CAD指导书要点.docx
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CAD指导书要点
《机械CAD技术》课程实验
指导书
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湖南大学《机械CAD技术》课程建设小组
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1-1
2生成手轮安装座
●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1-3
●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1-4
●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1-7
3.绘制手轮轮缘和轮辐控制截面
●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1-9
●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1-12
●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1-14
●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1-18
●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1-22
4.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1-24
5.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1-29
6.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2-1
2.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2-8
3.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2-20
6.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,结束选择贯通,偏置项采用单侧偏置,偏置为-2(
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