机械CAD技术课程实验指导书NX6版(修订3)解析.doc

《机械CAD技术》课程实验指导书（适用于UG NX6及以上版本）湖南大学《机械CAD技术》课程建设小组 2012年8月实验指导之一手轮设计建模练习练习目的熟悉UG工作环境练习内容扫掠实体、圆形阵列、旋转体时间2学时设计任务：在UG环境下完成如下图所示的手轮设计建模思路：采用首先生成手轮安装支座，然后生成轮辐和轮缘，最后生成把手的建模步骤关键点是确定各部分结构的扫掠截面和扫掠路径，灵活地运用扫掠技术生成三维模型1.新建文件进入UG系统，单击新建文件，系统显示如图1-1所示对话框，选定单位为毫米，选择模型建模，设定文件名shoulun，并确定文件存储路径（文件名和存储路径中不能使用中文），最后确认（OK）即可图1-12 生成手轮安装座l 设定圆柱体形安装座延伸方向单击工具栏上的快捷图标（如果工具栏上没有此图标，点击其他图标下右下角，在下拉菜单中选择→【添加或移除按钮】→【特征】→【圆柱体】），弹出如图1-2所示对话框 图1-2在类型下拉菜单中，选择轴、直径和高度的生成方式接着，点击指定矢量的图标（或其右边下拉菜单中选择自动判断矢量），在作图区中点击选择Z轴方向如下图1-3所示相同的，点击指点右边的，选择参考坐标系的原点，确定以定义圆柱体的延伸方向（轴线）。

图1-3l 生成安装座体在图1-2所示的尺寸和高度中输入直径=50、高度=60后确认，确认之后即产生圆柱体安装座（如下图1-4）图1-4l 生成矩形安装孔单击工具栏上的快捷图标（如果工具栏上没有此图标，点击其他图标下右下角，在下拉菜单中选择→【添加或移除按钮】→【特征】→【长方体】），弹出如图1-5所示对话框 图1-5 图1-6按图1-5，设置好长方体形安装孔的参数，点击点构造器按钮指定点，出现子菜单如图1-6设置原点的坐标值XC= -10、YC= -10、ZC=0，设置完成后确定返回长方体菜单，设置尺寸值为长度XC=20、宽度YC=20、高度ZC=30布尔类型为求差，并选择上步中完成的圆柱体得到手轮安装座如下图1-7所示图1-73.绘制手轮轮缘和轮辐控制截面l 绘制手轮轮缘中心线选择【插入】→【曲线】→【圆弧/圆】，即出现下图1-8所示界面在类型中选择“从中心开始的圆弧/圆”中心点项，点击点构造器，在点构造器中设置圆心点为（0 ,0 ,80）相似的，设置通过点为（125，0 ,80）限制中，勾选整圆确定后，得到如图1-9所示蓝色圆为手轮轮缘中心线。

图1-8 图1-9l 移动工作坐标系选择【格式】→【WCS】→【原点】，即出现下图1-10界面，在类型的下拉菜单中选择，然后点击位置的图标，在圆柱体上表面圆上选择一点（单击鼠标左键），坐标系发生移动，如图1-11示；相同步骤，再次调出图1-10界面，在对话框中输入YC=5，坐标系进一步移动，如图1-12 图1-10图1-11 图1-12l 旋转工作坐标系选择【格式】→【WCS】→【旋转】，即出现旋转坐标系对话框如图1-13，选择YC→ZC，角度为90，即可完成坐标系的旋转，如图1-14示 图1-13 图1-14l 绘制轮辐辐条的圆形截面选择【插入】→【草图】，出现创建草图菜单（图1-15），草图平面选项中，选择XY平面，即如图1-16所示 图1-15 图1-16进入草图界面，单击，按照提示，设定圆心（0,0）和半径（5），完成后点击完成轮辐辐条截面的草图结果如图1-17所示图1-17再次选择【格式】→【WCS】→【旋转】，选择XC→ZC，角度为90，即可完成坐标系的旋转，如图1-18所示图1-18l 生成轮辐辐条的中心线（样条曲线）同上步骤，再次选择【插入】→【草图】，草图平面选项中，选择XY平面。

进入草图界面，选择【插入】→【基准/点】→【点】出现点构造器，如图1-19所示坐标值选择“相对WCS”，分别输入点坐标（0,0,0）、（35,0,0）、（55,10,0）、（75,20,0）、（105,20,0），完成后点击完成草图，退出草图界面图1-19单击，出现如下样条界面图1-20，单击【通过点】确定，之后选择【多段】和阶次【4】，然后确定，出现图1-21所示界面，选择点构造器后确定出现点构造器对话框，一次选择上步骤中插入的5个点，确定，确定，确定完成后，得出如图1-22所示辐条中心线 图1-20 图1-21图1-224. 扫掠生成一个辐条单击，弹出界面如图1-23，选择图1-17所得的圆截面为扫掠对象，引导线（扫掠路径）选择上一步生成的样条曲线，确定，得出一根辐条如图1-24图1-23图1-245. 利用圆周阵列生成多个辐条选择【编辑】→【移动对象】，弹出如下图1-25所示对话框选择已生成的辐条为阵列对象，选择手轮安装座的中轴线为指定矢量Z（圆周阵列的旋转中心），角度45deg，非关联副本数填8确定得完整手轮辐条如图1-26 图1-25图1-26完成阵列数组后，将坐标系WCS移动到安装座上端面的圆心，并且旋转坐标系WCS，使轴ZC与安装座轴线重合。

单击，出现球体构造对话框，选择直径和圆心，直径设定为50，当出现点构造器对话框时，选择，然后选取安装座上端面的圆，定义球体的中心，并对球体进行布尔求和操作，如图1-27，点击确认，即可生成如半球形状的轮毂，如图1-28图1-27图1-28这里，请同学们思考一下，如何生成如图1-29所示的手轮的轮缘？{提示：需要经过坐标轴的平移和旋转，以及在上图轮缘中心线上生成一个轮缘的圆截面，并经过旋转扫掠得到（移动坐标系WCS原点，使之与之前所见的最后一个点（即（105,20,0））重合进入草图界面，在YZ平面上建立圆点为坐标原点，直径为10的圆，再使用扫掠命令）}图1-296. 生成手轮握把最后，请同学们自己使用草图建立握把的1/2轴向截面（结构尺寸自己确定），并且按照回转扫掠命令界面的提示，建立手轮握把的三维模型最后完成本次实验所要求的完整手轮三维建模，如图1-30所示图1-30实验指导之二活塞体建模练习练习目的熟悉UG建模功能练习内容布尔操作（CSG）、抽壳等综合建模方法时间2学时设计任务：在UG环境下完成如下图所示活塞体的设计建模思路：首先生成活塞体下部结构，然后生成其上部结构，最后用布尔操作获得下部形状。

关键是灵活运用扫掠、抽壳、CSG等技术生成活塞的三维模型1.新建文件进入UG系统，在模型模板中新建模型文件，设定文件名piston，并选定单位为毫米，确认（OK）如图2-1所示：图2-12.构建活塞体单击【插入】→【设计特征】→【拉伸】，即可进入拉伸对话框，如下图2-2所示：图2-2在弹出的拉伸对话框内，单击（绘制截面），弹出创建草图对话框，如下图2-3所示：图2-3类型选择在平面上，平面选项选择现有平面，单击（选择平面的面或平面），选择XY平面（点选XY平面上的虚线方框，选中后该框高亮度显示），如下图2-4所示图2-4点击确定，进入绘制草图环境点工具栏中的画圆命令，弹出圆对话框，如下图2-5所示以默认方法画圆将鼠标移至原点处，当出现自动捕捉原点时单击鼠标左键，移动鼠标开始画圆，在绘图区的直径对话框中输入50，按ENTER键确认，单击鼠标中间退出画圆命令绘图如2-6所示 图2-5 图2-6单击工具栏左上角，退出草图环境，返回拉伸对话框指定矢量默认Z+轴，限制框中开始和结束均选为“值”，距离分别为0和31布尔项选择无。

如图2-7所示点击确定，完成活塞体的创建如图2-8所示图2-7图2-83. 生成活塞体单侧切面单击【插入】→【基准/点】→【基准平面】，弹出工作坐标系窗口如下图2-9所示， 选择平面对象YZ平面，距离设为25单击确定，得到如图2-10所示基准平面 图2-9 图2-10单击【插入】→【设计特征】→【拉伸】，即可进入拉伸对话框，单击（绘制截面），选择上面绘制的基准平面作为草图绘制平面单击工具栏中【矩形】命令，绘制矩形如图2-11所示图2-11绘制用于约束矩形的参考对象单击工具栏【投影曲线】，选择圆柱上表面得到投影直线（line1）单击工具栏中【点】命令，绘制这直线（line1）的中点（intersection1）单击工具栏中【转至/自参考】，将投影直线line1、点intersection1，转化为参考同学们自己思考下这一步操作的目的和意义）如图2-12所示图2-12约束矩形单击工具栏中【约束】命令，单击交点intersection1和矩形上面一条水平边线（line2），在弹出的对话框中选择【点在直线中点上】（），如图2-13所示；选中矩形水平边线line2和圆柱上表面的投影直线line1，在弹出的对话框中选择【共线】（）。

如图2-14所示图2-13图2-14添加矩形尺寸单击【自动判断尺寸】，约束矩形的长和宽分别为60、20，结果如图2-15所示图2-15单击完成草图，返回拉伸对话框，开始和结束设置为值，距离分别设置为0、5，布尔设置为求差，选中活塞体单击确定，如图2-16所示 图2-16 4.连杆轴孔和凸台单击工具栏处【拉伸】，在弹出的拉伸对话框中选择绘制曲线，接着在弹出的对话框中选择已绘制的基准平面作为绘图平面类似于图2-11下方的方法（方法和操作相同，在此不作赘述），绘制出两条参考直线，单击工具栏处【圆】，绘制圆形添加圆的约束使圆的中心在水平参考线的中点上（实际是中点的垂线上）约束圆的尺寸为直径10圆心与圆柱上表面距离为9结果如图2-17所示图2-17单击【插入】→【设计特征】→【拉伸】，对连杆轴孔截面圆进行拉伸：起始距离=3、终止距离=15、偏置项采用两侧偏置，开始为0，结束为-2，如图2-18所示，确定→即可产生图2-19所示凸台在基准平面上右击，将其隐藏 图2-18 图2-19 5.镜像拉伸切除和拉伸凸台单击【插入】→【关联复制】→【镜像特征】，在弹出的镜像特征对话框中，选择特征单击拉伸切除和拉伸凸台（选中的是两个需要镜像的特征），镜像平面选择现有绝对坐标系的YZ平面（为了方便选取坐标平面，建议滚动鼠标中键将图形缩小，以足够大地显示坐标系），单击确定，结果如图2-20所示。

图2-206. 抽壳形成活塞内部结构以及生成活塞顶部结构单击【插入】→【偏置/缩放】→【抽壳】，设置厚度=3，依次选取活塞体的下表面和上表面→确认，即可产生图2-21所示活塞体内部的空腔； 图2-21 图2-22单击【插入】→【设计特征】→【拉伸】→选取图凸台外圆→设置开始距离为0,结束选择。