第10章綜合實例

（時間：3次課，6學時）第10章綜合實例

教學目標：本章使用綜合實例介紹UGNX4的建模過程和思路、生成工程圖、制造模塊的功能和應用，對實例進行詳細的步驟講解。主要內容有建模過程和思路、生成工程圖、零件的加工等。使讀者對UGNX4的建模工具、工程圖、裝配、加工模塊的運用達到一定的熟練程度。第10章綜合實例

教學重點和難點：建模過程和思路、生成工程圖、裝配、零件的加工應用等。第10章綜合實例

案例導入：

本章通過實例完成如圖10-1所示的勺子建模、工程圖、模具設計和模具加工等。勺子建模主要使用草圖設計、相關基準面、特征建模、曲面設計和從片體到實體的思路。圖10-1勺子效果圖10.1建模設計10.2工程圖10.3模具設計10.4模具的加工10.5實訓第10章綜合實例

10.1建模設計10.1.1建模的初始設置10.1.2設計草圖10.1.3曲線及相關草圖設計10.1.4曲面設計10.1.5實體建模設計10.1建模設計

本實例的制作過程是先進行勺子的輪廓曲線平面投影的草圖設計，然后使用曲線的組合投影工具生成勺子的輪廓曲線，在此基礎上進行曲面設計，生成勺子的輪廓曲面，再利用曲面生成實體。本實例主要使用草圖設計、相關基準面的建立、建立曲線和曲線編輯工具、特征建模和曲面設計、從片體到實體的思路。10.1.1建模的初始設置1.新建部件文件

在菜單欄中選擇【文件】→【新建】命令，在彈出的【新建部件文件】對話框中，設置【文件名】為“spoon”，【單位】為【毫米】，如圖10-2所示。圖10-2【新建部件文件】對話框

10.1.1建模的初始設置2.設置距離公差值

由【起始】菜單進入建模模塊，設置距離公差值。在菜單欄中選擇【首選項】→【建模】命令，在彈出的【建模首選項】對話框中，將【距離公差】設置為“0.00001”。如圖10-3所示。圖10-3【建模首選項】對話框10.1.1建模的初始設置3.創建基準面和基準軸用圖層設置工具設61層作為工作圖層，創建三個固定的基準面和三根固定的基準軸。10.1.2設計草圖1.繪制草圖1(1)21層為工作圖層，選擇XC-YC平面作為草圖構圖平面，水平軸為XC，把其余坐標面和ZC軸隱藏。選中要隱藏的坐標面和坐標軸，右擊彈出快捷菜單，選擇【隱藏】命令。如圖10-6所示。圖10-6基準平面和基準軸的隱藏操作

10.1.2設計草圖(2)在菜單欄中選擇【插入】→【草圖】命令或單擊【成形特征】工具條中的【草圖】按鈕，用默認選項，單擊彈出草圖輔助工具條中的【確定】按鈕，進入草圖狀態。(3)作出如圖10-7所示的草圖1。圖10-7草圖1的組成10.1.2設計草圖2.繪制草圖2(1)作輔助的基準面62層作為工作圖層，單擊【特征操作】工具條中的【基準平面】按鈕，在彈出的【基準平面】對話框中單擊【自動判斷的平面】按鈕，選中XC-YC基準面，在【偏置】文本框中輸入偏置距離為“-8”。如圖10-11所示。單擊【確定】按鈕，創建一距離XC-YC平面為-8的輔助的基準面。圖10-11創建輔助基準面

10.1.2設計草圖(2)設22層作為工作圖層，隱藏XC-YC平面，選輔助基準面作草圖作圖平面，XC軸作水平軸，單擊確定進入草圖模式。如圖10-12所示。圖10-12選輔助基準面為草圖作圖平面

10.1.2設計草圖(3)作出如圖10-13所示的草圖2。草圖2的幾何約束如下。A1、A6的圓心約束在基準軸YC上。A2與A3、A4與A5等半徑約束。A2與A1、A4相切約束，A3與A1、A5相切約束，A6與A4、A5相切約束。圖10-13草圖2

10.1.2設計草圖3.繪制草圖3(1)為了得到關聯性輸出，用剖面的命令求出與圓弧R10、R6和R2.5的三個相關點。(2)23層作為工作圖層，61層為可選圖層，其余關閉或鎖定。進入草圖狀態，選YC-ZC為草圖作圖平面，作出如圖10-20所示的草圖3。10.1.2設計草圖圖10-20草圖3的組成

10.1.3曲線及相關草圖設計將平面曲線變為空間曲線。1.合并曲線使42層作為工作圖層，在菜單欄中選擇【插入】→【來自曲線集的曲線】→【合并】命令或單擊【曲線】工具條中的【合并】按鈕，在彈出的【選擇意圖】工具條中選擇【單個曲線】選項，依次選擇1～9段曲線，如圖10-22所示，在彈出的【合并曲線】對話框中如圖10-23所示進行設置，把9段單段曲線合并一條曲線，即曲線一。10.1.3曲線及相關草圖設計圖10-22合并曲線一

10.1.3曲線及相關草圖設計2.用組合投影，把平面曲線變為空間曲線(1)將43層設為工作圖層，單擊【曲線】工具條中的【組合投影】按鈕，在彈出的【組合投影】對話框中，參數設置如圖10-25所示。在【選擇步驟】選項區中，單擊【第一曲線串】按鈕，在圖形窗口選擇曲線一為第一曲線串，右擊鼠標進入【第二個曲線串】選項區按鈕，在圖形窗口選擇曲線二為第二曲線串，右擊鼠標進入【第一投影矢量】按鈕，在圖形窗口選擇第一投影矢量為＋ZC軸，右擊鼠標進入【第二投影矢量】按鈕，在圖形窗口選擇第二投影矢量為＋XC軸，單擊【確定】按鈕生成兩段空間曲線。(2)用同樣的操作，第一曲線串和第二曲線串的選擇，選擇第一投影矢量為＋ZC軸，選擇第二投影矢量為＋XC軸，生成另兩段空間曲線。(3)單擊【曲線】工具條中的【合并】按鈕，把該兩段曲線合并為一段曲線。10.1.3曲線及相關草圖設計3.繪制草圖4(1)設44層作為工作圖層，61層和22層為可選圖層，用【剖面】命令作出四個截面點。單擊【曲線】工具條中的【剖面曲線】按鈕，在彈出的【剖面曲線】對話框中，【過濾器】選擇【曲線】，剖面對象選擇如圖10-28箭頭所示的曲線，剖截平面選XC-ZC基準平面，單擊【確定】按鈕，求出四個截面點P1、P2、P3和P4。(2)24層作為工作圖層，61層和44層為可選圖層，單擊【成形特征】工具條中的【草圖】按鈕進入草圖模式，選擇XC-ZC作為草圖構圖平面。10.1.3曲線及相關草圖設計4.編輯草圖3(1)編輯草圖3，23層為工作圖層，61層為可選層，雙擊草圖3，進入草圖3進行編輯。(2)過參考線作輔助基準面(3)設45層為工作圖層，單擊【曲線】工具條中的【剖面曲線】按鈕作出輔助基準面與勺子柄上的三個相交點。剖面對象選擇如圖10-38所示的曲線，剖截平面選擇輔助的基準面，單擊【應用】按鈕，求出三個截面點。10.1.3曲線及相關草圖設計5.繪制草圖5(1)設25層作為工作圖層，63層和45層進入草圖狀態，選輔助基準面作草圖的構圖平面，水平軸選取如圖10-39所示。(2)作出如圖10-40所示的草圖5。(3)給草圖添加尺寸約束，如圖10-41所示。圖10-41草圖5的尺寸約束

10.1.4曲面設計1.橋接曲線設47層作為工作圖層，在菜單欄中選擇【插入】→【來自曲線集的曲線】→【橋接】命令或單擊【曲線】工具條中的【橋接曲線】按鈕，在彈出的【橋接曲線】對話框中設置參數如圖10-42所示。分別選擇第一曲線和第二根曲線，單擊【確定】按鈕，完成了曲線的橋接，如圖10-43所示。10.1.4曲面設計圖10-42【橋接曲線】對話框

圖10-43橋接曲線10.1.4曲面設計2.編輯建模特征順序(1)把橋接曲線放在44圖層的剖面曲線操作的前面。(2)在【排在前面】的子菜單中，選擇在44圖層中的剖面曲線操作“SectionCurves(21)”或選擇子菜單中的【更多】命令，在彈出的【排在特征前】對話框中選擇“SectionCurves(21)”，單擊【應用】按鈕，把曲線的橋接操作放在剖面曲線操作之前。(3)編輯截面點。在菜單欄中選擇【編輯】→【特征】→【使用回滾編輯】命令或單擊【編輯特征】工具條中的【帶回滾的編輯】按鈕，在彈出的【帶回滾的編輯】對話框中選擇“SectionCurves(15)”選項，單擊【確定】按鈕，進入“編輯截取曲線特征”的對話框，在剖面對象中選取橋接曲線，把橋接曲線加入到剖面曲線中，單擊【確定】按鈕或右擊，剖截平面是XC-ZC平面，單擊【確定】按鈕，退出編輯狀態，把原來的四個截面點修改為五個截面點。10.1.4曲面設計3.作網格面(1)81層作為工作圖層，在菜單欄中選擇【插入】→【網格曲面】→【通過曲線網格】命令或單擊【曲面】工具條中的【通過曲線網格】按鈕，彈出通過【曲線網格】對話框。(2)選擇主線串。分別選擇主線串1、主線串2和主線串3。(3)選擇交叉線串。分別選擇交叉線串1、交叉線串2、交叉線串3和交叉線串4。(4)單擊【確定】按鈕，生成網格曲面。10.1.5實體建模設計1.拉伸草圖12.修剪3.抽殼4.倒圓角10.2工程圖10.2.1工程圖預設置10.2.2創建視圖10.2.3標注尺寸10.2.4繪制標準圖框10.2.1工程圖預設置1.新建工程圖(1)打開上節所繪制的勺子實體圖，單擊【起始】菜單條中的【制圖】命令，彈出【插入圖紙頁】對話框，如圖10-68所示。其默認的文件名為“SH1”。(2)在彈出的【插入圖紙頁】對話框中，設置圖紙大小為“A4－210×297”，【比例】為“1∶1”，【單位】為【毫米】，投影角為【第一象限投影】，各項設置如圖10-68所示，單擊【確定】按鈕完成新圖紙設定，進入二維圖紙繪制環境。10.2.1工程圖預設置圖10-68【插入圖紙頁】對話框

10.2.1工程圖預設置2.工程圖參數預設置(1)在菜單欄中選擇【首選項】→【制圖】菜單項命令，彈出【制圖首選項】對話框，選擇【視圖】選項卡，取消勾選【顯示邊界】復選框。單擊【確定】按鈕，關閉對話框。(2)在菜單欄中選擇【首選項】→【視圖】命令，彈出【視圖首選項】對話框，選擇【可見線】選項卡，將顏色改為黑色。參數設置完成后單擊【確定】按鈕，關閉對話框。(3)在菜單欄中選擇【首選項】→【剖切線】命令，彈出【剖切線首選項】對話框。參數設置完成后單擊【確定】按鈕，關閉對話框。10.2.1工程圖預設置(4)在菜單欄中選擇【首選項】→【注釋】命令，彈出【注釋首選項】對話框，選擇【文字】選項卡，設置完成后單擊【確定】按鈕，關閉對話框。(5)在菜單欄中選擇【首選項】→【查看標簽】命令，彈出【視圖標簽首選項】對話框，單擊【剖面】按鈕，設置完成后單擊【確定】按鈕，關閉對話框。10.2.2創建視圖1.創建基本視圖(1)單擊【圖紙布局】工具條中的【基本視圖】按鈕，彈出輔助工具欄，視圖方向采用系統默認的【俯視圖】，比例大小設置為“1∶1”，如圖10-74所示。(2)在屏幕上指定視圖的放置位置，單擊將視圖放下，如圖10-75所示。10.2.2創建視圖2.創建剖視圖(1)單擊【圖紙布局】工具條中的【剖視圖】按鈕，首先選擇父視圖，將鼠標移動到剛創建的視圖上，單擊，則選擇了該視圖作為父視圖。(2)定義剖切位置，單擊【捕捉點】工具條中的【點構造器】按鈕，彈出【點構造器】對話框，設置基點坐標為(0，0，0)，單擊【確定】按鈕。(3)水平移動鼠標至合適位置，單擊，繪制出如圖10-77所示的剖視圖。(4)在【圖紙布局】工具條中單擊【剖視圖】按鈕，首先選擇父視圖，將鼠標移到第一個創建的視圖，單擊，則選擇了該視圖作為父視圖。10.2.2創建視圖(5)定義剖切位置，單擊【捕捉點】工具條中的【點構造器】按鈕，彈出【點構造器】對話框，設置基點坐標為(0，0，0)，單擊【確定】按鈕。(6)垂直移動鼠標至合適位置，單擊，繪制出如圖10-78所示的剖視圖。(7)將鼠標移到字母“B－B”上單擊，然后按住鼠標左鍵不放拖動字母B－B至合適的位置，同樣的操作對字母A－A，最后的視圖如圖10-79所示。10.2.3標注尺寸1.標注尺寸參數預設置在菜單欄中選擇【首選項】→【注釋】命令，彈出【注釋首選項】對話框，分別選擇【直線/箭頭】和【尺寸】選項卡，參數設置如圖10-80和圖10-81所示，設置完成后單擊【確定】按鈕，關閉對話框。10.2.3標注尺寸圖10-80【直線/箭頭】選項卡

圖10-81【尺寸】選項卡10.2.3標注尺寸2.標注視圖尺寸(1)標注主視圖尺寸(2)標注剖視圖A－A的尺寸，最后如圖10-87所示。(3)標注剖視圖B－B的尺寸，最后如圖10-88所示。(4)最后標注出如圖10-89所示的角度尺寸。10.2.4繪制標準圖框1.繪制標準圖框

單擊【曲線】工具條中的【直線】按鈕，繪制標準圖框，并單擊【文本】按鈕，彈出【文本】對話框，在標準圖框加入文字，最后的工程圖如圖10-90所示。2.用【全部保存】命令存盤圖10-90繪制標準圖框

10.3模具設計10.3.1建立裝配文件10.3.2創建分型面部件10.3.3創建型芯和型腔部件10.3.1建立裝配文件

1.新建文件夾和裝配文件新建文件夾spoon_mould。新建文件，【文件名】為“spoon_mould”，【單位】為【毫米】。在【起始】菜單中進入【裝配】模塊，打開【裝配導航器】窗口。10.3.1建立裝配文件

2.添加勺子到裝配中單擊【裝配】工具條中的【添加現有部件】按鈕，把勺子加入新建的裝配模型中，參數選擇如圖10-91所示。圖10-91添加勺子進裝配文件

10.3.2創建分型面部件(1)在【裝配導航器】窗口雙擊“spoon_mould”，使頂層“spoon_mould”成為工作圖層。(2)在菜單欄中選擇【裝配】→【組件】→【創建新組件】命令創建分型面文件，文件名為“spoon_parting”。(3)在菜單欄中選擇【文件】→【全部保存】命令存盤。(4)將分型面文件變為工作部件，單擊【裝配】工具條中的【WAVE幾何鏈接器】按鈕，彈出【WAVE幾何鏈接器】對話框，單擊【體】按鈕，然后選取“spoon_shrink”作為連接的對象。不打時間標記。單擊【確定】按鈕。用wave方式將spoon_shrink中的勺子wave過來。(5)把spoon_shrink中的替換引用集變成空的。10.3.3創建型芯和型腔部件1.創建裝配目錄

將頂層“spoon_mould”變成工作部件，在菜單欄中選擇【裝配】→【組件】→【創建新組件】命令創建一個文件，文件名分別為“spoon_core”(型芯部件)和“spoon_cavity”(型腔部件)。2.設計分型面(1)在【裝配導航器】窗口中右擊“spoon_parting”，在彈出的快捷菜單中選擇【轉為顯示部件】命令，使其成為顯示部件。進入【建模】模塊。(2)設2層作為工作圖層，做毛坯。單擊【曲線】工具條中的【矩形】按鈕畫矩形，兩點坐標分別為(-30，-100，0)、(30，40，0)。10.4模具的加工10.4.1加工spoon_cavity

10.4.2加工spoon_core

10.4.1加工spoon_cavity

1.新建文件夾(1)新建文件夾spoon_cam。將文件夾“spoon_mould”下的文件“spoon_cavity”和“spoon_core”復制到文件夾“spoon_cam”下。(2)打開文件。打開文件夾“spoon_cam”下的文件“spoon_cavity”。(3)進入【建模】模塊。在【起始】菜單中選擇【建模】命令。(4)繪制毛坯。單擊【曲線】工具條中的【矩形】按鈕，兩點坐標分別為(-30，-100，-50)、(30，40，-50)。單擊【成形特征】工具條中的【拉伸】按鈕，拉伸矩形，在彈出的【拉伸】對話框中，【起始】值設置為“0”，【結束】值設置為“100”，單擊菜單命令【編輯】→【對象顯示】，選中毛坯，單擊【確定】按鈕，在彈出的【編輯對象顯示】對話框中【透明度】選項中，拉動滑尺把其值設為“50”，將其改成半透明，透明度設為50%此半透明實體為要加工的毛坯。10.4.1加工spoon_cavity

2.進入加工環境在【起始】菜單中選擇【加工】命令，彈出【加工環境】對話框，如圖10-106所示，【CAM會話配置】設置為【cam_general】，【CAM設置】設置為【mill_contour】，單擊【初始化】按鈕。圖10-106【加工環境】對話框

10.4.1加工spoon_cavity

3.創建刀具

(1)單擊【加工創建】工具條中的【創建刀具】按鈕，彈出【創建刀具】對話框，如圖10-107所示，單擊【MILL(平刀)】按鈕，【名稱】設置為“D16”，單擊【確定】按鈕。(2)彈出【MillingTool-5Parameters(5參數銑刀)】對話框，如圖10-108所示，球刀【直徑】設置為“16”，【刃數】設置為“3”，單擊【確定】按鈕。(3)單擊【加工創建】工具條中的【創建刀具】按鈕，彈出如圖10-107所示的對話框，單擊【BALL_MILL(球刀)】按鈕，【名稱】設置為“R8”，單擊【確定】按鈕。彈出【MillingToll-BallMill(球刀)】對話框，如圖10-109所示設置刀具參數，單擊【確定】按鈕。10.4.1加工spoon_cavity

(4)單擊【加工創建】工具條中的【創建刀具】按鈕，彈出如圖10-107所示的對話框，單擊【BALL_MILL(球刀)】按鈕，【名稱】設置為“R2”，單擊【確定】按鈕。球刀【球直徑】設置為“2”，【長度】設置為“16”，【刃口長度】設置為“7”，【刃數】為“4”，單擊【確定】按鈕。(5)單擊【操作導航器】工具條中的【機床視圖】按鈕，打開【操作導航器】窗口，就可以看到創建了三把刀，如圖10-110所示。10.4.1加工spoon_cavity

4.創建幾何體(1)單擊【操作導航器】工具條中的【幾何視圖】按鈕，打開【操作導航器】窗口，單擊

前的“＋”，顯示當前坐標系下的幾何體，雙擊“WORKPIECE”，彈出【MILL_GEOM(銑削幾何體)】對話框，如圖10-111所示。(2)在【幾何體】選項區中單擊【部件】按鈕，單擊【選擇】按鈕，彈出【工件幾何體】對話框，然后在圖形窗口選擇零件作為部件，單擊【工件幾何體】對話框中的【確定】按鈕，完成對部件的設定，返回【MILL_GEOM(銑削幾何體)】對話框，如圖10-111所示。(3)在【幾何體】選項區中單擊【隱藏】按鈕，單擊【選擇】按鈕，彈出【毛坯幾何體】對話框，然后在圖形窗口選擇拉伸的毛坯作為部件，單擊【工件幾何體】對話框中的【確定】按鈕，完成對毛坯的設定，返回【MILL_GEOM(銑削幾何體)】對話框，單擊【確定】按鈕，完成全部幾何體的設定。10.4.1加工spoon_cavity

5.創建操作

(1)粗加工。(2)半精加工。(3)精加工。10.4.2加工spoon_core1.進入加工環境(1)打開文件。打開文件夾“spoon_cam”中的文件“spoon_core”。(2)進入建模模塊。選擇