤是从相配组件上选择几何对象与基础组件上的几何对象相配。
●选择相配组件上的第一个几何对象（当图标
“从”被激活时）。
●选择基础组件上的第一个几何对象（当图标
“到”被激活时）。
●选择相配组件上的第二个几何对象（当图标
“第二个从”被激活时）。
●选择基础组件上的第二个几何对象（当图标
“第二个到”被激活时）。
当在一个选择步骤中选择几何对象后，下一个选择步骤的图标会自动激活。
当然也可以直接单击选择步骤图标进行相应的选择。
“第二个从和“第二个到只有在某些特定的条件下才被激活。
3、配对条件树
配对条件树用图形表示装配中各组件的配对条件关系，其中有3种类型的节点，分别为根节点、条件节点和约束节点，每个节点都有对应弹出菜单，用于产生和编辑配对条件和约束条件。
如图7.4.2-11所示。
●根节点
根节点由工作部件的名称组成，通常是装配件或子装配件的名称，由于工作部件是唯一的，所以根节点只有一个。
●条件节点
条件节点是根节点的子节点，显示组件间的配对条件，由3部分组成：
展开/折叠、检查框和配对条件名，如图7.3.2-10所示。
检查框允许抑制和解除已抑制的配对条件，如果检查框是打开的，该配对条件未被抑制。
配对条件名显示出与组件配对的参照对象。
鼠标指向条件节点单击右键，就会弹出如图7.3.2-11所示的菜单。
●约束节点
约束节点显示组成配对条件的约束，鼠标指向约束节点单击右键，就会弹出如图7.3.2-12所示的菜单。
图7.3.2-10配对条件树
图7.3.2-11条件节点右键弹出的菜单图7.3.2-12约束节点右键弹出的菜单
4、其它选项
●更换的配对解决方案
在许多情况下当配对的是轴对称几何对象时，对于已定义的约束会有一个以上的结果，此时，【更换的配对】按键就会被激活，最好检查此按键，然后再作决定，例如：
基准面与球的配对，如图7.3.2-13所示。
图7.3.2-13其它配对方案
●改变组件的约束
当单击【改变约束】时，就出弹出如图7.3.2-14所示的改变约束对话框。
图7.3.2-14改变约束对话框
下面分别对各图标介绍一下：
★
平移:
平移所选组件。
★
绕点旋转:
绕点旋转所选组件。
★
绕轴旋转：
绕轴线旋转所选组件。
★
重新定位：
用移动坐标方式重新定位所选组件。
★
在两轴之间旋转：
在选择的两轴之间旋转所选组件。
拖动组件步骤（只能拖动有自由度的组件，通过改变自由度来改变位置）：
（1）、单击选择组件图标
。
（2）、选择要拖动的组件。
（3）、选择完成选择图示
或单击鼠标中键。
此时，鼠标处于拖动状态，而不是选择状态。
（4）、按住鼠标左键，拖动组件到所需要的位置。
（5）、单击【确定】或【应用】按钮。
7.4自顶向下装配
自顶向下装配的方法是指在上下文设计中进行装配。
上下文设计是指在一个部件各定义几何对象时引用其它部件的几何对象，如在一个组件中定义孔时需引用其它组件的几何对象进行定位。
当工作部件是未设计完的组件而显示部件是装配件时，上下文设计非常有用。
自顶向下装配有两种方法
1、第一种方法：
●先建立装配结构，如图7.4-1所示，此时没有任何对象。
●使其中一个组件成为工作部件。
●在该组件中建立几何对象。
●依次使其余组件成为工作部件并建立几何对象，注意可以引用显示部件中的几何对象。
1、建立装配结构，装配件既是工作部件也是显示部件
3、在工作部件中建立几何模型
2、使其中一个部件成为工作而显示部件则是装配件
图7.4-1自顶向下装配设计第一种方法
2、第二种方法：
●在装配操作中建立几何对象，如图7.4-2所示。
●建立新组件，并把图形加到新组件中。
在装配的上下文设计中，当工作部件是装配中的一个组件而显示部件是装配件时，定义工作部件中的几何对象可以引用显示部件中的几何对象，即引用装配件中其它组件的几何对象。
建立和编辑的几何对象发生在工作部件中，但是显示部件中的几何对象是可以选择的。
1、在装配件中建立几何对象
2、建立新组件，并把草图、曲线、实体等几何对象添加对新组件中
图7.4-2自顶向下装配设计第二种方法
☆提示：
组件中的几何对象只是被装配体引用而不是复制，修改组件的几何模型后装配件会自动改变，这就是主模型概念。
当用点的子功能进行定位或者用【信息】→【对象】以及【分析】→【距离】等查询信息时，这一点很有用的。
例如当使用对角点定义长方体时引用其它对象的中点，就不需要计算边长了。
如图7.4-3所示。
图7.4-3上下文设计
☆提示：
此例中长方体的尺寸和位置与引用点之间不具有关联性。
1、自顶向下装配设计的第一种方法
此种方法首先建立装配结构即装配关系，但不建立任何几何模型，然后使其中的组件成为工作部件，并在其中建立几何模型，即在上下文设计中进行设计，边设计边装配，。
例如要完成只包含两个简单部件的装配设计，具体步骤如下：
●建立一个新装配件，如xiehui.prt。
●单击下拉菜单【装配】→【组件】→【新建】选项,或单击图标
。
●这时类型对话框出现，因为不添加任何图形，直接单击【确定】按钮。
●在“新建组件”对话框中输入新组件名字，如plate。
●这时“创建新组件”对话框出现了，如图7.4-4所示。
其中【删除原始的】按钮是采用第二种方法建立新组件时才可选的，如果选择此项，图形被加到组件中了，则装配件中的原来数据将被删除。
●单击【OK】按钮，新建组件就被装到装配件中了
●用同样的方法新建名为pin的新组件
●选择装配导航器图标
，检查装配关系，如图7.4-5所示。
●下面要在新组件中建立几何模型，首先使plate成为工作部件，建立图7.4-6所示的图形。
●然使pin成为工作部件，建立如图7.4-7所示的图形。
●使装配件xiehui.Prt成为工作部件。
●单击下拉菜单【装配】→【组件】→【配对组件】选项,或单击图标
，给组件plate和pin
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