《UG NX机械产品建模及工程图设计》课件 项目4、5 产品曲面建模、装配图设计

产品曲面建模《UG机械产品建模及工程图设计》项目四目录01任务4.1五角星的三维建模及工程图设计02任务4.2螺丝刀的三维建模及工程图设计03任务4.3

异形面壳体的三维建模04任务4.4咖啡壶的三维建模05任务4.5印章的三维建模及工程图设计01任务4.1五角星的三维建模及工程图设计任务目标掌握曲面的基本概念。掌握直线的绘制方法与应用。掌握有界平面命令的使用方法。掌握曲面缝合的方法与应用。五角星常被视为胜利的象征，代表着成功与荣耀。其结构特征是具有尖锐角和对称结构，三维模型要精确呈现五条棱边交汇的尖端，合理设置面与面的衔接过渡，确保整体造型规整，展现立体视觉效果。本任务中的五角星模型如图所示。任务描述五角星的工程图分析五角星工程图可知，其底座可通过圆柱创建，五角星部分可通过绘制圆外接五边形，然后通过五边形的对角连接对边的方法创建平面五角星，在坐标值为（0,0,18）处创建顶点，采用直线命令分别连接顶点和平面五角星的五个顶点创建五角星的线框模型，最后采用有界平面命令创建曲面，再缝合为实体。建模过程如下图所示。任务实施方案设计五角星的建模过程“直线”命令用于通过指定两个点来创建直线轮廓，是最基础的曲线绘制工具之一。命令功能：通过定义起点和终点两个点的位置，在空间中创建一条直线段。调用方式：功能区路径：曲线→直线菜单路径：插入→曲线→直线一、相关知识1.直线直线”对话框实体、片体、曲面的概念与区别见表4-1。一、相关知识2.曲面基本概念1.曲面连续性定义曲面连续性（Gn）描述了两个几何对象（如曲面、曲线）之间的连接光滑程度：G0(位置连续)：两对象仅在边界处相连，无光滑过渡，可能存在棱角。G1(相切连续)：两对象在边界处光滑连接，一阶微分连续，具有共同的切线方向。G2(曲率连续)：两对象在边界处不仅相切，曲率也相同，二阶微分连续，过渡更为光滑。G3(三阶微分连续)：在G2的基础上，曲率的变化率也连续，达到更高阶的光滑过渡。2.曲面的UV方向曲面是二维的，需要用U和V两个参数来精确定位其上的任意一点：U方向：可以理解为曲面的“行”方向或横向。V方向：可以理解为曲面的“列”方向或纵向。形象比喻：如同在格子本上找字需要先找行再找列，或者将曲面想象成一块布，U是横向的纱线，V是纵向的纱线，横竖线的交点即为曲面上的点。一、相关知识“有界平面”命令用于将共面的封闭曲线内部填充为平面，形成一个有边界的平面曲面。命令功能：通过选择一个或多个共面的封闭曲线作为边界，系统自动生成一个覆盖该区域的平面。调用方式：功能区路径：曲面

→

曲面

→

更多

→

曲面

→

有界平面菜单路径：插入

→

曲面

→

有界平面一、相关知识3.有界平面“有界平面”对话框“有界平面“可创建平整曲面。但其与“拉伸”命令不同，见表4-2。“曲面缝合”命令用于将多个独立的片体通过公共边或公共面连接在一起，形成一个整体的组合片体或实体。命令功能：将多个片体合并为一个整体，是从曲面建模过渡到实体建模的重要步骤。调用方式：功能区路径：曲面→曲面操作→

缝合菜单路径：插入→组合→缝合操作步骤：在对话框中，首先选择一个片体作为

目标，然后依次选择其他需要缝合的片体作为

工具面，系统会自动将它们连接成一个整体。一、相关知识4.曲面的缝合“缝合”对话框新建模型文件新建模型文件，命名为“4.1五角星.prt”，单位设置为mm。创建底座使用

圆柱

命令，在坐标原点创建一个直径120、高度10的圆柱作为底座。绘制平面五角星草图选择底座的上表面为草图平面，进入草图环境。在草图中绘制一个

外接圆半径为50的五边形，作为后续创建五角星的基础。通过以上步骤，即可完成五角星底座的创建和用于生成五角星的基础草图绘制。二、任务实施1.三维建模创建底座绘制五边形绘制五角星轮廓使用

轮廓

命令，依次连接五边形的每个顶点到其对边的顶点，形成五角星的轮廓线。修剪与整理草图对五角星轮廓内部的多余直线进行

修剪，只保留五角星的最终形状。将原始的五边形

转换为参考线，使其不再参与后续的特征生成。退出草图环境完成草图绘制后，退出草图任务环境，得到一个平面的五角星草图。通过以上步骤，即可完成平面五角星草图的创建，为后续的三维特征生成做好准备。连接五边形的角和对边完成平面五角星的创建二、任务实施创建空间点使用

点

命令，在绝对坐标系中创建一个坐标为(0,0,18)的空间点。创建连接线使用

直线

命令，开启端点和现有点捕捉功能。以上一步创建的空间点为起点，分别连接到五角星草图的各个端点，创建出构成立体五角星的直线。通过以上步骤，即可完成立体五角星线框的创建，形成五角星的三维框架结构。创建点“捕捉点”栏创建直线二、任务实施创建五角星底面使用

有界平面

命令，在曲线规则中选择

区域边界曲线。选择平面五角星的轮廓图形，生成五角星的底面片体。创建五角星侧面使用

有界平面

命令，在曲线规则中选择

单条曲线。依次选择平面五角星的一条边和对应的两条空间直线，生成五角星的一个侧面片体。采用同样的方法，创建出五角星的其他侧面片体。通过以上步骤，即可完成五角星各个面的片体创建，为后续的缝合操作做准备。“曲线规则”栏生成五角星的底面生成五角星的一个侧面生成五角星的第二个侧面二、任务实施阵列侧面片体使用

阵列特征

命令，选择上一步创建的两个五角星侧面片体作为阵列对象。设置阵列

布局

为

圆形，指定阵列的矢量为ZC轴，阵列中心为

坐标原点。设置阵列参数：数量为5，跨距角

为360度，完成所有侧面片体的圆形阵列。通过以上步骤，即可快速创建出五角星的所有侧面片体，形成完整的五角星片体框架。完成阵列操作二、任务实施（可选）检查片体状态可通过

编辑截面

功能，选择X平面剖切视图，观察到当前五角星为空心的片体结构。缝合片体为实体使用

缝合

命令，选择五角星的一个侧面片体作为

目标。框选所有其他的侧面片体以及底面片体作为

工具。确认后，系统会将所有片体缝合在一起，形成一个实心的五角星实体。通过以上步骤，即可将之前创建的片体结构转换为一个完整的实心五角星实体。五角星是空心“缝合”对话框完成缝合后五角星变为实心体二、任务实施将底座和五角星进行合并运算，并隐藏曲线、草图和坐标系后，完成五角星三维模型的创建，如图所示。完成五角星三维模型的创建二、任务实施进入制图模块从三维建模环境切换到工程图环境，准备生成二维图纸。新建图纸页创建一个新的图纸页面，设置参数如下：标准尺寸：选择此项。大小：A4。比例：1:1。投影：第一角投影。创建基本视图在“基本视图”对话框中，设置视图比例为1:1，其他参数保持默认，确认创建基本视图，完成工程图的初步布局。2.创建工程图五角星的基本视图二、任务实施创建中心线为五角星的对称结构添加中心线，以清晰表达其几何特征。标注关键尺寸标注能够确定五角星大小和形状的核心尺寸，例如：五角星的外接圆直径或半径。五角星的内切圆直径或半径。五角星的高度等。通过以上步骤，完成中心线创建和关键尺寸标注，即可生成一张完整、规范的五角星工程图。完成五角星工程图的创建二、任务实施完成任务后，按照表4-3对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价02任务4.2

螺丝刀的三维建模及工程图设计任务目标掌握圆锥的创建方法与应用。掌握通过曲线网格创建实体方法与应用。螺丝刀主要用于旋紧或拆卸各种螺丝，是机械维修、电子产品组装、家具安装等场景的必备工具。螺丝刀通常由刀柄、刀杆和刀头组成，本任务要求完成图示螺纹刀的创建。任务描述螺丝刀的工程图分析图示的螺丝刀工程图可知，其刀柄、刀杆部分可通过圆柱、圆锥功能创建，通过观察A-A断面图和右视图发现其A-A断面为圆形，A-A断面右边12mm处和21mm处均为矩形，可通过绘制矩形截面，再用直线将三个截面相连接，最后用通过直线网格命令创建实体如下图所示。任务实施方案设计螺丝刀的建模过程命令打开方式可以通过以下两种方式打开“圆锥”特征命令：通过功能区：在“主页”选项卡中，依次点击“特征”→“更多”→“圆锥”。通过菜单：依次点击“菜单”→“插入”→“设计特征”→“圆锥”。打开命令后，系统将弹出“圆锥”对话框。该对话框的“类型”下拉列表框中提供了5种不同的圆锥创建方式，以满足多样化的建模需求。一、相关知识1.圆锥“圆锥”对话框一、相关知识命令功能“通过曲线网络”是一种常用的曲面创建方法。它通过定义两个不同方向的截面线串（主曲线和交叉曲线）来构建曲面，能够从两个方向精确控制曲面的形状。命令调用方式您可以通过以下两种方式打开“通过曲线网络”命令：通过功能区：曲面→曲面→通过曲线网络。通过菜单：菜单→插入→网络曲面→通过曲线网络。执行上述任一操作后，系统将弹出“通过曲线网络”对话框，用于设置曲面创建的具体参数。一、相关知识2.通过曲线网络“通过曲线网络”对话框在“通过曲线网络”对话框中，您需要设置以下关键参数：主曲线：选择一个方向的截面线串作为主曲线。一个重要的规则是，第一个和最后一个主曲线可以是点。交叉曲线：选择与主曲线不同方向的截面线串作为交叉曲线。重要注意事项：在选择时，确保主曲线1与交叉线串1方向共顶点，且所有主曲线与交叉曲线之间都有交叉，否则可能导致生成的曲面扭曲。连续性：设置曲面与相邻几何体的连接光滑程度，提供三个选项：G0位置：曲面与相邻几何体仅在边界处位置重合。G1相切：曲面与相邻几何体在边界处不仅位置重合，且切线方向一致。G2曲率：曲面与相邻几何体在边界处位置、切线方向和曲率都一致，连接最为光滑。输出面选项：用于设置生成曲面的具体类型和属性，详细信息请参考相关表格（如教材表4-5）。一、相关知识新建模型文件新建一个名为“4.2螺丝刀.prt”的模型文件，单位设置为毫米（mm）。三维建模：创建刀柄和刀杆创建刀柄段一（圆柱）使用

圆柱

命令，以坐标原点为中心，沿YC轴创建一个直径为9、高度为23的圆柱，作为螺丝刀的刀柄段一。创建刀柄段二（圆锥）使用

圆锥

命令，选择“直径和高度”类型。指定矢量为YC轴，指定点选择刀柄段一的右端面中心点。设置底部直径为9，顶部直径为6，高度为11。布尔运算选择“合并”，将圆锥与已有的圆柱合并，完成刀柄段二的创建。通过以上步骤，完成螺丝刀刀柄和刀杆部分的初步建模。1.三维建模创建刀柄段一“圆锥”对话框完成刀柄段二圆锥的创建二、任务实施创建刀柄段三（圆柱）使用

圆柱

命令，以刀柄段二的右端面中心点为原点，创建一个直径为6、高度为2的圆柱，并与刀柄部分合并，完成刀柄段三的创建。创建刀柄段四（圆柱）使用

圆柱

命令，以刀柄段三的右表面中心点为原点，创建一个直径为9、高度为2的圆柱，并与刀柄部分合并，完成刀柄段四的创建。创建刀杆（圆柱）使用

圆柱

命令，以刀柄段四的右表面中心点为原点，创建一个直径为3、高度为35的圆柱，并与刀柄部分合并，完成刀杆的创建。通过以上步骤，完成螺丝刀刀柄和刀杆的全部建模工作。完成刀柄段三圆锥的创建完成螺丝刀的刀柄段四和刀杆的创建二、任务实施创建草图一在刀杆圆柱的右表面创建草图一，绘制刀头的初始轮廓线。创建基准平面在A-A截面右侧12mm处创建基准平面一。在A-A截面右侧21mm处创建基准平面二。创建草图二和草图三在基准平面一上创建草图二，绘制刀头的中间截面轮廓。在基准平面二上创建草图三，绘制刀头的末端截面轮廓。完成以上草图和基准平面的创建后，退出草图环境，即可得到刀头部分的完整线框结构。任务实施A-A断面的草图创建基准平面一和基准平面二创建草图二创建草图三刀头部分的线框创建直线一使用

直线

命令，设置捕捉点为“端点”。在草图一中选择交叉线的一个端点作为起点（点1），在草图二中选择对应的矩形角点作为终点（点2），完成第一条直线的创建。创建其余直线采用相同的方法，依次连接草图一和草图二的对应端点，完成其余七条直线的创建，从而构建出刀头部分的完整线框结构。通过以上步骤，完成刀头部分所有连接直线的创建。任务实施完成直线一的创建完成其余七条直线的创建调用“通过曲线网络”命令，设置曲线规则为“相连曲线”，依次选择草图一的圆和草图二的矩形作为主曲线。设置曲线规则为“单条曲线”，依次选择之前创建的八条直线作为交叉曲线，确保所有曲线箭头方向一致。确认创建，完成刀头实体一的创建。重复上述步骤，创建刀头实体二。合并所有实体，将刀柄、刀杆和两个刀头合并为一个整体。隐藏辅助元素（曲线、草图、坐标系），并对模型锐边进行圆角处理，最终完成螺丝刀三维模型的创建。选择主曲线和交叉曲线“通过曲线网络”对话框螺丝刀三维模型二、任务实施进入制图模块从三维建模环境切换到工程图环境，准备生成螺丝刀的二维工程图。新建图纸页创建一个新的图纸页面，设置参数如下：标准尺寸：选择此项。大小：A4。比例：1:1。投影：第一角投影。创建视图创建基本视图：设置视图比例为2:1，使用定向视图工具调整模型至合适角度，在图纸上合适位置创建主视图。创建右视图：将鼠标移动到主视图左侧，单击鼠标左键，自动生成右视图。添加轴测图：在图纸的适当位置添加一个轴测图，以更直观地展示螺丝刀的三维形态。通过以上步骤，完成螺丝刀工程图的初步视图布局。2.创建工程图螺丝刀主视图和右视图二、任务实施创建剖视图使用

剖视图

命令，选择刀杆与刀头的连接处作为截面线，在主视图右侧合适位置创建剖视图，以展示内部结构。转换为断面图选中创建的剖视图，在弹出的快捷菜单中选择“设置”。在“设置”对话框中，取消“显示背景”的勾选，将剖视图转换为断面图，更清晰地展示截面形状。显示草图在建模模块中，将草图一设置为显示状态，以便在工程图中参考或标注。通过以上步骤，完成螺丝刀工程图中剖视图（断面图）的创建和调整。截面的剖视图快捷菜单“设置”对话框生成断面图二、任务实施创建中心线为螺丝刀的轴线添加中心线，以清晰表达其旋转特征和对称性。标注关键尺寸标注能够确定螺丝刀各部分大小和位置的核心尺寸，例如：刀柄各段的直径和长度。刀杆的直径和长度。刀头的关键尺寸（如十字槽的宽度和深度）。通过以上步骤，完成中心线创建和关键尺寸标注，即可生成一张完整、规范的螺丝刀工程图。完成螺丝刀工程图的创建二、任务实施完成任务后，按照表4-6对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价03任务4.3

异形面壳体的三维建模任务目标掌握在三维空间创建矩形的方法与应用。掌握在三维空间创建基本曲线的方法与应用。掌握抽壳的方法与应用。在机械工程领域，异形面壳体用于航空发动机复杂气流通道、汽车变速箱紧凑传动结构、工业机器人关节轻量化外壳，可满足流体力学优化、空间集成及运动灵活性需求，提升设备性能与可靠性。本任务要求完成图示异形面壳体的创建。任务描述异形面壳体通过分析图上所示异形面壳体可知，首先采用矩形命令创建异形体的底面，采用基本曲线的直线命令创建侧面，采用圆/圆弧命令和基本曲线的圆角命令创建顶面，完成线框模型的创建。然后再采用直纹面命令创建侧面和底面，采用通过曲线网格命令创建顶面，采用缝合命令将片体缝合转换为实体。最后采用抽壳命令将实体转换为壳体，建模过程如下图所示。任务实施方案设计异形面壳体的建模过程命令功能使用“矩形”命令可以通过指定两个对角点来快速创建矩形。命令调用方式该命令在UGNX12.0中默认处于隐藏状态，您可以通过以下方式调用：在“命令查找器”中搜索并直接调用。将其添加到“曲线”选项卡的“曲线”组或“插入”菜单的“曲线”子菜单中后使用。操作步骤调用“矩形”命令后，系统会弹出“点”对话框。在对话框中输入矩形两个对角点的坐标值，或者直接在绘图区用鼠标拾取两个对角点。单击“确定”按钮，即可完成矩形的创建。一、相关知识1.矩形创建矩形命令功能“圆弧/圆”命令用于创建关联的圆弧和圆曲线，是草图和建模中常用的基础曲线创建工具。命令调用方式您可以通过以下两种方式打开“圆弧/圆”命令：通过功能区：曲线→曲线→圆弧/圆。通过菜单：菜单→插入→圆弧/圆。执行上述任一操作后，系统将弹出“圆弧/圆”对话框，用于设置圆弧或圆的创建参数。2.圆弧/圆的绘制“圆弧/圆”对话框一、相关知识在“圆弧/圆”对话框中，包含以下关键参数设置选项组：类型：指定创建圆弧或圆的方法。三点画圆弧：通过指定3个点或两点加半径来创建圆弧。从中心开始的圆弧/圆：通过指定圆心及圆上点或半径来创建圆弧或圆。起点/端点/中点：设置圆弧的起点、端点和中点。自动判断：根据选择的对象自动确定点的类型。点：通过选择已有点或输入坐标值来指定点。相切：选择曲线对象，派生与之相切的点。半径/直径：通过输入半径或直径值来确定点的位置。支持平面：确定圆弧或圆的放置平面。自动平面：根据起点和终点自动判断放置平面。锁定平面：锁定某一平面作为放置平面，可双击解锁。选择平面：选择现有平面或新建平面作为放置平面。限制：进一步限制圆弧的起点或终点位置。值：通过输入角度来精确限制。在点上：通过捕捉点来限制。直至选定：在所选对象处开始或结束圆弧。通过灵活设置这些参数，可以精确创建各种形状和位置的圆弧或圆。一、相关知识基本曲线命令详解命令功能“基本曲线”命令是一个集成化的曲线创建工具，可用于绘制直线、圆弧、圆、圆角以及修剪曲线等。命令调用方式该命令在UGNX12.0中默认处于隐藏状态，您可以通过以下方式调用：在“命令查找器”中搜索并直接调用。将其添加到功能区或菜单中后使用。调用“基本曲线”命令后，系统将弹出“基本曲线”对话框。其中，直线、圆弧、圆等命令的用法已在前面介绍过，接下来将重点介绍“圆角”和“修剪曲线”命令。3.基本曲线“基本曲线”对话框一、相关知识圆角功能在“基本曲线”对话框中单击“圆角”，将弹出“曲线倒圆”对话框，提供三种圆角类型：简单圆角：用于共面不平行的两直线间，自动修剪直线。2曲线圆角：在两曲线（直线、圆、圆弧或样条曲线）间创建圆角，可选择是否修剪曲线。圆角沿逆时针方向生成。3曲线圆角：在同一平面上的任意三条相交曲线之间倒圆角。修剪曲线功能使用“修剪曲线”命令可以修剪或延伸曲线到选定的边界对象，或按指定的边界分割曲线。调用该命令后，系统将弹出“修剪曲线”对话框，用于设置修剪的具体参数。“曲线倒圆”对话框一、相关知识修剪曲线命令详解命令功能使用“修剪曲线”命令可以修剪或延伸曲线到选定的边界对象，或按指定的边界分割曲线。操作结果调用“修剪曲线”命令后，系统将弹出“修剪曲线”对话框，用于设置修剪的具体参数，如选择要修剪的曲线、指定修剪边界、选择操作方式等。“修剪曲线”对话框一、相关知识修剪曲线命令详解操作步骤选择要修剪的曲线。指定修剪边界。选择操作方式：可以是“修剪”或“分割”。单击确定，完成曲线的修剪或分割操作。参数说明在“修剪曲线”对话框中，主要选项说明如下：修剪或分割操作：选择“修剪”（修剪或延伸曲线）或“分割”（分割曲线）。方向：确定交点的判断方式，包括“最短的3D距离”和“沿方向”。选择区域：设置选中部分是保留还是剪去。曲线延伸：设置样条曲线的延伸方式（如需要延伸）。修剪边界曲线：勾选此项，可同时修剪边界对象。通过灵活设置这些参数，可以精确地修剪或分割各种类型的曲线。修剪曲线示例一、相关知识命令功能“抽壳”命令用于挖空实体内部，生成具有指定壁厚的薄壁实体。壳体可以设置单一壁厚，也可以为不同的面指定不同的壁厚。命令调用方式您可以通过以下两种方式打开“抽壳”命令：通过功能区：主页→特征→抽壳。通过菜单：菜单→插入→偏置/缩放→抽壳。打开命令后，系统将弹出“抽壳”对话框，其中提供两种抽壳类型：移除面，然后抽壳：移除指定的面，然后对剩余的面进行抽壳。对所有面抽壳：对实体的所有面进行抽壳，形成一个封闭的空心壳体。具体功能和操作方法可参考相关表格（如教材表4-7）。4.抽壳“抽壳”对话框“抽壳”示例模型一、相关知识一、相关知识新建模型文件新建一个名为“4.3异形面壳体.prt”的模型文件，单位设置为毫米（mm）。创建线框模型使用

矩形

命令，打开“点”对话框。设置矩形的第一个角点坐标为（0,0,0），第二个角点坐标为（100,150,0）。确认创建，完成矩形线框的创建。通过以上步骤，完成异形面壳体线框模型的初步创建。1.三维建模“命令查找器”完成矩形的创建二、任务实施创建直线1使用

直线

命令，选择矩形的右下交点作为起点。向上拖动鼠标，在文本框中输入长度“40”，按回车键确认，完成直线1的创建。创建其余直线采用相同的方法，依次选择矩形的其他三个交点作为起点，向上创建长度为40的直线，完成另外三条直线的创建。通过以上步骤，完成四条直线的创建，构建出异形面壳体的基本线框结构。绘制直线1完成另外三条直线的创建二、任务实施创建圆弧1使用

圆弧/圆

命令，选择“三点画圆弧”类型。选择直线3和直线2的端点作为圆弧的起点和终点，输入半径80。通过“两直线”方式（选择直线2和直线3）确定圆弧平面，调整后完成圆弧1的创建。创建圆弧2和圆弧3采用相同的方法，选择相应的直线端点作为起点和终点，设置相同的半径和平面，完成圆弧2和圆弧3的创建。通过以上步骤，完成所有圆弧的创建，异形面壳体的线框模型基本构建完成。“圆弧/圆”对话框完成圆弧2和圆弧3的创建二、任务实施创建直线5使用

直线

命令，设置捕捉点为“端点”。选择直线1的端点作为起点，沿YC轴方向创建长度为40的直线5。创建直线6、7、8、9采用相同的方法，依次选择相应的直线端点作为起点，沿YC轴方向创建长度为40的直线，完成直线6、7、8、9的创建。通过以上步骤，完成所有直线的创建，异形面壳体的线框模型更加完善。完成直线5的创建完成直线6、7、8、9的创建二、任务实施创建圆角1使用

基本曲线

命令中的“圆角”功能，打开“曲线倒圆”对话框。设置圆角半径为8，在直线5和直线6的交点附近单击，完成圆角1的创建。创建圆角2、3、4采用相同的方法，设置相同的半径8，在相应的直线交点附近创建圆角，完成圆角2、3、4的创建。通过以上步骤，完成所有圆角的创建，异形面壳体的线框模型更加光滑和完整。至此完成线框模型的创建。“曲线圆角”对话框完成圆角2、3、4的创建二、任务实施创建有界平面1使用

有界平面

命令，选择圆弧1、直线2、直线3和矩形边3作为边界，创建有界平面1。创建其余有界平面采用相同的方法，依次选择相应的曲线作为边界，创建另外四个有界平面。通过以上步骤，完成所有有界平面的创建，异形面壳体的片体模型基本构建完成。创建有界平面1完成另外4个有界平面的创建二、任务实施调用“通过曲线网络”命令，打开对话框。选择主曲线：依次选择圆弧1和圆弧3作为主曲线1和主曲线2。选择交叉曲线：依次选择圆弧2和曲线1作为交叉曲线1和交叉曲线2。确认创建，完成异形面壳体顶面的创建。通过以上步骤，完成异形面壳体顶面的创建，片体模型更加完整。创建异形面壳体顶面二、任务实施缝合片体为实体使用

缝合

命令，将顶面、底面和四个侧面的片体缝合在一起，形成一个完整的实体。抽壳操作使用

抽壳

命令，选择“移除面然后抽壳”类型。选择异形体的底面作为要移除的面，设置抽壳厚度为2，完成抽壳操作。隐藏辅助元素隐藏建模过程中产生的曲线、草图和坐标系，使模型视图更简洁。通过以上步骤，完成异形面壳体的最终创建，得到一个结构完整的薄壁壳体模型。二、任务实施“抽壳”对话框异形面壳体三维模型准备工作隐藏实体及坐标系，并显示曲线，使异形体线框可见。PMI尺寸标注切换到PMI模块：在“应用模块

选项卡的“设计”组中选择“PMI”，功能区将出现“PMI”选项卡。选择标注工具：在“PMI”选项卡的“尺寸”组中，依次选择“快进”、“线性”和“径向”等标注工具。完成尺寸标注：使用所选工具，对异形体线框的相应尺寸进行标注。通过以上步骤，完成异形面壳体的PMI尺寸标注，清晰地展示其几何尺寸信息。二、任务实施2.标注尺寸并添加注释异形体线框调出“PMI”选项卡单击相应按钮进行尺寸标注完成尺寸标注准备工作隐藏曲线和PMI对象，并显示实体模型。添加注释调用注释命令：在“PMI”选项卡的“注释”组中选择“注释”命令。输入注释文本：在弹出的“注释

对话框的“文本输入”栏中，输入注释内容“壁厚2mm”。通过以上步骤，完成对异形面壳体的注释添加，清晰地标注出其壁厚信息。二、任务实施异形壳体壁厚的标注完成任务后，按照表4-7对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价04任务4.4

咖啡壶的三维建模任务目标巩固在三维空间创建圆的方法与应用。掌握创建样条曲线的方法与应用。在咖啡壶三维建模中，外观设计展现多重新颖特点。通过精确的曲线建模，塑造出流畅优雅或硬朗简约的壶身线条，贴合现代审美趋势；同时，三维建模能轻松实现复杂曲面造型，如独特的壶嘴流线造型、富有艺术感的壶盖轮廓，还可快速调整比例与细节，让咖啡壶在满足功能需求的同时，成为兼具实用性与观赏性的美学产品。本任务要求完成图示咖啡壶的创建。任务描述通过分析上图所示咖啡壶可知，首先采用圆/圆弧命令创建壶体的4个大圆和壶嘴的一个小圆，再创建壶嘴处R7和Φ200圆之间的圆弧，然后根据各圆的象限点创建样条曲线，采用通过曲线网格命令创建壶体，然后采用样条曲线创建引导线，以椭圆为截面进行扫掠，创建把手，最后进行求和以及抽壳操作，完成咖啡壶的创建，建模过程如下图所示。任务实施方案设计命令功能“艺术样条”命令用于通过拖放定义点或极点，并可在定义点处指定斜率或曲率约束，来动态创建和编辑样条曲线。操作要点创建样条：使用“艺术样条”对话框，通过拖放定义点或极点来创建样条曲线。创建封闭样条：在“参数化”选项组中勾选“封闭”复选框，可创建首尾闭合的样条曲线。通过以上方法，可以创建出各种复杂形状的样条曲线，满足多样化的设计需求。1.样条曲线一、相关知识采用艺术样条功能创建封闭样条在创建和编辑艺术样条时，您可以通过以下方式灵活调整其形状：添加控制点：在执行“艺术样条”命令时，将鼠标指针移动到已绘制样条的合适位置并单击，即可在该位置添加一个新的控制点。调整样条形状：使用鼠标拖动样条上的任意控制点，可以直观地调整样条曲线的形状，直到达到满意的效果。通过以上方法，可以精细地控制艺术样条的形态，创建出复杂且光滑的曲线。在样条上添加控制点一、相关知识2.移动对象命令功能“移动对象”命令用于移动或旋转选定的对象，是编辑对象位置和方向的常用工具。命令调用方式您可以通过以下两种方式打开“移动对象”命令：通过功能区：主页→工具→实用工具→移动对象。通过菜单：菜单→编辑→移动对象。执行上述任一操作后，系统将弹出“移动对象”对话框。常用移动方式移动对象的方式有多种，最常用的包括：距离：按指定的距离和方向移动对象。角度：按指定的角度和旋转轴旋转对象。复制选项在移动对象时，若选择“复制原先的”选项，则可以实现移动复制或旋转复制，并可在“非关联副本数”文本框中设置复制的数量。一、相关知识1.三维建模二、任务实施新建模型文件新建一个名为“4.4咖啡壶.prt”的模型文件，单位设置为毫米（mm）。创建线框模型：圆1使用

圆弧/圆

命令，选择“从中心开始的圆弧/圆”类型。设置中心点为坐标原点，半径为70。选择XOY平面作为支持平面，并勾选“整圆”选项。确认创建，完成圆1的创建。通过以上步骤，完成咖啡壶线框模型的第一个圆的创建。创建圆1使用

圆弧/圆

命令，选择“从中心开始的圆弧/圆”类型。设置中心点坐标为（0,0,100）。设置半径为100。定义支持平面为XOY平面上方100mm处（通过“按某一距离”方式设置）。勾选“整圆”选项，确认创建，完成圆2的创建。通过以上步骤，完成咖啡壶线框模型中第二个圆的创建。“点”对话框创建圆2二、任务实施创建圆3使用

移动对象

命令，选择圆1作为要移动的对象。设置变换方式为“距离”，指定矢量ZC轴。选择“复制原先的”选项，输入目标坐标（0,0,200），完成圆3的创建。创建圆4采用同样的方法，通过移动对象并复制的方式，完成圆4的创建。通过以上步骤，完成咖啡壶线框模型中圆3和圆4的创建。二、任务实施使用

圆弧/圆

命令，选择“从中心开始的圆弧/圆”类型。设置中心点坐标为（0,115,300）。设置半径为7。定义支持平面为XOY平面上方300mm处（通过“按某一距离”方式设置）。勾选“整圆”选项，确认创建，完成圆5的创建。通过以上步骤，完成咖啡壶线框模型中圆5的创建，为后续创建壶嘴做准备。创建圆5二、任务实施创建圆弧1和圆弧2使用

圆弧/圆命令，选择“三点画圆弧”类型。设置起点和终点选项为“相切”，中点选项为“半径”，输入半径15。选择圆5作为相切对象，完成圆弧1的创建。采用相同的方法，完成圆弧2的创建。修剪圆5使用

修剪曲线

命令，选择圆5要保留的部分。设置边界为圆弧1和圆弧2，操作方式为“修剪”，方向为“最短的3D距离”。确认操作，完成圆5的修剪。通过以上步骤，完成圆弧的创建和圆5的修剪，进一步完善咖啡壶的线框模型。采用相同的方法完成圆4的修剪。完成圆弧1和圆弧2的创建“修剪曲线”对话框完成圆弧4和圆弧5的修剪二、任务实施创建艺术样条1使用

艺术样条

命令，设置类型为“通过点”，次数为3，取消“封闭”勾选。设置捕捉点为“象限点”，依次选择圆5、圆3、圆2和圆1的最右边点。通过点构造器输入坐标点（0,0,100），完成第5点的选取。确认创建，完成艺术样条1的创建。创建艺术样条2采用同样的方法，完成艺术样条2的创建。通过以上步骤，完成艺术样条的创建，为后续生成咖啡壶的曲面做准备。完成艺术样条1和艺术样条2的创建二、任务实施调用“通过曲线网络”命令，打开对话框。选择主曲线：设置曲线规则为“相连曲线”（相交处停止），依次选择圆1、圆2、圆3以及由圆4、圆弧2和圆5组成的相连曲线作为主曲线1至主曲线4。选择交叉曲线：设置曲线规则为“单条曲线”，依次选择艺术样条1和艺术样条2作为交叉曲线1和交叉曲线2。确认创建，完成曲面1的创建。通过以上步骤，完成咖啡壶主体曲面的创建，片体模型基本构建完成。选择相应的主曲线和交叉曲线完成曲面1的创建二、任务实施镜像特征使用

镜像特征

命令，选择曲面1作为要镜像的特征，以YOZ平面为镜像平面，完成镜像操作，得到对称的壶体曲面。创建有界平面使用

有界平面

命令，以圆4、圆5、圆弧1和圆弧2为边界，创建有界平面1（壶嘴部分）。以圆1为边界，创建有界平面2（壶底）。缝合为实体对壶体曲面和上下有界平面进行缝合操作，将片体转换为实体。倒圆角对壶体底面进行倒圆角处理，设置圆角半径为5mm。抽壳操作使用

抽壳

命令，选择壶体顶面作为要移除的平面，设置厚度为2mm，完成抽壳操作。细节倒圆角对壶体顶部的内外边进行倒圆角处理，设置圆角半径为1mm。通过以上步骤，完成咖啡壶的最终创建，得到一个结构完整、细节丰富的薄壁壳体模型。镜像创建曲面2完成有界平面的创建完成抽壳操作二、任务实施隐藏实体：将咖啡壶实体隐藏，以便专注于把手的创建。创建路径草图：在YOZ平面创建草图1，使用艺术样条命令绘制一条由4个控制点组成的艺术样条3，作为把手的路径。创建截面草图：以艺术样条3为路径，创建草图2。在艺术样条3的起点位置，绘制一个长半轴为15、短半轴为10的椭圆，作为把手的截面。通过以上步骤，完成咖啡壶把手路径和截面的创建，为后续生成把手实体做准备。创建艺术样条3创建椭圆二、任务实施创建把手实体使用

扫掠

命令，选择椭圆作为截面，艺术样条3作为引导线，完成咖啡壶把手的创建。替换面操作显示咖啡壶实体。使用

替换面

命令，选择把手的上端面作为原始面，咖啡壶的内壁作为替换面，完成替换面操作，使把手与壶体内部连通。通过以上步骤，完成咖啡壶把手的创建并将其与壶体融合，模型更加完整。创建扫掠体“替换面”对话框二、任务实施合并操作使用

合并

命令，选择把手作为目标体，壶体作为工具体，将两者合并为一个整体。细节处理对咖啡壶的底部和壶嘴部分进行必要的细节处理，如倒圆角等，使模型更加光滑和美观。通过以上步骤，完成咖啡壶的全部建模工作，得到一个结构完整、细节丰富的咖啡壶三维模型。完成咖啡壶的创建二、任务实施准备工作隐藏实体及坐标系，并显示曲线，使咖啡壶线框可见。PMI尺寸标注在“PMI”选项卡的“尺寸”组中，使用“快进”、“线性”和“径向”等工具，对咖啡壶线框的相应尺寸进行标注。添加注释在“PMI”选项卡的“注释”组中，选择“注释”工具，对椭圆等关键特征添加注释说明。通过以上步骤，完成咖啡壶的PMI尺寸标注和注释添加，清晰地展示其几何尺寸和特征信息。2.标注尺寸并添加注释咖啡壶线框完成尺寸标注二、任务实施隐藏曲线和PMI对象，并显示实体模型。添加注释调用注释命令：在“PMI”选项卡的“注释”组中选择“注释”命令。输入注释文本：在弹出的“注释”对话框的“文本输入”栏中，输入注释内容“壁厚2mm”。通过以上步骤，完成对咖啡壶的注释添加，清晰地标注出其壁厚信息。咖啡壶壁厚的标注二、任务实施完成任务后，按照表4-8对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价05任务4.5

印章的三维建模及工程图设计任务目标掌握球体的创建方法与拥应用。掌握桥接曲线的方法与应用。掌握文本的创建方法与应用。印章通常由印面和印体两部分构成其中，印面为雕刻文字、图案的核心区域，是盖章时的直接接触部分，文字多为反刻（以便盖印后呈现正像），图案需线条清晰、布局匀称，常见有姓名章、闲章、官印等不同类型。印体即印章主体，支撑印面并提供握持功能，形状多样（圆形、方形、椭圆形等），材质涵盖石材（如寿山石、青田石）、金属（铜、金、银）、木材、塑料等。部分印章刻有印钮（顶部装饰，如兽钮、桥钮），兼具美观与防滑作用。整体结构需保证重心稳定，便于握持施力，同时通过材质、纹饰体现文化或个人风格。本任务要求完成下图所示印章的创建。任务描述通过分析上图所示印章可知，首先采用圆柱命令创建印体的底面，再在圆柱的顶面上创建大8边形，然后在距离圆柱顶面45mm处创建小8边形，采用桥接曲线命令连接上下两个8边形的角点，然后通过上下两个8边形，两条桥接曲线采用通过曲线网格命令创建曲面，再将曲面进行阵列，形成过渡体，通过球命令创建印章的手持部分，最后采用文本命令创建印面上的文字，在草图中创建五角星，并将其拉伸达到雕刻效果，完成印章的创建，建模过程如下图所示。任务实施方案设计命令打开方式您可以通过以下两种方式打开“球”特征命令：通过功能区：在“曲线”选项卡中，依次点击“特征”→“更多”→“球”。通过菜单：依次点击“菜单”→“插入”→“设计特征”→“球”。打开命令后，系统将弹出“球”对话框。该对话框的“类型”下拉列表框中提供了2种不同的球创建方式，以满足多样化的建模需求。1.球一、相关知识“球”对话框命令功能“桥接曲线”命令用于在两个对象之间创建一条相切的圆角曲线，以实现光滑过渡。命令打开方式您可以通过以下两种方式打开“桥接曲线”命令：通过功能区：曲线→派生曲线→桥接曲线。通过菜单：菜单→插入→派生曲线→

桥接。执行上述任一操作后，系统将弹出“桥接曲线”对话框，其详细功能和参数设置请参考相关表格（如教材表4-10）。2.桥接一、相关知识“桥接曲线”对话框命令功能“文本”命令用于将本地Windows字体库中的TrueType字体文本转换为NX曲线，使其成为部件模型中的设计元素。命令特点字体丰富：支持选择Windows字体库中的任何字体。属性可调：可指定文本的线型、脚本、字型等属性。灵活放置：生成的文本几何体可放置在平面、曲线或曲面上。精确跟踪：文本将精确跟踪所选字体的形状，使用线条和样条生成字符外形。命令打开方式您可以通过以下两种方式打开“文本”命令：通过功能区：曲线→曲线→文本。通过菜单：菜单→插入→曲线→文本。执行上述任一操作后，系统将弹出“文本”对话框，其详细选项和功能请参考相关表格（如教材表4-11）。3.文本一、相关知识“文本”对话框一、相关知识1.三维建模二、任务实施新建模型文件新建一个名为“4.5印章.prt”的模型文件，单位设置为毫米（mm）。创建底座使用

圆柱

命令，以坐标原点为中心，创建一个直径为100、高度为15的圆柱作为印章底座。创建草图1在底座的上表面创建草图。在草图环境中，绘制一个外接圆直径为80的正八边形。通过以上步骤，完成印章底座的创建和八边形草图的绘制。创建底座绘制五边形绘制圆弧使用

圆弧

命令，在八边形的两个相邻角点之间绘制一个半径为40的圆弧。阵列圆弧使用

阵列

命令，选择上一步绘制的圆弧作为要阵列的对象。设置旋转点为坐标原点，阵列方式为“数量和跨距”，数量为8，跨距角度为360度，完成阵列操作。转换参考并退出草图将八边形的各边转换为参考线。完成草图绘制并退出草图环境。通过以上步骤，完成印章底座上方轮廓的创建。二、任务实施绘制R40的圆弧将R40圆弧进行阵列创建基准平面在圆柱顶面上方45mm处创建一个基准平面。创建草图2在新创建的基准平面上创建草图。在草图环境中，绘制一个外接圆半径为15mm的正八边形。通过以上步骤，完成印章顶部轮廓的草图创建。二、任务实施创建基准平面二创建八边形2创建连接直线在八边形1和八边形2的对应角点之间，沿ZC轴方向创建两条直线，作为连接体的骨架。隐藏对象将圆柱体和基准平面1隐藏，以便更清晰地操作。创建桥接曲线1使用

桥接曲线

命令，选择一条直线作为起始对象，另一条直线作为终止对象。在形状控制中，选择“相切幅值”方法，并设置开始和结束的幅值均为1.0，完成第一条桥接曲线的创建。创建桥接曲线2采用同样的方法，选择另外两条直线，创建第二条桥接曲线。通过以上步骤，完成印章连接体的曲线框架创建。二、任务实施沿ZC轴创建4条直线“桥接曲线”对话框完成两条桥接曲线的创建创建曲面1使用

通过曲线网络

命令，依次选择圆弧1、直线5作为主曲线，桥接曲线1、桥接曲线2作为交叉曲线，创建出印章的侧面曲面。阵列曲面1使用

圆形阵列

命令，选择曲面1作为要阵列的对象。设置阵列中心为坐标原点，阵列方向为ZC轴，阵列数量为8，跨距角度为360度，完成所有侧面曲面的创建。创建有界平面并缝合使用

有界平面

命令，在印章连接体的顶部和底部创建平面。使用

缝合

命令，将所有曲面和平面缝合在一起，将片体转换为实体。通过以上步骤，完成印章主体的实体建模。二、任务实施完成曲面1的创建完成曲面1的阵列操作完成中间连接体的创建显示底座将之前隐藏的底座模型显示出来。创建球体使用

球

命令，选择“圆心点和直径”的创建方式。设置球体的中心点坐标为（0,0,65），直径为50，完成印章手持部分的球体创建。合并所有部件使用

合并

命令，将底座、中间连接体和手持部分合并为一个整体，完成整个印章的创建。通过以上步骤，完成整个印章的三维建模。二、任务实施创建球体创建五角星图案在底座的下表面创建草图，并绘制一个五角星。将五角星轮廓向下拉伸1mm，并与印体进行合并操作。创建圆形边框在底座的下表面创建草图，以坐标原点为圆心，绘制一个直径为97mm的圆。将该圆向下拉伸1mm，并在拉伸设置中选择“两侧”偏置，开始偏置为0，结束偏置为1.5，同时设置布尔运算为“合并”，完成圆形边框的创建。通过以上步骤，完成印章印面的图案和边框创建。二、任务实施创建五角星完成五角星的创建拉伸外环创建圆形草图在底座的下表面创建草图，以坐标原点为圆心，绘制一个直径为60mm的圆。创建文本使用

文本

命令，选择“在曲线上”的放置方式，并选择上一步创建的φ60圆作为文本放置曲线。在文本属性中输入“某某职业技术学院”，设置偏置为2，高度为12，并点击“反向”按钮将文字设置为反刻效果，完成文本创建。拉伸文字并合并将创建的文本文字向下拉伸，并与底座进行合并操作。隐藏辅助元素隐藏所有的曲线、草图和坐标系，完成整个印章的三维模型创建。通过以上步骤，完成整个印章的三维建模，包括底座、连接体、手持部分和印面图案与文字。二、任务实施显示指定对象在建模模块中，显示八边形2、艺术样条1和底座下表面的Φ60圆。进入制图模块从建模模块切换到制图模块。新建图纸页创建一张新的图纸页，设置标准尺寸为A3，比例为1:1，投影方式为第一角投影。创建视图使用基本视图命令，将印章模型定位到合适角度，创建主视图。基于主视图，创建仰视图、俯视图和正等测图。将正等测图设置为完全着色显示，并隐藏不需要的要素。通过以上步骤，完成印章工程图的初步创建，包括基本视图的布局和显示设置。二、任务实施2.创建工程图激活草图视图在部件导航器中选择俯视图，将其设为活动草图视图。创建草图矩形在俯视图的外边缘创建一个草图矩形，用于后续的视图裁剪或其他编辑操作。通过以上步骤，完成对俯视图的初步编辑，为后续的工程图细化做准备。二、任务实施“部件导航器”创建草图轮廓线退出草图完成草图绘制并退出草图环境。创建局部剖视图使用

局部剖视图

命令，选择俯视图作为要生成局部剖的视图。在主视图中选择手柄处的点作为基点，方向向上，并选择之前创建的草图矩形的四条边作为断裂线，完成局部剖视图的创建。隐藏多余线条将局部剖视图中的剖面线、圆及棱边线进行隐藏，使视图更加清晰。通过以上步骤，完成俯视图的局部剖视图创建，清晰展示印章手柄部分的内部结构。二、任务实施创建局部剖视图完成局部剖视图的创建隐藏剖面线、圆及棱边线创建艺术样条曲线使用艺术样条功能，沿俯视图下方的轮廓线创建一条样条曲线。阵列样条曲线使用阵列曲线功能，对上一步创建的样条曲线进行阵列操作，以创建重复的图形元素。通过以上步骤，完成对俯视图下方轮廓的细化和装饰性曲线的创建。二、任务实施创建样条曲线阵列样条曲线完成工程图的修改，如图所示。二、任务实施完成工程图的修改激活主视图草图将主视图设为活动草图视图。创建轮廓草图使用草图的轮廓命令，创建用于尺寸标注的辅助草图轮廓。退出草图并标注尺寸完成草图绘制并退出草图环境。对工程图中的各个视图进行尺寸标注，确保所有关键尺寸都清晰、准确地标注出来。通过以上步骤，完成印章工程图的尺寸标注，使工程图完整、清晰地表达设计意图。二、任务实施在主视图创建草图完成工程图的尺寸标注完成任务后，按照表4-12对任务实施过程开展评价，进行任务总结与反思。三、任务评价项目拓展通过曲线组截面选择操作在使用“通过曲线组”命令时，截面线串的选择是关键步骤，具体操作如下：按顺序选取：必须按照截面线串的顺序依次进行选取。确认选择：每选择一条截面线串后，需要单击鼠标中键进行确认。编辑列表：所有选定的截面线串会显示在对话框的列表中，您可以对列表中的线串进行上移、下移或删除等操作，以调整其顺序或移除不需要的线串。通过以上步骤，确保截面线串的正确选择和排列，从而创建出符合预期的片体或实体。“通过曲线组”对话框“截面”选项组列表项目拓展连续性设置“连续性”选项组用于控制生成的曲面与指定曲面之间的边界过渡方式。操作前提只有在“输出曲面”选项组中未勾选“垂直于终止面”复选框时，才能对“连续性”进行设置。约束方式“连续性”选项提供了3种不同的边界约束方式，用于定义曲面在起始和终止位置的连接平滑度。具体的约束方式及其详细说明，请参考相关表格（如教材表4-13）。通过合理设置连续性，可以确保生成的曲面与相邻曲面之间实现光滑过渡，提升模型的整体质量。项目拓展对齐方式“对齐”选项用于控制截面线串之间的对齐方式，其功能与“直纹面”命令中的“对齐”选项类似，包含以下七种方式：参数、弧长、根据点、距离、角度、脊线、根据段、输出曲面选项。“输出曲面选项”组包含多个参数，用于控制最终生成的曲面或实体的特性，如是否垂直于终止面、是否保留形状等。具体的选项及其功能说明，请参考相关表格。通过合理设置对齐方式和输出曲面选项，可以精确控制生成的曲面或实体的形状和质量。课堂思政在UGNX的产品曲面建模中，每一次曲线的拟合、每一个曲面的缝合，都藏着深刻的思政启示。曲面建模不仅是塑造产品外观的技术手段，更承载着超越工具本身的精神价值。​复杂曲面的构建往往需要突破常规思路。就像港珠澳大桥的桥塔设计，工程师们利用曲面建模技术，将艺术美感与力学性能完美结合，攻克了无数技术难题。这启示我们，面对复杂的建模任务，要敢于突破固有思维，以创新精神探索解决方案，正如我国科研工作者在关键技术领域打破国外垄断，用创新开辟发展新路径。​曲面建模对细节的极致追求，也彰显着工匠精神。汽车流线型曲面的设计，要求对曲率变化精确把控，微小偏差都会影响风阻性能。这与我国航天工业中对航天器表面精度的严苛要求如出一辙，都是对“精益求精”的生动诠释。我们在调整每一处曲面参数时，正是在培养严谨细致、追求卓越的职业态度。​此外，曲面建模融合技术与美学的过程，还教会我们平衡理性与感性。这恰似人生中，既要脚踏实地掌握专业本领，也要仰望星空追求更高价值。愿大家在曲面建模的学习中，锤炼技术能力，更好塑造创新、专注、全面发展的品格。谢谢您的观看Thank

You《UGNX机械产品建模及工程图设计》装配体设计《UG机械产品建模及工程图设计》项目五目录01任务5.1

千斤顶的三维装配及工程图设计02任务5.2

凸缘联轴器的三维装配及工程图设计01任务5.1千斤顶的三维装配及工程图设计任务目标掌握组件装配文件的创建方法。掌握添加组件的方法。掌握添加装配约束的方法。掌握生成装配图及修改方法。千斤顶概述千斤顶是一种常用的起重工具，主要用于顶升重物，广泛应用于：汽车维修：抬起车身更换轮胎、检修底盘。建筑施工：调整梁、柱等构件的安装位置。工业设备安装：对重型设备进行精确定位和调整。其基本组成包括：底座、顶升部件（如螺杆、柱塞）、动力机构（如手柄、液压泵）和控制部件（如控制阀）。任务要求本任务要求完成图示螺旋千斤顶的三维装配，并基于装配模型生成二维工程图。任务描述通过分析上图所示千斤顶可知，它由7个零件装配而成。根据组件结构及零件装配关系，采用自底而上的装配顺序，即：底座→螺套→M10螺钉→螺杆→顶垫→M8螺钉→绞杠。装配工程图为3个视图：俯视图、前剖视图、约束视图。在前剖视图中注释零件名称，并设置螺杆、绞杠、螺钉为非剖零件。任务实施方案设计装配核心原理NX的装配过程，本质上是在装配体中建立各个部件之间的链接关系。它通过关联条件在部件之间建立约束关系，从而精确地确定每个部件在产品中的位置和姿态。装配术语与概念在进行装配操作前，需要理解一些基本的装配术语和概念，这些内容已在表5-1中详细介绍，请参考该表格进行学习。掌握这些术语是进行高效装配的基础。一、相关知识1.装配的术语及概念NX提供了两种主要的装配方法：自顶向下装配和自底向上装配。1.自顶向下装配自顶向下装配是从整体概念出发，先创建一个空的新组件，再在该组件内部建立或添加几何对象，使其成为一个具体的零件。主要有两种实现方式：方式一：先在装配中建立几何模型，再将其添加到新创建的组件中。方式二：先建立一个不含任何几何对象的空组件，使其成为工作部件，然后在其中直接建立几何模型。2.自底向上装配自底向上装配是指先单独设计好所有的零部件，再将这些零部件的几何模型逐一添加到装配体中。装配体按照组件、子装配体和总装配的顺序逐级构建，并通过关联约束条件来确定各部件的位置，最终完成总装配模型。操作路径：装配操作可以通过“装配”菜单或“装配”工具栏中的相应按钮来实现。一、相关知识2.装配方法NX装配约束类型详解在NX装配中，通过各种约束类型来精确控制组件间的相对位置和姿态。以下是主要的装配约束类型及其功能：接触对齐：最常用的约束类型，包含“接触”和“对齐”两种方式。接触：使两个同类对象（如平面、圆柱面）贴合，法线方向相反。对齐：使两个同类对象（如平面、轴线）共面或共线，法线方向相同或轴线一致。中心约束：将一个对象约束到另外一个或两个对象的中心位置，有“1对2”、“2对1”、“2对2三种方式。同心约束：约束两个圆形对象（如圆柱面、球面）的中心重合，轴线一致。距离约束：指定两个对象之间的最小距离，可以是正值或负值。固定约束：将组件固定在当前位置，作为装配的基准。平行约束：约束两个对象的方向矢量彼此平行。垂直约束：约束两个对象的方向矢量彼此垂直。角度约束：在两个对象之间定义一个角度，确定其相对方位，分为平面角度和三维角度。对齐/锁定约束：对齐两个轴，并防止绕公共轴旋转。适合窗口约束：定义两个对象相互适配。胶合约束：将两个对象胶合在一起，使其成为一个整体。通过合理组合使用这些约束，可以精确地完成复杂装配体的构建。一、相关知识3.装配约束一、相关知识4.虚拟装配的一般过程新建装配文件打开新建对话框：通过“文件”菜单或标准工具栏中的“新建”图标，打开新建文件对话框。选择装配模板：在“模板”选项中选择“装配”。设置文件信息：在“新文件名”中输入装配文件名称（本例为“千斤顶.prt”），注意文件类别后缀为.asm1。点击“打开”文件夹图标，选择装配部件零件所在的文件夹路径。完成创建：点击“确定”按钮，系统会弹出“添加组件”对话框，建议先关闭该对话框。添加组件：后续将通过装配工具栏中的“添加组件”图标来手动添加各个零件。通过以上步骤，完成装配文件的新建，为后续的零件装配做好准备。新建装配文件打开新建对话框：通过“主页”选项卡的“标准”组，点击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。选择装配模板：在“模板”栏中选择“装配”。设置文件信息：在“新文件名”栏中输入文件名称“千斤顶”。设置文件的保存路径，特别注意：新建的装配文件必须与所有待装配的零件保存在同一个文件夹内，否则后续打开装配体时可能无法调用零件。完成创建：点击“确定”按钮，完成新装配文件的创建。系统将进入“装配”模块，并自动弹出“添加组件”对话框，准备开始添加零件。通过以上步骤，完成装配文件的新建，为后续的零件装配做好准备。二、任务实施1.新建文件新建装配文件进入“装配”模块添加底座并约束打开添加组件对话框：如果“添加组件”对话框未自动弹出或已关闭，可以通过“装配”选项卡的“组件”组，点击“添加”按钮来打开它。选择底座零件：在“添加组件”对话框中，点击“打开”按钮，在弹出的“部件名”对话框中找到并选择“底座”零件，然后点击“OK”。设置放置方位：在“添加组件”对话框的“放置”栏中，点击“指定方位”，在坐标系框中输入坐标值（0,0,0）。应用并约束：点击“应用”按钮，在弹出的“创建固定约束”对话框中点击“是”，完成底座零件的添加与固定约束。通过以上步骤，将底座作为装配的基准部件固定在坐标原点。通常，第一个零件的放置约束采用“绝对原点”，即装配部件的基准坐标系原点与第一个零件的基准坐标系原点重合，以建立装配的基准。二、任务实施2.添加零件并约束“添加组件”对话框“部件名”对话框要添加的部件添加螺套并约束添加螺套零件：在“添加组件”对话框中，勾选“设置”栏的“预览”复选框，然后点击“打开”按钮，选择“螺套”零件并确认。选择约束类型：在“添加组件”对话框的“放置”栏中选择“约束”选项，在“约束类型”中选择“接触对齐”，并在“方位”下拉列表中选择“接触”。选择接触面：在“组件预览”窗口中选取螺套的台阶面，然后在绘图区选取底座的台阶面，完成两个台阶面的接触约束。通过以上步骤，将螺套与底座通过接触约束进行初步定位。二、任务实施“添加组件”对话框台阶面的接触约束中心线对齐约束选择约束类型：在“添加组件”对话框的“约束类型”中选择“接触对齐”。设置方位选项：在“方位”下拉列表框中选择“自动判断中心/轴”选项。选择中心线：在“组件预览”窗口中选取螺套零件的圆筒中心线，然后在绘图区选取底座零件的圆筒中心线，完成两个零件的中心线对齐约束。通过以上步骤，确保螺套与底座的轴线重合，完成精确定位。二、任务实施圆筒中心的“对齐”约束螺钉孔对齐约束与完成装配选择螺钉孔中心线：在“组件预览”窗口中选取螺套零件的螺钉孔中心线，然后在绘图区选取底座零件的螺钉孔中心线。创建对齐约束：系统会自动创建这两个螺钉孔中心线的对齐约束。完成螺套约束：点击“添加组件”对话框中的“应用”按钮，完成螺套零件的所有约束，使其精确定位在底座上。通过以上步骤，完成螺套与底座的螺钉孔对齐，确保两者的安装孔位一致。二、任务实施螺钉孔的“对齐”约束完成螺套的约束添加M10螺钉并约束添加M10螺钉零件：在“添加组件”对话框中，点击“打开”按钮，选择“M10螺钉”零件并确认，弹出“组件预览”窗口。创建接触约束：在“放置”栏选择“约束”，“约束类型”选择“接触对齐”，“方位”选择“接触”。分别选取M10螺钉头的底面和底座的顶面，完成接触约束。创建中心线对齐约束：在“约束类型”中选择“接触对齐”，“方位”选择“自动判断中心/轴”。分别选取M10螺钉的中心线和底座上螺钉孔的中心线，完成对齐约束。完成螺钉约束：点击“添加组件

对话框的“应用”按钮，完成M10螺钉的约束，使其紧固在底座上。通过以上步骤，完成M10螺钉的添加和约束，将螺套进一步固定在底座上。二、任务实施创建M10螺钉约束完成对M10螺钉的约束添加螺杆并约束添加螺杆零件：在“添加组件”对话框中，点击“打开”按钮，选择“螺杆”零件并确认，弹出“组件预览”窗口。创建距离约束：在“放置”栏选择“约束”，“约束类型”选择“距离”。分别选取螺杆头底面和底座的顶面，设置距离为60。创建中心线对齐约束：在“约束类型”中选择“接触对齐”，“方位”选择“自动判断中心/轴”。分别选取螺杆的中心线和底座圆筒的中心线，完成对齐约束。完成螺杆约束：点击“添加组件”对话框的“应用”按钮，完成螺杆的约束，使其与底座保持指定距离并同轴。通过以上步骤，完成螺杆的添加和约束，确定其在装配体中的位置。二、任务实施选取“距离”按钮创建螺杆约束完成螺杆的约束添加顶垫并约束添加顶垫零件：在“添加组件”对话框中，点击“打开”按钮，选择“顶垫”零件并确认，弹出“组件预览”窗口。创建接触约束：选择“接触对齐”约束类型，“方位”选择“接触”。分别选取顶垫的底面和螺杆的上端面，完成接触约束。创建中心线对齐约束：选择“接触对齐”约束类型，“方位”选择“自动判断中心轴”。分别选取顶垫的中心线和螺杆的中心线，完成对齐约束。创建平行约束：选择“平行”约束类型，依次选取顶垫的螺钉孔中心线和螺杆的绞杠孔中心线，使两者平行。完成顶垫约束：点击“应用”按钮，完成顶垫的所有约束，使其精确定位在螺杆顶部。通过以上步骤，完成顶垫的添加和约束，确保其与螺杆正确配合。二、任务实施创建顶铁约束完成顶垫的约束添加绞杠并约束添加绞杠零件：在“添加组件”对话框中，点击“打开”按钮，选择“绞杠”零件并确认，弹出“组件预览”窗口。创建中心线对齐约束：选择“接触对齐”约束类型，“方位”选择“自动判断中心/轴”。分别选取绞杠的中心线和螺杆的绞杠孔中心线，完成中心线对齐约束。创建中心约束：选择“中心”约束类型“方位”选择“1对2”。在“组件预览”窗口中选取绞杠的两个端面，然后在绘图区选取螺杆的中心线，完成中心约束。完成绞杠约束：点击“应用”按钮，完成绞杠的约束，使其能够在螺杆的绞杠孔中自由转动。通过以上步骤，完成绞杠的添加和约束，使其与螺杆正确配合，实现千斤顶的顶升功能。二、任务实施“添加组件”对话框创建绞杠约束完成绞杠约束创建工程图进入制图模块：从装配模块切换到制图模块。新建图纸页：创建一张新的图纸页，设置标准尺寸为A2，比例为1:2，投影方式为第一角投影。创建俯视图：使用基本视图命令，设置比例为1:2，在绘图区适当位置创建千斤顶的俯视图。创建剖视图：点击“剖视图”按钮，选取俯视图中圆边的圆心作为截面线位置，将剖视图放置在俯视图上方合适位置。创建正等测图：使用基本视图命令，在“要使用的模型视图”下拉列表中选择“正等测图”，设置比例为1:1.5，将正等测图放置在图纸右侧合适位置。通过以上步骤，完成千斤顶工程图的初步创建，包括俯视图、剖视图和正等测图的布局。二、任务实施2.创建工程图剖视图中的非剖零件编辑非剖切规则在装配图的剖视图中，当剖切平面通过螺钉、螺栓等紧固件以及实心轴、手柄、连杆等实心零件的基本轴线时，这些零件通常按不剖绘制。本案例中，M10螺钉、M8螺钉、螺杆和绞杠均需设置为非剖切零件。操作步骤编辑剖视图：在“部件导航器”中选中剖视图，单击鼠标右键，选择“编辑”。调出更多选项：在弹出的“剖视图

对话框中，点击标题栏按钮，选择“剖视图（更多）”以显示所有选项。选择非剖切对象：在对话框的“设置”标签栏中，点击“非剖切”选项组中的“对象”按钮，然后按住【Ctrl】键，在装配导航器中依次选取M10螺钉、M8螺钉、螺杆和绞杠等零件。通过以上步骤，完成剖视图中非剖切零件的设置，使工程图符合制图规范。二、任务实施在“部件导航器”中选中剖视图设置“剖视图”的更多项单击“对象”按钮

在“装配