箱体类零部件三维造型方法
AutoCAD环境下基于零件图的三维造型方法
１ 引 言
利用 Ａ ｔ Ａ ｕ Ｃ Ｄ绘 图软件 ， ｏ 能快捷高效的绘制符 合相关国家标准的二维平面视 图。其三维设计功能 可制 作教 学课 件 ， 机 械产 品 的设计 和开发 。 进行
盛．
（）左视 图及向视 图 ｃ
图 １ 减速器箱体零 件图
笔者 以减 速器 箱 体 为例 如 图 １所 示 ， 如何 在 就 Ａ ｔ Ａ 中， ｕｏ Ｄ Ｃ 根据 平 面 视 图 ， 零 件进 行 三 维造 型 的 对 方法及技 巧作一 些粗浅 的探 析 。
・
１４ ・ ５
制造 业 信 息 化
・
机械研究与应用 ・
（） ２ 辅助特征体素 轴承座孔凸台、 加强筋 、 上
素（ 可看成 由基本体经叠加或切割生成的简单 体） ， 可运用扫描法 ， 即将实体 的图元通过拉伸 、 转、 旋 扫 掠、 放样 等 较 复 杂 的 造 型 方 法 得 到 … 。其 中用 于 生 成实体的图元应为闭合对象 ， 如圆、 椭圆、 多边形或由
ｐ ｒ ｄ ｅ ｙ ｂ ｏ ｌ ｔ ｙ ｃ ｍｂｎ ｎ ｈ ａ ｈ ｍｏ ｅ ｆｔ ｅ Ｖ ｘ １ ａ ｔ ｍｏ ｌｍａ ｅ ｃ ｍｐ ｅｅ ｂ ｏ ｉ ｉ ｇｔ ｅ ｅ ｃ ｄ ｌｏ ｈ ｏ ｅ ． Ｓ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ａｕｏ ｔＣＡＤ；Ｐ ｒｓｄ ａ ｉ ｇ；Ｖｏ ｅ ； Ｄ ｄ ｌ ｇ ａｔ ｒｗ ｎ ｘ ｌ ３ ｍｏ ｅｉ ｎ
可利用 Ａ ｔ Ａ ｕ Ｃ Ｄ三维造型的相关命令直接生成。这 ｏ 种造型方法即所谓体素法。另外一些 比较复杂的体
收稿 日期 ：０ １ ０ － ０ ２ １— ６ １ 作者简介 ： 杨新 Ａ（ ９６ ） 男 ， ｔ １ 一 ， 甘肃天水人 ， ６ 副教授 ， 主要从 事机械类专业基础课的教学及科研工作。
【实例教程】使用中望3D进行涡轮箱设计
【实例教程】使用中望3D进行涡轮箱设计关键词：中望3D 涡轮箱箱体类零件建模箱体类零件是机器中的主要零件之一，一般具有容纳、支持、零件定位和密封等作用。
它将其内部的轴、轴承、套和齿轮等零件按照一定的相互位置关系装配起来，并按预期的传动关系进行运动。
本文将以涡轮箱为例子，向大家介绍如何使用中望3D进行这种箱体类零件的设计，图1是本次建模设计大概的过程介绍。
下面，我们来看看具体的建模过程吧。
图1 涡轮箱建模设计过程第一步：拉伸出零件主体。
1、新建零件类型文件，选择XY平面绘制草图，然后进行草图拉伸，拉伸长度为70mm，如图2所示。
图2拉伸零件主要实体2、选择实体底部为绘图平面进行草图绘制，然后执行拉伸操作，拉伸长度为12mm，效果如图3所示。
图3拉伸底部固定座第二步：创建涡轮轴承孔。
1、单击造型工具栏中的“抽壳”命令，造型选择涡轮箱主体，厚度为10mm，执行抽壳操作，如图4所示。
图4 抽壳2、在抽壳后的实体的一个侧面创建与圆弧面完全相同的圆，执行拉伸操作，拉伸长度设置为4mm，向外拉伸出轴承孔的基体，如图5所示。
图5 向外拉伸效果3、在“向外拉伸”的基体上创建一个与外圆弧同心的圆，直径为92mm，执行拉伸切除操作，切除效果如图6所示。
图6 拉伸切除效果4、选择向外拉伸面为草图，离轴承孔圆心水平55mm绘制直径为2的圆，选择阵列命令，个数选择6，阵列角度为360°。
退出草图，选择6个小圆绘制规格为M6的直螺纹孔，孔深设置为8mm，如图7所示。
图7 创建孔效果5、通过拉伸操作，在实体的另外一侧面创建一个直径为80mm，拉伸深度为8mm的轴承孔基体，如图8所示。
图8 创建另外一侧固定孔6、通过拉伸切除操作，在步骤7创建的实体上拉伸切除出一个直径为50mm的孔，如图9所示。
图9 拉伸切除效果7、同前面步骤4的操作，在此固定孔基础上，同样创建M6的孔，孔离圆心的距离为32.5mm，并执行阵列操作，个数为4，阵列出此处的所有孔，效果如图10所示。
基于CATIA的箱体类零件的特征造型设计
形状特征
• 根据形状特征在构造零件中所起的作用不 同，可将其分为主特征和辅特征两类。主 特征用于构造零件的主体形状结构；辅特 征则用于对主特征的局部进行修饰，它依 附在主特征之上，反应了零件几何形状的 细微结构。具体的形状特征分类如下图所 示：
零件形状特征的分类
形状特征 辅特征 主特征
简单主特征
减速器上箱体的特征造型设计
• 总结：由上图可分析出，减速器上箱盖结构较为复杂， 其主特征是生成壳体的长方体，辅特征包括底板、凸缘、 轴承孔、加强筋、螺栓孔、销孔、圆角、窥视孔、通气孔 等。
减速器下箱体的特征造型设计
• 总结：减速器下箱体结构较为 复杂 ，采用灰铸铁HT200铸造 而成。减速器箱体的轴承孔及 螺纹孔等精度要求较高其尺寸 公差大约为IT7～IT6，基准平 面的平面度一般为0.02～ 0.1mm，其表面粗糙度一般为 Ra1.6～Ra0.4um。其主特征
主轴箱壳体的特征造型设计
主轴箱箱体内部有一个复杂空腔 结构较为复杂，箱体采用HT200 铸造而成，对孔的精度要求较高，
其主特征是生成壳体的长方 体，辅特征包括凸缘、圆孔、 凹槽、圆角等。
齿轮泵泵体的特征造型设计
• 齿轮泵泵体通常采 用变形铝合金或铸造 铝合金经固溶处理并 时效强化形成泵体。 齿轮泵泵体的结构 较为简单，其主特征 是生成空腔的长方体， 辅特征包括底座、凸 缘、螺纹孔、销孔、 进出油孔、凹槽、圆 角等。
作者：芮琴 安徽农业大学工学院 07机制二班 指导老师：孔晓玲教授
概述
• 箱体类零件是机器及其部件的基础件。它将机器 及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定 的相互位置关系装配成一个整体，并按预定的传 动关系协调运动，起着支撑、容纳、定位和密封 等作用。本文主要研究基于CATIA的箱体类零件 的特征造型，研究具有代表性的箱体类零件的二 维图，进行零件的特征分析，规划出特征生成顺 序，在CATIA三维软件的帮助下绘制出三维图形， 并对各个零件分析它们的特征造型尤其是其形状 特征，并进行总结得出箱体类零件的特征。
蜗轮蜗杆箱体三维建模
4．取消查看箱体的内部结构完成蜗轮蜗杆箱体建模
单击视图→操作→剪切工作截面，取消查看箱体的内部结构，完成箱体建模
相关练习
CAD/CAM技术—UG应用Biblioteka 1．拉伸特征及基准特征练习
CAD/CAM技术—UG应用
2．回转特征及孔特征练习
草绘回转截面，可先按尺寸绘制下半部分，再 用“草绘”工具的“镜像”工具完成上半部分
定义开始角度为“0”，结束角度为 “360”，完成回转实体
CAD/CAM技术—UG应用
（三）创建蜗轮蜗杆箱内部结构 1．修剪蜗杆箱内部结构
选择“特征操作”工具条中“修剪体”命令
“修剪体”对话框中选择右边的蜗轮箱为“目标”体，
在“修剪体”对话框中单击“刀具”中的“面或 平面”按钮，将工具栏下方的“面规则”下拉框 设置为“单个面”， 选择右边的蜗轮箱内孔面 为“刀具”，单击“确定”，完成内孔修剪
CAD/CAM技术—UG应用
3．合并蜗轮蜗杆箱
选择“特征操作”工具条中“求和”命令
打开“求和”对话框
选择蜗轮箱为求和“目标”，再选择蜗杆 箱为求和“刀具”，完成求和
CAD/CAM技术—UG应用
4．拉伸蜗轮蜗杆箱内部结构 选择“特征”工具条中“拉伸”命令
单击“绘制截面”按钮
选择蜗轮箱内孔底面，创建草图
“拉伸”对话框中定义开始距离为 “0”，结束距离为“88”，布尔下 拉框中选择“求差”方式，完成拉 伸实体
CAD/CAM技术—UG应用
（三）创建蜗轮蜗杆箱安装沉孔4×Φ18
查看箱体的内部结构
CAD/CAM技术—UG应用
2．创建倒圆角 选择“特征操作”工具条中“边倒圆”命令
机械常见零件三视图画法
1.轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。
为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。
在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。
由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。
这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。
而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。
如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。
在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。
如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。
在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。
3.叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。
由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。
对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。
踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。
在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。
尺寸标注方法参见图。
4.箱体类零件一般来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。
UGCAD三维建模项目项目三 实体建模-任务五-箱体类零件实体建模
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
2、单击“草图绘制
”：选择ZC-YC为草图 平面，绘制如图所示草图。单击“完成草图”， 返回实体建模空间。
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
3、单击“拉伸
”按钮：选择曲线为前一步 骤所绘制的草图，指定矢量为XC轴，拉伸参 数如图
8，深度为：15，角度：118，单击“确定”，完成孔建模.
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
18、单击特征操作中的“实例特征
”按钮，选择 “圆形阵列”，单击“确定”，设置圆形阵列参数， 数量：3，角度：60，单击“确定“，得到三个简单 孔
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
16、单击特征操作中的“实例特征
”按钮：选择“圆形阵 列”，单击“确定”，设置圆形阵列参数，数量：3，角度：60， 单击“确定”，得到三个简单孔。 17、重复前两步骤，位置一项选择“绘制截面”，单击“确定”， 产生点，绘制如图所示草图，单击“确定”，设置孔参数为直径：
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
12、单击“边倒圆
”按钮：设置半径为44， 选择如图所示边线，进行边倒圆操作，单击确 定。
UG-CAD三维建模项目教程
【任务】五 箱体类零件实体建模
13、单击“孔
”按钮：选择如图所示圆弧，即捕 捉圆心，设置孔参数为直径：100，深度为：贯通体， 角度：0，单击“确定”，完成孔建模，如图
UG-CAD三维建模项目教程
CADCAM软件UG NX8 使用教程第四章箱体类零件三维建模
XXX 编著
项目4 箱体类零件三维建模
学习目标
在 NX建模模块中，掌握箱体类零件的三维建模思路与 作图方法。 掌握特征操作：抽壳、实例特征、分割面等 掌握成型特征的创建：垫块、凸起 掌握抽取曲线的操作 掌握特征分组的创建 掌握视图定向操作 掌握文本的创建
工作任务
在 NX建模模块中综合运用前面所学知识， 采用合适的 建模方法， 按照“ 先主后次、 先外后 内” 的次序完成箱体类零件三维模型的创建。
项目4 箱体类零件三维建模
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阀体建模 典型壳体建模
模 块 一 阀 体 建 模
一、 学习目标
（１ ） 掌握特征操作：抽壳、实例特征 （２ ） 掌握抽取曲线的操作 （３ ） 掌握特征分组的创建 二、 工作任务 正确分析阀体零件图纸尺寸的要求， 建立正确的建模思路。 在 NX 建 模模块中依次完成各分解特征，通过抽壳、实例特征、镜像特征、 成 型特征等操作完成最终产品的三维建模。
模 块 一 阀 体 建 模
三、 相关实践知识
（ 三） 创建壳体 ５ ． 定义备选厚度 单击“ 备选厚度” 选项组下“ 选择面” 图标按钮 ，选择圆台顶面为 偏置面，在“ 备选厚度” 选项组下的“ 厚度” 文本框中输入 ５ 后 回车，单击“ 确定” 按钮，完成抽壳特征的创建。
模 块 一 阀 体 建 模
模 块 一 阀 体 建 模
三、 相关实践知识
（ 二） 创建待抽壳的基本外形 ２ ． 创建圆台 执行“ 凸台” 命令， 输入直径52，高度 54，锥角5.7°，选择 Φ52 圆柱体底面作为放置面， 确定后采用“ 点落在点上” 定位方法，将 圆台与圆柱同轴对齐。
模 块 一 阀 体 建 模
如何利用三维几何体创造富有创意的家具设计
如何利用三维几何体创造富有创意的家具设计在当今的家具设计领域，创新和个性化成为了吸引消费者的关键因素。
三维几何体作为一种基本的造型元素，为家具设计师们提供了无限的创作可能性。
通过巧妙地运用各种三维几何体，我们可以打造出独具特色、富有创意的家具作品，为人们的生活空间增添魅力。
一、认识三维几何体在深入探讨如何利用三维几何体进行家具设计之前，我们首先需要对常见的三维几何体有一个清晰的认识。
常见的三维几何体包括正方体、长方体、圆柱体、球体、圆锥体等等。
这些几何体具有各自独特的特点和性质。
正方体和长方体是最为常见和基础的几何体，它们具有规整的形状和稳定的结构，适合用于构建家具的框架和主体部分。
圆柱体则以其流畅的线条和圆润的外观，常常被运用在家具的支撑结构或者装饰元素中。
球体给人一种完整和饱满的感觉，可以作为独特的装饰点缀或者家具的局部造型。
圆锥体具有尖锐的顶点和逐渐扩大的底面，在一些具有动态感的家具设计中能够发挥独特的作用。
二、三维几何体在家具设计中的优势1、结构稳定性三维几何体本身具有稳定的结构特性。
例如，正方体和长方体的六个面相互垂直，能够提供坚实的支撑；圆柱体的轴对称结构使其在承受压力时能够均匀分布力量。
利用这些几何体构建家具的基本框架，可以确保家具的稳定性和耐用性。
2、形式简洁性几何体的简洁外形能够为家具带来简洁、现代的视觉效果。
在追求简约风格的当下，这种简洁性符合大众对于简洁、清晰的审美需求，使家具更容易融入各种室内装饰风格。
3、组合多样性不同的三维几何体可以通过组合、拼接、嵌套等方式创造出丰富多样的形态。
这种多样性为设计师提供了广阔的创作空间，可以根据设计理念和功能需求灵活地组合几何体，创造出独特的家具造型。
4、空间利用高效性合理运用三维几何体能够充分利用空间。
例如，长方体的柜体可以有效地利用垂直空间进行存储；圆柱体的凳子可以在有限的面积内提供舒适的座位。
三、创意设计方法1、几何体的变形与扭曲对基本的三维几何体进行变形和扭曲处理是一种常见的创意手法。
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结构类型
整体式箱体： 整体铸造、整体加工，加工较困难，但装配精度高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分离式箱体 分别制造，便于加工和装配，但增加了装配工作量
主要结构特点
形状复杂、壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加 工难度大，既有精度要求较高的孔系和平面，也有精度要 求较低的紧固孔。
三维建模的原则
创建箱体类零件时首先将箱体分解成若干个Solidworks软 件能创建的基本特征。这些基本特征可以通过拉伸、抽壳、 打孔、镜像、倒角等来实现。
减速器下箱体的步骤如下：
1．在草图平面上绘制箱体的截面，添加尺寸约束和几何 约束，以便通过拉伸创建其基本形体。截面草图如下图所 示。
2．以箱体长度为拉伸距离，对上图的草图进行拉伸，生 成箱体的基本形状。 如下图所示。
3．通过拉伸添加凸缘、轴承座、凸台后，箱体如图所示。
4． 继续添加其他特征，创建出完整结构的箱体，如下图 所示。
Box Elememt Design
箱体类零件的功用
箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、 套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正 确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或 动力。
箱体类零件的运用场合
机床主轴箱、机床进给箱、变速箱体、减速箱体、发动机 缸体和机座等。
三维实体模型转换工程图纸
一张完整的箱体类零件工程图纸，应包括以下四个方面的内 容：
一、视图