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设计
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]UG凸轮画法
第1章 端面凸轮构建
实例说明
本章主要介绍端面凸轮零件的构建。其构建思路为,首先构建一圆柱体,然后创建与
/圆柱面相切的基准平面,以基准平面作为草绘平面,绘制凸轮基圆展开曲线,然后用缠绕展开曲线功能将基圆展开曲线缠绕在圆柱面上,最后用拉伸偏置、裁剪、孔特征等功能构
1.1 建凸轮主体和联接安装孔,如图所示。
图 1.1
学习目标
通过该实例的练习,使读者能熟练掌握草图的绘制,
表
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达式的创建和圆柱体、孔的创建方法,并可以全面掌握综合运用拉伸、裁剪、缠绕等各种三维建模的基本方法和技巧。
1.1 建立新文件
选择菜单中的【文件】/【新建】命令或选择(New建立新文件)图标,出现【新部件文件】对话框,在【文件名(N)】栏中输入zt,选择【单位】栏中的【毫米】,以毫米为单位,单击按钮确定。建立文件名为zt.prt,单位为毫米的文件。
1.2 建立主模型
1.2.1 创建凸轮圆柱体
1. 创建表达式
选择菜单中的【工具】/【表达式】命令,出现【表达式】对话框,如图1.2所示,在名称、公式栏依次输入D、170,注意在上面单位下拉框选择选项,当完成输入后,选择(接受编辑)图标,如图1.2所示。
图 1.2
完成D值输入后单击按钮,结束创建表达式。
2. 绘制圆柱
选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令或在【成型特征】工具栏选择(圆柱)图标,出现【圆柱】对话框,如图1.3所示。单击按钮,出现【矢量构成】对话框,如图1.4所示,在【矢量构成】对话框中选择图标。系统出现【圆柱】对话框,要求输入参数,如图1.5所示,在【直径】、【高度】栏分别输入D、50,单击按钮。
mm
mm
图 1.3 图 1.4 图 1.5
出现【点构造器】对话框,如图1.6所示,在此对话框中单击按钮,然后单击按钮,这样就完成绘制圆柱,如图1.7所示。
图 1.6 图 1.7
3. 创建基准平面
选择菜单中的【插入】/【基准/点】/【基准平面】命令或在【成型特征】工具栏中选择(基准平面)图标,出现基准平面工具条,如图1.8所示,在图形中选择圆柱面,然后在基准平面工具条选择(确定)图标,建立基准平面如图1.9所示。
图 1.8 图 1.9
选择菜单中的【插入】/【基准/点】/【基准平面】命令或在【成型特征】工具栏中选择(基准平面)图标,出现基准平面工具条,如图1.10所示,选择(基准平面)图标,如图1.11所示,出现【基准平面】对话框,在图形中选择圆柱面,如图1.12所示,然后选择上一步创建的基准平面,图形中出现预览的基准平面,如图1.12所示。
图 1.10 图 1.11 图 1.12
然后在【基准平面】对话框中单击(另解)按钮两次,如图1.13所示,最后在【基准平面】对话框中单击按钮,建立基准平面如图1.14所示。
图 1.13 图 1.14
4. 测量长度
选择菜单中的【工具】/【表达式】命令,出现【表达式】对话框,如图1.15所示,在列出的表达式下拉框选择选项,表达式栏出现圆柱直径p0、圆柱高度p1参数,在【表达式】对话框下方选择(测量长度)图标,出现测量长度工具条,如图1.16所示,在图形中选择圆柱边缘来测量圆柱的周长,如图1.17所示。
接下来,在测量长度工具条单击(确定)按钮。此时,【表达式】对话框中出
现p3参数表达式,如图1.18所示,选择p3表达式行,将名称p3改成T,完成后单击(确定)按钮,最后在【表达式】对话框中单击按钮,如图1.19所示,结束创建表达式。
5. 移动工作坐标系
选择菜单中的【格式】/【WCS】/【原点】命令或在【实用程序】工具条选择(WCS原点)图标,出现【点构造器】对话框,在对话框中选择(象限点)图标,如图1.20所示,然后在图形中选择如图1.21所示的象限点,单击按钮,将坐标系移至指定点,结果如图1.22所示。
mm mm mm
图 1.15 图 1.16 图 1.17
图 1.18 图 1.19
图 1.20 图 1.21 图 1.22
1.2.2 创建凸轮主体
1. 绘制凸轮基圆展开曲线
选择菜单中的【插入】/【草图】命令或在【成型特征】工具条选择(草图)图标,出现草图绘制界面,选择(YC-ZC平面)图标,如图1.23所示,系统提示【创建草图】平面对话框,如图1.24所示,单击按钮,然后在基准平面工具条选择(确定)
图标,出现草图绘制区。
图 1.23 图 1.24
步骤:
(1)在【草图曲线】工具条选择(点)图标,出现【点构造器】对话框,在此对话框中XC、YC、ZC栏输入0、20、0,如图1.25所示,然后在对话框中单击按钮,绘制点如图1.26所示。
图 1.25 图 1.26
继续绘制点,在【点构造器】对话框中XC、YC、ZC栏输入T/8、20、0,如图1.27所示,然后在对话框中单击按钮,绘制点如图1.28所示。
图 1.27 图 1.28
按照上述方法,绘制其他7个点,具体坐标如下:(T/4,22.21,0)、(T*3/8,30,0)、(T/2,40,0)、(T*5/8,30,0)、(T*3/4,22.21,0)、(T*7/8,20,0)、(T,20,0),完成结果如图1.29所示。
图 1.29
(2)创建样条曲线,在【草图曲线】工具条选择(艺
术样条)图标,出现【艺术样条】对话框,在此对话框中选择
(通过点)图标,次数选择3,如图1.30所示,然后在捕
捉点工具条选择(存在点)图标,然后在图形中从点2到
点8从小到大选择点,如图1.31所示,然后在【艺术样条】
图 1.30 对话框中单击按钮,完成样条曲线如图1.32所示。
图 1.31
图 1.32
(3)绘制直线,在【草图曲线】工具栏选择(直线)图标,在捕捉点工具条选择(存在点)图标,然后选择点1与点2,点8与点9,绘制两条直线,如图1.33所示。
图 1.33
(4)加上约束,在【草图约束】工具条选择(约束)图标,在草图中选择直线12的端点1与YC轴,如图1.34所示,草图左上角出现浮动工具按钮,在其中选择(点在曲线上)图标,约束的结果如图1.35所示,在【草图约束】工具条选择(显示所有约束)图标,使图形中的约束显示出来。
图 1.34 图 1.35
(5)标注尺寸,在【草图约束】工具条选择(自动推断的)图标,按照如图1.36所示的尺寸进行标注。P21=20,P22=66.759,P23=133.518,P24= 200.277,P25=267.035, P26= 333.794,P27=400.553,P28=467.312,P29=534.071,P30=22.21,P31=30,P32=40,P33=30,P34=22.21,P35=20。
图 1.36
(6)此时,窗口下方状态栏出现,在【草图】工具条选择(完成草图)图标,窗口回到建模界面。
2. 创建缠绕/展开曲线
选择菜单中的【插入】/【曲线中的一条曲线】/【缠绕/展开】命令或在【曲线】工具栏选择(缠绕/展开)图标,出现【缠绕/展开曲线】对话框,如图1.37所示,选择选项,然后根据提示在图形中选择如图1.38所示的圆柱面为缠绕面。
图 1.37 图 1.38
然后在【缠绕/展开曲线】对话框选择(缠绕平面)图标,如图1.39所示,在图形中选择基准平面为缠绕平面,如图1.40所示。
任何
图 1.39 图 1.40
然后在【缠绕/展开曲线】对话框选择(曲线)图标,如图1.41所示,在图形中选择草图曲线,如图1.42所示。
任何
图 1.41 图 1.42
当完成选择曲线后,在【缠绕/展开曲线】对话框中单击按钮,完成创建缠绕曲线,如图1.43所示。
3. 设置为绝对工作坐标系
选择菜单中的【格式】/【WCS】/【方位】命令或在【实用程序】工具栏选择(设置为绝对 WCS )图标,将坐标恢复至绝对坐标,如图1.44所示。
图 1.43 图 1.44
4. 绘制圆柱
选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【圆柱体】命令或在【成型特征】工具栏选择(圆柱)图标,出现【圆柱】对话框,如图1.45所示。单击按钮,出现【矢量
构成】对话框,如图1.46所示,在【矢量构成】对话框中选择图标。系统出现【圆柱】对话框,系统提示输入参数,如图1.47所示,在【直径】、【高度】栏分别输入246、15,单击按钮。
图 1.45 图 1.46 图 1.47
出现【点构造器】对话框,如图1.48所示,在此对话框中单击按钮,然后单击
按钮,出现【布尔操作】对话框,如图1.49所示,单击按钮,完成圆柱绘制,如图1.50所示。
图 1.48 图 1.49 图 1.50
5. 创建拉伸特征
选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令
或在【成型特征】工具条选择(拉伸)图标,出现拉伸
浮动工具条,如图1.51所示,选择(拉伸对话框)图标,图 1.51 出现【拉伸】对话框,如图1.52所示,在选择意图选项内
单击(更多)图标,出现【拉伸选择意图选项】对话框,勾选选项,如图1.53所示,然后单击按钮。系统要求选择欲拉伸的截面几何体,在下方的选择意图下拉框选择(单条)选项,按图1.54所示分三段选择粗线曲线。
图 1.52 图 1.53
然后在【拉伸】对话框中选择(反向)图标,图形中出现向下拉伸的箭头,如图1.55所示,接着在【拉伸】对话框中勾选【偏置】复选框,图形中出现偏置方向,如图1.56所示,然后选择【双边】单选按钮,在【起始】、【结束】栏输入-15、5,如图1.52所示,
(并)图标,系统提示选择要相加的目标体,在图形中再在【布尔运算】下拉框选择
选择如图1.57所示的实体,接着在【起始值】栏输入【0】,【结束】下拉框选择【直到被延伸】选项,系统提示为选择终点限制选择裁剪对象,在图形中选择如图1.58所示的圆柱底面。最后在【拉伸】对话框中单击按钮,结果如图1.59所示(隐藏基准及曲线后)。
图 1.54 图 1.55
图 1.56 图 1.57
图 1.58 图 1.59
6. 创建裁剪体特征
选择菜单中的【插入】/【裁剪】/【修整】命令或在【特征操作】工具栏选择(裁剪体)图标,出现【裁剪体】对话框,如图1.60所示,系统提示选择目标体,在图形区选择如图1.61所示的实体,然后在【裁剪体】对话框中单击按钮,出现【裁剪体】对话框,系统提示定义面,如图1.62所示。
图 1.60 图 1.61 图 1.62
接着在图形中选择如图1.63所示的圆柱面,出现【裁剪体】对话框,如图1.64所示,确认选择面,单击按钮,出现【裁剪体】对话框,系统提示确定裁剪方向,如图1.65所示。
图 1.63 图 1.64 图 1.65
图形中出现如图1.66所示的裁剪方向,显然不符合我们要求的裁剪方向,在【裁剪体】对话框单击按钮,即完成创建裁剪体特征,如图1.67所示。
7. 隐藏中间圆柱
选择菜单中的【编辑】/【隐藏】/【隐藏】命令或在【实用程序】工具栏选择(隐藏)图标,将中间圆柱隐藏,结果如图1.68所示。
图 1.66 图 1.67
1.68 图
1.2.3 构建凸轮安装孔
1. 绘制辅助直线
选择菜单中的【插入】/【曲线】/【基本曲线】命令或在【曲线】工具条选择(基本曲线)图标,出现【基本曲线】对话框,选择(直线)图标,取消选中【线串模式】复选框,如图1.69所示,在下方的【跟踪栏】里XC、YC、ZC栏输入0、0、0,如图1.70所示,然后按回车键,接着继续在【跟踪栏】里XC、YC、ZC栏输入0、115、0,如图1.71所示,然后按回车键画出一条直线,结果如图1.72所示。
图 1.69 图 1.70
图 1.71
2. 创建孔特征
选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【孔】命令或在【成型特征】工具栏选择(孔)图标,出现【孔】对话框,如图1.73所示,在此对话框中选择(简单)图标,然后系统提示选择孔放置面,在图形区选择如图1.74所示的面为放置面,然后在【视图】工具条选择(旋转)图标,在图形区将模型旋转至适当角度,选择如图1.75所示的面为通过面,接着在对话框输入参数:【直径】=8,如图1.73所示,最后单击按钮。
当单击按钮后,出现【定位】对话框,如图1.76所示,选择(点到点)图标,出现【水平参考】对话框,如图1.77所示,在图形区选择如图1.78所示的直线端点,即完成绘制孔,如图1.79所示。
图 1.72 图 1.73
图 1.74 图 1.75 图 1.76
图 1.77 图 1.78 图 1.79
3. 创建引用特征(环形阵列)
选择菜单中的【插入】/【关联复制】/【引用】命令或在【特征操作】工具栏选择(引用特征)图标,出现【引用】对话框,如图1.80所示,单击按钮,出现【引用】过滤对话框,如图1.81所示,在【引用】的特征列表框中选取特征【】,然后单击按钮,出现【引用】参数对话框,如图1.82所示,在【】选项中选中【一般】单选按钮,在【数字】、【角度】栏分别输入4、90。
图 1.80 图 1.81 图 1.82
当输入参数完成后,在对话框中单击按钮,出现【引用】的回转轴选择对话框,如图1.83所示,单击按钮,出现【矢量构成】对话框,如图1.84所示,选择图标,出现【点构造器】对话框,如图1.85所示,在此对话框中单击按钮,然后单击按钮。
图 1.83 图 1.84 图 1.85
系统出现【创建引用】对话框,如图1.86所示,单击按钮,完成孔的环形阵列,
如图1.87所示。
图 1.86 图 1.87