台灯三维设计教材.docx

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台灯三维设计教材

台灯三维设计

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

学号：

学生姓名：

答辩日期：

年月日

摘要

设计的主要内容：

运用UGNX8.5三维软件对台灯的主要部件进行3D建模及其装配和机械图，部件建模，主要对台灯分的灯罩、底座、支架和支架连接处（包括拐角）四大部分组成进行三维造型。

本次台灯部件的建模通过实际测量得到准确尺寸，运用插入设计特征，绘制草图和拉伸完成，其中的拉伸操作的灵活运用是3D建模个关键，装配，主要对所有零件进行装配，运用了装配约束，移动等技巧得到台灯外形效果并进行调整修饰，同时得到爆炸图和机械图。

关键词：

台灯，UG，三维设计

1设计任务

计算机三维设计综合实训任务书

姓名

学号

班级

任务

台灯三维设计

具体要求

1、拆分设计对象（如下图），对其所有结构零件进行测量；

2、根据测量数据，用UG软件，对每个零件进行三维造型；

3、在UG中，将所有零件进行装配，并生产爆炸图；

4、在UG中，对装配体进行渲染和动作设计；

5、选一个中等复杂的零件，根据其三维造型转换成一张规范的机械零件二维图；

6、详细描述每个零件三维造型、装配等方法和具体步骤，写入设计说明书。

提交材料

1、设计说明书，纸制和电子版，各1份；

2、三维设计文件，电子版，1套，包括：

所有零件的三维造型文件、装配文件及部分零件的二维图;

3、一张用于设计成果展览用的照片，纸制和电子版，各1份;

4、用于设计成果展览用的视频，电子版。

2台灯部件造型

2.1台灯上底座造型

台灯分为上底座和下底座，其中上底座相对简单，下底座较为复杂，但是都运用到了绘制草图和拉伸的操作，首先进行台灯上底座的操作，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为001，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择长方体，,选择长180mm，宽70mm，高度15mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，在工具中选择中点，以便选择直线的中点，用直线工具画出这个面的边框，这时找到下边的中点，绘制出一条直线25mm并转换为参考，选取参考线下边顶点和矩形下边两定点，三点画圆，，绘制出一个圆形，这时运用【快速修剪】工具，将矩形外部的圆删除掉，只保留内部的绘制曲线，然后点击保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的曲边和上半部分，选中后，在方向中选择-xc方向，距离选择180mm，【布尔】选择默认的自动判断，点击确定。

之后在【格式】中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现【图层设置】对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯上底面的操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-1台灯下底座草图

图2-2台灯下底座造型

2.2台灯下底座的造型

台灯下底面的操作相对上底面的操作较为复杂，首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为002，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择长方体，,选择长180mm，宽70mm，高度25mm，新建长方体。

点击【在任务环境中设计草图】，之后选择yz方向的平面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，用【直线】工具画出这个面的边框，这时找到上下边的中点，连接两点，并【转换为参考】，在边框左侧运用圆形工具绘制圆形，删去多余边，之后运用镜像曲线在右侧形成相同边，然后在距左侧20mm处绘制长20mm宽10mm的矩形，选着矩形上下边的中点，绘制直线并转换为参考，在矩形左侧绘制直径为3mm的圆，运用镜像对称在矩形右侧形成相同的圆，在边框右侧绘制长为15mm，宽为7mm的矩形，这时找到上下边的中点，连接两点。

这是完成草图。

图2-3台灯下底座草图

（1）

这时选择工具栏中的【拉伸】，选择绘制的曲边部分，选中后，在方向中选择xc方向，距离选择180mm，布尔选择默认的自动判断。

继续进行拉伸，选择左侧的矩形部分，选择处圆外的部分，在方向中选择xc方向，距离选择7mm，然后进行下一部拉伸，选择右侧部分，左边区域选择xc方向,右边区域为-xc方向，距离都为5mm，这是台灯下底座侧面完成，继续点击【在任务环境中设计草图】，之后选择沿-zc方向的平面，运用相同的方法绘制了4个直径为10mm的大圆和6个直径为3mm的小圆，并完成草图。

之后运用【拉伸】工具，分别将大圆和小圆向外和向内拉伸8mm和5mm。

然后通过移动图层和隐藏图层隐藏绘制的线框。

此时已经完成了台灯下底面的操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-4台灯下底座草图

（2）

图2-5台灯下底座造型

2.3台灯支架连接处下部分造型

台灯的支架连接处分为上下两部分，都是非常重要的组成部分，其中下半部分较为简单，上半部分比较复杂，现在准备完成台灯支架连接处的下半部分。

首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为003，保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为15mm，宽为7mm的矩形，点开工具下的中点选项，以矩形上边的中点为原点，运用圆形工具，画出直径为30mm的圆，然后在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形内部多余的的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。

这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判断。

点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。

此时已经完成了台灯支架连接处的下半部分操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-6台灯支架连接处下半部分草图

图2-7台灯支架连接处下半部分造型

2.4台灯下支架造型

台灯的支架是非常重要的部分，现在准备完成台灯下支架的部分，首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为004，保存在E盘ug文件夹下，点击在【任务环境中设计草图】，选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为160mm，宽为10mm的矩形，点开工具下的中点选项，选择矩形的上下两边的中点，绘制出一条直线，然后单击右键选择转换为参考，然后在矩形的左边，以边的中点为原点，运用【圆形】工具，画出直径为15mm的圆，然后运用镜像对称工具，选择对象选择绘制出的圆，中心线选择参考线，点击确定，这时在矩形右侧形成了大小相同的圆，这时在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形两侧的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。

这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择6mm，【布尔】选择默认的自动判断。

点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。

此时已经完成了台灯下支架的操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-8台灯下支架草图

图2-9台灯下支架造型

2.5台灯上支架造型

台灯的支架是非常重要的部分，现在准备完成台灯上支架的部分。

首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为005，保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为160mm，宽为10mm的矩形，点开工具下的中点选项，以矩形左侧边的中点为原点，运用【圆形】工具，画出直径为15mm的圆，然后在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形左侧的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。

这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判断。

点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。

此时已经完成了台灯下支架部分操作。

然后点击保存，完成操作。

台灯的支架部分已经完成，台灯下支架为大小相同的两个，中间距离保持30mm，台灯上支架及支架连接处宽度为30mm，宽度正好吻合。

图2-10台灯上支架草图

图2-11台灯上支架造型

2.6台灯支架连接处上半部分造型

本部分是支架连接处上半部分，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为006，保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择xy平面，进入草图环境，选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中绘制草图，利用【直线】工具和【圆形】工具绘制出草图，保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择除圆以外的边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判断，点击确定。

再次运用【拉伸】工具，出现拉伸对话框，选择圆形部分，选中后，在方向中选择zc方向，第一个距离选择-5，第二个距离选择35mm，【布尔】选择默认的自动判断，点击确定

图2-12台灯支架连接处上半部分草图

然后插入【设计特征】，选择【圆柱体】，指定点选择已有圆柱侧面截线中点，方向选择yz，直径选择10mm，【布尔】选择【求交】，点击确定。

然后回到草图环境中，选择拉伸面，绘制边框，完成草图。

选择工具栏中的拉伸，选择刚刚绘制的边框，在方向矢量对话框中中选择与yc成30度的方向，距离选择10mm，布尔选择默认的自动判断，点击确定。

之后在格式中选择【移动至图层】，选择【绘制边框】，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯支架连接处上半部分的操作，然后点击保存，完成操作。

图2-13台灯支架连接处上半部分过程图

图2-14台灯支架连接处上半部分造型

2.7台灯灯罩上半部分造型

台灯灯罩分为上部和下部，其中上部相对简单，下底部为复杂，但是都运用到了绘制草图和拉伸的操作，首先进行台灯上底座的操作，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为007，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择【长方体】,选择长160mm，宽60mm，高度10mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，在工具中选择中点，以便选择直线的中点，用【直线】工具画出这个面的边框，这时找到矩形的的中点，运用三点画圆的方法，选取矩形下边的两个端点和矩形的中心点画出直径为5mm的圆，这时运用【快速修剪】工具，将矩形外部的圆删除掉，只保留内部的绘制曲线，然后点击保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的曲边和上半部分，选中后，在方向中选择-xc方向，距离选择160mm，【布尔】选择默认的自动判断。

点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯灯罩上部的的操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-15台灯灯罩上半部分过程图

图2-16台灯灯罩上半部分造型

2.8台灯灯罩下半部分造型

台灯灯罩的下部分是比较复杂的部分，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为008，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择【长方体】，,选择160mm，宽60mm，高度15mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，用【直线】工具画出这个面的边框，选取矩形的中心点，以中点为圆心画出半径为10mm的圆，保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，选定这个圆，在方向中选择-xc方向，距离选择3mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。

再次点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体xy方向的面，这时进入草图环境。

图2-17台灯灯罩下半部分过程图

（1）

图2-18台灯灯罩下半部分草图

首先画出6个半径为5的圆，其中运用到了【镜像对称】，用【矩形】工具绘制出边框，运用【倒角】工具改为半径为5mm的角，这是选择工具下的中点，不断选取中点画出三条横线，五条竖线，并都转化为参考，在其中一个方格中找到方格的中心点，在插入曲线中选择多边形，边数选择6，半径选择4，旋转选择90，，这样绘制出了一个正六边形，然后在正六边形中点绘制出边长为3mm的正方形，之后利用【镜像对称】绘制出24个这样的图形，点击保存草图。

这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择6个圆形，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择4mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。

然后继续运用【拉伸】工具，选择24个正六边形除矩形外的部分，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择5mm，【布尔】选择【求差】，点击确定，然后选择24个正六边形内的矩形，选中后，距离选择3mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。

最后选中外边框，在方向中选择zc方向，距离选择2mm，布尔选择求和，点击确定。

之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。

这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯灯罩下半部分的操作。

然后点击保存，完成操作。

图2-19台灯灯罩下半部分过程图

（2）

图2-20台灯灯罩下半部分造型

3台灯的装配

3.1装配过程

首先装配台灯的灯罩，在【添加组件】中选择灯罩下部，继续点击工具栏中的【添加组件】，选择灯罩上部，点击【应用】，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使上下灯罩重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐。

然后在【添加组件】中选择台灯连接处上部，点击【应用】，在【装配约束】中选择同心，选中两个对象，点击【确定】，之后在【添加组件】中选择支架上部，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使连接处上部和支架上部重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐。

图3-1装配过程图

然后在【添加组件】中选择支架下部，【装配约束】中类型选择同心，然后在类型中选择角度，选择130度并进行调整，点击【确定】。

然后运用同样的方法继续选择支架下部，这时支架部分已经完成。

随后在【添加组件】中选择连接处下部，在【装配约束】中选择同心，选中两个对象，点击【确定】，然后进行台灯上底座和下底座的装配，在【添加组件】中选择上底座，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使支架连接处下部和上底座重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐，然后在【添加组件】中选择下底座，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使上下底座重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐。

最后将台灯颜色设置为白色，以上完成了台灯转配的全过程。

说明：

下面两个3.2部分，学生可以根据自己的题目，选做其一。

如，对于项目就是一个独立的商品且零件数为7个及以上的，应选做：

爆炸图生成。

对于项目是由多个简单商品组合的，应选做：

主题效果设计。

图3-2台灯装配图颜色修改前

图3-3台灯装配图

3.2爆炸图生成

图3-4台灯爆炸图

爆炸图是先创建装配草图，载入图3-3，点击【爆炸图】按钮，选择新建爆炸图，然后使用编辑爆炸图指令选择需要移动的工件，再使用移动对象移动爆炸图，点击另存为完成这部分操作。

4台灯零件机械图生成

4.1机械图生成过程

4-1台灯机械图

4.2尺寸、公差标注

零件（MT5）

尺寸（单位:

mm）

公差

灯罩上部

160

1.60

灯罩下部

160

1.60

支架上部

160

1.60

支架下部

160

1.60

支架连接处上部

30

0.50

支架连接处下部

30

0.50

底座上部

180

1.60

底座下部

180

1.76

4-2台灯尺寸、公差标注表格

结论

通过本次设计，自己有着很大的收获，充分锻炼了应用软件的操作能力和应用技巧，并成功按照自己的计划设计出台灯，台灯分为灯罩、底座、支架和支架连接处（包括拐角）四大部分组成，每部分分为两小部分完成，每部分通过插入设计特征，绘制草图和拉伸完成，最后通过装配形成完整的台灯模型并用UG软件绘制出机械图纸。

通过本次台灯的设计，提高了自己的UG水平，充分利用了UG软件中的绘制草图和拉伸，并熟练掌握了装配技巧。

但是在设计台灯的过程中也发现很多不足的地方，比如拉伸水平和三维方向掌握的不是很好。

今后我要更加努力，提高自己的实践能力。

参考文献

[1]张清，UG模具设计与制造[M].北京:

化工工业出版社，2005

[2]杨浩，UG台灯制造培训教程[M].北京:

清华大学出版社，2006

[3]张维合，工程塑料应用[M].浙江：

机械加工出版社，2003