任务1.2 认识建模环境——小轮组零件建模

任务分析

本任务通过小轮组零件的建模，帮助用户熟悉UG NX 12.0的建模环境，学习建模环境中的重要命令，主要包括以下内容。

❑UG NX 12.0的用户界面和基本操作方法。

❑在建模环境下创建简单的零件模型。

❑能够利用模板新建部件。

❑熟悉“建模环境”界面，创建一个简单的实体部件。

设计任务如图1-15所示，小轮组包括支架、轮轴、小轮和连接轴四个零件。

1.2.1 小轮建模

小轮模型需要依次完成以下三个建模特征：圆柱体→孔→倒角，如图1-16所示。

1.启动UG NX 12.0并新建一个部件

1）选择【开始】/【程序】/【SIEMENS NX 12.0】/【NX 12.0】，或者双击桌面上的图标，启动软件。UG NX 12.0第一次启动时不会自动创建任何部件，需要用户新建或者打开文件。

注意：UG NX的标准部件文件类型为“*.prt”，且主要应用模块的文件扩展名均一致。有时为了区分，可以在文件名上添加后缀来表示不同类型的部件，如“_asm”表示装配部件，“_drf”表示制图部件，“_mfe”表示加工部件等。

2）首先在D盘根目录下新建“小轮组”文件夹，单击“新建”按钮或者选择【菜单】/【文件】/【新建】命令，弹出“新建”对话框，“单位”选择“毫米”，“名称”为“小轮.prt”，“文件夹”为“D：\小轮组\”，单击“确定”按钮，如图1-17所示。

注意：此处可以选择新建对象的类型，如“模型”“图纸”“仿真”等，默认为“模型”。

2.在建模环境中创建小轮模型

1）创建圆柱体：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令，弹出“圆柱”对话框，在“尺寸”栏输入“直径”为120，“高度”为50，其余使用系统默认设置，单击“确定”按钮，完成圆柱体的创建，如图1-18所示。

2）创建孔特征：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【孔】命令，或者直接在“主页”选项卡“特征”面板中单击“孔”按钮，弹出“孔”对话框。在“尺寸”栏输入“直径”为20，“深度限制”选择“贯通体”。检查点捕捉工具中圆心点按钮已经激活，选择图1-19所示边线，当光标置于边上时，圆心显示为球状，表示已经选中需要选择的点。其余选项接受软件默认设置，单击“确定”按钮完成孔的创建。

3）创建边倒斜角：选择【菜单】/【插入】/【细节特征】/【倒斜角】命令，弹出“倒斜角”对话框，如图1-20所示。确认“横截面”为“偏置和角度”，“距离”设为5，“角度”设为45°，选择圆柱体两端的边线，单击“确定”按钮，完成倒斜角。

4）保存文件：单击“保存”按钮，或者选择【文件】/【保存】/【保存】命令，文件将按照新建时的设置进行保存。

3.控制部件的显示

为了更好地观察设计完成的部件，可以旋转、平移、放大/缩小部件，或者改变部件的外观、改变部件的渲染特性。

UG NX 12.0提供了多种控制部件显示的方法，上边框条中的部分按钮可以用于控制部件的旋转、平移和缩放，也可以利用快捷键和右键快捷菜单来执行这些操作。

1）旋转视图：单击“旋转”按钮→在工作区中按住MB1并移动光标→单击MB2关闭旋转模式。

2）使用鼠标按键旋转视图：在工作区中按住MB2并移动光标。

3）按<End>键，视图定向到“正等测图”；按<Home>键，视图定向到“正三轴测视图”；<F8>键为定向到最近的正交视图或选定的平面视图。

4）平移视图：单击“平移”按钮→按住MB1并移动光标→释放鼠标按键→单击MB2关闭平移功能。

5）使用鼠标平移视图：按住MB2和MB3并移动光标→释放鼠标按键。

6）缩放视图：前后滚动MB2可以对视图进行缩放，同时按下MB1和MB2并移动光标或同时按住<Ctrl>键和MB2移动光标，可以对视图进行动态缩放。

7）窗口缩放：单击“缩放”按钮→按住MB1并拖拽一个矩形→释放鼠标按键，系统将矩形框内的内容显示到全屏幕。

8）单击“适合窗口”按钮，系统切换所有部件到全屏显示。

9）改变部件的外观：选择【菜单】/【编辑】/【对象显示】命令或者单击“视图”选项卡“可视化”面板上的“编辑对象显示”按钮，弹出“类选择”对话框，如图1-21a所示，选择小轮模型，弹出“编辑对象显示”对话框，如图1-21b所示。在“编辑对象显示”对话框中单击“颜色”方框，弹出“颜色”对话框，如图1-21c所示。选择一种颜色，单击“确定”按钮，完成部件颜色的修改。用户也可以使用快捷键<Ctrl+J>来调用该功能，改变小轮的颜色。

10）改变部件的渲染特性：系统默认使用“带边框着色模式”，单击按钮右侧的黑色三角形可以改变部件的渲染特性。小轮的静态线框、带边着色、带有隐藏边的线框显示结果如图1-22所示。

用户可以根据以上10个步骤在创建好的小轮上进行操作，加强对控制部件显示命令的应用熟练程度。

1.2.2 连接轴和轮轴建模

1.连接轴的建模

1）创建文件：单击“新建”按钮，或者选择【菜单】/【文件】/【新建】命令，弹出“新建”对话框，“单位”选择“毫米”，“名称”为“连接轴.prt”，“文件夹”为“D：\小轮组\”，单击“确定”按钮。

2）创建圆柱体：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令，弹出“圆柱”对话框，在“尺寸”栏输入“直径”为30，“高度”为80，其余使用系统默认设置。单击“确定”按钮，完成圆柱体的创建。

3）创建另一圆柱体：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令，弹出“圆柱”对话框，在“尺寸”栏输入“直径”为20，“高度”为130，“布尔”选择“合并”，其余使用系统默认设置。单击“确定”按钮，完成连接轴的创建，如图1-23所示。

4）边倒斜角：选择【菜单】/【插入】/【细节特征】/【倒斜角】命令，弹出“倒斜角”对话框，确认“横截面”为“偏置和角度”，输入“距离”为2，“角度”为45，选择图1-24所示的圆柱体边线，单击“确定”按钮，完成倒斜角。

2.轮轴的建模

1）创建文件：单击“新建”按钮，或者选择【文件】/【新建】命令，弹出“新建”对话框，“单位”选择“毫米”，输入“名称”为“轮轴.prt”，“文件夹”为“D：\小轮组\”，单击“确定”按钮。

2）创建圆柱体：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令，弹出“圆柱”对话框，在“尺寸”栏输入“直径”为20，“高度”为100，其余使用系统默认设置。单击“确定”按钮，完成圆柱体的创建。

3）创建边倒斜角：选择【菜单】/【插入】/【细节特征】/【倒斜角】命令，弹出“倒斜角”对话框，确认“横截面”为“偏置和角度”，输入“距离”为2，“角度”为45，选择圆柱体两端的边线，单击“确定”按钮，完成倒斜角。

1.2.3 支架建模

小轮、连接轴、轮轴等零件都是由基本体素构成的，对于这一类零件的建模，无须绘制剖面图形，即可通过软件提供的体素特征和标准成型特征完成设计。而小轮组支架的构成相对复杂，本任务将通过小轮组支架零件的建模过程来介绍使用草图辅助建模的基本功能。

任务分析

使用图层工具进行产品管理。

使用不同的方法控制部件的外观显示。

使用草图绘制环境绘制简单的草图。

了解拉伸、抽壳、圆角等常用的建模功能。

建模思路

小轮组支架的基本实体由两部分构成，都是剖面相同的直壁形状，可以使用拉伸功能实现，需要首先构造拉伸剖面，这可以使用UG的草图功能辅助完成，然后再完成其他细节的设计。建模思路如图1-25所示。

1.创建文件

单击“新建”按钮，或者选择【菜单】/【文件】/【新建】命令，弹出“新建”对话框，“单位”选择“毫米”，输入“名称”为“支架.prt”，“文件夹”为“D：\小轮组\”，单击“确定”按钮。

2.绘制草图、拉伸及抽壳

1）启动“拉伸”功能，激活草图功能：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令，弹出“拉伸”对话框，如图1-26a所示。单击“绘制截面”按钮，弹出“创建草图”对话框，如图1-26b所示，单击“确定”按钮，接受系统默认设置，进入草图绘制环境。

2）绘制草图：单击“圆弧”按钮，在弹出的对话框中单击按钮（中心和端点定圆弧方式），捕捉基准坐标系原点，绘制以原点为圆心的两段同心圆弧，如图1-27a所示；单击“直线”按钮，捕捉两段圆弧右侧的端点绘制直线，如图1-27b所示；单击按钮，拖动光标划过两个圆弧下端，如图1-27c所示，框选图1-27d所示下部的虚线和点，按<Delete>键，删除倒圆角产生的不需要的残留点，完成草图绘制。

3）约束草图：选择直线和竖直基准轴，在竖直基准轴上右击，选择图1-27e所示的“共线”约束，使直线和基准轴共线；捕捉底部圆弧圆心和水平基准轴，右击水平基准轴，选择图1-27f所示的“点在曲线上”，约束圆心到水平基准轴上；双击圆弧半径尺寸，将两个同心圆弧的半径修改为R100和R50，如图1-27g所示，草图显示完全约束（状态栏）。单击“完成草图”按钮，退出草图绘制环境。

4）创建拉伸体：在“拉伸”对话框的“限制”栏输入开始距离为0，结束距离为80。如图1-28所示，单击“确定”按钮，完成拉伸体的创建。

5）创建抽壳特征：选择【菜单】/【插入】/【偏置/缩放】/【抽壳】命令→选择图1-29所示的开口面→输入“厚度”10→确定后完成抽壳。

3.创建带偏置的拉伸、倒圆角和创建孔特征

1）创建带偏置的拉伸：选择【菜单】/【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令，选择图1-30所示的边线，输入“开始”值20，“结束”值60（如果方向相反，则输入负值）；单击“偏置”右侧的下拉按钮，选择“偏置”为“两侧”，输入“开始”为0，“结束”为-40（如果方向相反，则输入正值）；选择“布尔”为“合并”，单击“确定”按钮，完成拉伸。

注意：如果开始选择的草图平面和方位不同，则拉伸方向和偏置方向可能互换，请读者自行按照图样尺寸修改参数以符合设计要求。

2）边倒圆角：选择【菜单】/【插入】/【细节特征】/【边倒圆】命令→选择图1-31所示的四条边→输入“半径”为20→单击“确定”按钮，完成倒圆角。

3）创建孔特征：参考小轮零件孔的设计，完成直径为20的两个通孔的创建，如图1-32所示。

4.支架零件图层设置

1）整理支架图层：选择【菜单】/【格式】/【图层的设置】命令，或者单击“视图”选项卡“可见性”面板中的“图层设置”按钮，弹出“图层设置”对话框，如图1-33所示。取消勾选61复选框，图层61关闭，其中的对象基准坐标系不可见。

2）初识图层：NX提供了256个图层，用于产品数据管理，用数字表示为1～256。每一个图层都可以设置为以下四种不同的状态。

•设为工作层：工作层只能有一个，几乎所有新对象都在工作层产生。

•设为可选：可选层中的对象可见且可以选择。

•设为仅可见：此状态图层中的对象是可见的，但不能选择。

•设为不可见：此状态图层中的对象是不可见的。

“图层设置”对话框及图层状态如图1-34所示。