《产品建模与结构设计》-模块4

项目４.１异形螺母零件建模４.１.１结构分析本例将完成异形螺母的建模，异形螺母的平面图如图４－１所示。本例所讲述的模型可以简单认为是在一个壳体件上添加了一个外六角的拉伸体。壳体件可以通过先做实体，利用抽壳命令完成，做实体时又可分解为１个拉伸特征和一个锥体特征，拉伸草图为零件图的主视图的外形边界。抽壳之前，需完成两个拉伸体的求和及拔模、倒角等特征操作。抽壳后，制作外六角的拉伸体，最后进行布尔求和、打孔等特征操作。４.１.２建模思路建模思路如图４－２所示。下一页返回项目４.１异形螺母零件建模４.１.３产品建模１)启动ＵＧ２)新建一个文件执行“文件”→“新建”命令，给新文件指定路径和文件名，单击按钮。３)创建大外形拉伸体(１)先绘制草图。选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＹＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－３所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。上一页下一页返回项目４.１异形螺母零件建模(２)创建拉伸特征。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择如图４－４所示的曲线作为“截面曲线”，并设置对称拉伸的“距离”为１０.２，其余保持默认设置，单击按钮。４)创建锥体特征选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“圆锥”命令，如图４－５所示，选择类型为“直径和高度”，并设置“底部直径”为２８，“顶部直径”为１９.２，“高度”为４.４，“指定矢量”为如图４－５所示面的法向，“指定点”为圆弧中心，其余保持默认设置，单击，效果如图４－６所示。上一页下一页返回项目４.１异形螺母零件建模５)创建切口先绘制切口草图。选择下拉菜单中的“插入”→“草图”命令，选择图４－７所示草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－８所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。６)拉伸草图选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择图４－８绘制的曲线作为截面曲线，并设置“开始－距离”为０，“结束－距离”为４０，其余保持默认设置，如图４－９所示。单击按钮，完成拉伸，效果如图４－１０所示。上一页下一页返回项目４.１异形螺母零件建模７)布尔运算选择布尔运算图标，锥块与拉伸切口求差，锥块与外形拉伸体求差，隐藏拉伸草图。结果如图４－１１所示。８)边倒圆选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择需要倒角Ｒ２的边，如图４－１２所示，设置“Ｒａｄｉｕｓ１”为２，单击按钮。９)边倒圆选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择如图４－１３所示的边，设置“Ｒａｄｉｕｓ１”１.５，单击按钮。上一页下一页返回项目４.１异形螺母零件建模１０)抽壳选择下拉菜单中的“插入”→“偏置/缩放”→“抽壳”命令，弹出“抽壳”对话框，选择异性螺母低端的实体面，厚度输入１，单击按钮，完成操作，效果如图４－１４所示。１１)拉伸六边体在壳内底面绘制六边体草图，如图４－１５所示。拉伸六边体并求和，操作如图４－１６所示。上一页下一页返回项目４.１异形螺母零件建模１２)打孔选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“圆柱体”命令，按图４－１７所示操作，通过创建圆柱体进行布尔运算，完成打孔操作。１３)隐藏多余对象隐藏所有草图，异形螺母创建完成，结果如图４－１８所示。上一页返回项目４.２连杆零件建模４.２.１结构分析本例将完成连杆的建模，连杆的平面图如图４－１９所示。本例所讲述的连杆模型的结构特征是上下对称。可以先完成分型面上面部分，然后镜像体，求和。简单的建模过程可以描述为:先拉伸外形，再拉伸两端的连接头部，挖杆部槽，拔模，倒圆角，镜像，求和，切螺纹孔和头部小平面。４.２.２建模思路建模思路如图４－２０所示。下一页返回项目４.２连杆零件建模４.２.３产品建模１.启动ＵＧ２.新建一个文件执行“文件”→“新建”命令，给新文件指定路径和文件名，单击按钮。３.创建大外形拉伸体１)绘制草图选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＹＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－２１所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。上一页下一页返回项目４.２连杆零件建模２)创建拉伸特征选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择如图４－２２所示的曲线作为“截面曲线”，并设置对称拉伸的“距离”为２.７５，其余保持默认设置，单击按钮。４.创建连接头部拉伸体选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择上个拉伸体的上表面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－２３所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择刚绘制的草图进行拉伸。上一页下一页返回项目４.２连杆零件建模５.创建拔模特征选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“拔模”命令。脱模方向向上，底面为固定面，其他设置如图４－２４所示。６.创建杆部的斜槽１)创建切割基准面选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＺＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－２５所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。以绘制的草图曲线及ＸＣ－ＺＣ平面建立槽底面的基准面，如图４－２６所示。上一页下一页返回项目４.２连杆零件建模２)创建拉伸实体以上表面为基准，偏置２０ｍｍ建立基准面，作为绘制新草图的基准平面，如图４－２７所示。以图４－２７所示的基准面为草图平面，绘制图４－２８所示的草图拉伸草绘曲线，在“极限”中设置“结束”为“直至选定对象”，选择图４－２６所创建的基准平面为“直至选定对象”，求差，如图４－２９所示。７.边倒圆选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择需要倒圆角的边，输入相应的圆角值，单击按钮，完成所有倒圆角任务，如图４－３０所示。上一页下一页返回项目４.２连杆零件建模８.镜像体首先以底面创建一个平面，偏置为０，镜像平面如图４－３１所示。执行“开始”→“ＮＸ钣金”，执行“插入”→“关联复制”→“镜像体”命令。选择需要镜像的体，选择刚创建的基准面，单击按钮，完成镜像任务，然后求和，如图４－３１所示。９.创建螺纹孔选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“孔”命令，选择螺纹孔，绘制孔的位置，设定参数，如图４－３２所示，单击按钮，完成孔特征。上一页下一页返回项目４.２连杆零件建模１０.切端部平面首先以圆柱端面为草图面，绘制草图，如图４－３３所示。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择绘制的草图线，拉伸求差，完成切小平面特征。最终效果如图４－３４所示。上一页返回项目４.３凳子零件建模４.３.１结构分析本例将完成凳子的建模，凳子的平面示意图如图４－３５所示，尺寸不全处，可自行设计。可以通过拉伸凳子实体、切脚、做加强筋、底部开槽、做板凳顶面花纹修饰、抽壳、倒圆角等命令完成板凳建模。４.３.２建模思路建模思路如图４－３６所示。下一页返回项目４.３凳子零件建模单击“拉伸”工具，“拉伸”截面选择４－３７(ａ)绘制的草图，方向默认，“限制”选项的“开始”值输入“０”，“结束”值输入“５００”，“拔模”选项设置“从起始限制”，角度输入“－６”，单击按钮，完成拉伸实体，效果如图４－３７(ｂ)所示。４)利用实体求差切割出凳子脚外形选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择上个拉伸体的上表面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－３８所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择刚绘制的草图进行拉伸，参数设置如图４－３９所示，拉伸效果如图４－４０所示。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模５)利用拉伸、偏置面制作加强筋选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＺ面为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－４１所示的草图，单击“完成草图”，退出“草图”模块。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择刚绘制的草图进行拉伸，在限制选项中都选择“直至下一个”，对话框设置如图４－４２所示，拉伸效果如图４－４３所示。单击特征“工具栏”→“倒圆角”图标，弹出“倒圆角”对话框，设置圆角尺寸为４０，选择倒圆角的边，单击按钮，完成外边倒圆角。以同样的方式完成内部２０的倒圆角，效果如图４－４４所示。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模选择下拉菜单中的“同步建模”→“偏置区域”命令，选择刚才拉伸的实体的一个端面，输入偏置距离３.５，如图４－４５所示。以同样的方式对拉伸体的另一个端面进行偏置。选择下拉菜单中的“编辑”→“移动对象”，弹出“移动对象”对话框，“对象”选项选择图４－４５完成的加强筋。“变换”选项选择“角度”，“矢量”选择ＺＣ轴，“旋转点”选择图４－３８中小孔的圆心，“结果”选项选择“复制原先的”，如图４－４６所示，单击按钮，复制筋板效果如图４－４７所示。将之前的拉伸体、偏置区域及复制体与板凳实体求和，效果如图４－４８所示。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模６)创建板凳腔体单击“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令。选择偏置面的内边缘线，拉伸方向为分别Ｘ和Ｙ，拉伸距离保证超出板凳体就行，如图４－４９所示。板凳体与拉伸体求差，结果如图４－５０所示。７)制作表面凹槽花纹选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”，选择凳子表面为草绘平面，绘制如图４－５１所示的草图，退出草图模式。拉伸草图曲线，“开始距离”为０，“结束距离”为３，方向为指向板凳里面，偏置选择“对称”，“结束”为１０，布尔运算“求差”，得到环形凹槽。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模在同样的草图平面，再绘制一个十字交叉线，如图４－５２所示，拉伸设置与之前相同，不设置“偏置”，布尔运算“求差”，得到垂直凹槽，最终结果如图４－５３所示。８)外形倒圆角选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择四只脚的中线边(４条)，输入倒角值“２５”，单击按钮。选择脚的外边(８条)，输入倒角值“１４”，单击按钮。选择板凳上表面外边缘(由于前面已经倒圆角，上表面外边缘的线成为１条光滑曲线)，输入倒圆角值“１２”，单击按钮。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模选择ϕ４０小孔的上边缘线，输入倒角值“５”，单击按钮，完成倒圆角，效果如图４－５４所示。９)偏置面执行“插入”→“同步建模”→“偏置区域”，弹出“偏置区域”对话框，“面”选项选择图４－５５中鼠标所指“单个面”，“偏置”选项设置“距离”为３０，方向默认，如图４－５５所示，单击按钮，保证孔的距离为３０。上一页下一页返回项目４.３凳子零件建模１０)抽壳单击特征“工具栏”→“抽壳”图标，弹出“抽壳”对话框，设置“类型”为“移除面，然后抽壳”，“要穿透的面”选项选择凳子的内侧表面，“厚度”选项中输入“３”，如图４－５６所示，单击按钮，完成抽壳，效果如图４－５７所示。上一页返回项目４.４液压阀零件建模４.４.１结构分析本例将完成液压阀零件的建模，液压阀的零件图如图４－５８所示，通过分析零件图可以看出该零件是一个旋转类的零件，旋转类零件的主要特点就是有圆球、圆柱，该零件为液压阀，应该有安装基座，故该零件还会有长方体底座和安装孔。可以通过旋转液压阀外部主体、添加安装基座、添加支阀、创建内部结构完成零件的建模。主要用旋转、拉伸、长方体、垫块、圆柱、腔体、打孔、倒圆角和布尔运算等命令完成液压阀零件建模。４.４.２建模思路建模思路如图４－５９所示。下一页返回项目４.４液压阀零件建模４.４.３产品建模１)启动ＵＧ２)新建一个文件执行“文件”→“新建”命令，给新文件指定路径和文件名，单击按钮。３)创建液压阀外部旋转实体先绘制草图。选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＹＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－６０(ａ)所示的草图，单击“完成草图”。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模单击“回转”工具图标，“回转”截面选择图４－６０(ａ)绘制的草图，方向默认，“限制”选项的“开始”角度输入０，“结束”角度输入３６０，单击按钮。完成旋转实体，效果如图４－６０(ｂ)所示。４)创建液压阀头部外螺纹创建螺纹引导倒角。选择“特征”工具栏的“倒斜角”图标，弹出“倒斜角”对话框，设置相关参数，如图４－６１所示。选择倒角边，单击按钮，完成螺纹导向倒角。执行“插入”→“设计特征”→“螺纹”，弹出“螺纹”对话框，设置“螺纹”参数，如图４－６２所示。选择图４－６２中鼠标箭头所指圆柱曲面为“螺纹”加工面，选择图４－６２所示的螺纹起始面，方向默认，单击按钮，完成“螺纹”创建。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模５)创建液压阀底座执行“插入”→“设计特征”→“垫块”，弹出“垫块”对话框。选择“矩形”选项，弹出“放置面”对话框，选择图４－６３鼠标箭头所示的圆柱面，弹出图４－６３所示“矩形垫块”对话框，设置参数，如图４－６３所示。单击按钮，弹出“垫块”定位对话框。“水平”定位设置:目标体为图４－６４中的参考圆，选择“圆弧圆心”，刀具体选择“垫块”水平方向的中心轴线，即图４－６４中的“水平参考线”；“竖直”定位设置:目标体同样为图４－６４中的参考圆，选择“圆弧圆心”，刀具体选择“垫块”竖直方向的中心轴线，即图４－６４中的“竖直参考线”。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模６)创建液压阀内部腔体执行“插入”→“设计特征”→“腔体”命令，弹出“腔体”对话框。选择“圆柱”选项，弹出“圆柱形腔体”放置面对话框，选择图４－６５鼠标所指“端面”，弹出“圆柱形腔体”参数对话框，设置相关参数，如图４－６５所示。单击按钮，弹出“圆柱形腔体”定位对话框，通过“点对点”定位，完成各“圆柱形腔体”创建。用同样的方法，可以完成其余内部圆柱形腔体的创建，效果图如图４－６６所示。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模７)创建液压阀支流圆柱实体先绘制草图。选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＹＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－６７(ａ)所示的草图，单击“完成草图”。单击“拉伸”工具图标，“拉伸”截面选择４－６７(ａ)绘制的草图，方向默认，“限制”选项的“开始”设置为“直至选定”，“选择对象”为图４－６７(ｂ)中鼠标所指曲面，“结束”输入“５６”，单击按钮。完成拉伸实体，效果如图４－６７(ｂ)所示。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模８)创建液压阀支流内部腔体创建ϕ２６圆孔:执行“插入”→“设计特征”→“孔”命令，弹出“孔”对话框，“类型”选择“常规孔”，“位置”选择图４－６８(ａ)中鼠标箭头所示圆弧圆心，其他参数设置如图４－６８(ａ)所示，单击按钮，完成ϕ２６圆孔的创建，效果如图４－６８(ｂ)所示。创建Ｍ２４螺纹孔:执行“孔”指令，弹出“孔”对话框，“类型”选择“螺纹孔”，“位置”选择图４－６９(ａ)中鼠标箭头所指圆弧圆心，其他参数设置如图４－６９(ａ)所示。单击按钮，完成Ｍ２４螺纹孔的创建，效果如图４－６９(ｂ)所示。创建ϕ２４.３圆孔:重复创建ϕ２６圆孔的方法，可以完成直径为２４.３、深度为３的圆孔。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模创建ϕ２２圆孔:重复创建ϕ２６圆孔的方法，可以完成直径为２２、深度为１３的圆孔。创建ϕ１８圆孔:重复创建ϕ２６圆孔的方法，可以完成直径为１８、深度为与主型腔相同的任何值的圆孔。创建没有倒角的孔时，一定要把孔的对话框中的“起始倒斜角”和“终止倒斜角”两个选项前的勾选项关闭，否则做完的孔会带有倒角特征。９)创建液压阀支流配合部分先绘制草图。选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择支流上表面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模绘制如图４－７０(ａ)所示的草图，其中需要通过“投影曲线”投影如图４－７０(ａ)所示的投影圆，单击“完成草图”。单击“拉伸”工具图标，“拉伸”截面选择４－７０(ａ)绘制的草图，方向为实体内部，“限制”选项的“开始”设置为０，“结束”输入２，“布尔”选择“求差”，单击按钮。完成拉伸实体，效果如图４－７０(ｂ)所示。１０)创建长方体平台绘制草图:选择下拉菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，选择ＸＣ－ＺＣ平面作为草图平面，单击按钮，进入“草图”模块。绘制如图４－７１(ａ)所示的草图，单击“完成草图”。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模单击“拉伸”工具图标，“拉伸”截面选择４－７１(ａ)绘制的草图，方向－ＹＣ，“限制”选项的“开始”设置为“直至延伸部分”，“选择对象”为图４－７１(ｂ)中鼠标所指曲面，“结束”输入２９，单击按钮。完成拉伸实体，效果如图４－７１(ｂ)所示。１１)创建倒圆角选择图４－７２所示４条边，对实体倒圆角，圆角尺寸为１２.５。１２)创建４个螺纹创建Ｍ１２螺纹孔:执行“孔”指令，弹出“孔”对话框，“类型”选择“螺纹孔”，“位置”选项为单击草图绘制图标，“绘制平面”为长方体底座平面，草图如图４－７３所示，其他参数设置如图４－７４所示，单击按钮，完成Ｍ１２螺纹孔创建，效果如图４－７５所示。上一页下一页返回项目４.４液压阀零件建模阵列螺纹孔:单击“阵列”图标，弹出“阵列”对话框，阵列图４－７５所示螺纹孔，效果如图４－７６所示。１３)创建一系列倒圆角创建Ｒ８圆角:效果如图４－７７所示。创建未注圆角:创建图４－７８中箭头所指交界的未注圆角，圆角尺寸为Ｒ２。上一页返回图4-1返回图4-2返回图4-3返回图4-4返回图4-5返回图4-6返回图4-7返回图4-8返回图