1、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UG NX 8.5三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
2、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
3、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
4、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-
5、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1
6、0mm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
7、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
8、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。
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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【
14、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-
15、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
16、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
17、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
18、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。
19、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
20、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】
21、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
22、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
23、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1601.60灯罩下部1601.60支架上部1601.60支架下部1601.60支架连接处上部300.50支架连接处下部300.50底座上部1801.60底座下部1801.764-2 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
24、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,20052 杨 浩,UG台灯制造培训教程 M . 北京: 清华大学出版社,20063 张维合,工程塑料应用M . 浙江:机械加工出版社,2003
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