复杂零件三维造型.docx
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复杂零件三维造型
附件：
复杂零件三维造型
实验一的主要内容：
活塞式压气机关键零部件的三位造型；
实验二的主要内容：
装配图完成后，用COSMOSMotion软件进行气缸运动状况模拟仿真，得到在自定义活塞推力时活塞的位置、速度、加速度以及曲柄的运动力矩等参随时间的曲线。
本附录仅介绍实验一的相关内容。
实验一复杂零件三维造型
实验类型：
验证、综合
软件平台需求：
windowsxp或者win7旗舰版
一实验目的
1．了解大型三维软件建模和装配过程；
2．学习solidWorks2007及以后版本软件的使用，为实验二打好基础。
二实验内容
1．完成活塞式压气机关键零部件（包括曲柄，连杆，销轴，活塞和机座）的建模；
掌握草图绘制，拉伸、切除、倒角、镜像、阵列、抽壳等特征造型的步骤和法，掌握基准
轴、基准面的建立以及应用，掌握零部件材质和外观的应用。
2．完成装配，掌握零部件的调入、移动旋转，掌握同轴、重合、平行、垂直等配合关系的步骤和法，掌握零件的固定和浮动的步骤和法。
3．学会用Edrawings测绘零部件尺寸。
三实验步骤
实验步骤见下文。
由于软件的操作过程很多，同一个零部件，有多种建模和装配方式，附件一的方法仅作参考，不做唯一要求。
只要完成相关装配，定义好相关零部件之间的约束，能为实验二做好铺垫即可。
四实验数据处理
提交完成的电子文档，含零件图和装配图。
实验步骤
本实验介绍活塞式气压机的造型和仿真模拟。
通过气压机主要零件曲柄、活塞、连杆、销轴和机座的造型，可以掌握SolidWorks的草图绘制，特征造型，基准轴、基准面零件装配等基础知识。
1.1工作原理
活塞式气压机是一种能将机械能转化为气体势能的机械，机构简图如图1.35所示。
电动机通过皮带带动曲柄移动，由连杆推动活塞移动，压缩气缸内的空气达到需要的压力。
曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，气压机的工作过程可分为吸气、压缩、排气三步。
1.2零件造型
活塞式气压机气缸的零件组成比较复杂，在不影响运动仿真的前提下，只对其主要零件进行造型，包括曲柄、连杆、销轴、活塞和机座。
1．曲柄
运行SolidWorks选择【文件】/【新建】/【零件】命令，建立一个子新文件，以文件名“曲柄”存盘。
右击FeatureManager设计树中的【材质】，选择【编辑材料】命令，如图1.1所示。
设置零件的材质，选用“普通碳钢”，点击确定按钮。
图1.1
选择【插入】/【草图绘制】命令，选择【前视基准面】，绘制一个圆，用智能尺寸按钮
标注圆的直径Ф50，如图1.2所示，单击
退出草图。
选择【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令，拉伸草图，拉伸距离为5.00mm，如图1.3所示。
图1.2图1.3
在圆柱端面上右击，选择【插入草图】命令，按下
，正视于草图，绘制圆，标注尺寸直径10mm，中心距15mm，标注尺寸如图1.4所示，单击
退出草图。
选择【插入】/【凸台基体】/【拉伸】命令，拉伸草图，拉伸距离为20.00mm。
在圆柱体的另一端上右击，选择【插入草图】命令，按下
正视于草图，绘制圆，
标注尺寸直径10mm，中心距15mm，标注尺寸如图1.5所示，单击
退出草图。
选择【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】草图，拉伸距离为5.00mm。
图1.4图1.5
选择【插入】/【特征】/【圆角】命令，将各边倒圆角，如图1.6所示。
图1.6
选择【插入】/【参考几何体】/【基准面】命令，以拉伸距离为5.00mm的特征端面创
建一个基准面1，如图1.7所示。
图1.7
选择【插入】/【阵列/镜像】/【镜像】命令，选择基准面1作为镜像面，镜像对象选择【要镜像的实体】，选择整个已经完全成造型的实体，如图1.8所示，单击确定按钮
得到曲柄造型，如图1.9所示。
图1.8图1.9
2．连杆
选择【文件】/【新建】/【零件】命令，建立一个新文件，以文件名“连杆”存盘。
右击FeatureManager设计树中的【材质】，选择【编辑材料】命令，如图1.2所示。
设置零件的材质，选用“普通碳钢”。
选择【插入】/【草图绘制】命令，选择【前视基准面】，绘制草图，标注孔尺寸Ф10mm和Ф5mm，孔距90mm，如图1.10所示，单击
退出出草图。
【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令，拉伸草图，拉伸距离为5.00mm。
选择【插入】/【参考几何体】/【基准面】命令，选择连杆端面，设置参如图1.11所示，建立一个通过连杆厚度中间的基准平面，供装配使用。
图1.10图1.11
选择【插入】/【特征】/【圆角】命令，将零件各边倒角，边长为1.00mm，如图1.12
所示。
图1.12
3．销轴
选择【文件】/【新建】/【零件】命令，建立一个新文件，以文件名“销轴”存盘。
右击FeatureManager设计树中的【材质】，选择【编辑材料】命令，如图1.1所示。
设置零件的材质，选用“普通碳钢”。
选择【插入】/【草图绘制】命令，选择【前视基准面】，绘制草图，标注尺寸Ф5mm
和Ф3mm，如图1.13所示，单击
退出草图。
选择【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令，拉伸草图，拉伸距离为38.00mm。
选择【插入】/【参考几何体】/【基准面】命令，选择销轴端面，设置如图1.14所示，建立通过销轴长度中间的基准平面，供装配使用，如图1.15所示。
图1.13图1.14
图1.15
4．活塞
选择【文件】/【新建】/【零件】命令，建立一个新文件，以文件名“活塞”存盘。
右击FeatureManager设计树中的【材质】，选择【编辑材料】命令，设置零件的材质，选用“普通碳钢”。
选择【插入】/【草图绘制】命令，选择【前视基准面】，绘制一个圆，直径为40.00mm，
单击
退出草图，选择【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令，拉伸距离为40.00mm，得到一圆柱体。
选择【插入】/【特征】/【抽壳】命令，选择圆柱体端面，抽壳壁厚填写3。
如图1.16
所示。
选择【插入】/【参考几何体】/【基准轴】命令，选择圆柱面，建立通过圆柱轴线的基准6轴1。
选择【插入】/【参考几何体】/【基准面】命令，再在图1.17中选择“基准轴1”和“上视基准面”，建立通过圆柱轴线的基准面1.。
右击该基准面边框，选择【插入草图】命令，按下，正视于草图，在草图上绘制一个圆，如图1.18所示，单击
退出草图。
图1.16
图1.17图1.18
图1.19
选择【插入】/【切除】/【拉伸】命令，参设置如图1.19所示。
再次右击基准面1边框，选择【插入草图】命令，选择基准轴作为旋转轴，在活塞上环切除一个槽，如图1.20、图1.21所示，单击
退出草图。
图1.20图1.21
选择【插入】/【阵列/镜像】/【线形阵列】命令，选择环形切槽特征作为阵列对象，如7图1.22所示。
选择基准轴作为阵列方向，填写阵列参数，如图1.23所示。
图1.22图1.23
选择【插入】/【特征】/【圆角】命令，将各外边倒圆角，半径0.50mm，得到零件活
塞造型，如图1.24所示。
图1.24
5．机座
选择【文件】/【新建】/【零件】命令，建立一个新文件，以文件名“机座”存盘。
右击FeatureManager设计树中的【材质】，选择【编辑材料】命令，设置零件的材质，选用“普
通碳钢”。
选择【插入】/【草图绘制】命令，选择【前视基准面】，绘制草图，标注尺寸如图1.25
所示，单击
退出草图。
选择【插入】/【凸台/基体】/【拉伸】命令，拉伸草图，拉伸距离为50.00mm。
得到机座造型，如图1.27所示。
图1.25图1.26
1.3装配
选择【文件】/【新建】/【装配体】命令,建立一个新文件，以文件名“活塞式压气机装配体”保存该文件。
单击装配体工具栏的插入零部件按钮，或选择【插入】/【零部件】/【现有零件/装配体】命令，在左边PropertyManager对话框中将出现以前保存的文件，如图1.27所示，在存放本章零件的文件夹中选择有要装配的零件。
如果工具栏上没有出现按钮，右击工具栏任意位置，在出现的菜单中选中【装配体】。
1．曲柄与连杆装配
首先将前面完成的零件“曲柄”添加进来。
再次单击装配体工具栏上的插入零部件按钮，在左边PropertyManager对话框中单击
按钮，将前面完成的零件“连杆”添加进来。
单击视图工具栏的局部放大按钮
，将零件放大，为了便于装配，可以用工具栏上的
移动零部件，用
旋转零部件来调节零部件的位置，以便于装配。
单击装配体工具栏上的配合按钮
，在PropertyManager的配合选择下，分别选择曲柄轴面和连杆的孔面，如图1.28所示，出现配合弹出工具栏
，这里自动识别的默认配合为同心配合，零部件将移动到位，预览配合。
选择配合弹出工具栏上的
，确认配合。
图1.27图1.28
若已经安装COSMOCMotion，配合时的时候会出现“自动设置新零件为静止或运动部件”的提示，这里回答“是”或“否”都可以，只需要在装配完毕后，在COSMOCMotion
中再次确认，修改静止或运动部件即可。
再次单击装配体工具栏上的配合按钮
，选择图1.29中曲柄的基准面和连杆的基准面，进行重合配合。
这里，可以选择图形中的基准面，也可以将左边树状文字展开，用鼠标选择文字。
图1.29
2．连杆与销轴装配
选择工具栏上的增加零件，单击
按钮，从文件夹中添加零件“销轴”，选择工具栏中的配合按钮
，然后选中连杆上的孔和销轴的表面，进行同心配合，单击弹出工具栏上的
，确定配合。
再次选择工具栏上的配合按钮
，单击绘图区左边文字“活塞式气压机装配体”前面的“+”号，将其展开，分别选择连杆和销轴的基准平面，完成重合配合，从而使连杆与销轴在中间位置对齐装配，如图1.30所示。
3．销轴与活塞装配
选择工具栏上的增加零件，单击
按钮，从文件夹中添加零件“活塞”选择工具栏上的配合按钮
，然后选中活塞的孔和销轴的表面，进行同心配合，单击弹出工具栏上的
，确定配合。
再次选择工具栏上的配合按钮
，单击绘图区左边文字“活塞式其压机装配体”前面的“+”号，将其展开，分别选择活塞和销轴的基准平面，完成重合配合，使活塞和销轴咋中间位置装配，如图1.31所示。
图1.30
图1.31
4．活塞与机座装配
选择工具栏上的增加零件，单击
按钮，从文件夹中添加零件“机座”，选择工具栏上的配合按钮
，分别选择活塞圆柱体表面与机座圆柱体表面，完成重合配合。
单击弹出工具栏上的
，再次选择工具栏上的配合按钮
，单击绘图区左边文字“活塞式气压机装配体”前面的“+”号，将其展开，分别选择活塞的“上视基准面”与机座的“上视基准面”，按下垂直按钮，使机座水平放置，如图1.32所示.
图1.32
5．初始位置的确定
为了使气压机的初始位置在0度，要把曲柄转动中心和连杆安置在同一水平线上。
在设计树中，右击“曲柄”，在出现的菜单中选择【浮动】，如图1.33所示，使固定的曲柄成为浮动，然后调节曲柄和连杆的位置在同一水平线上，如图1.34所示.
图1.33图1.34
装配完毕的机构如下图1.35所示。
图1.35
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