基于ug电熨斗外壳的造型 学位论文文档格式.docx

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2电熨斗外壳总体结构设计2

2.1设总体结构和设计思路2

2.1.1总体结构设计2

2.1.2设计思路3

2.2图层分配及其说明3

3电熨斗主体的造型4

3.1绘制电熨斗外壳轮廓截面4

3.2电熨斗外形轮廓的设计8

3.2.1电熨斗外形轮廓曲线设计8

3.2.2电熨斗外形轮廓曲面的构建11

3.3电熨斗侧壳曲面设计12

3.3.1通过曲线网格组构造曲面12

3.3.2构造电熨斗实体15

3.3.2电熨斗把手的制作17

3.4创建电熨斗下盖19

3.5创建电熨斗按钮22

3.6电熨斗实体的抽壳和修补23

3.7电熨斗顶端倒角的修补24

4结论26

5致谢27

6参考文献28

1引言

UG为Unigraphics的简写，来自UGSPLM的NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。

NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。

如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。

为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。

NX是UGSPLM新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。

NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。

NX可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。

UG的开发始于1990年7月。

如今大约十人正工作于核心功能之上。

当前版本具有大约450,000行的C代码。

UG是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。

其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。

因此软件可对许多不同的应用再利用。

一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域（自然科学或工程）、数学（分析和数值数学）及计算机科学的知识。

一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。

计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。

然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。

这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。

最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。

UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。

几何和代数数据结构及许多网格处理选项、数值算法、可视化技术和用户界面。

2电熨斗外壳总体结构设计

对一款电熨斗外壳来进行设计，显然，电熨斗涉及外形轮廓的造型，它是有多个复杂，并且相关联的曲面部分构成的，因此，不仅要求大家对复杂曲面造型的应用方法和技巧有所了解，还要涉及相互关联实体部分的设计顺序和思路，同时复杂产品设计往往需要采用图层管理操作，使用图层来合理放置各个实体以及造型所需的辅助曲线和截面。

2.1设总体结构和设计思路

2.1.1总体结构设计

如图2.1是一款电熨斗外壳的三维模型，对它的结构进行分解后，从顶部到底部分析。

图2.1电熨斗总体结构图

对该真实电熨斗外壳的组成及其结构进行分解和分析，可以归纳出以下几个特点：

（1）电熨斗外壳属于复杂的曲面外壳是由多个曲面形成的外壳实体，在造型前必须彻底分析它的结构特征，和形成曲面的轮廓特征。

（2）电熨斗外壳有左右相同的外形特征，所以在造型中可以采取单面造型镜像缝合来完成整个形状的设计。

（3）下盖和把手从使用功能，外形和曲面的过渡要求来看，应该是采取不同的曲面对一个实体进行分割后进行抽壳而成的。

（4）凹槽和按钮（仪表盘）的设计必须在抽壳前通过拉伸的方式完成。

通过分析，该电熨斗造型设计思路的关键是理清电熨斗整体和把手之间相互关系和造型的顺序，对电熨斗的主体组成部分及其相互关系进行分析和分解，有利于安排方案和关键的操作步骤。

2.1.2设计思路

理清楚本实例的组成部分及起相互关系之后，首先要解决好电熨斗外壳轮廓的造型，按照“主体先行”的总体思路，在绘制电熨斗外壳主轮廓的基础之上，构建出电熨斗外壳主体模型；

再构建合理的各个分型曲面，用它们将电熨斗外壳分割成相应的各个实体部分进行结合；

然后通过抽壳完成大体外壳上的设计；

最后进行其他次要和细节部分的设计。

2.2图层分配及其说明

电熨斗外壳各个部件图素所放的图层如表2.1所示。

表2.1图层分配

所在图层

存放图素内容

有关说明

1

电熨斗主体截线

需要用来确定电熨斗主体轮廓

2

电熨斗外形轮廓线

用来构造电熨斗外形轮廓面

11

电熨斗外轮廓面

通过操作来便于得到曲面和实体

99

电熨斗左盖

由轮廓线构造

120

电熨斗把手外曲线

构造把手轮廓

130

电熨斗把手内曲线

优化把手

140

电熨斗把手轮廓曲线

完善把手和外轮廓面的链接

150

电熨斗下盖

160

电熨斗按钮轮廓线

用于按钮的实体构造

200

电熨斗三维模型

抽取各个部分，集中于一个模型

如果理解了以上电熨斗外壳各个组成部分及相互关系、它们构建的顺序和各自所在图层的规定，那么构建起来就方便多了。

造型主要就是一个思路问题，有了合理的思路那么建模就方便多了。

作为一个优秀的造型人员，必须学会利用图层建摸，那会极大方便造型。

不然线条会显得很繁杂。

3电熨斗主体的造型

一般零件造型设计的关键是抓住其主体部分，而构建主题的关键就是要绘制其相应的主截面（曲面组），同时利用参数化和相关性等设计手段来保证产品今后的改进设计和系列化设计。

电熨斗外壳主体的形状主要由电熨斗外壳底部轮廓截面确定，这是造型操作的第一步。

3.1绘制电熨斗外壳轮廓截面

对电熨斗外壳主体进行造型，预先要构建出其合理的截面图形。

可以采用草绘图功能来绘制，也可以直接利用UGNX6.0提供的空间曲线功能来绘制，对于初学者来，比较适合草图功能，当你掌握到一定程度，对空间有比较强的三维能力那就可以直接利用空间曲线构线。

1新建文件

（1）新建一个文件，输入文件名：

“dianyundou”，单位为毫米。

（2）依次单击工具栏上的“新建”→“建模”命令，进行实体建模（Modeling）环境。

2绘制电熨斗轮廓

（1）依次单击主菜单中的“格式”→“图层的设置”命令，出现“图层设置”对话框，在“工作层”右侧的文本框中输入“1”，并单击“作为工作层”按钮，再单击“确定”按钮，退出该对话框，即完成了图层的设置操作。

（2）依次单击快捷菜单中的→命令画一条长度为30的直线，再用相同的方法画出一条60的直线并且与前一条直线成120度角。

如图3.1

图3.1直线图3.2圆弧

（3）在两条线之间用快捷菜单中的→做一个圆弧倒角半径为R12。

如图3.2

（4）然后再这两条线的后面用快捷菜单中的→样条命令来构建一个半椭圆形的曲线样条长度必须大于220，如图3.3。

图3.3样条图3.4倒圆

（5）在两条线之间用快捷菜单中的→做一个圆弧倒角半径为R50。

如图3.4

注意在绘制过程中必须要求在平面ZC-YC上，如操作者对曲线绘制不能熟练运用可以使用草图模式绘制，快速做出曲线样条。

（6）依次单击快捷菜单中的→命令画一条长度为221的直线，要求在起始点为ZC方向的6MM开始绘制并平行于YC方向，使用直线命令中起始点设置为点来符合以上要求如图3.5和图3.6。

图3.5起始点设置图3.6直线

（7）用相同方式绘制出一条和上一条直线成16度角的直线，并在两者之间使用快捷菜单中的→命令绘制出连接两条直线的圆弧R12，如图3.7。

图3.7圆弧

（8）然后单击快捷菜单中的→命令画一条长度为109的直线并且垂直于步骤（7）中绘制的直线如图3.8。

图3.8直线

（9）在步骤（6）的绘制的直线上绘制出一条25的直线相交于两条直线之间并与步骤（6）的绘制的直线成62度，如图3.9。

图3.9直线

（10）使用快捷菜单中的→命令在图3.4的曲线中绘制4条圆弧分别在曲线四等分的点上，前两条圆弧R200，后两条圆弧为R80。

如图3.11和图3.12所示。

图3.11圆弧图3.12圆弧

经过以上操作，绘制出了电熨斗外壳截面，要说明的是：

一般来说，截面较为复杂，曲线之间的约束较多，同时考虑今后的系列化和改进设计，建议优先采用草绘图来构建，并且将不同的截面再不同的图层中，方便对它们进行编辑和选用。

另外，如果单击主菜单工具条上的“插入”—“曲线”—“直线和圆弧（A）”命令，可以发现有很多绘制基本直线、想切线好、圆弧和圆等的基本绘制功能，它们都有各自的使用方法和运用场合，要求较为熟练的掌握这些基本功能。

在完成电熨斗正面轮廓的曲线造型后还要进行电熨斗底部的轮廓绘制：

（11）在电熨斗底部绘制一条曲线以便以后的外轮廓造型，如图3.13。

图3.13曲线

（12）右击鼠标在下拉条中使用变换命令→→命令绘制出对称的一条曲线如图3.14。

图3.14对称曲线

（13）最后在电熨斗底部使用快捷菜单→拉伸命令绘制出底板如图3.15和3.16。

图3.15拉伸草图图3.16实体

到这里在图层1的电熨斗外轮廓设计完成。

3.2电熨斗外形轮廓的设计

3.2.1电熨斗外形轮廓曲线设计

构建一个电熨斗的顶部，显然，首先需要去构建相应的曲线，方能保证构建曲面形状的合理和建模的质量，该曲面的构建过程也是整个鼠标设计的关键步骤。

1检查轮廓顶面的曲线

该圆弧是决定顶面形状的关键曲线，顶部的样条曲线的正确性决定了顶面形状构建的合理性，所以要仔细检查图3.4中所绘制的曲线是否正确。

（1）在主菜单中依次单击“格式”—“图层的设置”命令，出现“图层设置”对话框。

接着进行如下操作：

将第2层设置为工作层，第1层设置为可选层，其余不可见。

2绘制侧面曲线

该曲线主要为后面组合投影生成电熨斗外形的侧面轮廓线作准备，显然该曲线既要反映侧边轮廓线的形状，又要保证自身圆滑光顺，阶次尽可能小于3。

（1）单击快捷菜单中的“样条”→命令在电熨斗正面轮廓的一侧绘制一条曲线如图3.17。

（2）双击曲线会弹出编辑曲线对话框在其中使用曲线等分把曲线等分成两份如图3.18所示。

（3）使用快捷菜单中的“基准平面”→分布在曲线分割点和底部顶点上绘制3个基准平面如图3.19所示。

（4）在基准平面上使用快捷菜单中的“样条”→命令连接曲线绘制3条曲线为电熨斗外壳的外轮廓线如图3.20所示。

图3.17曲线图3.18编辑曲线

图3.19基准平面图3.20曲线

3利用点绘制圆

由于电熨斗外形两侧轮廓线均为复杂的空间曲线。

现在需要绘制一个圆为未来的造型中电熨斗的仪表盘做铺垫。

正是为了以后的