UG NX 12.0三维建模及自动编程项目教程 课件 任务1.5 连杆零件建模及工程图制作

03020104通过对连杆零件建模及工程图制作的学习，巩固草图、拉伸等知识点，学习通过曲线组、圆柱凸台、圆柱腔、面替换、拔模等特征工具的使用方法，使读者熟练掌握连杆零件三维建模的基本技巧及方法。图1-5-1连杆（1）知识目标凸起特征。通过曲线组特征。面替换特征。拔模特征。（2）技能目标能将草图工具和拉伸特征运用于简单零件建模。能运用凸起、通过曲线组、面替换、拔模等特征工具进行零件建模。掌握叉架类零件的结构分析及建模设计。通过实施连杆零件建模及三维工程图样制作任务，培养学生运用组合体思想进行零件造型的能力，能根据零件特点合理分析零件结构，设计优化建模方案，培养独立思考，善于积累、乐于创新，能较为系统的规划任务实施过程的职业能力。凸台特征用于在实体表面上创建圆柱型凸起特征，并且可以根据需要给定侧壁拔模角度。在新版本中可以使用凸起特征代替凸台特征。NX12.0可以使用凸起命令完成相似的操作。1）菜单项：【菜单】

【插入】

【设计特征】

【凸台】。2）工具按钮：“特征”工具栏

“凸台”工具按钮

。激活凸台命令后，系统弹出“支管”对话框，如图a）所示。温馨提示：在UGNX12.0中凸台工具是隐藏的，需要用户手动调出。（1）命令位置（2）凸台创建过程在100

100

20长方体上创建

40

30凸台如图b）所示。

图a）凸起对话框图b）凸台实例图1-5-2凸台腔（原有）特征工具可以创建圆柱形、矩形及异型凹腔，如图所示。创建腔（原有）特征时需要确定腔的形状、放置面、形状尺寸和定位尺寸等要素。1）菜单项：【菜单】

【插入】

【设计特征】

【腔（原有）】。2）工具按钮：“主页”选项卡“腔（原有）”工具按钮

。激活腔命令后，系统弹出“腔”对话框，如图a）所示。（1）命令位置（2）凸台创建过程使用腔（原有）特征创建圆柱和矩形腔时放置面必须是平面，异型腔则可以在实体或面片的曲面或平面上创建。

图a）腔对话框图b）腔实例图1-5-3腔通过曲线组特征使用多组截面线串按照一定的连接方式生成片体或实体。创建特征过程中可以定义第一个截面线串和最后一个截面线串与现有曲面的约束关系，使生成的曲面与原有曲面圆滑过渡。1）菜单项：【菜单】

【插入】

【网格曲面】

【通过曲线组】。2）工具按钮：“曲面”选项卡“曲面”工具栏“通过曲线组”工具按钮。激活命令后，系统弹出“通过曲线组”对话框，如图a）所示。（1）命令位置创建如图b）所示通过曲线组特征实例。（2）通过曲线组实例图a）通过曲线组对话框图b）通过曲线组实例图1-5-4通过曲线组UGNX12.0提供了强大的同步建模工具，对非参数模型或参数模型进行各种编辑。替换面仅是同步建模的一个工具，使用“替换面”工具可以用一个曲面替换实体上选定的一个或多个面，而这个曲面和被替换的面可以不属于同一个实体。1）菜单：【菜单】

【插入】

【同步建模】

【替换面】。2）工具按钮：“主页”选项卡“同步建模”工具栏“替换面”工具按钮

。激活替换面命令后，系统弹出“替换面”对话框，如图a）所示。（1）命令位置（2）面替换操作实例以图b）所示圆柱面替换长方体凸起右侧面。图a）替换面对话框图b）替换面实例图1-5-5替换面拔模特征将实体或曲面表面沿拔模枢轴旋转一定的角度。（1）命令位置菜单项：【菜单】

【插入】

【细节特征】

【拔模】。工具按钮：“特征”工具栏“拔模”工具按钮

。激活拔模命令后，系统弹出“拔模”对话框，如图所示，拔模类型选项含义如表1-5-1。图1-5-5拔模对话框（2）拔模实例拔模类型含

义图

例面以选择的固定面和拔模面的交线为旋转枢轴，旋转拔模面形成拔模角度。边以选定的边作为旋转枢轴，旋转拔模面形成拔模角度。与面相切这种拔模后，拔模面始终与以前的相切面保持相切关系。分型边以选择的固定面和拔模面的交线为旋转枢轴，对拔模面从分型线向着拔模方向的一侧产生拔模角度。表1-5-1拔模图1-5-6拔模示例连杆零件图样如图1-5-7所示，属于典型的叉架类零件。叉架类零件主要起着连接、拨动、支承等作用，常见的有拨叉、连杆、支架、摇臂等。该类零件结构较为复杂，外形不规则，且大多具有肋、板、杆、筒、座和凸起等结构。连杆零件主要由底板、左凸起

71mm

27.5mm、右凸起

37mm

14mm、左凸耳57mm

55mm、中间连接部分五部分组成，造型过程使用到长方体、拉伸、通过曲线组、凸起、拔模、圆角、面替换等特征工具。（1）连杆零件图样分析图1-5-7连杆连杆零件的建模思路是：使用体素工具进行底座和凸台、腔的建模；然后使用通过曲线组、面替换、布尔运算——和并工具完成中间连接部分建模；使用拉伸特征进行左侧凸耳的建模；最后进行拔模、边倒圆操作。具体建模方案如表1-5-2所示。（2）连杆零件建模实施方案设计——参考1）创建底板275

100

102）左凸起

71

27.53）右凸起

37

144）中间连接部分5）左边凸耳57

556）左圆柱腔

45

24-10°-R27）右圆柱腔

17

7-10°-R28）拔模4°9）倒圆角R4和R2

表1-5-2连杆造型方案要求：要求使用布尔交的思路进行方案设计，参考1）方案设计形式，设计自己的可实施零件造型方案。要求图表清晰，按老师要求提交到指定位置。温馨提示：a.参考分析是以体素工具进行底座、凸起的造型，同学们也可以采用草图拉伸或旋转方式进行造型。b.参考分析两圆柱腔是采用“腔”特征进行造型，读者也可采用孔、拉伸等方式造型。（3）连杆零件建模实施方案设计——学生依据连杆工程图样，连杆工程图样由基本视图和A-A、B-B、C-C三个剖视图组成，尺寸标注较为简单，只有最常用的线性尺寸，图纸使用标准A3图纸和图框，按照工程图绘制规范制作，工程图样创建方案如表1-5-3所示。（4）连杆工程图实施方案设计——参考创建图纸和标题栏创建基本视图创建剖视图A-A图纸大小：A3边框和标题栏：GB创建剖面图B-B、C-C标注尺寸要求：依据连杆工程图样，参考“工程图样制作方案设计—参考”的形式，制定自己的工程图样制作方案，按老师要求提交到指定位置。（5）连杆工程图实施方案设计——学员表1-5-3连杆工程图方案1）新建文件。使用快捷键Ctrl+N激活“新建文件”对话框。选择“模型”标签页，单位：mm，模板：模型，文件名：连杆.prt，文件夹G：\。（1）任务实施操作步骤——参考2）使用长方体工具创建底板。使用“长方体”工具按钮

激活长方体对话框。长方体尺寸：275mm

100mm

10mm。原点坐标：-75，-50，-10，结果如图1-5-8所示。图1-5-8底板3）使用凸台工具创建左圆柱凸台

71mm

27.5mm。使用“凸台（原有）”工具按钮

激活“凸台”对话框

。放置面：底板上表面。凸台直径：71mm，高度：27.5mm，锥角4°。定位：使用“点到点”工具

将凸台原点与坐标原点重合，结果如图a)所示。使用“实用工具”工具栏“简单测量”下拉菜单“简单直径”工具，测量凸台的顶面直径和底部直径。在图形区双击凸台，激活“编辑参数”对话框，选择“特征对话框”按钮，系统弹出凸台参数对话框，修改凸台尺寸，直径71mm，高度27.5mm，锥角0°，结果如图b)所示。

a)

71mm

27.5mm-4°凸台b)71mm

27.5mm凸台图1-5-9创建左圆柱凸台4）使用“凸台”工具创建右侧圆柱凸台37mm14mm。使用“凸台（原有）”工具

激活“凸台”对话框。放置面：底板上表面。凸台直径：37mm，高：14mm，锥角为0°。定位：使用“点落到线上”工具

将凸台中心落在X轴上，使用“垂直”工具

限制凸台中心距离Y轴164mm。结果如图a）所示。图a）右圆柱凸台

37mm

14mm5）使用基准平面工具创建“基准平面（4）”。使用“基准平面”工具按钮

激活“基准平面”对话框。选中“偏置”选项，在绘图区选择YZ平面，在距离后的输入条中输入39mm，单击“确定”，结果如图b）所示。图b）基准平面（4）图1-5-10创建右圆柱凸台及基准面图a）草图“SKETCH_000”6）在基准平面（4）上创建草图“SKETCH_000”。使用“草图”工具按钮

激活“草图”对话框后，草图平面选择“基准平面（4）”，草图水平轴为+XC。使用矩形工具绘制如图a）所示曲线（注意添加中点和重合约束）。使用“特征”工具栏“阵列几何特征”工具按钮

激活“阵列几何特征”对话框。阵列对象：草图“草图（6）”中33.6mm

10mm矩形，阵列方向：X轴，阵列数量：2，距离：102mm。将草图“草图（6）”中的小矩形隐藏。结果如图b）所示。图b）曲线阵列7）使用阵列几何特征工具对草图“SKETCH_000”中小矩形进行复制。图1-5-11创建通过曲线组特征截面曲线8）使用“通过曲线组”工具

创建“通过曲线组曲面（8）”特征。在部件导航器中，选中“基准平面（4）”、“草图（5）SKETCH_000”和“阵列几何特征【线性】（6）”，按住鼠标左键并拖动到“支管（2）”前，如图所示。在“阵列几何特征【线性】（4）”上选择右键菜单项【设为当前特征】将特征“阵列几何特征【线性】（4）”变为当前特征。如图b）所示。图a）调整特征顺序图图b）改变当前特征图1-5-12调整当前特征（续上）使用“曲面”选项卡“通过曲线组”工具按钮

激活“通过曲线组”对话框。在上边框条“曲线规则下拉菜单”选择列表中选择“相连曲线”，如图a）所示。截面定义。按如图b）所示顺序选择截面。温馨提示：截面一与截面二初始曲线的方向必须一致。将“对齐”选项组“保留形状”选项选中。单击“确定”按钮，结果如图c）所示。布尔合并。使用“合并”工具按钮

激活“合并”对话框，目标体选择底板，工具体选择通过曲线组特征，单击“确定”完成合并操作。将“支管（7）”变为当前特征，结果如图d）所示。图a）曲线规则

图b）截面图c）通过曲线组特征图d）“凸起（8）”为当前特征图1-5-13创建通过曲线组特征图a）替换面选择

图b）替换面结果9）使用“替换面”工具将步骤8）创建特征的左右端面与左右圆柱面完全贴合。使用“替换面”工具按钮

激活“替换面”对话框。按图a）所示原始面选择左原始面，替换面选择左替换面，单击“应用”按钮将左侧圆柱面替换中间凸起左侧面。按图a）所示原始面选择右原始面，替换面选择使用右替换面单击“确定”按钮将右侧圆柱面替换中间凸起的右侧面。结果如图b）所示。10）在基准平面X-Z上创建草图“SKETCH_001”。激活草图对话框后，草图平面选择X-Z平面，水平方向为+XC。草图形状和尺寸如图c）所示（注意添加重合约束）。图c）草图

图d）拉伸结果11）使用草图“SKETCH_001”创建拉伸特征。激活拉伸命令后，拉伸截面：“SKETCH_001”，拉伸方向：+YC。拉伸方式：对称值，距离为27.5mm，布尔：合并，结果如图d）。图1-5-14创建替换面和拉伸特征12）使用“腔（原有）”工具创建左端凹腔

45mm

24mm-10°

。使用“特征”工具栏“腔（原有）”工具按钮

，激活“腔体”对话框。选择“腔”对话框“圆柱形”选项。指定放置面：选择左侧圆柱凸台顶面。腔直径：45mm，深度：24mm，底面半径：2mm，锥角：4°。定位方式：“点落在点上”

，

腔的中心和左侧圆柱凸台中心重合，结果如图a）所示。图a）腔

45mm

24mm-10°-R2mm图b）腔

17mm

7mm-10°-R2mm

13）使用“腔（原有）”工具创建右端凹腔

17mm

7mm-10°-R2mm。使用“特征”工具栏“腔（原有）”工具按钮

，激活“腔体”对话框。选择“腔”对话框“圆柱形”选项。指定放置面：选择右侧圆柱凸台顶面。腔直径：17mm，深度：7mm，底面半径：2mm，锥角：4°。定位方式：“点落在点上”

，腔的中心和右侧圆柱凸台中心重合，结果如图b）所示。图1-5-15创建腔特征14）使用拔模工具为模型侧平面创建4°拔模。使用“特征”工具栏“拔模”工具按钮

激活“拔模”对话框。拔模类型：面，拔模方法：固定面，拔模方向：+ZC轴。固定面、拔模面选择如图a）所示，左侧凸耳，中间连接部分拔模选择底板顶面位固定面，4个侧面为拔模面；左侧圆柱凸台选择凸台顶面为固定面，圆柱侧面为拔模面；右侧圆柱凸台选择凸台顶面为拔模面，圆柱侧面为拔模面。拔模角度：4°，结果如图b）所示。图a）拔模参数选择设置图b）“拔模”结果图1-5-16创建拔模特征15）使用边倒圆工具倒圆角R2mm和R4mm。除图中所示两条相切边圆角半径为R4，其余圆角均为R2，结果如图所示。16）保存文件。图1-5-17创建圆角特征17）