任務1.2 認識建模環境——小輪組零件建模

任務分析

本任務通過小輪組零件的建模，幫助用戶熟悉UG NX 12.0的建模環境，學習建模環境中的重要命令，主要包括以下內容。

?UG NX 12.0的用戶界面和基本操作方法。

?在建模環境下創建簡單的零件模型。

?能夠利用模板新建部件。

?熟悉“建模環境”界面，創建一個簡單的實體部件。

設計任務如圖1-15所示，小輪組包括支架、輪軸、小輪和連接軸四個零件。

1.2.1 小輪建模

小輪模型需要依次完成以下三個建模特征：圓柱體→孔→倒角，如圖1-16所示。

1.啟動UG NX 12.0并新建一個部件

1）選擇【開始】/【程序】/【SIEMENS NX 12.0】/【NX 12.0】，或者雙擊桌面上的圖標，啟動軟件。UG NX 12.0第一次啟動時不會自動創建任何部件，需要用戶新建或者打開文件。

注意：UG NX的標準部件文件類型為“*.prt”，且主要應用模塊的文件擴展名均一致。有時為了區分，可以在文件名上添加后綴來表示不同類型的部件，如“_asm”表示裝配部件，“_drf”表示制圖部件，“_mfe”表示加工部件等。

2）首先在D盤根目錄下新建“小輪組”文件夾，單擊“新建”按鈕或者選擇【菜單】/【文件】/【新建】命令，彈出“新建”對話框，“單位”選擇“毫米”，“名稱”為“小輪.prt”，“文件夾”為“D：\小輪組\”，單擊“確定”按鈕，如圖1-17所示。

注意：此處可以選擇新建對象的類型，如“模型”“圖紙”“仿真”等，默認為“模型”。

2.在建模環境中創建小輪模型

1）創建圓柱體：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【圓柱體】命令，彈出“圓柱”對話框，在“尺寸”欄輸入“直徑”為120，“高度”為50，其余使用系統默認設置，單擊“確定”按鈕，完成圓柱體的創建，如圖1-18所示。

2）創建孔特征：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【孔】命令，或者直接在“主頁”選項卡“特征”面板中單擊“孔”按鈕，彈出“孔”對話框。在“尺寸”欄輸入“直徑”為20，“深度限制”選擇“貫通體”。檢查點捕捉工具中圓心點按鈕已經激活，選擇圖1-19所示邊線，當光標置于邊上時，圓心顯示為球狀，表示已經選中需要選擇的點。其余選項接受軟件默認設置，單擊“確定”按鈕完成孔的創建。

3）創建邊倒斜角：選擇【菜單】/【插入】/【細節特征】/【倒斜角】命令，彈出“倒斜角”對話框，如圖1-20所示。確認“橫截面”為“偏置和角度”，“距離”設為5，“角度”設為45°，選擇圓柱體兩端的邊線，單擊“確定”按鈕，完成倒斜角。

4）保存文件：單擊“保存”按鈕，或者選擇【文件】/【保存】/【保存】命令，文件將按照新建時的設置進行保存。

3.控制部件的顯示

為了更好地觀察設計完成的部件，可以旋轉、平移、放大/縮小部件，或者改變部件的外觀、改變部件的渲染特性。

UG NX 12.0提供了多種控制部件顯示的方法，上邊框條中的部分按鈕可以用于控制部件的旋轉、平移和縮放，也可以利用快捷鍵和右鍵快捷菜單來執行這些操作。

1）旋轉視圖：單擊“旋轉”按鈕→在工作區中按住MB1并移動光標→單擊MB2關閉旋轉模式。

2）使用鼠標按鍵旋轉視圖：在工作區中按住MB2并移動光標。

3）按<End>鍵，視圖定向到“正等測圖”；按<Home>鍵，視圖定向到“正三軸測視圖”；<F8>鍵為定向到最近的正交視圖或選定的平面視圖。

4）平移視圖：單擊“平移”按鈕→按住MB1并移動光標→釋放鼠標按鍵→單擊MB2關閉平移功能。

5）使用鼠標平移視圖：按住MB2和MB3并移動光標→釋放鼠標按鍵。

6）縮放視圖：前后滾動MB2可以對視圖進行縮放，同時按下MB1和MB2并移動光標或同時按住<Ctrl>鍵和MB2移動光標，可以對視圖進行動態縮放。

7）窗口縮放：單擊“縮放”按鈕→按住MB1并拖拽一個矩形→釋放鼠標按鍵，系統將矩形框內的內容顯示到全屏幕。

8）單擊“適合窗口”按鈕，系統切換所有部件到全屏顯示。

9）改變部件的外觀：選擇【菜單】/【編輯】/【對象顯示】命令或者單擊“視圖”選項卡“可視化”面板上的“編輯對象顯示”按鈕，彈出“類選擇”對話框，如圖1-21a所示，選擇小輪模型，彈出“編輯對象顯示”對話框，如圖1-21b所示。在“編輯對象顯示”對話框中單擊“顏色”方框，彈出“顏色”對話框，如圖1-21c所示。選擇一種顏色，單擊“確定”按鈕，完成部件顏色的修改。用戶也可以使用快捷鍵<Ctrl+J>來調用該功能，改變小輪的顏色。

10）改變部件的渲染特性：系統默認使用“帶邊框著色模式”，單擊按鈕右側的黑色三角形可以改變部件的渲染特性。小輪的靜態線框、帶邊著色、帶有隱藏邊的線框顯示結果如圖1-22所示。

用戶可以根據以上10個步驟在創建好的小輪上進行操作，加強對控制部件顯示命令的應用熟練程度。

1.2.2 連接軸和輪軸建模

1.連接軸的建模

1）創建文件：單擊“新建”按鈕，或者選擇【菜單】/【文件】/【新建】命令，彈出“新建”對話框，“單位”選擇“毫米”，“名稱”為“連接軸.prt”，“文件夾”為“D：\小輪組\”，單擊“確定”按鈕。

2）創建圓柱體：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【圓柱體】命令，彈出“圓柱”對話框，在“尺寸”欄輸入“直徑”為30，“高度”為80，其余使用系統默認設置。單擊“確定”按鈕，完成圓柱體的創建。

3）創建另一圓柱體：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【圓柱體】命令，彈出“圓柱”對話框，在“尺寸”欄輸入“直徑”為20，“高度”為130，“布爾”選擇“合并”，其余使用系統默認設置。單擊“確定”按鈕，完成連接軸的創建，如圖1-23所示。

4）邊倒斜角：選擇【菜單】/【插入】/【細節特征】/【倒斜角】命令，彈出“倒斜角”對話框，確認“橫截面”為“偏置和角度”，輸入“距離”為2，“角度”為45，選擇圖1-24所示的圓柱體邊線，單擊“確定”按鈕，完成倒斜角。

2.輪軸的建模

1）創建文件：單擊“新建”按鈕，或者選擇【文件】/【新建】命令，彈出“新建”對話框，“單位”選擇“毫米”，輸入“名稱”為“輪軸.prt”，“文件夾”為“D：\小輪組\”，單擊“確定”按鈕。

2）創建圓柱體：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【圓柱體】命令，彈出“圓柱”對話框，在“尺寸”欄輸入“直徑”為20，“高度”為100，其余使用系統默認設置。單擊“確定”按鈕，完成圓柱體的創建。

3）創建邊倒斜角：選擇【菜單】/【插入】/【細節特征】/【倒斜角】命令，彈出“倒斜角”對話框，確認“橫截面”為“偏置和角度”，輸入“距離”為2，“角度”為45，選擇圓柱體兩端的邊線，單擊“確定”按鈕，完成倒斜角。

1.2.3 支架建模

小輪、連接軸、輪軸等零件都是由基本體素構成的，對于這一類零件的建模，無須繪制剖面圖形，即可通過軟件提供的體素特征和標準成型特征完成設計。而小輪組支架的構成相對復雜，本任務將通過小輪組支架零件的建模過程來介紹使用草圖輔助建模的基本功能。

任務分析

使用圖層工具進行產品管理。

使用不同的方法控制部件的外觀顯示。

使用草圖繪制環境繪制簡單的草圖。

了解拉伸、抽殼、圓角等常用的建模功能。

建模思路

小輪組支架的基本實體由兩部分構成，都是剖面相同的直壁形狀，可以使用拉伸功能實現，需要首先構造拉伸剖面，這可以使用UG的草圖功能輔助完成，然后再完成其他細節的設計。建模思路如圖1-25所示。

1.創建文件

單擊“新建”按鈕，或者選擇【菜單】/【文件】/【新建】命令，彈出“新建”對話框，“單位”選擇“毫米”，輸入“名稱”為“支架.prt”，“文件夾”為“D：\小輪組\”，單擊“確定”按鈕。

2.繪制草圖、拉伸及抽殼

1）啟動“拉伸”功能，激活草圖功能：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【拉伸】命令，彈出“拉伸”對話框，如圖1-26a所示。單擊“繪制截面”按鈕，彈出“創建草圖”對話框，如圖1-26b所示，單擊“確定”按鈕，接受系統默認設置，進入草圖繪制環境。

2）繪制草圖：單擊“圓弧”按鈕，在彈出的對話框中單擊按鈕（中心和端點定圓弧方式），捕捉基準坐標系原點，繪制以原點為圓心的兩段同心圓弧，如圖1-27a所示；單擊“直線”按鈕，捕捉兩段圓弧右側的端點繪制直線，如圖1-27b所示；單擊按鈕，拖動光標劃過兩個圓弧下端，如圖1-27c所示，框選圖1-27d所示下部的虛線和點，按<Delete>鍵，刪除倒圓角產生的不需要的殘留點，完成草圖繪制。

3）約束草圖：選擇直線和豎直基準軸，在豎直基準軸上右擊，選擇圖1-27e所示的“共線”約束，使直線和基準軸共線；捕捉底部圓弧圓心和水平基準軸，右擊水平基準軸，選擇圖1-27f所示的“點在曲線上”，約束圓心到水平基準軸上；雙擊圓弧半徑尺寸，將兩個同心圓弧的半徑修改為R100和R50，如圖1-27g所示，草圖顯示完全約束（狀態欄）。單擊“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制環境。

4）創建拉伸體：在“拉伸”對話框的“限制”欄輸入開始距離為0，結束距離為80。如圖1-28所示，單擊“確定”按鈕，完成拉伸體的創建。

5）創建抽殼特征：選擇【菜單】/【插入】/【偏置/縮放】/【抽殼】命令→選擇圖1-29所示的開口面→輸入“厚度”10→確定后完成抽殼。

3.創建帶偏置的拉伸、倒圓角和創建孔特征

1）創建帶偏置的拉伸：選擇【菜單】/【插入】/【設計特征】/【拉伸】命令，選擇圖1-30所示的邊線，輸入“開始”值20，“結束”值60（如果方向相反，則輸入負值）；單擊“偏置”右側的下拉按鈕，選擇“偏置”為“兩側”，輸入“開始”為0，“結束”為-40（如果方向相反，則輸入正值）；選擇“布爾”為“合并”，單擊“確定”按鈕，完成拉伸。

注意：如果開始選擇的草圖平面和方位不同，則拉伸方向和偏置方向可能互換，請讀者自行按照圖樣尺寸修改參數以符合設計要求。

2）邊倒圓角：選擇【菜單】/【插入】/【細節特征】/【邊倒圓】命令→選擇圖1-31所示的四條邊→輸入“半徑”為20→單擊“確定”按鈕，完成倒圓角。

3）創建孔特征：參考小輪零件孔的設計，完成直徑為20的兩個通孔的創建，如圖1-32所示。

4.支架零件圖層設置

1）整理支架圖層：選擇【菜單】/【格式】/【圖層的設置】命令，或者單擊“視圖”選項卡“可見性”面板中的“圖層設置”按鈕，彈出“圖層設置”對話框，如圖1-33所示。取消勾選61復選框，圖層61關閉，其中的對象基準坐標系不可見。

2）初識圖層：NX提供了256個圖層，用于產品數據管理，用數字表示為1～256。每一個圖層都可以設置為以下四種不同的狀態。

?設為工作層：工作層只能有一個，幾乎所有新對象都在工作層產生。

?設為可選：可選層中的對象可見且可以選擇。

?設為僅可見：此狀態圖層中的對象是可見的，但不能選擇。

?設為不可見：此狀態圖層中的對象是不可見的。

“圖層設置”對話框及圖層狀態如圖1-34所示。