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1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）说明书作 者： 学 号： 系 部： 机械工程系 专 业： 计算机辅助设计与制造 题 目： 关于水壶的产品造型的设计 指导者：评阅者： 2012 年 05 月 全套三维图纸，加153893706 设计的任务是个人独自运用UG软件对电热水壶的三维建模、虚拟装配、对模型的渲染。 该水壶设计的目的是考察个人对UG的掌握，通过测量实物，将实物转化成UG模型。该模型的制作需要用到扫描，抽壳，拉伸，旋转，渲染等命令。虽然不是很难，但是需要个人将UG熟练使用。该绘制所需的数据都是从实物上测量而得到。 该造型主要分三个步骤完成，首先是建立水壶的整体模型，设计它的外型，其次是设
2、计壶底，这个部分比较简单，但尺寸要把握好，否则在装配时候会发现尺寸关系不合格。最后是装配。主要就是这三个部分，其中第一步比较复杂点，我是通过边叙述边插图的方法写的，这样简单明了，最后一步，装配稍微有些复杂，毕竟不是规则对称的实体，而是曲面实体，在装配过程中用到的是同心重合和重合配合，其间穿插使用了高级装配中的对称配合。在装配过程中会出现干涉的问题，这需要我细心的排除问题。在装配过程中需要将尺寸关系和定位关系确定好关键词： UG 造型 水壶毕业设计（论文）摘要目 录1 绪论 I 1. 1 UG的介绍 11. 2 毕业设计的目的及意义 11. 3 水壶的设计思路 22 水壶三维造型设计 32. 1
3、 水壶壶身造型设计 32. 2 水壶的上盖模型设计 112. 3 水壶底座模型设计 172.4 水壶的手柄模型设计 193 水壶的虚拟装配 28 结论 34 致谢 35 参考文献 36附录1 水壶三维图 371 绪 论经过多年的推广，CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行了汉化和二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统，如高华CAD，开目CAD等，由于这些软件价格便宜，符合本
4、国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。但是，我国CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。由于国外CAD/CAM软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，所以它们发展比较成熟，现在基本上已经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势，开始大力向我国市场进军，目前，国外一些优秀软件，如UG、SolidWorks、Pro/Engineer、CATIA等，已经占领了一部分国内市场。所以，我国CAD/CAM软件前景不容乐观。但是，我们也应该看清自己的优势，比如了解本国市场，提供技术支持方便，价格便宜等。在这些前提下，我们不
5、仅要紧跟时代潮流，跟踪国际最新动态，遵守各种国际规范，在国际国内形成自己独特的优势，更要立足国内，结合国情，面向国内经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的CAD/CAM软件。CAD/CAM技术可以应用在许多领域，机械制造是最早也是最广泛应用CAD/CAM技术的领域。随着CAD/CAM技术的发展，建筑、电子、化工的领域也开始应用该技术，在这些新的应用领域中，国外软件的优势并不明显。所以，我国CAD/CAM软件在这些方面还是可以与发达国家竞争的，并且随着CAD/CAM技术应用的深入，越来越多的领域将会使用该技术，所以，如果能够紧跟时代潮流，不断应用于新的领域，那么国产CAD/CAM软件
6、还是很有发展空间。1.1 UG的介绍 UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。UG最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统，这进一步推动了UG的发展。1997年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergra
7、ph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端，兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。UG具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。基于特征（如：孔、凸台、型腔、沟槽、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型的基础，形象直观，类似于工程师传统的设计方法，并能用参数驱动。曲线设计采用非均匀有理B样线条作为基础
8、，可用多样方法生成复杂的曲面造型，特别适合于汽车、飞机、船舶、汽轮机叶片外形设计等外形复杂的曲面造型。此外它还具有良好的用户界面，绝大多数功能都可以通过图标实现，进行对象操作时，具有自动推理功能，同时在每个步骤中，都有相应的性息提示，便于用户作出正确的选择。通过该课题，可以让我们熟悉UG的界面和常用命令，还有它特征，培养我们的空间思维能力和空间想象能力，逐步提高我们的三维立体的构思能力和创新性的三维形体设计能力。1.2 毕业设计的目的及意义 在当今微机时代，SolidWorks在WindowsNT平台的三维CAD/CAM软件中处于领先地位,而UG、Pro/Engineer是工作站平台三维CAD
9、/CAM软件的佼佼者，相比之下，UG在三维建模造型上就更优越于Pro/Engineer。本课题水壶的三维造型设计就是个典型的例子。通过本课题，我们可以得出结论 UG可全参，可无参，可变参，造型思路灵活，如果应用熟练，复杂零件和装配后期修改非常方便，可去参，可加参，可改参，实在不行对单个零件推倒重来而不影响整体。曲面有Imageware的集成，自由曲面造型效果好，曲面功能更强。主要用于汽车、航空航天及相关模具设计、分析、制造。 还有优点，CAE简单集成了NX Nestran和I-DEAS MasterFEM，运动学分析加入了ADAMS。加工与Cimatron、Delcam齐名，是目前最好的三大软
10、件之一。UG提供了丰富且简便的二次开发工具，可以很轻松的添加功能。他的知识专家系统KF也是CAD中最优秀的。 掌握UG更容易进入汽车、模具，以及欧洲机械电子类工厂等高薪行业。它的缺点如果造型不够熟练、特征更新失败远远多于Pro/E。UG系统很不稳定。实际上做到全参并且方便修改很难。本课题能够让我们对空间思维能力和空间想象能力有所提高，能够加强学生的三维立体的构思能力和创新性的三维形体设计能力。另外通过本课题，还以培养学生的自学能力，独立分析问题和解决问题的能力以及耐心细致的工作作风和认真负责的工作态度。1.3水壶的设计思路利用UG软件完成水壶的三维造型设计；给出设计流程图及相应步骤的说明，给出
11、截图；对该产品进行渲染；利用UG软件生成该产品的装配爆炸视图。2 水壶三维造型设计2.1 水壶壶身的造型设计首先简单分析下，该造型是一个规则的的几何体，表面是个曲面，所以只要到拉伸一些命令，所以开始第一步。详细步骤如下：第一步：打开UG NX8.0，在【标准】工具条中单击【新建】按钮，弹出【新建部件文件】对话框，在【文件名】输入框中输入名称“husheng”,单击“OK”按钮出现标准界面，然后在【应用程序】工具条中单击【建模】按钮进入三维建模界面。2.1.1水壶壶身 2.1.1.1创建草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面
12、上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-1 所示。图2-1 XC-YC基准面草图 2.1.1.2创建旋转实体 点击按钮，在旋转对话框中选择曲线中选择绘图区的草图，指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，定义开始角度为“0”，结束角度为“360”，点击确认，完成旋转实体。如图2-2图2-2 回转命令 图2-3 旋转后2.1.2绘制壶身边缘 2.1.2.1创建草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平 面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。尺寸为0.6.如图2-4 所示。图2-4
13、 边缘特征草图绘制 2.1.2.2创建旋转实体 点击按钮，在旋转对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（图1-1-4），指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，定义开始角度为“0”，结束角度为“360”，点击确认，完成旋转实体。如图2-5图2-5 旋转后2.1.3 创建水壶壶嘴 2.1.3.1 建立基准平面 在特征操作工具栏中点击基准平面按钮，在基准平面对话框中“类型”中选择X-Y平面，以+Z为正方向建立基准平面，在“偏置和参考”对话框中距离设为30,点击确定，完成基准面如图2-6图2-6 基准面 2.1.3.2创建相交曲线 在特征操作工具栏中点击相交曲线按钮，在相交曲线对话框中第一组选择面选择基准面（
14、图2-6），第二组选择面选择壶身表面。点击确认，完成相交曲线。如图2-7图2-7 相交曲线命令 2.1.3.3创建壶嘴草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择基准平面（如图1-1-6），点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。如图2-7。图2-7 壶嘴线框草绘 2.1.3.4创建引导线 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择 XC-YZ平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。如图2-8图2-8 引导线草绘 2.1.3.5创建壶嘴实体 点击扫掠按钮，在扫掠对话框中截面选择图2-7，引导线选 择图2-8，点击确认完成
15、扫掠。如图2-9 完成壶嘴实体如图2-10 图 2-9 扫掠命令 图2-10 扫掠后壶嘴 2.1.3.6壶嘴的抽壳 点击按钮，在抽壳对话框中类型选择移除面，然后抽壳，选择面为壶嘴线框所在平面。厚度为0.2mm，点击确认完成抽壳。如图2-11 完成抽壳后壶嘴如图2-12 图2-11 抽壳命令 图2-12 抽壳后的壶嘴 2.1.4 壶身的抽壳 点击按钮，在抽壳对话框中类型选择移除面，然后抽壳，选择面为壶身上表面平面。厚度为0.2mm，点击确认完成抽壳。 完成抽壳后壶身如图2-13图2-13抽壳后壶身 2.1.5绘制相交曲线 在特征操作工具栏中点击相交曲线按钮，在相交曲线对话框中第一组选择面选择YC
16、-ZC所在平面，第二组选择面选择壶身内壁表面。点击确认，完成相交曲线。如图2-14图2-14 相交曲线 2.1.6 回转曲线 点击按钮，在旋转对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（图2-14），指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，定义开始角度为“0”，结束角度为“360”，布尔为求差。点击确认，完成旋转实体。如图2-15图2-15 去除壶嘴多余部分 2.1.6 创建出水孔 2.1.6.1 绘制草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择基准面（图2-6），点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。如图2-16 所示。图2-16 出水口草图 2.1.6
17、.2 创建出水孔 点击按钮，在拉伸对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（图2-16），指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，开始距离为2mm,结束距离为-1.4mm。布尔为求差。点击确认，完成出水孔创建。如图2-17 完成后如图2-18 图2-17 拉伸命令 图2-18拉伸后 2.1.6 壶身底端边倒圆 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择壶身底端的边缘，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。如图2-19 完成后如图2-20 图2-19 倒圆命令 图2-20 倒圆后最后得到水壶壶身。如图2-21图2-21 水壶壶身的模型2.2水壶上盖的造型设计首先简单分析下，该造型是一个规则的的几何体，
18、由一个圆盘加上半圆弧的导管构成，所以只要到拉伸、扫掠一些命令，所以开始第一步。详细步骤如下：第一步：打开UG NX8.0，在【标准】工具条中单击【新建】按钮，弹出【新建部件文件】对话框，在【文件名】输入框中输入名称“shanggai”,单击“OK”按钮出现标准界面，然后在【应用程序】工具条中单击【建模】按钮进入三维建模界面。 2.2.1创建草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-22 所示。如图2-22 XC-YC基准面草图 2.2.2回转创建实体 点击
19、按钮，在旋转对话框中选择曲线中选择绘图区的草图，指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，定义开始角度为“0”，结束角度为“360”，点击确认，完成旋转实体。如图2-23图2-23 旋转后 2.2.3倒斜角 点击按钮，在倒斜角对话框中选择曲线中选择回转创建的实体的上端边缘，横截面对称，距离为0.4mm。点击确认，完成倒斜角。如图2-24 完成后如图2-25图2-24倒斜角命令 图2-25 倒斜角后 2.2.3倒圆角 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择上顶面所在面的边缘，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-26图2-26倒圆角后 2.2.4倒圆角 点击按钮，在边倒圆对话框中
20、选择曲线中选择边见图2-27，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-28 图2-27 选择边 图2-28 倒斜角后 2.2.5绘制手柄的引导线 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择ZC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定为12.2。如图2-29 所示。图2-29引导线草图 2.2.6绘制手柄的截面 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择壶盖的上平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-30 所示。图2-30手柄截面图 2.2.
21、6 扫掠上盖手柄实体 点击扫掠按钮，在扫掠对话框中截面选择图1-2-10，引导线选 择图1-2-9，点击确认完成扫掠.。如图2-31图2-31 扫掠后 2.2.7将上盖手柄和上盖重合为一个整体 点击按钮，在求和对话框中目标选择体为上盖，刀具选择体为手柄。点击确认完成求和。如图2-32 完成后如图2-33图2-32 求和命令 图2-33 求和后 2.2.8边倒圆 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择边缘见图2-34，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-35 图2-34 选择边 图2-35 倒圆角后 2.2.9边倒圆 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择边缘见图2-
22、35，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-36 图2-35 选择边 图2-36倒圆角后 2.2.10边倒圆 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择边缘见图2-37，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图3-38 图2-37 选择边 图2-38 倒斜角后最终得到上盖。如图2-39图2-39上盖的模型2.3水壶底座的造型设计首先简单分析下，该造型是一个规则的的几何体，由一个类似圆盘构成。为了使装配定位准确，把壶身作为参照物进行绘制底座的草图。所以开始第一步。详细步骤如下：第一步：打开UG NX8.0，在【标准】工具条中单击【新建】按钮，弹出【新建部件文件
23、】对话框，在【文件名】输入框中输入名称“dizuo”,单击“OK”按钮出现标准界面，然后在【应用程序】工具条中单击【建模】按钮进入三维建模界面. 2.3.1创建草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-40 所示。图2-40底座的草图2.3.2回转创建实体 点击按钮，在旋转对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（见图1-3-1），指定矢量中选择“z”为拉伸正方向，定义开始角度为“0”，结束角度为“360”，点击确认，完成旋转实体。如图2-41 图2-41 旋转
24、后的底座模型2.4 水壶手柄的造型设计首先简单分析下，该造型是一个不规则的的几何体，表面是个曲面，所以需要到拉伸、扫掠边倒圆等一些命令，所以开始第一步。详细步骤如下：第一步：打开UG NX8.0，在【标准】工具条中单击【新建】按钮，弹出【新建部件文件】对话框，在【文件名】输入框中输入名称“shoubing”,单击“OK”按钮出现标准界面，然后在【应用程序】工具条中单击【建模】按钮进入三维建模界面。2.4.1创建靠近壶身一侧的手柄组成部分 2.4.1.1 创建引导线草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，
25、进行尺寸限定,半径为57mm。如图2-42 所示。图2-42 引导线草图 2.4.1.2 创建截面草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后进入草图界面。点击按钮，在平面上画出直线点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定,。如图2-43 所示。图2-43 截面草图 2.4.1.3创建手柄部分模型 点击扫掠按钮，在扫掠对话框中截面选择图2-43，引导线选 择图2-42，点击确认完成扫掠.见图2-44图2-44 扫掠后 2.4.2 创建手柄另外一侧 2.4.2.1创建手柄草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择XC-YC平面，点击确认后
26、进入草图界面。点击按钮，在平面上画出直线点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定,。如图2-45 所示。图2-45 部分手柄的草图 2.4.2.2创建手柄实体 点击按钮，在拉伸对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（图2-45），指定矢量中选择“Y”为拉伸方向，开始距离为2mm,结束距离为-2mm。点击确认，完成手柄实体创建。完成后如图2-46图2-46 拉伸后 2.4.2.3倒圆角 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择曲线见图2-47，形状为圆形，半径为2.5mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-48 图2-46 选择边 图2-48倒圆角后 2.4.2.4倒圆角 点击按钮，在边倒
27、圆对话框中选择曲线中选择曲线见图2-49，形状为圆形，半径为2.5mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-50 图2-49 选择边 图2-50 倒圆角后 2.4.2.5倒圆角 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择曲线见图2-51，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-52 图2-51 选择边 图2-52 倒圆角后2.4.3创建手柄上部分 2.4.3.1创建手柄上部分草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择ZC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-53 所示。图2-53
28、草绘手柄 2.4.3.2创建手柄上部分实体 点击按钮，在拉伸对话框中选择曲线中选择绘图区的草图（图2-53），指定矢量中选择“Y”为拉伸正方向，开始距离为0mm,结束距离为-4mm。点击确认，完成手柄上部创建。 完成后如图2-54图2-54 拉伸后 2.4.3.3边倒圆 点击按钮，在边倒圆对话框中选择曲线中选择见图2-55，形状为圆形，半径为1mm。点击确认完成边倒圆。完成后如图2-56 图2-55 选择边 图2-56 倒圆角后 2.4.4创建手柄的握纹2.4.4.1绘制草图 点击草图按钮，在创建草图平面对话框中草图平面选择ZC-YC平面，点击确认后进入草图界面，点击按钮，在平面上画出直线。点击按钮，在平面上画出圆弧。点击按钮，进行尺寸限定。如图2-57 所示。图2-57 手柄握纹草图
