玩具飞机的数字化造型毕业设计

摘要本设计内容为玩具飞机的数字化造型设计，在深入学习了UGNX70三维建模的基础上，运用UGNX70软件平台，完成了玩具飞机的数字化造型设计。本设计共分以下部分利用点线面构建线架，然后构建曲面。最终完成玩具飞机建模。通过本次毕业设计，不但对所学专业知识进行了综合深入的应用，还进一步提升了自身收集资料、自学和分析问题与解决问题的能力，对于UG有了更深入的了解和认识，掌握了更多使用技巧。关键词玩具飞机；UGNX70；三维建模目录第1章绪论111UG的简介1111UG软件的作用及地位1112UG软件的主界面介绍112玩具飞机的建模分析2第2章玩具飞机的三维建模321玩具飞机上盖的建模3211新建文件3212玩具飞机的机身建模3213玩具飞机的机尾建模7214玩具飞机机顶盖的建模9215玩具飞机的片体加厚11216玩具飞机上盖机窗的建模12217玩具飞机机翼的建模1522飞机下盖的三维建模19221飞机上盖图层的隐藏19222玩具飞机下座的建模19223玩具飞机后尾的建模23224玩具飞机的机头建模24225玩具飞机的中轴建模32226玩具飞机叶轮的建模34227玩具飞机的轮子建模36第3章玩具飞机的装配及渲染4231玩具飞机的装配42311装配前的准备42312装配4232玩具飞机的渲染44结论45参考文献46附录47第1章绪论11UG的简介UG是西门子公司的集CAD/CAM/CAE功能于一体的软件集成系统。UG是UNIGRAPHICS的缩写，是一个商品名。这是一个交互式CAD/CAM计算机辅助设计与计算机辅助制造系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它主要基于工作站。CAD是计算机辅助设计的缩写，是行业通用名称。它不包括CAM计算机辅助制造。可以实现CAD功能的软件有很多，UG是其中一个，还有AUTOCAD、CIMATRON、PRO/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目CAD等等。而AUTOCAD则是另外一个由欧特克AUTODESK公司开发的主要基于PC机的CAD软件。UG全球认证的证书是为熟练使用该软件而颁发的证书，全球认可UG（全称UNIGRAPHICS）是西门子旗下PLMSOLUTIONUGS公司集CAD/CAM/CAE于一体的大型集成软件系统UG系统主要应用于汽车、航空、航天、机械、电子、医疗仪器等工业的生产,是全球应用最为广泛的高端工业软件系统之一。1990年初随着通用汽车正式进入中国，并很快就以其先进的管理理念、强大的工程背景、完善的技术功能以及专业化的技术服务队伍赢得了广大中国用户的赞誉。用户群也正以每年近40的增幅不断扩展。111UG软件的作用及地位众所周知，UG是当今世界最先进的高端CAD/CAM/CAE软件之一，其各大功能高度集成。UG自身的优势，一方面，UGCAM功能强大，可以实现对极其复杂零件和特别零件的加工。另一方面，对使用者而言，UGCAM又是一个易于使用的编程工具。UGCAM可以为数控铣、数控车、数控电火花线切割机编程。112UG软件的主界面介绍UG软件的主界面包括以下几个部分工具栏、菜单栏、状态栏、窗口题栏、图形区、提示栏、当前图层设置区和工作坐标系等等。生成的各种几何图形都显示在图形区。窗口标题显示当前的工作部件名称和显示部件名称信息等信息。菜单栏主要是UG的各种功能菜单，提示栏提示下一步如何操作，状态栏显示UG当前的各种状态，当图层设置区用于显示当前各种层，工具栏包括常用工具栏和建模工具栏，建模工具栏会随着建模方式的不同而变化。如图11所示。图1112玩具飞机的建模分析本次课题为玩具飞机建模，建模时就需要得到准确的尺寸。再运用UG把点线面建模，最后运用UG缝合等功能来完成玩具飞机建模。参考造型时要抓住飞机的特点，才能方便自己建模。比如飞机的显著特点是飞机上盖、飞机下盖、机翼、叶轮、轮子等。整个是对称的。特别注意的是，建模时要遵行先大后小的原则，最后完善细节部分，最终达到玩具飞机的效果。第2章玩具飞机的三维建模玩具飞机的三维图如图21所示（注各零件的二维图见附录）。图2121玩具飞机上盖的建模211新建文件在菜单中打开UGNX7然后点新建，输入文件名（必须是英文），点击开始建模草图选择草图平面的对象。212玩具飞机的机身建模首先在XCZC平面建一个直径为28MM的圆，如图22所示。图22然后点击分割曲线按钮把圆分割成四等分，再使用草图功能。在默认平面绘制草图，点击样条曲线中的通过点来生成样条。再通过点构造器按钮构造点。如图23，24所示。图23图24再通过艺术样条讲点连接起来。如图25所示。图25退出草图。使用镜像曲线功能，将该曲线沿着YC方向进行镜像。如图26所示。图26在使用草图功能,在YCZC平面建模，继续使用前一种方法进行样条曲线的建模。如图27所示。图27退出草图。就如下图28所示。图28然后点击已扫掠按钮，创建已扫掠曲面，将刚画的三条曲线选中，在将圆的上2分之1作为扫掠面，然后点击确定按钮，就可以看到如图29所示。图29使用平面变向功能，通过镜像功能，镜像已扫掠曲面，用平面镜像功能将其镜像。然后得到如图210所示的模型。图210使用缝合按钮，将其缝合一个整体。再使用圆弧圆功能，在原点绘制一个半径为145MM的圆，然后将其呈片体拉伸，点击确定按钮。如图211所示。图211最后将其与其他部分缝合。点击草图按钮，在YCZC平面绘制草图，尺寸如下图212所示图212然后点击确定按钮，并退出草图，点击创建的曲线，使用草图轮廓，拉伸按钮，创建拉伸特征后，点击确认。如图213。图213在曲线工具条中单击相交曲线按钮，先选择第一平面，在选择第二主面，取消关联选项的选，然后点击确认按钮，最后隐藏该片体。最终如图214所示。图214213玩具飞机的机尾建模在曲线工具条中单击样条曲线按钮，通过点构造器按钮，扑捉两线的端点，然后点击确认按钮。图215所示。图215使用分割曲线功能，分割样条曲线，将该曲线分为两段，点击确定按钮。点击绘制草图按钮，在YCZC平面绘制草图。尺寸如图216所示。图216点击确认按钮并退出草图。然后单击修剪片体按钮。选择曲面为目标面，选择该线段作为修剪边界，选择方向XC方向，保留目标体。单击确定按钮并退出。如图217所示。图217继续使用草图功能，在YCZC平面绘制草图，具体尺寸如图218所示。图218然后将该曲线分割成三段。使用通过曲线网格按钮功能，创建网格曲线。如图219所示。图219然后单击确定按钮，完成草图。如图220所示。图220最后是引用缝合功能按钮，缝合所有的曲面。214玩具飞机机顶盖的建模使用创建草图功能，在默认的平面绘制草图。绘制样条曲线。具体尺寸如图221所示。图221单击完成草图按钮。使用修剪得片体功能按钮，选择曲线为修剪边界，投影沿着ZC轴，单击确定按钮。如图222所示。图222使用绘制草图按钮，在YCZC平面绘制草图，点击样条曲线按钮。绘制样条曲线，通过点构造器按钮，来绘制曲线。如图223所示。图223退出草图。使用样条功能按钮，通过点生成样条按钮，绘制草图。如图224所示。图224再使用通过曲线网格按钮，创建曲线网格。如图225所示。图225最后点击确定按钮。则生成如下图226所示。图226再使用缝合功能按钮，将所有曲面缝合成一个整体。单击面倒圆功能按钮，选择倒圆的曲面，倒一个半径为1MM的圆，点击确定按钮，并退出。215玩具飞机的片体加厚在成型工具条工具中，点击片体加厚按钮，将所有的曲面加厚05MM。如图227所示。图227216玩具飞机上盖机窗的建模使用草图功能，然后再默认的平面绘制草图，具体尺寸如下图228所示。图228然后退出草图。再使用抽取几何体功能按钮，选择抽取实体面，然后隐藏几何体，在曲面工具条中单击修剪片体按钮，选择要修剪的片体，点击确定按钮。如图229所示。图229创建修剪片体，使用片体加厚按钮，设置参数，第一偏置为05MM,第二偏置为03MM，将其加厚。点击确定按钮。如图230所示。图230使用变相功能，用平面做镜像。如图231所示。图231然后把隐藏的部分取消隐藏。再使用求差功能，选择机身主体作为求差的目标体，把上面的作为工具体，最后点击确定按钮。如图232所示。图232使用边倒圆功能键对其周边进行倒圆角，设置半径为01MM的圆角。最后单击确认按钮。如图233所示。图233使用草图功能，在YCZC平面绘制草图，如图234所示。图234退出草图。选择草图轮廓，点击该矩形，使用拉伸命令，贯通全部对象，然后与主体求差。如图235所示。图235在成型工具条中，单击草图按钮，在XCZC平面绘制草图。如图236所示。图236最后退出草图。选择草图轮廓，点击拉伸按钮，选择求和选项，在结束下拉按钮中选择直到被延伸，单击确定按钮。继续创建拉伸区域，最后单击确定按钮。如图237所示。图237217玩具飞机机翼的建模单击绘制草图按钮，在YCZC平面绘制草图，尺寸如图238所示。图238然后退出草图，在单击拉伸按钮，设置结束参数，将其拉伸，拉伸后，点击确定按钮。如图239所示。图239继续创建草图，在默认的平面绘制草图。尺寸如下图240所示。图240然后退出草图。使用修剪的片体功能，选择目标面体，将上曲线作为修剪边界，投影沿着XC轴方向投影，单击确定。如图241所示。图241继续使用草图功能，在XCYC平面绘制草图。如图242所示。图242单击完成草图按钮。然后隐藏机身。如图243所示。图243使用通过曲线网格功能按钮，创建网格曲面，选择片体作为主线叉，选择曲线作为交叉线串。然后单击确定按钮。使用变换功能，将其复制一个，向下1MM。最后使用缝合功能将其缝合成一个整体。在显示机身主体，再使用修剪体，与主体进行修剪。如图244所示。图244在使用边倒圆功能按钮。将其周边进行边倒圆，设置倒圆半径为04MM。在使用变换功能按钮，用平面进行镜像变相，选择机翼作为目标体，复制一个机翼。在使用求和功能按钮，将两机翼与机身主体进行求和，再使用边倒圆，设置半径为5MM的倒圆角。如图245所示。图245使用草图功能键，在YCZC平面绘制草图，绘制后翼。其尺寸如下图246所示图246然后按照前一种方法进行建模，绘制后翼。图247所示。图247在这里，飞机上盖的部分就完成了。如图248所示。图24822飞机下盖的三维建模221飞机上盖图层的隐藏打开图层的对话框，把飞机上盖设置不可见。再将图层2设置为可见的图层。如图249所示。图249222玩具飞机下座的建模使用草图功能。在YCZC平面绘制草图。尺寸如下图250所示。图250然后点击确定按钮，再单击拉伸按钮功能键，选择草图轮廓，在限制中下拉按钮选择对称值菜单，设置为125MM，再点击确认按钮。并退出草图。如图251所示。图251使用边倒圆功能按钮，设置边倒圆半径2MM，圆弧长为12MM，再单击确定按钮。如图252所示。图252使用修剪体功能，将目标体进行修剪，在进行抽壳，点击抽壳按钮，把目标体抽壳，厚度为1MM。如图253所示。图253再使用缝合功能，把所有片体缝合在一起，再把周边进行边倒圆，设置边倒圆半径为5MM。单击确定按钮。如图254所示。图254继续使用创建草图功能，在默认平面绘制草图。尺寸如图255所示。图255单击确定按钮并退出草图。再点击偏置曲面，点击最低面，创建偏置曲面，使用修剪的片体功能按钮，将上矩形框进行修剪，单击确定按钮。再使用直纹功能按钮，对其进行创建直纹曲面。最后对其与主体进行缝合。然后进行使用边倒圆功能，对其创建到圆角，圆角25MM。如图256所示。图256再次点击创建草图按钮，在YCZC平面进行绘制草图。尺寸如图257所示。图257退出草图，选择草图轮廓，然后单击拉伸按钮，对其进行拉伸。在限制中选择对称值，距离为15MM。然后单击确定按钮。如图258所示。图258使用边倒圆功能，对其进行边倒圆，圆角特征为028MM，再点击确定按钮。再使用修剪体功能，将其作为修剪体进行修剪。然后单击确定按钮。最后对其进行抽壳，厚度为1MM。然后使用缝合功能，对其与整体进行缝合。如图259所示。图259223玩具飞机后尾的建模单击修剪的片体功能，沿着矢量方向进行修剪。创建修剪的片体，选择桥接曲线功能键，进行桥接。如图260所示。图260再使用通过曲线网格功能，对其机尾进行创建网格曲面。并对其进行倒圆角，半径05MM。如图261所示。图261使用片体加厚功能按钮，对其全部进行片体加厚，加厚05MM。如图262所示。图262打开图层对话框，将图层10设为可见。然后再使用修剪体功能按钮。将其按照图层10分成上下两部分。如图263所示。图263224玩具飞机的机头建模现在把图层10隐藏。再单击创建草图按钮，在YCXC平面绘制草图。尺寸如下图264所示。图264然后退出草图。选择草图轮廓，再单击拉伸按钮，对其进行拉伸。与主体求和，设置结束距离为7MM。点击确定按钮。如图265所示。图265选择草图功能。在XCYC平面进行绘制草图。然后对其进行拉伸。如图266所示。图266继续使用创建草图功能按钮，绘制草图。然后再点击拉伸按钮，单击草图轮廓，对其与主体求差，设置结束参数20MM。如图267所示。图267在圆弧圆功能按钮中选择圆功能，设置参数XC0MM,YC28MM,ZC21MM，设置半径1MM，取消关联选项。然后单击拉伸按钮，使用贯穿求差功能进行拉伸。如图268所示。图268然后将其图设置成图层3，最后进行全部设为不可见。如图269所示。图269使用草图功能，以默认的平面作为创建草图平面绘制草图。尺寸如下图270所示。图270然后退出草图。选择草图轮廓，单击回转按钮功能键，把草图轮廓360度旋转，再单击确定按钮。如图271所示。图271使用边倒圆功能按钮，将其进行倒圆角，倒圆角半径为3MM，在特征操作中单击外壳按钮，选择移除面，设置厚度1MM。点击确定按钮。如图272所示。图272单击圆柱按钮功能键，选择直径高度按钮键，设置直径和高度，选择YC方向，直径21MM，高度3MM。单击确定按钮。对其进行求差，把主体作为目标体。如图273所示。图273使用草图功能，在YCZC平面绘制草图。具体尺寸如下图274所示。图274然后退出草图。选择草图轮廓，对其进行回转命令，并与主体求和。如图275所示。图275继续进行绘制草图。尺寸如下图276所示。图276退出草图，然会进行回转求和特征，与上述的方法一样。如图277所示。图277单击孔按钮，设置直径为2MM，深度20MM的孔。选择目标体后，点击确定按钮。如图278所示。图278然后设置该图层为图层4并选择其为不可见。使用创建草图功能按钮，在YCZC平面绘制草图。如图279所示。图279然后单击确定按钮，并退出草图。再使用回转功能按钮命令，最后单击确定按钮。如图280所示。图280选择草图按钮，在ZCXC平面创建绘制草图。如图281所示。图281退出草图，单击确定按钮。选择草图轮廓，单击拉伸按钮，设置参数，在限制中的结束里面输入25MM。点击确认按钮。如图282所示。图282使用边倒圆功能按钮，创建倒圆角，设置圆角半径为08MM。点击确认按钮。如图283所示。图283点击创建草图按钮，在ZCXC平面开始绘制草图。将前一个曲线进行偏置05MM。点击确定按钮，退出草图。然后进行拉伸命令，拉伸距离02MM。再使用用平面镜像将该特征进行镜像。镜像6个特征体。如图284所示。图284然后继续使用镜像特征，单击绕直线旋转按钮命令，输入角度为40度，再输入份数8个。最后单击确定按钮命令。并对其求和。如图285所示。图285再使用孔功能按钮命令，设置直径21MM，深度10MM。选择孔的位置。单击确定按钮。如图286所示。图286再将当前图层设置为图层5，并设置为不可见。225玩具飞机的中轴建模使用创建圆柱按钮指令，设置方向为YC轴，设置其直径为2MM，高度30MM，单击确定按钮，如图287所示。图287继续创建直径为6MM，高度为5MM的圆柱。如图288所示。图288使用草图功能按钮，在ZCXC平面绘制草图，尺寸如下图289所示。图289退出草图。选择草图轮廓，使用拉伸按钮指令，贯穿到一个特征体，将其拉伸求差。如图290所示。图290在特征操作按钮中选择实例按钮命令，使用环形阵列按钮，将其阵列10个，角度36度。设置方向为YC轴。如图291所示。图291使用草图功能，在YCZC平面绘制草图。具体尺寸如下图292所示。图292退出草图。然后使用回转指令，将其回转并与主体求差。如图293所示。图293226玩具飞机叶轮的建模继续使用草图功能，在ZCXC平面绘制草图。使用点构造器指令，绘制草图。如图294所示。图294然后使用样条曲线指令讲点连接起来，如图295所示。图295按照同样的方法在XCYC平面创建曲线。如图296所示。图296然后通过网格曲线功能指令按钮，将其构成如下图297所示。图297再使用镜像指令按钮，将其沿着XC轴方向镜像，点击确定按钮并退出。如图298所示。图298将其与主体求和，将该图层设置为图层6，然后将其设置不可见，最后将图层2设置为可见。如图299所示。图299227玩具飞机的轮子建模使用圆柱功能，设置其直径为4MM，高度37MM。设置方向为XC方向。单击确定按钮，创建此圆柱。如图2100所示。图2100打开图层的对话框，将图层2设置为不可见，使用草图功能，在默认的平面绘制草图。具体尺寸如下图2101所示。图2101退出草图。选择草图轮廓，使用回转功能指令，将其沿着XC轴方向回转。单击确定按钮。如图2102所示。图2102使用创建草图功能，在默认的平面绘制草图。具体尺寸如下图2103所示。图2103单击确认按钮，并退出草图，也将其使用回转指令，将其回转。如图2104所示。图2104使用圆柱功能指令，创建沿着XC轴方向，设置直径为06MM，高度为012MM的圆柱。并将其与其他特征求和。如图2105所示图2105使用实体特征功能，创建环形阵列，将圆柱与球形特征沿着XC轴进行阵列，输入参数，数字12个，角度30度。点击确定按钮。如图2106所示图2106使用草图功能，在默认的平面绘制草图。如图2107所示。图2107完成草图绘制，退出草图。并将其使用回转体特征沿着圆心回转。如图2108所示。图2108使用草图轮廓，在默认的平面绘制草图。如图2109所示。图2109再继续使用回转指令按钮将其回转，并求差。如图2110所示。图2110使用草图创建功能按钮，在YCZC平面绘制草图。如图2111所示。图2111使用修建的片体功能，选择上表面为抽取面，选择两线为修剪边界。点击确定按钮，完成修剪。如图2112所示。图2112使用修剪延伸功能指令，输入值为1MM，然后使用拉伸功能按钮，并与其求差。设置厚度1MM，单击确定按钮。如图2113所示。图2113使用实体特征功能指令，创建环形阵列特征，设置参数，数目12个，角度5度。沿着XC轴方向阵列，单击确定按钮。如图2114所示。图2114使用变换功能指令，将其用平面镜像特征，镜像此特征。如图2115所示。图2115最终玩具飞机的数字化建模就完成了。第3章玩具飞机的装配及渲染31玩具飞机的装配311装配前的准备首先将上一章的玩具飞机各零件的模具准备好，了解和熟悉装配过程后，再开始装配。312装配装配过程如图31所示图3132玩具飞机的渲染在视图按钮指令键中选择可视化按钮如图32所示，图32可以在里面选择真实着色编辑器、基本光源、基本场景编辑器等等，进行渲染，如图33所示图33这个可以根据个人爱好，可以将它进行编辑。结论通过玩具飞机的数字化造型设计，我觉得自己受益非浅。在我刚开始学习这方面的知识时，面对问题我茫然不知所措,我感觉到有一定的难度，通过老师以及网络得知这门专业在外面的重要性以及地位时，我决定再难学只要坚持不放弃就一定能有收获的，虽然学的不是很好。在设计中，查阅大量资料、总结概括将以前学习到的知识重