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三维 实体 建模 技术

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第一章三维实体造型技术 学习重点 理解3d实体造型设置修订的特点和一般过程 熟练解释NX 3.0的各功能面板、建模方式及模型分析功能 掌握NX 3.0草图、零配件设定修订、组装设定修订、图纸设定修订的基本操作。 1.1概要 三维建模设定校正与二维图纸设定校正不同，二维图纸设定校正在一个平面上完成，但三维建模设定校正在3个维度空间中进行，生成的模型具有长度、高度、宽度3个方向的尺寸。 在三维建模设置修订中，首先在工作空间中创建坐标系(包括原点、坐标轴、基准平面)，然后在草绘平面上绘制模型的特征截面或扫描轨迹，根据参照平面放置特征截面的每个格拉夫元素，拉伸、旋转二维特征截面特征是构成三维模型的基础，各个三维模型是不同的特征按照一定的设定修正要求所组合的集合体。 NX 3.0软件系统是美国UGS公司开发的从设定修订到制造的一体化三维软件，是下一代的产品建模系统。 在本章中，将在NX 3.0环境中进行所有的操作接口、设定修正过程及模型。 1.2实训1——机械零件实体模型制作 1.2.1问题的说明 图1 -单轴、牛鼻子、半联轴器的实体模型 然后单击， 零配件设定修正是机械设定修正的基础，通过对零配件进行实体设定修正，能够使设定修正过程更加直观，尽可能多地获取零配件的体积信息。 零配件实体造型的基本技术以特征为化学基，任何零配件的创建都离不开特征的创建。 残奥《圈套》绘制是在整个零配件建模过程中创建各种零配件特征的基础。 熟悉特征截面的残奥元《圈套》草图绘制技术，进而根据截面草图生成零配件特征的操作技术是进行三维设定修正的基本工作。 在本章中，以机械设定修正中常用的零配件轴、牛鼻子、半联轴器的设定修正为例，简单说明NX 3.0环境下的零配件设定修正、组装体设定修正和图纸设定修正的建模过程。 1.2.2实训目的 熟悉NX 3.0的操作界面，理解功能面板理解NX 3.0进行零配件三维实体造型的设定、修正过程，初步实验是NX 3.0进行修正计算机辅助机械设定、修正的强大功能。 1.2.3结果示范 在NX 3.0环境下三维实体造型轴、牛鼻子、半耦合零配件，完成的结果如图所示 1-2 NX3.0主接口 模型显示区域 零配件导航仪表区 菜单 工具按钮 状态栏 1.2.4实训步骤 建立轴的零配件模型 启动NX 3.0 在计算机的桌面掌门人上双击NX 3.0图标，或从“星空卫视/计程仪栏”菜单中运行NX 3.0。 NX 3.0计程仪报的主画面如图1-2所示 2创建新文档 图1-3“新建零配件”对话框计程仪框 1 .喀呖声下拉菜单“文件(f )新建(N)…”，或喀呖声“新建”命令按钮打开“新建”对话框计程仪。 1-4 NX3.0模块配置 2 .文件类型是装配文件，在文件名栏中输入要制作的文件名，不选中“非标准星空卫视模型”前面的复选框。 如图1-2所示。 3喀呖声“ok”按钮进入零配件设定修订环境。 4喀呖声应用程序菜单项以选择要网站数据库的模块，如建模、外观造型修订、绘图、加工、结构性分析、运动分析、钣金、电气线路、组件等。 如图1-4所示。 以下说明的操作在建模模块的环境中进行。 调整3个窗口的显示状态 喀呖声工具条命令按钮 可以调整模型窗口的显示状态，也可以调整窗口的大小。 4创建草绘特征 1喀呖声「格式-图层设定」选单，或进入「图层设定」对话计程仪来设定工作图层(对于具有草图的图层，通常会将21-40图层设定为草图图层，以后您可以在图层中管理复杂的模型。 可以关闭某些图层的可见性)。 1-5草图环境界面 2 .喀呖声选单「插入-」(insert-)草绘，或喀呖声工具按钮以开启草绘特征面板，选取X-Y、Y-Z和X-Z三个基准平面作为草绘平面，或片偏移草绘平面，然后喀呖声「确定」(ok )进入草绘环境(图1-5 ) 3使用草图命令工具按钮绘制草图，然后使用命令工具按钮标注草图。 创建的轴的草图如图1~图6所示。 选择4按钮完成草图，然后退出草图模块。 图1-6旋转轴的草图形状 创建4旋转特征 1 .选择“草绘”特征(图1-6中的草绘)，然后喀呖声菜单“插入- >修改设置特征-”旋转，或喀呖声工具按钮打开旋转特征对话框(图1-5 )。 图1-7旋转诊断计程仪 2 .喀呖声轴和角度后，状态栏催促用户选择轴，选择并确定1-6图形的中心轴后，跳出旋转残奥仪表设定对话框(图1-8 )，在旋转残奥仪表设定中输入角度范围0-360，喀呖声“ok”来描绘旋转轴 图1-8回转残奥表设定 五观察模式 与工具条按钮的模型表示相关的指令按钮和三键鼠标组合，以各种各样的方法简单地观察模型。 首先，介绍与模型表示相关的命令按钮和鼠标操作方法 1 .与主工具条的某些型号操作相关的命令按钮： 调整模型大小以适合窗口，放大选定的视图通讯端口区域，并根据鼠标的移动放大或缩小视图通讯端口区域。 旋转视图并摇镜头视图。 对模型进行着色显示，并显示线框模型。 2 .用鼠标操作观察模型。 NX3.0中使用的鼠标必须是三键鼠标。 不那样做的话，做不了很多操作。 以下是NX3.0中三键鼠标的一般操作 左键：用于选择菜单、工具按钮、明确绘制的快捷格拉夫元素的起点和终点、明确文本注释的位置、选择模型中的对象等。 中键：喀呖声中键表示退出或完成当前操作。 一般来说，功能与菜单完成选项、对话计程仪的ok按钮、特征操作面板的ok按钮相同。 也可以使用鼠标中键控制模型的视觉感知变换、放置模型的显示、模型在视图通讯端口中的位置移动等。 具体操作如下： 按住鼠标中键并移动鼠标，可在任意方向旋转视图通讯端口中的模型。 如果鼠标中键是控制盘上的鼠标，则旋转鼠标控制盘可放大或缩小视图通讯端口中的模型。 将CTRL牛鼻子和鼠标中键推一推到云同步上，可以上下移动鼠标来放大或缩小视图通讯端口中的模型 按住Shift牛鼻子和鼠标中键并拖动鼠标可平移视图通讯端口模型。 右喀呖声：在工作时，选择“模型树”中的对象、模型中的元素等对象，然后右喀呖声以显示响应快捷菜单。 3 .按住鼠标中键，拖动鼠标观察模型。 在观察过程中喀呖声工具条按钮以特罗尔基准的显示状态，或喀呖声工具条按钮以特罗尔模型的显示方式。 建立6个基准平面 1 .喀呖声“插入-基准/点-基准平面”(insert-datum/point-datum plane )菜单或喀呖声按钮可打开基准平面的控制屏，而喀呖声控制屏上的第一个按钮可打开基准平面对话框。 如图1-9所示。 图1-9基准面诊断计程仪 2 .从平行、重合、垂直、切线等多个约束类型中选择平行，从3个基准面中选择X-Y基准面等现有面，在片偏移字符框中键入20，喀呖声“确定”，创建与X-Y基准面平行的20个距离的基准面。 7切牛鼻子槽 1 .选择要拉伸的草图，然后喀呖声“插入-修改特征-拉伸”或喀呖声“拉伸工具”按钮以查看“拉伸特征”面板并喀呖声拉伸特征平面 板的第一个按钮-出现特征对话框计程仪按钮和拉伸特征对话框。 如图1-11所示。 图1-11拉伸诊断计程仪 图1-10插入基准平面 插入的基准平面 2 .在“拉伸对话框计程仪”中选择拉伸方向，然后从布尔运算下拉框中选择求出差。 设定草绘引伸的开始位置和结束位置的值，并在差动奥尔特方向上输入-5作为结束值。 片偏移设定拉伸草图时轮廓内侧或外侧的片偏移距离。 3 .喀呖声“确定”按钮退出“拉伸”对话框，完成草图拉伸。 所形成的牛鼻子槽模型如图112所示。 图1-12牛鼻子槽型号 创建八倒角特征 图1-14倒角特征 图1-14倒角片偏移值输入对话计程仪 图1-13倒角对话计程仪 1 .喀呖声选单「插入-细节特征-倒角」或喀呖声工具条按钮。 出现倒角对话框，在第一个对话框计程仪框中选择一个片偏移，在第二个对话框计程仪框中选择要倒角的边，依次选择1-12所示的轴两端的边，在倒角片偏移值输入对话框中按下片偏移值ok按钮，进行倒角特征轴零配件完成的最终模型如图1-14所示。 2保存文件。 图1-15平面牛鼻子拉伸截面的草图 建立平键模型 1 .使用拉伸工具创建平面牛鼻子模型 1 .与创建上述轴相同，首先创建密钥文件“key”，然后喀呖声菜单“应用-建模”，或者喀呖声命令按钮进入建模模块环境。 2 .草绘水平牛鼻子截面，如图1-15所示。 3 .选择1-15个草图作为拉伸草图，然后喀呖声“插入-修改特征-拉伸”或喀呖声“拉伸工具”按钮，以喀呖声“拉伸特征”面板上的第一个按钮-特征对话框计程仪按钮来查看拉伸特征对话框计程仪喀呖声“确定”以完成平面牛鼻子拉伸。 如图1~图16所示。 图1-16平面牛鼻子型号 4 4 4 .保存模型文件。 耦合零配件模型的建立 一、制定新文件 创建一个名为“clutch”的新零配件文件。 二、创建旋转特征 1 .如图1至图17所示，添加层编号为21的草绘层，并在21层上草绘特征。 图1-17联轴器旋转草图 请注意，在1-17的草图中，绘制距离XC轴20mm的线时，必须绘制与XC轴一致的线。 方法首先绘制直线，然后设置该直线与XC轴重合的约束。 具体步骤包括：喀呖声命令工具按钮，按照状态栏上的提示选择直线和XC轴，显示“约束”工具面板，将直线和XC轴设置为匹配。 由于此直线不参与旋转，因此将为此直线设置外部参考线。 喀呖声命令工具按钮时，会出现转换为参照的对话框，选择该线，推一推ok按钮后，该线转换为基准线。 图1-18旋转诊断计程仪 2 .菜单“插入-”设置修正特征-喀呖声“旋转”或喀呖声工具按钮打开“旋转特征”对话框(图1-18 )。 选取曲线链，然后选取草图1至17中非基准线的线段。 图1-19联轴器型号 3 .下一步类似于旋转轴零配件，如果出现1-7所示的旋转对话框，请选择轴和角度选项，旋转轴选择XC轴，角度输入0和360。 4 .完成的耦合模型如图1-19所示。 三、建立孔特征 1 .在生成孔特征之前，在联轴器的底面生成一个基准圆，如图1-19中的折断线所示。 参照圆将来用于确定孔的位置。 2 .如果喀呖声命令按钮或喀呖声菜单“插入-修改特征-孔”，将出现“创建孔”对话框，如图1-20所示。 如果您选取要在类型项目中产生的孔类型，请选取简单孔，在选取步骤中，放置面是耦合底面是孔的放置面，在第二步骤中，孔通过的面或孔的深度。 本例联轴器的孔为贯通孔，因此选择通过的面时，变为孔图1-21孔定位对话计程仪 图1-20孔生成对话计程仪 穿过的一面。 最后输入孔图1-22的孔模型 的直径等尺寸残奥表。 方向是差动奥尔特的方向。 要更改孔生成方向，请喀呖声另一侧的按钮。 喀呖声ok后，如图1-21所示，进入孔定位对话框计程仪框。 3 .在“定位”对话计程仪框中定位孔，并确保位置选项为水平、垂直、平行、垂直、点、点和线。 首先选择垂直，根据状态栏上的提示选择X-Y平面作为营销对象对象，输入0作为垂直距离，在X-Y平面上调整中心，选择点，并根据状态栏上的提示选择图1-19中的参照圆。 显示孔的中心点和所选参照圆的圆弧位置设定的对话计程仪框(1-21下图)，选择正切点。 完成孔的定位。 参照图1-23对话计程仪 4 .完成的孔模型如图1-22所示。 四、阵列孔特征 1 .喀呖声命令按钮，或者喀呖声菜单“插入相关复制参照”，进入“参照”对话框，如图1-23所示。 选择环形阵列。 进入1-24所示的参照对话框计程仪框，从对话框计程仪框中选取SIMPLE_HOLR，或在绘图中选取要排列的孔，然后按ok按钮进入1-25所示的参照残奥参数设置对话框计程仪框。 2 .在残奥仪表设置中，在数组数和数组角度字符框中分别输入5和72。 参照图1-24对话计程仪 参照图1-25对话计程仪 参照图1-26对话计程仪 3， 4、 5， 6、 七， 8， 九， 10， 11， 12、 13， 14、 图1-26阵列孔模型 底面 按ok进入1到26个参照对话框，喀呖声基准轴，选取基准轴的XC轴，然后确定孔特征的阵列。 阵列化后的模型如图1~26所示。 五、建立牛鼻子槽特征 1 .选取图1-26的联轴器底面，并草绘牛鼻子槽的拉伸截面。 开始自由绘制小矩形，尺寸约束决定矩形的位置和大小。 最终的牛鼻子槽截面尺寸如图1-27所示。 如果要将几何约束添加到矩形中，则必须添加中心基线作为辅助尺寸线。 图1-27牛鼻子截面草图 2 .选择1-27作为挤出草图，喀呖声[插入-设定补正特征-挤出]或喀呖声挤出工具按钮后，会出现挤出特征面板，喀呖声挤出特征面板的第一个按钮-挤出对话框计程仪按钮，进行挤出角图1-27喀呖声牛鼻子槽截面草图 朝向按钮，取与差速器奥尔特的方向相反的方向。 在布尔运算的下拉框中，选择要求剪切原始实体的差异的项。 在拉伸距离的起始字符框和终止字符框中分别输入0和88。 按完成牛鼻子槽的切除拉伸。 完成的牛鼻子槽模型如图1-28所示。 图1-28牛鼻子槽型号 4 .保存文件。 6 .倒角和圆角特征的创建 图1-29孔生成对话计程仪 1 .喀呖声菜单“插入-详细特征-倒角”或喀呖声工具条按钮后，出现倒角对话框计程仪。 选择一个片偏移，然后选择由1-28图中的黑色箭头表示的三条边。 键入片偏移值1以完成倒角特征的创建。 2 .选择菜单“插入详图特征的边酷斯拉窗口”或工具按钮，显示“边酷斯拉窗口”特征的操作面板，并喀呖声第一个按钮-“边酷斯拉窗口”按钮以显示“边酷斯拉窗口”特征的拨盘计程仪。 按照状态栏上的提示，选取图1-28中红色箭头所示的10条边，输入倒圆角半径值2，完成边酷斯拉窗口的操作。 完成的模型如图1~图29所示。 3 .保存文件。 1.3实训2——机械零件实体模型的组装 1.3.1问题的说明 完成零配件的设置修订后，按照设置修订所需的约束或连接方法装配修订后的零配件，形成完整的产品或反应历程去老虎钳。 您可以使用NX3.0提供的“组件”模块来实现模型的组装。 在NX3.0系统中，模型装配过程是指根据特定约束或连接方式选择适当的约束类型，并将每个零配件组合在一起，以满足设置修订功能的过程。 要完成单个零配件的完整约束，云同步通常必须有多个约束。 NX3.0提供了10多种约束类型供用户选择。 现将一般约束类型的含义归纳如下。 重合：使两个平面或基准重合，使法线方向平行地朝向相反方向。 对齐：使两个平面或基准重合，法向平行且指向方向(基准点相互对齐，或孔、圆弧的中心轴在同一条直线上)。 插入：将由两个零件指定的回转面旋转中心线。 自动：差动奥尔特的约束。 根据所选参照特征的化学基，会自动选取适当的限制。 1.3.2实训目的 熟悉和理解各种装备的约束类型了解零配件装备的基本方法了解分解图的制作方法了解装配间隙和干扰作用解析。 1.3.3结果示范 图1-30显示了先前创建的轴、牛鼻子和联轴器

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