典型零件的三维实体造型
毕业设计(论文)：基于UG NX软件的CAD、CAM——典型零件的造型与数控模拟加工
毕业设计(论文)：基于UG NX软件的CAD、CAM——典型零件的造型与数控模拟加工登云科技职业学院毕业设计（论文）说明书设计（论文）题目基于UG NX软件的CAD/CAM――典型零件的造型与数控模拟加工系机电工程系专业班级数控11-1姓名刘尊知学号 1102461125指导教师彭培培2012年11月30日摘要使用UG NX5.0软件的建模模块完成了零件的三维造型设计，根据给定零件图的要求，制定出数控加工工艺方案，使用UG的加工模块进行了数控模拟加工，并生成NC代码，用于数控机床加工。
关键词： UG 三维造型模拟加工目录第1章绪论 (4)1.1 CAD/CAM与数字化设计制造 (4)12 CAD/CAM软件介绍 (5)1.3 UGNX软件的主要功能 (6)1．4本论文研究的主要内容及意义 (7)第2章基于UG的三维造型设计 (8)2．1几何造型技术 (8)2.2结构形状分析与造型思路 (10)2．3 三维造型设计 (11)第3章基于UG的的数控模拟加工 (17)3． 1 CAM自动编程的一般步骤 (17)3．2工艺方案分析………………………………………………………………173．3创建毛坯 (18)3．4创建刀具、方法和几何体父节点组…………………………………………183．5创建刀具轨迹 (19)3．6生成车间工艺文件 (24)3．7NC程序的输出 (25)第4章总结 (35)参考文献 (36)第1章绪论1. 1CAD/CAM与数字化设计制造CAD/CAM（计算机辅助设计及制造）与PDM（产品数据管理）构成了一个现代制造型企业计算机应用的主干。
对于制造行业，设计、制造水平和产品的质量、成本及生产周期息息相关。
人工设计、单件生产这种传统的设计与制造方式已无法适应工业发展的要求。
采用CAD/CAM的技术已成为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。
CAD技术的首要任务是为产品设计和生产对象提供方便、高效的数字化表示和表现（Digital Representation and Presentation）的工具。
典型的零件图
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。
《三维实体造型设计》课程思政教学设计与实施
《三维实体造型设计》课程思政教学设计与实施发布时间：2022-10-21T02:48:52.922Z 来源：《中国科技信息》2022年第12期作者：潘永智门秀花（通讯作者）乔阳王相宇[导读]潘永智门秀花（通讯作者）乔阳王相宇济南职业学院机械制造学院，山东济南 250104摘要：面向社会主义新时代立德树人的新需求，提出《三维实体造型设计》课程思政整体设计思路与实施路径，进行课程思政内容与制度建设，分别从教师端和学生端角度出发，从课程思政教学内容制定、教学过程实施、教学效果评价、教学质量反馈全过程贯彻课程思政目标、挖掘思政元素，突出知识为基、能力导向、价值引领的课程思政育人理念，为培养德才兼备的高素质应用型技术人才提供强有力的支撑作用。
关键词：三维实体造型；课程思政；教学设计随着我国步入社会主义新时代，培养实践能力强、具有较高创新能力的复合型“新工科”人才已经成为高等教育工作者的普遍共识[1]。
习近平总书记指出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”，“各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[2]。
专业教学作为融入思政元素实施的有效载体，能够“润物细无声”地将思政教学融入教学过程中，实现思政教育在专业教学中的“软着陆”[3]。
1 聚焦机械专业需求，解构课程思政目标CAD软件作为智能制造的重要基础和核心支撑，对推动我国制造业转型升级，实现制造强国具有重要的战略意义，我国军工制造、航空航天、高速铁路、海洋船舶等高端制造领域都离不开CAD软件。
《三维实体造型设计》作为计算机辅助类课程，内容贯穿机械产品的开发、设计、制造、安装、运用及修理全过程，知识容量大，综合性及实践性较强。
本课程既是联系专业基础课和专业课的桥梁，串联起机械制图、公差与技术测量、工程材料、机械原理、机械设计、机械制造装备等课程，又是计算机辅助制造和有限元法的前端技术课程。
机械制图三视图PPT课件
能够真实反映物体长、宽、高尺 寸的正投影工程图，是工程界一 种对物体几何形状约定俗成的抽 象表达方式。
投影法分类与特点
中心投影法
所有投射线从同一投影中心出 发的投影方法，物体投影的大 小与物体与投影中心间距离有
关。
平行投影法
所有投射线相互平行的投影方 法，又分为正投影法和斜投影 法。
正投影法
投影线垂直于投影面。
03
俯视图绘制方法与技巧
俯视图观察方向和投影规律
观察方向
从上往下看，与水平面平行。
投影规律
正投影法，物体在投影面上的轮廓线即为俯视图 。
注意点
要考虑到零件的高度和宽度，避免在俯视图中产 生遮挡和重影。
典型零件俯视图示例分析
01
02
03
轴Hale Waihona Puke 零件主要展示轴线的位置和长 度，以及轴上的键槽、孔 等结构。
01
02
轴套类零件
以轴线水平放置作为主视图，并 采用全剖视图画出其内部结构。
03
叉架类零件
叉架类零件形状不规则，结构比 较复杂，需要选择最能反映其形 状特征的方向作为主视图的投影 方向。
04
尺寸标注和公差要求说明
尺寸标注
主视图上应标注出零件的全部尺寸，包括定形尺寸、定位尺寸和总体尺寸。标 注尺寸时，应满足正确、完整、清晰和合理等要求。
组合体类型及结构特点分析
组合体类型
01
叠加型、切割型、综合型等
结构特点
02
分析组合体的构成部分及相对位置，了解各部分的几何形状和
尺寸
视图表达
03
根据组合体的结构特点，确定主视图、俯视图和左视图等视图
表达方法
组合体三视图绘制步骤演示
实体造型简介实体造型简介实体造型出现于世纪年代
2.1 实体造型简介2.1.1 实体造型简介实体造型出现于20世纪60年代初期，但由于当时理论研究和实践都不够成熟，实体造型技术发展缓慢。
20世纪70年代初出现了简单的具有一定实用性的基于实体造型的CAD/CAM系统，实体造型在理论研究方面也相应取得了发展。
如1973年，英国剑桥大学的布雷德(I.C.Braid)曾提出采用六种体素作为构造机械零件的积木块的方法，但仍然不能满足实体造型技术发展的需要。
在实践中人们认识到，实体造型只用几何信息表示是不充分的，还需要表示形体之间相互关系、拓扑信息。
到20世纪70年代后期，实体造型技术在理论、算法和应用方面逐渐成熟。
进入20世纪80年代后，国内外不断推出实用的实体造型系统，在实体建模、实体机械零件设计、物性计算、三维形体的有限元分析、运动学分析、建筑物设计、空间布置、计算机辅助制造中的数控程序的生成和检验、部件装配、机器人、电影制片技术中的动画、电影特技镜头、景物模拟、医疗工程中的立体断面检查等方面得到广泛的应用。
现在的三维实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息，并保存于计算机内，由计算机生成具有真实感的、可视的三维图形技术。
三维实体造型可以使零件模型更加直观，便于生产和制造。
因此，在工程设计和绘图过程中，三维实体建模应用的十分广泛。
实体模型具有线框模型和表面模型所没有的体的特征，其内部是实心的，所以用户可以对它进行各种编辑操作，如穿孔、切割、倒角和布尔运算，也可以分析其质量、体积、重心等物理特性。
而且实体模型能为一些工程应用，如数控加工、有限元分析等提供数据。
实体模型通常也可以线框模型或表面模型的方式进行显示，用户可以对它进行消隐、着色或渲染处理。
2.1.2 实体造型方法在实体造型的应用软件中，使用的几何实体造型的方法一般有扫描表示法(Sweeping)、构造实体几何法(Constructive Solid Geometry〕和边界表示法(Boundary representation)三种。
2022年第十章D实体造型
• 在AutoCAD中，上下左右的定义如左后
X
O
前
左下
西
东
南
图 上下左右的定义 图 东南西北的定义
▪ 2、模型的消隐
• 消隐操作用来隐藏图形中被前景对象遮掩的背景 对象，使三维图形的显示更加简洁，结构更加清 晰，但消隐模型不够逼真，消隐操作只是用来检 查建模的正确性。 【菜单】［View］→［Hide］ 【工具栏】Render工具栏 → 【命令行】hide
四、切割实体——Slice
▪ 【功能】将三维实体切割获得新的实体结构。 ▪ 【菜单】［Draw］→［Solids］→［Slice］ ▪ 【工具栏】Solids工具栏 →
一、基本体素的定位 ——三维编辑
▪ 1、3D移动 ▪ 2、3D旋转 ▪ 3、3D镜像 ▪ 4、3D阵列 ▪ 5、3D对齐
二、基本体素的组合 ——布尔操作
一、面域
▪ 面域是由封闭的边界构成的二维封闭区域。 ▪ 在三维空间中就象是一张纸，没有厚度，但不透明，
可以遮挡其它物体；并且可以挖孔。 ▪ 其边界可以是一条图线对象或一系列相连的图线对
象，组成边界的对象可以是直线、圆、圆弧、椭圆、 椭圆弧、样条曲线等。 ▪ 这些对象要求自行封闭形成封闭区域，或与其他对 象首尾相接形成封闭区域。 ▪ 如果边界对象内部相交，就不能生成面域。 ▪ 在AutoCAD中，面域不论有多少图线组成，其都是 一个对象。
• 实体模型常见的造型方法有 体素法 扫描法
1、体素法
▪ 先将实体分解成系统已经提供的基本体素或者可以由系统生 成的基本体素。
▪ 然后将基本体素依次定位，再使用连接操作进行组合。连接 操作包括： • 加连接（并集∪） • 减连接（差集－） • 相交连接（交集∩）
第七章UG三维造型教程
31
7.2 实例二：双向紧固件
2．实体建模
隐藏基准坐标系及所有草图。
创建沉头孔特征。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【NX5 版本之前的孔】，设置如图 7-28所示的沉头孔参数，选择底部圆柱体 的一个端面作为沉头孔的放置面，设置【定位方式】为【点到点】， 选择圆柱端面的中心为参考点，单击【确定】。
6
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
创建拉伸实体3。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【拉伸】 命令，选择如图所示的曲线作为【截面曲线】，并设置【开始距离】 为0，【结束距离】为50，【布尔】为【求和】，其余保持默认设置， 单击【确定】。
7
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
创建拉伸实体4。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【拉伸】 命令，选择如图所示的曲线作为【截面曲线】，并设置【开始距离】 为16，【结束距离】为38，【布尔】为【求差】，其余保持默认设置， 单击【确定】。
脱模方向
固定边缘
11
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
创建圆角特征1。选择下拉菜单中的【插入】|【细节特征】|【边倒 圆】命令，选择如图所示的边，并输入【Radius 1】为3，单击【确 定】。
12
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
创建圆角特征2。选择下拉菜单中的【插入】|【细节特征】|【边倒 圆】命令，选择如图所示的边，并输入【Radius 1】为1，单击【确 定】。
15
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
连接件创建完成，结果如图所示。
16
7.1 实例一：连接件
3．实例总结
这个例子主要是拉伸、拔模与倒圆角的应用。拉伸时，选择方式需 要设置为【相连曲线】或者【单条曲线】，然后选择需要拉伸的截面； 拔模时，关键是要弄清【脱模方向】与【固定边缘】；倒圆角时，要 遵循“先大后小，先断后连”的原则；此外，还用到了倒斜角。
实体造型基础
第8章实体造型基础Chapter 8 Basic 3D Entity Modeling本章主要学习任务：1．了解计算机造型思想与技术；2．了解计算机基本特征造型方法；3．了解计算机实体造型编辑命令与方法；4．熟练掌握基本立体和简单组合体的造型过程和方法。
§8-1 CAD实体造型技术[CAD Entity Modeling Technology]一、概述[Summary]实体造型技术（Solid Modeling）是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键枝术。
实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。
任何产品的形态，都可以看作是由三维几何形体构成的组合体．用来描述产品的形状，尺寸大小、位置与结构关系等几何信息的模型称为几何模型。
所以，实体造型技术也称为3D几何造型技术。
二、几何模型的分类 [Classification of geometrical modeling]计算机对几何模型的表示模式，按其复杂程度，一般分为线框模型、表面模型和实体模型三种。
线框模型（Wireframe Modeling）是CAD技术中最早使用的三维模型，它表示的是物体的棱边。
它由物体上的点、直线、曲线等几何要素组成，在计算机内部以点表和边表来表达。
点表描述每个顶点的编号和坐标，边表说明每一棱边起点和终点的编号。
如对立方体的描述，立方体由六个表面组成，每个面由四条棱边围成，每条棱边通过两个端点来定义，这种关系形成了一个树状结构。
只要给定下层每个顶点的坐标值，形成顶表，棱线的编号形成棱线表，就能唯一地确定该立方体。
应当说，物体是边表和点表相应的三维映射。
表面模型（Surface Modeling）是以物体的各表面为单位来表示形体特征的。
它在线框模型的基础上增加了有关面和边的结构信息（拓扑信息），给出了顶点、顶点与边、边与面之间的二层拓扑信息。