廣東工業(yè)大學(xué)CAD CAE(UG)課程設(shè)計報告

1、課 程 設(shè) 計課程名稱 CAD/CAE 綜合訓(xùn)練 題目名稱 飲水機加熱器CAD/CAE 綜合設(shè)計學(xué)生學(xué)院 _ 機電工程學(xué)院_ _專業(yè)班級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 _ _成績評定 教師簽名 2011 年 12 月 1 日廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目名稱飲水機零件參數(shù)化3D設(shè)計學(xué)生學(xué)院機電工程學(xué)院專業(yè)班級姓 名學(xué) 號一、課程設(shè)計的內(nèi)容1設(shè)計飲水機零件結(jié)構(gòu)模型；飲水機零件三維參數(shù)化、變量化實體模型；3在UG NX 6.0平臺上按國家機械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制工程圖。 二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1采用參數(shù)化實體建模技術(shù)，2通過變量、表達式和Associative Curve等建立圖素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，修改表達式

2、的值能實現(xiàn)零件的關(guān)聯(lián)變化；3要求使用12個Sketch建立輪廓截面；4建模過程中應(yīng)包含總數(shù)不少于15個特征操作（包括掃描特征、成型特征、參考特征以及特征編輯的操作）5要求零件工程圖紙嚴格按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，標(biāo)注尺寸、公差、粗糙度等技術(shù)要求；6要求單獨建立標(biāo)準(zhǔn)的帶標(biāo)題欄的圖框，通過插入圖樣的形式將圖框插入到零件的工程圖中；7說明書要求寫出建模和繪圖過程，最后要有設(shè)計總結(jié)和分析和答思考題。三、課程設(shè)計應(yīng)完成的工作1設(shè)計飲水機零件結(jié)構(gòu)；2建立飲水機零件三維參數(shù)化、變量化實體模型；3基于零件主模型，按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制零件工程圖；4編寫設(shè)計說明書。（按設(shè)計說明書的格式書寫）四、課程設(shè)計進程安排 序號設(shè)計各階段

3、內(nèi)容地點起止日期1學(xué)習(xí)、收集、整理資料大學(xué)城校區(qū)2擬訂零件結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計零件結(jié)構(gòu)草圖大學(xué)城校區(qū)3在平臺上建立零件3D參數(shù)化模型大學(xué)城校區(qū)64修改、完善零件3D模型大學(xué)城校區(qū)5繪制零件工程圖，標(biāo)注尺寸、公差等大學(xué)城校區(qū)6編寫設(shè)計說明書大學(xué)城校區(qū)7修改、完善設(shè)計內(nèi)容和說明書，整理、打印資料大學(xué)城校區(qū)五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻1. %B8%D5&order=sort_xtime_desc t _blank 榮建剛， HYPERLINK :/search.dangdang /book/search_pub.php?category=01&key2=%C8%D9%C1%A2%B7%E5&order=

4、sort_xtime_desc t _blank 榮立峰等. UG NX 6.0中文版入門與提高（配光盤）. 北京:ok/search_pub.php?category=01&key3=%C7%E5%BB%AA%B4%F3%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7&order=sort_xtime_desc t _blank 清華大學(xué)出版社. 2011-01. ISBN：9787302240358.2. %C6&order=sort_xtime_desc t _blank 銘卓設(shè)計編著. UG NX 6產(chǎn)品造型設(shè)計實例詳解（配光盤） 北京: HYPERLINK :/search.dang

5、dang /book/search_pub.php?category=01&key3=%C7%E5%BB%AA%B4%F3%D1%A7%B3%F6%B0%E6%C9%E7&order=sort_xtime_desc t _blank 清華大學(xué)出版社. 2009-03. ISBN：97873021906463. 中國機械工程學(xué)會等主編. 機械設(shè)計手冊(電子版)(含光盤1張). 北京:電子工業(yè)出版社. 2007-01. ISBN號： 978-7-121-03675-0. 定價：￥198元；;4. 洪如瑾等. UG NX4 CAD快速入門指導(dǎo). 北京:清華大學(xué)出版社. 2006-11. ISBN：7

6、30213524X. 5. UGS公司編. CAST 2009.發(fā)出任務(wù)書日期：2011 年 10 月 19 日 指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期： 2011 年 12 月 1 日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章：主管院長簽章：摘要：作為我國國民 HYPERLINK :/baike.baidu /view/20838.htm t _blank 經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟社會發(fā)展的重要依托， 制造業(yè)是我國經(jīng)濟增長的主導(dǎo)部門和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/152796.htm t _blank 經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。但是，我國現(xiàn)階段制造業(yè)重制造輕研發(fā)，技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱。而作為當(dāng)今應(yīng)

7、用最為廣泛的大型CAD/CAM集成化軟件之一的Unigraphice軟件（簡稱UG ），涵蓋了設(shè)計、分析、加工、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、過程管理等各種功能，為制造業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的全過程提供了良好的解決方案。本課程設(shè)計要完成的是家用飲水機零部件的設(shè)計、建模與圖紙制作等。關(guān)鍵字：飲水機、加熱器、建模、裝配、工程圖目錄模型零件結(jié)構(gòu)分析與總體設(shè)計方案 6建立飲水機加熱器三維參數(shù)化、變量化實體模型及其步驟6建立整個加熱器裝配模型及其步驟12繪制加熱器零件工程圖及其步驟18設(shè)計總結(jié)23思考題24參考文獻25 一、模型零件結(jié)構(gòu)分析與總體設(shè)計方案本課程設(shè)計要完成的是家用飲水機的核心部件加熱器的設(shè)計與建模。從組成的零件來看，飲水

8、機加熱器主要由一個空心圓柱體、一根內(nèi)部螺旋式加熱棒、若干個進出水開口和支座構(gòu)成。因此，我們首先要通過UG建模來完成加熱器各個小部件的三維參數(shù)化、變量化實體模型，然后再通過UG裝配來完成各個小部件的連接與裝配，進而得到加熱器的三位實體模型，另外還將給出建立過程的詳細步驟以及工程圖、裝配圖，最終得到整個飲水機加熱器的設(shè)計、建模與分析的總過程。二、建立飲水機加熱器三維參數(shù)化、變量化實體模型及其詳細步驟零件一：進水管 chukou1.prt打開UG軟件，新建一個UG NX 模型文件，以原點為起點，沿Z軸方向作長度為15mm的直線；點擊以直線為路徑作管道特征，橫截面內(nèi)外經(jīng)分別為12mm、11.5mm，完

9、成后點擊，隱藏路徑曲線；零件二：下管道 chukou2.prt1. 打開UG軟件，新建一個UG NX 模型文件，以原點為起點，沿Z軸方向作長度為30mm的直線；以直線為路徑作管道特征，橫截面內(nèi)外經(jīng)分別為12mm、，完成后點擊，隱藏路徑曲線；零件三：出氣口 chuqikong.prt打開UG，新建一個UG NX模型文件，以原點為起點，沿Z軸向作長為15mm的直線；點擊，以直線為路徑作管道特征，橫截面內(nèi)外經(jīng)分別為5mm、4.5mm，完成后點擊，隱藏路徑曲線；零件四：上蓋面 shanggai.prt1. 打開UG軟件，新建一個UG NX 模型文件，以原點為指定點，Z軸為矢量方向作直徑為75mm、高度

10、為的圓柱；2.按照步驟1再作兩個圓柱，分別以（0，0，0）和（0，20，0）為指定點作直徑分別為12mm、5mm的、高度均為的圓柱。零件五：底座 Lin dizuo.prt打開UG軟件，新建一個UG NX 模型文件，點擊作草圖，并在草圖上利用約束等特征完成如圖的圖形，并點擊拉伸草圖，距離為0.5mm， 2.點擊長方體特征，在垂直于步驟1的平面作兩個長方體特征，然后再垂直于該長方體再作另一個長方體，如圖：在長方體上打兩個直徑為3mm、深度為的孔；4.使用鏡像特征，【插入】【關(guān)聯(lián)特征】【鏡像特征】，以步驟3的兩個孔為特征、以平分兩豎平面的平面為對稱面，得到另外兩個對稱的孔；對，各長方體連接處和四個

11、角倒圓角，Radius=3mm或Radius=1mm，如圖： 零件六：桶身 tongt.prt1. 打開UG軟件， 新建一個UG NX 模型文件，以原點為指定點、Z軸為矢量方向，作直徑為76mm、高度為130mm的圓柱；2.對圓柱抽殼，移除上表面、厚度為；3.在已經(jīng)抽殼的大圓柱上再作三個小圓柱與其進行布爾減運算，如圖：軸矢量為 Y，指定點為（0，0，20），直徑7mm，高度30mm，布爾求差；軸矢量為 Y，指定點為（0，0，55），直徑7mm，高度30mm，布爾求差；軸矢量為 Z，指定點為（0，0，8），直徑12mm，高度30mm，布爾求差； 零件七：貼片 tiepian2.prt1. 打開U

12、G軟件，新建一個UG NX 模型文件，作草圖并在草圖上利用約束等特征完成如圖的圖形，并點擊拉伸草圖，拉伸距離為50mm； 2.在毛胚件上分別作三個圓柱并與毛胚體求布爾減運算，如圖；3.以上一步驟所作的三個孔作鏡像特征，【插入】【關(guān)聯(lián)特征】【鏡像特征】，再點擊對，并倒圓角Radius=3mm。 零件八：加熱棒 bang.prt1. 打開UG軟件，新建一個UG NX 模型文件，以原點為指定點，點擊作螺旋線，參數(shù)如下： 2.再畫草圖，選定作圖平面為螺旋線的其中一端與Z軸垂直的平面，在此平面上作兩反向相切圓弧，并通過約束、尺寸標(biāo)注來作圖： 3.同理，再在螺旋線另一端點所在的與Z軸垂直的平面上，做與步驟

13、2相應(yīng)的兩反向相切圓弧，同樣是通過約束來保證圖線要求； 4.由上步驟，通過對圖線的剪切、修改等，得到如下曲線：5. 點擊特征，以上面步驟曲線為特征，外徑為12mm，并設(shè)置內(nèi)經(jīng)為0，即可使所得管道為實心管，完成飲水機加熱棒的雛形，再點擊加以倒圓角（Radius=2mm;）、點擊隱藏路徑曲線等，就得到三維實體模型： 三、建立整個加熱器裝配模型及其詳細步驟 裝配一：加熱器裝配前準(zhǔn)備 1.新建一個裝配文件，單位為毫米，命名為 assembly.prt，保存好后進入裝配界面 ，2. 進入裝配界面后，要先確定主裝配零件，在左下角點擊【添加組件】，在對話框里再點擊，就可看到組件預(yù)覽，調(diào)入零件桶身 tongt

14、.prt，并在【放置】選項中選擇【絕對原點】，即可確定主裝配零件； 裝配二：裝配內(nèi)部加熱棒 1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件加熱棒 bang.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； 2.在【裝配約束】對話框中選擇，然后分別在【組件預(yù)覽】和主裝配圖中點擊兩個對象，再重復(fù)做一次讓加熱棒另一端也與圓筒出口壁接觸； 3. 在【裝配約束】對話框中選擇，然后分別在【組件預(yù)覽】和主裝配圖中點擊螺旋線中心和圓筒中心兩個對象，確定即可完成加熱棒與桶身的裝配；裝配三：底座與桶身的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件底座 L

15、in dizuo.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； ，點擊組件的頂面和主裝配圖的底面，再點擊，點擊組件的頂面圓孔和主裝配圖的底面出水口，確定，即可完成底座與桶身的裝配； 裝配四：出水管與桶身的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件出水口 chukou2.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； 2. 選擇，點擊組件的管身表面和主裝配圖的底面出水口的壁，點擊，點擊組件的橫截面和主裝配圖的底面出水口的內(nèi)表面，確定，即可完成底座與桶身的裝配；裝配四：圓筒蓋子與桶身

16、的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件蓋子 shanggai.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； 2. 選擇，點擊組件的邊緣表面和主裝配圖桶身的內(nèi)壁，點擊，點擊組件的上表面和主裝配圖的橫截面，按確定，即可完成底座與桶身的裝配； 裝配五：出氣管與桶身的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件出氣管chuqikong.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； 2. 選擇，點擊組件的外表面和主裝配圖上蓋出氣孔的內(nèi)壁，點擊，點擊組件的橫截面和主裝配圖的上

17、蓋內(nèi)壁，按確定，即可完成底座與桶身的裝配； 裝配六：進水管與桶身的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件進水管chukou1.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽； 2. 選擇，點擊組件的外表面和主裝配圖上蓋進水孔的內(nèi)壁，點擊，點擊組件的橫截面和主裝配圖的上蓋內(nèi)壁，按確定，即可完成底座與桶身的裝配； 裝配六：貼片與桶身的裝配1. 在左下角點擊，在對話框里再點擊，調(diào)入零部件貼片tiepian.prt，并在【放置】中選擇【通過約束】，點擊確定或應(yīng)用，頁面自動彈出【裝配約束】對話框和組件預(yù)覽；2. 選擇，點擊組件的圓弧形表面和

18、主裝配圖桶身外表面，點擊，點擊組件的橫截面和主裝配圖的上蓋內(nèi)壁，按確定，即可完成底座與桶身的裝配； 裝配至此，完成所有飲水機加熱器零部件的裝配，隱藏坐標(biāo)軸和裝配約束后得到完整的飲水機加熱器的三維實體裝配模型，并附上裝配爆炸圖： 四.繪制加熱器零件工程圖及其步驟作加熱器桶身的工程圖 1.打開加熱器桶身文件界面，點擊選擇【制圖】，自動出現(xiàn)如下工作表，選擇【標(biāo)準(zhǔn)尺寸】，和以及，出現(xiàn)基本視圖對話框，如下： 2.在【基本視圖】對話框選擇和，通過光標(biāo)選擇基本視圖在圖紙中的位置，分別作出正視圖和俯視圖； ，出現(xiàn)，在圖紙上選擇點擊主視圖框圖，界面自動彈出半剖視圖的對話框，并在圖紙中顯示了剖切線，隨光標(biāo)移動：4

19、.在【半剖視圖】對話框點擊，選擇剖切面，并用光標(biāo)在圖紙點擊選擇，然后拉動光標(biāo)選擇左視圖的半剖圖，如下：5.由于該零件在外圓表面打有兩個小孔，故可在基本視圖的基礎(chǔ)上再來張局部放大圖來放大細節(jié)部分，點擊【插入】【視圖】【局部放大圖】，出現(xiàn)對話框：利用光標(biāo)選擇要放大的區(qū)域， 6.至此，已經(jīng)將主視圖、左視圖、俯視圖畫出來了，接著就是尺寸標(biāo)注了，點擊，通過光標(biāo)選擇兩點或直線，標(biāo)注水平尺寸。同理，標(biāo)注豎直尺寸等；7.標(biāo)注形位公差，【插入】【特征控制符】，出現(xiàn)特征控制框，選擇，利用光標(biāo)點擊俯視圖的兩個圓，設(shè)置同軸度要求為，同理，選擇標(biāo)注對稱度要求； 8.標(biāo)注表面粗糙度，先將環(huán)境變量UGII_SURFACE_

20、FINISH由OFF改為ON后，在【插入】/【符號】子菜單就有【表面粗糙度符號】命令，點擊會彈出對話框，選擇所需符號類型，并輸入或選擇符號文本參數(shù)，設(shè)置參數(shù)單位為微米，用光標(biāo)在圖紙上選擇位置，即可標(biāo)注表面粗糙度； 新建一文件，進入制圖模塊，選擇A3大小的圖紙，使用繪圖工具繪制出圖紙框； 鼠標(biāo)左鍵雙擊表格，自動彈出輸入文本路徑，輸入文本后按回車健填入文本，再右鍵調(diào)出【注釋樣式】對話框，選擇合適大小，選擇【chinesef】，確定后即可完成輸入表格文本； 10.插入文本： 選擇【插入】/【注釋】命令的按鈕，打開【注釋】對話框，單擊【樣式】打開對話框，設(shè)置好參數(shù)如圖，單擊【確定】，在【注釋】對話框輸

21、入“技術(shù)要求”，如圖； 在【注釋】對話框輸入文本，并把文本放在合適位置，輸入文本如下“ 1.經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。2.不允許存在有損于使用的裂紋、孔洞等鑄造缺陷。3.必須經(jīng)過密封性試驗?！?11.經(jīng)過對整體的布局與問題檢查修改，完成加熱器桶身工程圖的繪制全過程，如圖： 我們這一個小組做的是家用飲水機的UG三維實體模型，在小組討論過后，我主要負責(zé)的是飲水機內(nèi)部的加熱器的設(shè)計。我的課程設(shè)計安排與過程如下：階段設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止日期1組建小組成員、學(xué)習(xí)、收集、整理資料宿舍2小組討論決定方案并劃分個人任務(wù)，擬定零件結(jié)構(gòu)方案，設(shè)計零件結(jié)構(gòu)草圖圖書館3在平臺上建立零件3D參數(shù)化模型宿舍4修改、完善零件3D模型宿

22、舍5繪制零件工程圖，標(biāo)注尺寸、公差等宿舍6編寫設(shè)計說明書宿舍7修改、完善設(shè)計內(nèi)容和說明書，整理、打印資料宿舍 、建立飲水機加熱器三維參數(shù)化、變量化實體模型及其詳細步驟；、建立整個加熱器裝配模型及其詳細步驟；、繪制加熱器零件工程圖及其詳細步驟。 由于我的設(shè)計任務(wù)加熱器在整個飲水機的裝配中還要與底板通過螺釘連接、與機身通過塑料管道連接，因此我的設(shè)計尺寸必須與其他部件相配合，而我們是通過小組討論、多次改進等方法使其得以實現(xiàn)。 通過此次課程設(shè)計，我基本掌握了UG NX 6.0的CAD/CAE基本應(yīng)用,掌握了其中的曲線功能、草圖功能、實體建模功能、曲面功能、裝配功能和工程圖功能，同時培養(yǎng)了團隊協(xié)作能力、

23、創(chuàng)新能力等，受益匪淺。不足之處是我仍然還不夠熟悉UG系統(tǒng)的操作與設(shè)計，技術(shù)技巧還有很多的提升空間，以后我將更加努力地去學(xué)習(xí)這個軟件。1.草圖中的約束是什么？約束一般有哪些類型？答：.UG草圖約束就是用來對草圖對象進行精確約束控制以反映設(shè)計意圖的工具。約束一般分為尺寸約束和幾何約束兩大類。.尺寸約束是限制草圖幾何對象的大小和形狀，也就是在草圖上標(biāo)注尺寸，并設(shè)置尺寸注明線的形式與尺寸，通過限制下圖8種尺寸標(biāo)注方式來約束草圖： 水平尺寸約束、豎直約束、平行約束、垂直約束、成角度約束、直徑約束、半徑約束、周長約束。 .幾何約束用于定義草圖對象的幾何特性和草圖對象之間的相互關(guān)系。幾何約束包括“手動幾何約束”和“自動幾何約束”兩種方式： 在進行手動幾何約束時，選擇不同的曲線，在“約束”對話框中會顯示出不同的約束類型，各種約束類型的意義如下： 使用自動幾何約束功能，系統(tǒng)會首先分析當(dāng)前草圖中的圖形，然后在可以添加約束的地方自動添加相應(yīng)的約束，可以同時設(shè)置多個約束。 2.請描述創(chuàng)建全剖視圖的