基于ug的产品三维设计实验.doc

实验一 基于UG的产品三维设计实验一、实验目的1. 掌握三维建模技术的基本知识；2. 熟悉三维建模软件Unigraphics（UG）的各个菜单和工具栏；3. 熟悉UG的各种建模方法；4. 运用实例初步掌握UG的草图建模、特征建模和实体建模技术。二、实验内容1. 学习并掌握三维建模技术的基本知识；2. 熟悉UG软件的菜单、工具栏及各种三维建模技术；3. 学生在教师指导下完成典型零件的建模并提交实验报告和零件模型文件。三、实验设备1. 每两个学生一台PC机，CPU：P4 D2.8G，硬盘：80G，内存：512MB，显示器：17LCD；2. UG软件；3. Word软件。四、实验原理1三维几何建模技术早期的CAD系统以二维图形作为产品的主要描述和定义手段，用于满足单纯输出产品设计图样的需要。从产品设计的角度看，通常在设计人员思维中首先建立起来的是产品的几何形状实物模型，依据这个三维模型进行设计、分析与计算，因而采用三维模型更有利于设计的进行。随着CAD技术的发展，三维CAD设计已逐渐成为CAD设计的主流。2三维建模的基本概念1）三维形体的几何信息与拓扑信息在几何建模中，对几何形体的描述与表达是建立在形体的几何信息与拓扑信息基础上的。几何信息一般是指形体在欧氏空间中的形状、位置和大小。而拓扑信息是指形体各分量的数量及相互间的关系。三维物体的几何信息包括相关的点、线、面、体信息，这些信息可以用几何分量方式来加以表示。拓扑信息具体来说就是形体各分量，如点、边、面之间相互的连接关系。各种几何元素相互间关系的总和构成了形体的拓扑信息。欧拉提出了关于描述形体的几何元素和拓扑关系的检验公式，这一公式可作为检验形体描述正确性与否的准则。FVE2R2H式中，F为面数，E为边数，V为顶点数，R为面中的孔洞数，H为体中的空穴数。2）形体的定义形体在计算机内通常采用6层拓扑结构进行定义，如图1所示。形体及其几何元素均定义在三维欧氏空间中，各层结构的含义如下：（1）体体是由封闭表面围成的有效空间，其边界是有限个面的集合，而外壳是形体的最大边界，是实体拓扑结构中的最高层。体壳面环边点表面顶点（2）壳壳由一组连续的面围成的封闭边界，实体的边界称为外壳，如果壳所包围的空间是个空集则为内壳。（3）面面是由一个外环和若干个内环界定的有界的、不连通的表面。面具有方向性，面的方向用垂直于面的法矢表示，法矢向外的面为正面、反之为反面。法矢的方向由外环的旋向按右手法则确定。（4）环图1形体的表示层次环是由有序、有向的边组成的封闭边界。环中各条边不能相交，相邻两边共享一个端点。环的概念和面的概念密切相关，环有内环、外环之分，确定面的最大边界的环称为外环，而确定面内孔或者凸台边界的环称为内环。内环的方向与外环的方向相反，外环通常按逆时针方向，内环通常按顺时针方向。（5）边边是形体中两个相邻面的交界，一条边只能有两个相邻的面，且由两个端点定界，它们分别称为该边的起点和终点，边可以是空间直线，也可以是空间曲线。曲线边则由一系列型值点和控制点表示，也可用显式或隐式方程表示。（6）点点是边的端点，点不允许出现在边的内部，也不能孤立地存在于形体内、形体外或面内。点是几何造型中最基本的元素，它可以是形体的顶点，也可以是曲线曲面的控制点、型值点、插值点。另外，在三维几何建模中有两个关键的概念：（1）顶点顶点是指面中两条不共线线段的交点，顶点不能孤立存在于实体内、外或面和边的内部。（2）体素体素是指可由若干个参数描述的基本形体，如方块、圆柱、球、环等。体素也可以是由定义的轮廓沿指定迹线扫描生成的空间。3. 几何建模的种类根据描述方法、存储的几何信息和拓扑信息的不同，传统的三维几何造型系统主要有3种类型：线框模型(Wire Frame Model)、实体模型(Solid Model)、表面模型(Surface Model)。通常，可根据工程设计和制造的难易程度来选择相应的模型和造型技术。近些年来，为适应CAD/CAM集成环境的需要，人们在实体模型的基础上，研究开发了特征建模技术，形成了新的CAD模型，即特征模型(Feature Model)。特征建模技术一直是CAD/CAM领域的研究热点，并取得了巨大的进展。目前，新一代的CAD/CAM系统(如UG，Pro/E等)都是基于特征的参数化实体造型系统。五、UG的三维几何建模技术1.用户界面简要介绍1）窗口结构Unigraphics（简称UG）在Windows中的用户界面如图2所示。图2 UG基本界面2）工具条工具条是一行使用者可以用来启动标准UG菜单项目的图标。如图3所示。用户可以利用【工具自定义】来消隐或显示工具条，也可以添加或移出工具条命令。图3 自定义工具条3）建模操作步骤UG的一般建模操作步骤包括：1) 建立一个新的UG部件文件或恢复一个已存在的UG部件：【文件新建】，或【文件打开】；2) 选择一个应用：建模、装配、制图；3) 检查/预设置参数：【首选项对象/建模/草图】；4) 建立少数关键设计变量：【工具表达式】；5) 分析对象：【信息】或【分析】；6) 修改对象：【编辑】；7) 保存UG部件文件：【文件保存】。2. UG建模方法1）建模方法简介（1）显示建模显示建模是非参数化建模。对一个或多个对象所做的改变不影响其他对象或最终模型。如过两个已存在的点建立一条线，或过三个已存在点建立一个圆弧，如果移动其中一个点，线/圆弧不会改变。（2）参数化建模参数化模型能进一步进行编辑，定义模型的参数值随模型存储。参数之间彼此可以引用，以建立模型及各个特征间的关系。（3）基于约束的建模在基于约束的建模中，模型的几何体是从作用到定义模型几何体的一组设计规则称之为约束，用于驱动或求解。这些约束可以是尺寸约束(如草图尺寸或定位尺寸)或几何约束（如平行度或相切），如一条线相切到一个弧，设计者的意图是线的角度改变时仍维持相切。 （4）复合建模复合建模是上述三种建模技术的发展和选择性组合。UG复合建模支持传统的显示几何建模、基于约束的草绘和参数化特征建模，是多种建模方式无缝的集成。（5）基于特征的建模零件三维模型是带时间戳记的特征组成。零件三维模型特征（时间戳记）2）基于特征的建模过程Unigraphics基于特征的建模过程是仿真零件的加工过程。（1）毛坯毛坯取自成形特征，用作毛坯的成形特征如图4所示。毛坯可以由体素特征或扫描特征形成。体素特征：简单的解析形状，如长方体、圆柱、圆锥、球体等。扫描特征：截面线串的拉伸、旋转、沿路径扫描等。图4 体素特征（2）粗加工粗加工取自成形特征，用于仿真粗加工过程，如图5所示。o 向毛坯添加材料（正特征）：凸台（圆柱、圆锥）和凸垫（矩形、通用形状）。o 由毛坯减去材料（负特征）：孔、腔、键槽、沟槽等等。o 用户自定义特征：可添加或减去。图5 粗加工特征（3）精加工特征操作用于仿真精加工过程，如图6所示。o 布尔运算：求和、求差、求交。o 边缘操作：边缘倒圆、面倒圆、倒角o 面操作：拔模、补片体、简化体、偏置面、约束面等。o 体操作：抽壳、螺纹、缝合。包裹几何体、比例体、修剪体、分割体、提升体。 图6 精加工特征（4）模型导航器模型导航器可以用于识别模型的不同特征，模型导航器窗口被选择的特征将在图形区中高亮显示，反之图形区被选择的特征在模型导航器窗口中也会被高亮显示。开关模型导航器中与特征名关联的对号盒可以控制特征在图形区是否显示。模型导航器允许选中一特征，然后右键点击，进行各项相关的编辑功能。3. 制作曲线与绘制草图制作曲线功能主要包括制作简单曲线和复杂曲线。1）制作简单曲线简单曲线包括基本曲线（直线、圆弧、圆和圆角）、倒角、矩形和多边形。执行【插入】|【曲线】|【基本曲线】命令，弹出【基本曲线】对话框，如图7所示。通过该对话框可以实现绘制直线、圆弧、圆、倒圆角，以及裁减和编辑曲线参数等功能。图7 基本曲线对话框【基本曲线】对话框中的选项及其功能如表1所示。表1 【基本曲线】对话框中的选项及其功能选项功能介绍【无限制】复选框绘制的直线沿绘制方向延伸至图形窗口的边界处【增量】复选框选中该复选框，代表给定的增量值相对于上一点，而非相对于工作坐标系的；反之亦然【点方式】列表框该下拉列表中的选项可用于指定各位置点的方式【线串模式】复选框以上一条曲线的终点作为下一条曲线的初始点，连续绘制曲线【打断线串】按钮在线串模式时，单击该按钮可以终止线串模式（1) 绘制直线单击【基本曲线】对话框中的按钮，或在默认状态下进入绘制直线模式。此时图形窗口下方会出现如图所示的【跟踪栏】工具栏，如图8所示。其中包括两部分内容，前半部分为XC、YC、ZC所对应的文本框，用于跟踪点；后半部分为长度、角度和偏置对应的文本框，用于设置直线的参数。图8 绘制直线跟踪栏（2）绘制圆弧单击【基本曲线】对话框中的按钮，进入绘制圆弧模式。此时出现的【跟踪栏】工具栏前半部分与直线相同，后半部分为直径、圆弧起始角和圆弧终止角所对应的文本框，用于设置圆弧的参数。图9 绘制圆弧跟踪栏（3）曲线倒圆角单击【基本曲线】对话框中的按钮，弹出【曲线倒圆】对话框，其中选项及其功能介绍如表2所示。表2 【曲线倒圆】对话框中的选项及其功能介绍选项功能介绍简单倒圆，对在同一平面内但不平行的两条直线倒圆角两曲线倒圆，对任意两天曲线倒圆角三曲线倒圆，对任意3条曲线倒圆角【半径】文本框设定圆角的半径【继承】按钮继承上一圆角的半径【裁剪第一条曲线】对第一条曲线执行自动裁剪【裁剪第二条曲线】对第二条曲线执行自动裁剪【裁剪第三条曲线】对第三条曲线执行自动裁剪【点构造器】进行2曲线倒圆和3曲线倒圆时，可以用指定点来代替曲线，即在点与曲线之间，甚至点与点之间倒圆角2）制作复杂曲线（1）绘制椭圆执行【插入】|【曲线】|【椭圆】命令，弹出【点构造器】对话框。确定中心点，弹出如图10所示的【椭圆】对话框。输入各项参数，绘制出椭圆。 图10 椭圆对话框 图11抛物线对话框（2）绘制抛物线执行【插入】|【曲线】|【抛物线】命令，弹出【点构造器】对话框。确定顶点，弹出如图11所示的【抛物线】对话框。输入各项参数，绘制出抛物线。（3）绘制双曲线执行【插入】|【曲线】|【双曲线】命令，弹出【点构造器】对话框。确定中心点，弹出如图12所示的【双曲线】对话框。输入各项参数，绘制出双曲线。图12 双曲线对话框（4）绘制螺旋曲线螺旋曲线可以分为普通螺旋线和特殊螺旋线，具体操作见实验步骤中的例子。（5）绘制规律曲线执行【插入】|【曲线】|【规律曲线】命令，弹出【规律函数】对话框，定义了如表3所示7种规律曲线的方式。表3 规律曲线的7种方式选项功能介绍【恒定的】绘制曲线时，设定为该规律的坐标保持常数【线性】绘制曲线时，设定为该规律的坐标在某个数值范围内呈线性变化【三次】绘制曲线时，设定为该规律的坐标在某个数值范围内呈三次曲线变化【沿着脊线的值线性】绘制曲线时，设定为该规律的坐标在沿一条脊线设置的两点或多点所对应的规律值范围内呈线性变化【沿着脊线的值三次】绘制曲线时，设定为该规律的坐标在沿一条脊线设置的两点或多点所对应的规律值范围内呈三次曲线变化【根据公式】绘制曲线时，设定为该规律的坐标根据表达式变化【根据规律曲线】绘制曲线时，设定为该规律的坐标按已存的另一条规律曲线的规律变化4. 实体建模1）体素特征一个体素是基本解析形状的一个实体，它可以用作在实体建模过程启动时的基本形状，当建立一个体素时，必须规定它的类型与尺寸以及在模型空间的位置与方位。基本的体素特征包括：长方体、圆柱体、圆锥体和球体等。注意：体素是参数化的，但特征间互不关联，每个体素都是相对于模型空间建立的。2）由曲线生成实体模型由曲线生成实体模型，包括拉伸、回转和沿引导线扫描曲线生成实体。5.特征建模特征建模是UG CAD功能的核心建模工具，UG的基于特征和约束的建模技术功能强大、操作简便，并具有交互建立和编辑复杂实体模型的能力。1）创建基准特征实体建模相对简单，它在系统默认的基准平面和基准下完成。若要创建较复杂的实体模型，仅仅依靠系统提供的基准面和基准轴是不够的，还需要用户根据实际情况构建新的基准面和基准轴。（1）基准面执行【插入】【基准/点】【基准平面】命令，弹出【基准平面】对话框。其中提供了10种建立基准平面的方式，即自动判断、点和方向、点在曲线上、偏置和成一角度、等分面、曲线和点、两行、到目标点、线或面以及对象平面。（2）基准轴执行【插入】【基准/点】【基准轴】命令，弹出【基准轴】对话框。基准面有4种约束方式，即自动判断（推理约束）、重合、平行和垂直。【基准轴】对话框提供了5种建立基准平面的方式，即自动判断、点和方向、两点、点在曲线上和固定基准。（3）基准坐标系执行【插入】【基准/点】【基准CSYS】命令，弹出【基准CSYS】对话框。其中提供了6种建立基准坐标系的方法，即自动判断、原点与X点Y点、三平面、原点与X轴Y轴、ACS，以及当前视图的CSYS、CSYS to CSYS。利用该对话框可构造基准坐标系，其方法与构造坐标系相同。2）设计特征操作创建实体模型后可通过设计特征操作，在实体上创建特征，包括孔、圆台、腔体、凸垫、键槽和沟槽等。（1）孔执行【插入】【设计特征】【孔】命令，弹出【孔】对话框。其中提供了3种孔的方法，即简单孔、沉头孔和埋头孔。（2）圆台执行【插入】【设计特征】【圆台】命令，弹出【圆台】对话框。（3）腔体执行【插入】【设计特征】【腔体】命令，弹出【腔体】对话框。其中提供了3种腔体的建立方法，即圆柱形腔体、矩形腔体和一般腔体。它们的建立方式类似。（4）凸垫执行【插入】【设计特征】【凸垫】命令，弹出【凸垫】对话框。其中提供了2种凸垫的建立方式，即直角坐标凸垫和一般凸垫。（5）键槽执行【插入】【设计特征】【键槽】命令，弹出【键槽】对话框。其中提供了5种类型键槽的建立方法，即矩形键槽、球形键槽、U形键槽、T形键槽和燕尾槽。（6）沟槽执行【插入】【设计特征】【沟槽】命令，弹出【沟槽】对话框。其中提供了3种沟槽的建立方法，即矩形沟槽、球形沟槽和U形沟槽。（7）浮雕体执行【插入】【设计特征】【Emboss】命令，弹出【Emboss】对话框。在其中可以生成类似浮雕体的凸起和凹陷特征。（8）螺纹执行【插入】【设计特征】【螺纹】命令，弹出【螺纹】对话框。提供了2种螺纹建立方法，即符号螺纹和详细螺纹。3）细节特征操作创建实体模型后，还需对实体进行局部细化，如倒角、倒圆、拔模和抽壳等。边倒圆执行【插入】【细节特征】【边倒圆】命令，弹出【边倒圆】对话框，在其中可对实体模型进行边倒圆操作。（1）倒角执行【插入】【细节特征】【倒角】命令，弹出【倒角】对话框，提示用户选择要倒角的线。（2）拔模执行【插入】【细节特征】【拔模角】命令，弹出【拔模角】对话框。其中提供4种拔模的方法，即面拔模、边拔模、相切拔模和分割线拔模。（3）抽壳执行【插入】【偏置/比例】【偏置】命令，弹出【偏置曲面】对话框。（4）偏置面执行【插入】【偏置/比例】【偏置面】命令，弹出【偏置面】对话框。注意：有两种情况不能执行偏置面操作，一是偏置后实体模型的拓扑结构发生编号，如增加或减少了实体面；而是偏置后实体可能产生自交现象。（5）比例执行【插入】【偏置/比例】【比例】命令，弹出【比例】对话框。其中提供了3种比例缩放的方法，即均匀的、轴对称的和一般的比例缩放。4）编辑特征建立模型特征后，有时需要对其进行修改，即编辑特征。（1）复制模型特征执行【插入】【关联复制】【引用】命令，弹出【引用】对话框。其中提供了5种复制模型特征的方法，即矩形阵列、环形阵列、镜像体、镜像特征和图样面。（2）参数编辑执行【编辑】【特征】【编辑参数】命令或右击要编辑的特征，在弹出的快捷菜单中选择【编辑参数】，弹出【编辑参数】对话框。其中提供了3种编辑参数操作的方法，即特征对话、重新附着和改变类型。（3）定位编辑执行【编辑】【特征】【编辑定位】命令或右击要编辑的特征，在弹出的快捷菜单中选择【编辑参数】，弹出【编辑定位】对话框。其中提供了3种编辑参数操作的方法，即添加尺寸、编辑尺寸值和删除尺寸。（4）特征抑制和释放执行【编辑】【特征】【抑制】命令或右击要编辑的特征，在弹出的快捷菜单中选择【抑制】，弹出【抑制特征】对话框。在列表中选择或直接在图形窗口选择要抑制的特征，单击【确定】，所选特征及与所选特征相关联的其它特征被抑制。执行【编辑】【特征】【取消抑制】命令，弹出【取消抑制特征】对话框。在列表中选择选择要释放的特征，单击【确定】，所选特征被释放。（5）实体布尔运算实体布尔运算包括并运算、差运算和相交运算。六、实验步骤实验分成3个部分，分别为曲线建模、草图建模和特征建模练习。其中练习1、2是曲线建模技术，练习3为草图建模技术，练习4为特征建模技术。练习1：绘制一条普通螺旋线，螺距为5mm，半径为20mm，转数为10，右旋。步骤：1） 执行【插入】|【曲线】|【螺旋】命令，弹出如图13所示的【螺旋线】对话框。2） 输入螺旋线的各项参数，在【转数】中输入10，在【螺距】中输入5，选择【输入半径】单选按钮，并在半径中输入20，在【旋转方向】选项组中选择【右手】。3） 单击【确定】，绘制需要的螺旋线，结果如图14所示。 图13 螺旋线对话框 图14 右旋螺旋线练习2：绘制一条盘形螺旋线，螺距为1mm，半径从1mm到20mm变化，转数为10，左旋。步骤：1） 执行【插入】|【曲线】|【螺旋】命令，弹出【螺旋线】对话框。2） 输入螺旋线的各项参数，在【转数】中输入10，在【螺距】中输入1，选择【使用准则线】单选按钮，弹出如图15所示的【规律函数】对话框。3） 单击【线性】按钮，弹出如图16所示【规律控制的】对话框，在相应的文本框中输入起始值1，终止值20。4） 单击【确定】按钮，弹出【螺旋线】对话框，选择【左手】单选按钮。5） 单击【确定】按钮，绘制需要的螺旋线，结果如图17所示。 图15 规律函数对话框 图16 规律控制的对话框图17 左旋螺旋线练习3：运用草图建模技术，对圆柱滚子轴承零件进行建模1）设计要求本例旨在通过创建一个圆锥滚子轴承的零件模型来熟悉UG草图建模操作的基本过程。设计思路(1) 绘制草图曲线，然后拉伸成轴承内外圈；(2) 绘制草图曲线，然后拉伸成滚子沟槽；(3) 绘制草图曲线，然后拉伸成单个滚子；(4) 引用环形阵列，生成其他滚子；(5) 在需要的地方倒角。2）设计步骤（1） 启动UG，新建一个名为“bearing.prt”的部件文件，并设置单位为毫米，如图18所示。执行【应用】|【建模】命令，进入建模模块。图18 新建零件模型文件（2） 绘制草图执行【插入】|【草图】命令，弹出创建草图工具栏，选择XCYC坐标平面作为草图平面，单击工具栏中按钮进入草图绘制平面。执行【插入】|【圆】命令，弹出绘制轮廓工具栏。绘制直径分别为36mm、32mm、28mm、20mm的4个同心圆，如图19所示。图19 草图执行【任务】|【完成草图】命令，或单击按钮完成草图，并退出草图编辑状态，回到建模模式。（3） 创建拉伸特征执行【插入】|【设计特征】|【拉伸】命令，弹出拉伸工具栏，单击 按钮，弹出【拉伸】对话框，如图20所示，选择刚做好的同心圆截面草图作为要拉伸的截面几何体。选择下拉列表框中的ZC轴作为拉伸方向。选择下拉列表框中的创建图标。在【结束】文本框中输入10，单击【确定】，完成拉伸操作，如图21所示。 图20 拉伸对话框 图21 拉伸后的模型（4） 绘制草图执行【插入】|【草图】命令，弹出创建草图工具栏，单击创建基准平面按钮，在下拉列表框中选择平行图标 ，选择如图所示的参考面，输入偏置值1.5，创建一个基准平面，如图22所示。单击工具栏中的按钮，进入草图绘制平面。 图22 偏置基准执行【插入】|【圆】命令，弹出绘制轮廓工具栏，绘制直径分别为28mm和26mm的两个圆。 图23 拉伸草图执行【任务】|【完成草图】命令，退出草图编辑状态，返回建模模式。（5）通过拉伸创建沟槽特征执行【插入】|【设计特征】|【拉伸】命令，弹出拉伸工具栏 。单击 按钮，弹出【拉伸】对话框，选择刚刚做好的同心圆截面草图作为要拉伸的截面几何体。在下拉列表框中选择ZC轴作为拉伸方向。在下拉列表框中选择图标，并选择新的拉伸体作为要扣除的目标体特征。在【结束】文本框中输入7mm。单击 按钮，完成拉伸操作，结果如图23所示。（6）绘制草图执行【插入】|【草图】命令，弹出创建草图工具栏 ，并提示指定一个平面作为绘制草图的平面。选择上一步中创建的基准面作为绘图平面。进入草图绘制平面。执行【插入】|【圆】命令，弹出绘制轮廓工具栏。绘制直径为3mm圆。执行【任务】|【完成草图命令】，或单击 按钮完成草图，并退出草图编辑状态回到建模模式。（7）通过拉伸创建滚子执行【插入】|【设计特征】|【拉伸】命令，弹出拉伸工具栏 。在【拉伸】对话框中，选择刚刚做好的圆形截面草图作为要拉伸的截面几何体。在下拉列表框中选择ZC轴作为拉伸方向。在【结束】文本框中输入7mm。单击 按钮，完成拉伸操作，结果如图24所示。 图24 生成滚子 图25 实例对话框 （8）创建滚子阵列执行【插入】|【关联复制】|【实例】命令，弹出如图25所示的【实例】对话框。单击【圆周阵列】按钮，弹出【过滤器】对话框，提示用户选择要引用的特征。 图25 生成实例选中滚子圆柱特征，单击 按钮，弹出如图24所示的【实例】对话框。输入数字24，角度为15。单击 按钮，弹出如图26所示的【实例】对话框，要求用户选择一个回转轴。单击【点和方向】，弹出【矢量构造器】对话框，选择ZC轴为回转轴。在【矢量构造器】对话框，选择圆柱体中心作为环形阵列参考点。完成引用操作，结果如图27所示。 图26 实例引用方向 图27完成环形阵列（9）创建倒角特征执行【插入】|【细节特征】|【倒角】命令，或单击工具栏中的 按钮，弹出如图28所示的【倒角】对话框。选择对称偏置选项，选择内孔边缘线作为要倒角的边缘线，输入偏置值1mm。单击 按钮，完成倒角的创建，结果如图29所示。 图28 倒角对话框 图29 圆柱滚子轴承模型单击工具栏中的按钮保存文件，完成圆柱滚子轴承的创建工作。练习4：运用特征建模技术，对螺母零件进行建模1）设计目的通过设计螺母标准件的设计过程来巩固前面学习的关于特征建模的基本。2）设计思路(1) 确定尺寸参数(2) 创建部件文件(3) 设置环境(4) 创建圆柱特征(5) 创建倒角特征(6) 绘制六角形草图(7) 创建六角形拉伸特征向外切除(8) 生成孔特征(9) 创建倒角特征(10) 生成螺纹特征3）基本步骤确定尺寸参数，查阅机械设计手册，确定M1040六角螺栓的尺寸参数如下：标准：GB/T 57821986单位：mm螺纹规格：d=M10l=40b参考26c(max)0.6dw(min)=14.6e(min)=17.77k公称6.4s(max=公称)16（1）启动UG，新建一个名为bolt.prt的部件文件，并设置单位为mm。设置环境，执行【应用】【设计特征】【建模】命令进入建模模块。（2）创建圆柱特征执行【插入】【设计特征】【圆柱体】命令，弹出【圆柱】对话框。单击【直径，高度】按钮，弹出【矢量构造器】对话框，提示用户选择圆柱的轴向。选择Z轴正方向作为圆柱的轴向矢量，单击【确定】按钮，图中显示轴向，弹出【圆柱】对话框。在【直径】和【高度】文本框中分别输入20和7.5，单击【确定】，弹出【点构造器】对话框。提示用户指定一点作为圆柱底面的圆心，用鼠标在图形界面中选择一点作为圆柱底面圆心。系统生成圆柱体特征。（3）倒角单击【插入】【细节特征】【倒角】命令，弹出【倒角】对话框，提示用户选择要倒角的边缘线。选择圆柱体的一条边缘线，作为倒角边。输入偏置角为1.2，单击【确定】，完成倒角，如图30所示。（4）绘制草图执行【插入】【草图】命令，弹出创建草图工具栏，并提示指定一个平面作为绘制草图的平面，单击XCYC坐标平面作为草图平面，进入草图绘制界面。执行【插入】【轮廓】命令，弹出绘制轮廓工具栏，单击按钮和按钮，绘制一个六角形。单击草图约束工具栏中的按钮，并依次选择刚才绘制的六条边。弹出动态几何约束工具栏，单击等长度约束按钮。六角形各边变成等长度的正六边形，如图31所示。 图30 倒角 图31 绘制六角形草图执行【任务】【完成草图】命令。退出草图编辑状态，返回到建模模式。（5）创建拉伸特征执行【插入】【设计特征】【拉伸】命令，弹出【拉伸】对话框，选择刚刚做好的正六边形截面草图作为要拉伸的截面几何体，如图32(b)所示。 (a) 拉伸对话框 (b) 拉伸 (c) 拉伸后的六角体图32 拉伸六角形选择下拉列表框中的-ZC轴作为拉伸方向。选择图标，准备执行相交运算。单击【确定】，完成拉伸操作，如图32(c)所示。（6）生成孔执行【插入】【设计特征】【孔】命令。如图33所示，分别选择孔的放置面和通过面。在【直径】文本框中输入孔的直径为10.106mm。 图33 生成孔单击【确定】，弹出【定位】对话框，如图34所示。单击点到点定位图标，选择目标边。弹出【设置弧的位置】对话框，如图35所示，单击【圆心】按钮，生成通孔特征。其圆心与所选的目标边同心，结果如图36所示。 图34 定位 图35 设置圆弧的位置 图36 生成孔（7）倒角单击【插入】【细节特征】【倒角】命名。单击非对称偏置图标，【倒角】对话框如图37所示。 图37 倒角 图38 偏置如图38所示，分别选择倒角边。在【第一偏置】文本框中输入第1偏置值0.6，在【第二偏置】文本框中输入第2偏置值1.2。单击【确定】，完成倒角，结果如图39所示。图39 完成倒角（8）生成螺纹特征执行【插入】【设计特征】【螺纹】命令，或单击工具栏中的按钮，弹出【螺纹】对话框。选择刚才所建孔的内表面作为螺纹放置面，如图40所示。 图40 生成螺纹 图41 六角螺母模型单击【确定】按钮，退回【螺纹】对话框。如图40所示设置螺纹参数，单击【螺纹】或【应用】按钮，生成螺纹特征，如图41所示。单击工具栏中的保存按钮，保存文件。至此，完成六角螺母创建工作。七、实验报告要求 1实验名称、学生姓名、班号和实验日期； 2实验步骤简要叙述； 3提交实验步骤中所做的4个模型文件； 4对实验指导书中提出的练习题进行建模，并提交练习题4的零件模型。 八、思考与练习1.思考题1) 基本实体模型包括哪几种？2) 由曲线可生成哪几种实体模型？3) 拉伸实体表面时可否指定负的拉伸距离？4) UG NX4.0提供几种创建基准平面的方法？5) 通过UG NX4.0系统可创建的设计特征和细节特征有哪些？6) 如何抑制及释放实体特征？2.练习题1) 创建一个圆柱实体模型2) 创建拉伸实体模型3) 创建回转实体模型4) 使用UG的各种建模方法创建如图42所示的实体模型。图42 练习题模型 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或“衡师院”。6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排，也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。7、文中引用某一公式时，应写成：“由式（5）可知”。8、文中表格可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，表序必须连续。文中引用表格时，“表”在前，序号在后，如：“见表8”。 表格格式可采用三线表，表格的名称和编号应居中，并位于表格上方，表序在前，表名在后，其中空一格，表名末不加标点符号。如： 9、文中插图都应有名称和序号，可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，图序必须连续。文中引用插图时，“图”在前，序号在后，如：“见图12”。图的名称和编号应居中并写于图的下方，图序在前，图名在后，其中空一格，末尾不加标点。如： 插图应用Word文档绘制，或用CAD绘制后插入，不得用铅笔、钢笔、圆珠笔等绘制（特殊情况除外）。10、“正文”中如对某一术语或情况需加解释而又不宜写入正文时，应在此“术语”或“情况”后引入注释符号，置于右上角，有多个注释时，应依次编号，如：、。11、参考文献的书写格式：参考文献采用宋体5号字。正文引用参考文献依次编序，其序号用方括号括起上标注出。如“效率可提高25%2”,表示此结果援引自文献2。各类参考文献的编排格式及示例如下：a. 专著、论文集、学位论文、报告序号作者.文献题名文献类型标识.出版地:出版者,出版年.起止页码.1刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录M.北京:高等教育出版社,1957,15-18.2辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集C.北京:中国社会科学出版社,19943张筑生.微分半动力系统的不变集D.北京:北京大学数学研究所,1983.4冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析R.北京:清华大学核能技术设计研究院.1997.b. 期刊文章序号作者.文献题名J.刊名,年,卷(期):起止页码.5何龄修.读顾城南明史J.中国史研究,1998,(3):167-173.6金显贺,王昌长,王忠东,等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术J.清华大学学报(自然科学版),1993,33(4):62-67.c. 论文集中的析出文献序号析出文献作者.析出文献题名A.原文献作者(任选).原文献题名C.出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码.7钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用A.赵玮.运筹学的理论与应用中国运筹学会第五届大会论文集C.西安:西安电子科技大学出版社,1996.468-471.d. 报纸文章序号作者.文献题名N.报纸名,出版日期(版次).8谢希德.创造学习的新思路N.人民日报,1998-12-25(10).e. 国际、国家标准序号标准编号,标准名称S.9GB/T 16159-1996,汉语拼音正词法基本规则S.f. 专利序号专利所有者.专利题名P.专利国别:专利号,出版日期.10姜锡洲.一种温热外敷药制备方案P.中国专利:881056073,1989-07-26.g. 电子文献序号作者.电子文献题名电子文献及载体类型标识.电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).11王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展EB/OL./pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04.12 万锦堃.中国大学党报论文文献(1983-1993).英文版DB/CD.北京:中国大百科全书出版社,1996.h. 各种未定义类型的文献序号作者.文献题名Z.出版地:出版者,出版年. 徐超.氧化锌的制备、改性及其光催化研究 学位论文硕士 2010:22-23贺敏强 表面分子印迹微/纳米复合材料的制备及其性能研究博士论文2012张邦文, 谢长生, 胡军辉, 王辉虎, 桂阳海. 金属纳米粒子在聚合物中的磁致排列实验及分子动力学模拟. 高等学校化学学报, 2006, 26(11): 2131-2134注：A-论文集中的文章；J期刊；C论文集；M书；N报刊；D学位论文；S标准；P专利；EB/OL电子文档参考文献与注释的区别参考文献是作者写作论文时所参考的文献书目,一般集中列表于文末；注释是对论文正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明，按序列在文末参考文献前。参考文献序号用方括号标注，注释用数学加圆圈标注（如、）。（二）毕业论文（设计）打印要求1、毕业论文（设计）应按规定格式用激光打印机单面打印，纸张大小一律使用国际标准A4型复印纸。2、页面设置：版心为297210mm；上下页边距均为3cm，左页边距为2.5cm,右页边距为2cm，装订边0.5cm；页码居中；其余设置采取系统默认设置。 3、论文题目：使用三号黑体字，加粗，居中放置。4、系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名（小四号宋体字，加粗），依次排印在论文题目下（上空二行，居中）。系 专业（学号）（姓名）指导教师5、摘要（上空二行，缩进2个汉字字符）中文摘要采用宋体五号字，英文摘要采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。摘要（宋体，五号字，加粗）（宋体五号字）6、关键词中文关键词采用宋体五号字，英文关键词采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。关键词（宋体，五号字，加粗）；（宋体五号字）7、目录每章题目用黑体字，每节题目用宋体字，并注明各章节起始页码，题目和页码用“”相连，如下所示：目 录（黑体四号字）（自然空二行）1. （1）（黑体小四号字）1.1 （2） （宋体五号字） 1.1.1 （6） （宋体五号字） 2. （40） （黑体小四号字） 8、正文字体要求每章题目左顶边、黑体四号字；每节题目左顶边、黑体小四号字；每小节题目左顶边、黑体小四号字。正文文字用宋体小四号汉字和小四号“Times New Roman”英文字体，每自然段首行缩进2个汉字字符。9、行间距要求正文行距设置：设固定值22磅。每章题目与每节题目之间的行距设置：段前1行、段后1 行。 每节题目与小节题目之间的行距设置：段后0.5 行。10、正文章节序号编制章，编写为：1. ，2.， 3.，。节，编写为：1.1、1.2，2.1、2.2。小节，编写为：1.1.1, 1.1.2。小节以下层次，先以括号为序，如（1），（2）；再以圈圈为序，如, 。正文字体、行间距要求及章节序号编制如下所示：1 （黑体四号字，段前1行、段后1行）1.1 （黑体小四号字，段后0.5行）- - - - - - - -（内容省略）- - - - - - （宋体小四号字，首行缩进2个汉字字符） 1.2 （黑体小四号字，段前0.5行、段后0.5行）- - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.1 （黑体小四号字） - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - - 22.1 - - - - - - - - -（内容省略） - - - - - - - - - - - - - - - - -2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - -11、毕业论文（设计）打印顺序依次为：论文题目 系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名 摘要 关键词 目录 正文 文后注（可省项）参考文献 英文题目、系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词。三、毕业论文（设计）文本装订规范1、毕业论文（设计）文本按如下次序装订成册：封面 (格式见附件1，可从大学网页下载)；毕业论文（设计）任务书(格式见附件2，可