2021年江苏开放大学机械cadcam形成性作业.doc

江苏开放大学
形成性考核作业

学 号
姓 名

课程代码 110046

课程名称 机械CAD/CAM

评阅教师

第 2 次任务
共 4 次任务

江苏开放大学

第4章 UG设计基本
4.1结识UG NX6.0
【思考题】
※1. UG NX6.0操作界面重要涉及哪些方面？
答：1. 标题栏位于最上方，用于显示版本、当前模块、当前工作部文献名、当前工作部件文献修改状态等信息。
2．菜单栏UG NX 6.0菜单栏，菜单栏集中各种操作及功能命令，重要用来进行文献存取、视图转换、命令调用、窗口切换、参数设立等。
3.工具栏（工具条）工具栏上集中有某些惯用工具按钮。UG NX 6.0依照实际使用需要，将惯用工具组合为不同工具栏，进入不同模块就会显示出有关工具栏。同步顾客也可以自定义工具栏显示/隐藏状态。
4．状态栏 涉及提示行和状态行。
5．资源板资源板涉及一种资源条和相应显示列表框。在资源条上重要涉及装配导航器、部件导航器、重用库、Internet Explorer、历史记录、系统材料、Process Studio（流程工作室）、导向加工、角色、系统可视化场景等。
6．绘图区域绘图区域，也称为图形窗口，或模型窗口。它是设计工作焦点区域，是顾客建模、装配、分析、渲染等操作重要区域。绘制草图、模型等都显示在这里，并且通过坐标系来拟定模型位置。

※2. UG NX 6.0有哪些惯用模块？
答：UG NX 6.0由大量功能模块构成，系统共有几十个功能模块。
1． 入口模块
2．CAD功能模块
CAD功能模块是惯用计算机辅助设计有关功能模块总和，涉及建模、装配和工程图等。
2． CAM功能模块CAM功能模块是计算机辅助制造有关功能模块总和，涉及加工基本模块、加工后置解决模块、车削加工模块、铣削加工模块等。
3． CAE功能模块CAE功能模块是计算机辅助分析有关功能模块总和，涉及有限元分析模块、仿真机构模块、注塑模分析模块等。

3. 文献管理基本操作重要涉及哪些？
答：文献管理基本操作涉及：新建文献、打开文献、保存文献、关闭文献、文献导入与导出、查看文献属性等。
4. 简述“保存”、“仅保存工作部件”、“另存为”、“所有保存”和“保存书签”命令功能区别。
4.2 参数化草图绘制
【思考题】
1. 总结在零件模式下进行草图绘制基本环节。
答：在零件模式下，进行参数化草图绘制基本环节为：1）单击（草图）图标，或从菜单栏中选取“插入→草图”命令，打开“创立草图”对话框。2）通过“创立草图”对话框，指定草图平面以及草图方位，单击“拟定”按钮。3）在草图绘制环境下，使用各种绘图工具绘制需要草图。在绘制时候，可以先勾画出大概二维图形。然后标注出所需要尺寸，并添加适当几何约束。4）修改二维图形，直到满意为止。5）在“草图生成器”工具栏中，单击按钮，或在菜单栏“草图”菜单中选取“完毕草图”按钮。
2. 如何设立草图平面？
答：单击（草图）图标，或从菜单栏中选取“插入→草图”命令，打开“创立草图”对话框，如图4-18所示。此时在界面状态行中浮现“选取草图平面对象或双击要定向轴”提示信息。在该对话框中，需要指定草图类型和草图方位。此外，顾客可以在“草图平面”选项组中，单击（平面构造器，即完整平面工具）按钮，打开如图4-24所示“平面”对话框。在该对话框中，定义平面类型，依照平面类型来选取参照对象，并设立平面方位即可。
※3. 草图平面涉及哪些？
答：绘制二维草图对象，需要在指定草图平面上进行。草图平面是用来放置二维草图对象平面，它可以是某一种坐标平面（XC—YC平面、XC—ZC平面、YC—ZC平面）、创立基准平面，也可以是实体上某一种平整面。
草图平面涉及“既有平面”、“创立平面”和“创立基准坐标系”。
3. 如何进行草图曲线绘制？
答：进入草图平面后，就进入了草图设计环境，就可以使用草图工具来绘制和编辑草图了。1.配备文献配备文献是以线串模式创立一系列连接直线或圆弧。2.绘制直线在“草图工具”工具栏中，单击直线按钮，弹出图4-33所示“直线”对话框，系统同样提供两种输入模式，坐标模式和参数模式。3.绘制圆弧在“草图工具”工具栏中，单击圆弧按钮，弹出“圆弧”对话框，该对话框提供了“圆弧办法”和“输入模式”两个选项。4.绘制圆在“草图工具”工具栏中，单击按钮，弹出“圆”对话框。该对话框提供了“圆办法”和“输入模式”两个选项。等等
※5. 尺寸约束作用是什么？涉及哪些约束？
答：草图约束重要涉及尺寸约束和几何约束。尺寸约束用于精准控制草图对象尺寸大小等，涉及水平长度、垂直长度、平行长度、两相交直线之间角度、圆直径、圆弧半径、周长尺寸等。
※6. 几何约束涉及哪些？常用约束有哪些？
答：几何约束用来定义草图对象之间互有关系，这些约束关系涉及重叠、水平、垂直、平行、同心、固定、完全固定、共线、相切、等长度、等半径、固定长度、固定角度、曲线斜率、均匀比例等。几何约束工具按钮。

※【操作题】
在YC-ZC平面上，绘制如4-107所示零件草图。

图4-107 要绘制零件草图
规定：
1. 按教材实例规定，写出较详细作图环节。
2. 显示尺寸约束和几何约束。
2. 写出实训报告（见网上样例）。
实训报告
构造分析：这是一种对称构造草图，用基本绘图命令绘制
思路：1、绘制中心线
2、绘制几种圆
3、对称偏置曲线
4、迅速修剪并标注尺寸和添加约束
环节如下
环节1、绘制水平和树直中心线，分别与XY轴重叠
环节2、绘制50和100圆，圆心与XY轴重叠
环节3、对称偏置曲线，距离为25，对称偏置35距离曲线
环节4、以50圆心与X轴交点为圆心，绘制25圆
环节5、将对称偏置35曲线转换为自参照曲线
环节6、绘制2条曲线并迅速修剪
环节7、添加尺寸标注，并显示约束关系

4.3 特性建模
【思考题】
※1. 扫掠特性重要涉及哪些？
答：扫掠特性涉及拉伸、回转、扫掠、沿引导线扫掠和管道等
※4. 设计特性重要涉及哪些？
答：设计特性，就是在已有特性基本上，通过增长或去除材料，系统自动进行布尔运算，所得到特性。设计特性涉及孔特性、凸台特性、腔体特性、键槽特性、坡口焊（沟槽）特性等。
※8. 孔类型重要涉及哪些？
答：：1）常规孔（简朴、沉头孔、埋头孔或锥形状孔）；2）钻形孔；3）螺钉间隙孔（简朴、沉头孔、埋头孔）；4）螺纹孔；5）系列孔（简朴、沉头孔、埋头孔）。
※【操作题】
完毕下列实体模型创立，如图4-178（a）（b） 所示。

（a） （b）
图4-178 创立实体模型
规定：
1. 按教材实例规定，写出较详细作图环节。
2. 尺寸不用标注
3. 写出实训报告（见网上样例）。

（a）实训报告
构造分析：这是叠加体，用基本特性命令工具就可以完毕
思路：1、拉伸特性1
2、拉伸切除特性2
3、拉伸特性3
环节如下
环节1、新建文献4-1A.prt文献
环节2、创立拉伸特性
1、选取拉伸特性命令，在xy平面绘制草图

2、完毕草图并拉伸，拉伸深度40，完毕

环节3、创立拉伸特性
1、在特性1底面草图绘制
50X20长方体
2、拉伸求差，完全贯穿

环节4、拉伸特性，保存文献
1、插入新基准平面
2、在新基准平面上草图绘制

3、完毕草图拉伸，深度20

（b）实训报告
构造分析：这是叠加体，用基本特性命令工具就可以完毕
思路：1、拉伸特性1
2、拉伸切除特性2
3、拉伸特性3
环节如下
环节1、新建文献4-1b.prt文献
环节2、创立拉伸特性
1、选取拉伸特性命令，在xy平面绘制草图

2、拉伸，深度80

环节3、倒圆角R16

环节4、拉伸特性2求和方式

环节4、拉伸特性3求差方式

环节5、创立2孔

环节6、保存文献
4.4 特性操作
【思考题】
※1. 细节特性涉及哪些？如何进行边倒圆、倒斜角和拔模？
答：特性操作最重要内容涉及细节特性（涉及边倒圆、面倒圆、倒斜角和拔模等）、螺纹、抽壳、特性布尔运算（涉及求和、求差和求交）和关联复制（涉及实例特性、镜像特性、镜像体等）。
2. 如何创立螺纹特性？符号螺纹和详细螺纹有哪些区别？
3. 如何创立抽壳特性？抽壳类型涉及哪些？如何创立不同厚度壳特性？
※4. 布尔运算涉及哪些？
答：布尔运算涉及求和、求差和求交。
5. 实例特性涉及哪些？如何进行矩形特性和圆形特性操作？
6. 什么是镜像特性？如何进行镜像特性操作？
【操作题】
※1. 创立如图4-230所示模型。要写出实训报告。

图4-230 创立实体模型

实训报告
构造分析：这是叠加体，用基本特性命令工具就可以完毕，应用到面倒圆命令
思路：1、拉伸特性1
2、拉伸特性2
3、拉伸特性3
4、面倒圆
5、边倒圆
环节如下
环节1、新建文献4-3.prt文献
环节2、创立拉伸特性

环节3、拉伸特性2

环节4、创立拉伸特性3

环节5、面倒圆

环节5、倒圆角，保存文献。

第5章 曲面建模
【思考题】
1. 创立曲面基本思路有哪些？
※2. 根据点创立曲面方式有哪三种？
答：根据点创立曲面。重要有：通过点；从极点；从点云。
※3. 什么是直纹面？什么是通过曲线组创立曲面？什么是通过网格创立曲面？比较它们在操作中特点。在使用这些命令操作时，应注意什么？
答：直纹面，是指通过一系列直线连接两组线串而形成一张曲面。在创立直纹面时只能使用两组线串。这两组线串可以是封闭也可以是不封闭。
通过曲线组创立曲面，是指通过各种截面创立片体，此时直纹形状变化以穿过各截面。各截面线串之间可以是线性连接，也可以是非线性连接。直纹面是它特例。
通过网格创立曲面可以通过一种方向截面网格和另一种方向引导线创立片体或实体。同一种方向截面网格（截面线串），普通称为主线串，而另一种方向引导线称为交叉线串。
通过网格创立曲面中“主曲线”和“交叉曲线”是相对，选取其中一组空间曲线为“主曲线”，那另一组空间曲线则为“交叉曲线”。在创立直纹面时，如果使用两条曲线创立，则需要保证两条曲线方向一致。否则，将生成扭曲曲面或不能生成曲面。
【操作题】
由于曲面建模不是重点，有些命令（即工具栏中按钮，或菜单中命令）也没有简介，做曲面建模题有一定难度，故以综合应用实例形式，请读者仿做下列题，以补充没有学习命令，进一步提高建模能力。
题目：创立一只黄梨，如图5-57（b）所示。
本综合实例重要使用“曲线”工具栏中某些命令（按钮），菜单中工具内“表达式”、“编辑曲线”工具栏中某些命令（按钮）、通过曲线网格命令、扫掠命令命令等来构造一只梨子表面。
其中构造梨子参数尺寸在过程中给出。
创立黄梨表面操作过程和环节：
环节1 新建黄梨文献：huangli.pat
环节2 设立有关工具栏
调用“曲线”、“曲线编辑”、“特性”、“特性操作”、“曲面”等工具栏。此题用按钮均在相应工具栏默认中。如果没有，则需添加到相应工具栏中。
环节3 创立梨子纵向直线（即梨子凹底到梨子果柄之间距离）
单击“曲线”工具栏上（直线）按钮，以坐标起点（0，0，12）与终点（0，0，97）绘制一条线段，作为梨子纵向直线，如图5-50所示。

图5-50 创立梨子纵向直线
环节4 创立梨子凹底曲线
1）在菜单栏中，“工具”→“表达式”，打开“表达式”对话框，并设立表达式参数，如图5-51（a）所示。

图5-51创立梨子凹底曲线
将梨子凹底曲线用下列表达式（参数方程）表达：
t=1；xt=10*cos(t*360)；yt=10*sin(t*360)；zt=-0.5*sin(t*360*5)
检查表达式成果无误后，单击“拟定”。
3）单击“曲线”工具栏上（规律曲线）按钮，弹出“函数规律”对话框，如图5-51（b）所示。单击对话框中（依照方程）按钮，“拟定”后，弹出“规律曲线”对话框，“拟定”后，弹出“定义X”对话框，“拟定”后，又回到“规律曲线”对话框，………。每次浮现对话框，都单击“拟定”，直到弹出如图5-51（c）所示“规律曲线”对话框为止。
4) 单击“点构造器”按钮，光标捕获（0，0，12）点，“拟定”后，回到如图5-51（c）所示“规律曲线”对话框，再单击“拟定”，在绘图区域中生成出了梨子凹底曲线，如图5-51（d）所示。
环节5 创立梨子不同断面曲线
除了梨子凹底曲线用一参数方程表达式表达外，梨子其她断面均以半径不同圆表达。
参数尺寸规定：在高度35㎜处，绘制半径为45㎜圆；在高度70㎜处，绘制半径为30㎜圆；在高度100㎜处，绘制半径为15㎜圆。这些圆圆心均落在ZC轴上。
1）单击“曲线”工具栏上（圆弧/圆）按钮，弹出“圆弧/圆”对话框，如图5-52（a）所示。

（a） （b）
图5-52创立梨子不同断面曲线（一）

2）绘制在高度35㎜处，绘制半径为45㎜圆：类型选取为“从中心开始圆弧/圆”，用“点构造器”选取中心1，该点在“点”对话框中坐标输入值为（0，0，35）；半径输入45；用“点构造器”选取通过点1，该点在“点”对话框中坐标输入值为（45，0，35）；限制：整圆；设立：关联；其她设立不变。“拟定”后，创立了在高度35㎜处，绘制半径为45㎜圆，如图5-52（b）所示。
3）同理，可绘制出在高度70㎜处，绘制半径为30㎜圆；在高度100㎜处，绘制半径为15㎜圆，如图5-52（c）所示。

（c）
图5-52创立梨子不同断面曲线（二） 5-53 用“通过曲线组”生成梨子

这一步完毕后，可以用“通过曲线组”命令，完毕梨子曲面生成，如图5-53所示。但从中看出，由于只有横截面约束，没有纵截面约束，使得梨子逼真形差某些。若要相使梨子更接近于真实感，在纵向也受到约束，考虑用“通过曲线网格”命令可以实现，这样就要在本来基本上，增长纵截面。
如何进行纵向约束呢？
环节5 创立梨子纵向断面曲线
1）单击“曲线编辑”工具栏上（分割曲线）按钮，弹出“分割曲线”对话框，如图5-54（a）所示。类型为“等分段”；分段长度，等参数；段数：4。分别选用相应曲线进行4等分分段。将光标放置在每条曲线上就可以判断与否已经分段了。
2）单击“曲线”工具栏上（艺术样条）按钮，弹出“艺术样条”对话框，参照图5-54（b），依次捕获点，绘制样条曲线。同理，绘制另一条样条曲线，如图5-54（c）所示。

（a） （b） （c）
图5-54 等分曲线与绘制艺术样条
3）单击“曲面”工具栏上（通过曲线网格）按钮，参照图5-55（a），依次选取主线串和交叉线串，创立通过曲线网格曲面，如图5-55（b）所示。
4）同理，完毕所有梨子表面曲面建模，如图5-55（c）所示。

（a） （b） （c）
图5-55 梨子曲面创立
如果读者对“移动对象”比较熟悉，上述过程要简化多了。读者可以尝试练习一下。
环节6 缝合梨子曲面
单击“特性操作”工具栏中（缝合）按钮，对图5-55（c）梨子曲面进行缝合为实体。
环节7 创立梨子果柄
1）单击“特性”工具栏中（草图）按钮，在XC-ZC平面上绘制果柄途径草图，并将梨子进行淡化解决（鼠标右键→弹出快捷菜单→渲染样式→带有淡化边线框），如图5-56（a）所示。
2）单击“特性”工具栏中（草图）按钮，以“在轨迹上”方式，参照图5-56（b），圆弧长率设立为0%，创立草图平面。

（a） （b）
图5-56 绘制果柄过程（一）
3）参照图5-56（c），在该平面上绘制果柄断面，尺寸见图，草图完毕后，如图5-56（d）所示。
4）单击“曲面”工具栏中（扫掠）按钮，打开如图5-56（e）所示“扫掠”对话框。将缩放办法设立为“面积规律”，规律类型设立为“线性”，开始为40㎜2，结束为15㎜2；选取截面和引导线，如图5-56（f）所示。

（c） （d）
图5-56 绘制果柄过程（二）

（e） （f）
图5-56 绘制果柄过程（三）
环节8 完毕梨子创立
恢复“着色”状态，并隐藏除实体以外所有对象，形成如图5-57（a）所示梨子造型。若要创立黄色梨子，则在“编辑”→“对象显示” 所弹出对话框中进行，如图5-57（b）。

（a） （b）
图5-57 完毕梨子设计

※为必做题。

完毕日期：

得分：

评阅时间：
课程名称： 机械CAD/CAM 第 2 次任务 评阅教师：