江苏开放大学机械cadcam形成 性作业1
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 务
____________ 共 4 务
江苏开放大学
次任
次任
第 4 章 UG 设计基础
4.1 认识 UG NX6.0
【思考题】
※ 1. UG NX6.0 的操作界面主要包括哪些方 面？ 答： 1. 标题栏位于最上方，用于显示版本、当 前模块、当前工作部文件名、 当前工作部件文件的 修改状态等信息。
2．菜单栏 UG NX 6.0 的菜单栏，菜单栏集中各 种操作及功能命令， 主要用来进行文件的存取、 视 图的转换、 命令的调用、 窗口的切换、 参数的设置 等。 3.工具栏（工具条）工具栏上集中有一些常用的 工具按钮。 UG NX 6.0 根据实际使用的需要， 将常 用工具组合为不同的工具栏， 进入不同的模块就会 显示出相关的工具栏。 同时用户也可以自定义工具 栏的显示 /隐藏状态。 4．状态栏
包括提示行和状态行。
5．资源板资源板包括一个资源条和相应的显示 列表框。在资源条上主要包括装配导航器、 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。它是设计工作的焦点区域，是用户建模、 装配、分析、渲染等操作的主要区域。 绘制的草图、 模型等都显示在这里， 而且通过坐标系来确定模型 的位置。
探2. UG NX 6.0有哪些常用模块？
答：UG NX 6.0由大量的功能模块组成，系统共 有几十个功能模块。 1．入口模块 2．CAD 功能模块
CAD 功能模块是常用的计算机辅助设计相关的 功能模块总和，包括建模、装配和工程图等。 2． CAM 功能模块 CAM 功能模块是计算机辅助 制造相关的功能模块的总和，包括加工基础模 块、加工后置处理模块、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 分析相关功能模块的总和，包括有限元分析模 块、仿真机构模块、注塑模分析模块等。
3. 文件管理基本操作主要包括哪些？ 答：文件管理基本操作包括： 新建文件、 打开 文件、保存文件、关闭文件、 文件导入与导出、查 看文件属性等。
4. 简述“保存”、“仅保存工作部件”、 “另 存
为”、 “全部保存”和“保存书签”命令的功 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的基本步 骤。 答：在零件模式下，进行参数化草图绘制的 基本步骤为： 1）单击（草图）图标，或从菜 单栏中选择“插入T草图”命令，打开“创 建草图”对话框。 2）通过“创建草图”对话 框，指定草图平面以及草图方位，单击“确 定”按钮。 3）在草图绘制环境下，使用各种 绘图工具绘制需要的草图。在绘制的时候， 可以先勾画出大概的二维图形。然后标注出 所需要的尺寸，并添加合适的几何约束。 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 的“草图”菜单中选择“完成草图”按钮。
2. 如何设置草图平面？ 答：单击（草图）图标，或从菜单栏中选择
“插入T草图”命令，打开“创建草图”对 话框，如图 4-18 所示。此时在界面的状态行 中出现“选择草图平面的对象或双击要定向 的轴”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，用户可以在“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 所示的
“平面”对话框。在该对话框中，定义平面 类型，根据平面类型来选择参照对象，并设 置平面方位即可。
探3.草图平面包括哪些？ 答：绘制二维草图对象，需要在指定的草图平 面上进行。草图平面是用来放置二维草图对象的平 面，它可以是某一个坐标平面（ XC —YC 平面、 XC —ZC 平面、 YC—ZC 平面）、创建的基准平 面，也可以是实体上的某一个平整面。 草图平面包括“现有的平面”、“创建平面” 和“创建基准坐标系”。
3. 如何进行草图曲线的绘制？ 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.配置文件配置文件是以线串模式创建一
系列连接的直线或圆弧。 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 所示的“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 弧方法”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“圆方法” 和“输入模式”两个选项。等等 ※ 5. 尺寸约束的作用是什么？包括哪些约 束？ 答：草图约束主要包括尺寸约束和几何约束。 尺寸约束用于精确控制草图对象的尺寸大小等，包 括水平长度、垂直长度、平行长度、两相交直线之 间的角度、圆直径、圆弧半径、周长尺寸等。
探6.几何约束包括哪些？常见的约束有哪 些？ 答：几何约束用来定义草图对象之间的相互关 系，这些约束关系包括重合、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要绘制的零件草图 要求：
1. 按教材实例要求，写出较详细的作图步骤。 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
结构分析：这是一个对称结构的草图，用基本
思路： 1、绘制中心线
2、绘制几个圆 3、对称偏置曲线
4、快速修剪并标注尺寸和添加约束
步骤如下
步骤 1、绘制水平和树直中心线， 分别与 XY 轴
步骤 2、绘制 50 和 100 的圆，圆心与 XY 轴重步骤 3、对称偏置曲线，距离为 25，对称偏置
合
的绘图命令绘制重合
35 距离的曲线
步骤 4、以 50 圆心与 X 轴交点为圆心， 绘制 25 圆
步骤 5、将对称偏置 35 曲线转换为自参考曲线 步骤6、绘制2条曲线并快速修剪 步骤7、添加尺寸标注，并显示约束关系
4.3特征建模
【思考题】
探1.扫掠特征主要包括哪些？
答：扫掠特征包括拉伸、回转、扫掠、沿引导线 扫掠和管道等
探4.设计特征主要包括哪些？
答：设计特征，就是在已有的特征基础上，通过 增加或去除材料，系统自动进行布尔运算，所得到 的特征。设计特征包括孔特征、凸台特征、腔体特 征、键槽特
征、坡口焊（沟槽）特征等。 ※&孔的类型主要包括哪些？
答：：1）常规孔（简单、沉头孔、埋头孔或锥 形状孔）；2）钻形孔；3）螺钉间隙孔（简单、沉
头孔、埋头孔)；4)螺纹孔；5)系列孔(简单、 沉头孔、埋头孔)。 ※【操作题】
完成下列实体模型的创建，如图4-178(a) (b) 所示。
( a )
(b)
图4-178创建实体模型
要求：
1. 按教材实例要求，写出较详细的作图步骤。 2. 尺寸不用标注
3. 写出实训报告(见网上样例)。
(a)实训报告
结构分析：这是叠加体，用基本的特征命令工 具就可以完成
思路：1、拉伸特征1
2、 拉伸切除特征2 步骤1、新建文件步骤2、创建拉伸特征图
、 拉伸特征3 步骤如下
4-1A.prt文件
1、选择拉伸特征命令，在2、完成草图并拉伸，拉伸深度xy平面绘 制草
40，完3
步骤3、创建拉伸特征
1、 在特征1底面草图绘制 50X20的长方体 2、 拉伸求差，完全贯穿
步骤4、拉伸特征，保存文件
1
2
、插入新的基准平面
、在新基准平面上草图绘制
3 、完成草图拉伸，深度20
(b)实训报告
结构分析：这是叠加体，用基本的特征命令工 具就可以完成
思路：1、拉伸特征1
2、 拉伸切除特征2 3、 拉伸特征3 步骤如下
步骤1、新建文件4-1b.prt文件 步骤2、创建拉伸特征
1、选择拉伸特征命令，在 xy平面绘 制草
图
2、拉伸，深度80
步骤3、倒圆角R16
0 步骤4、拉伸特征2求和方式
步骤4、拉伸特征3求差方式
H\
步骤5、创建2孔
步骤6、保存文件 4.4特征操作 【思考题】
探1.细节特征包括哪些？如何进行边倒圆、倒 斜角和拔模？
答：特征操作最主要的内容包括细节特征 （包括 边倒圆、面倒圆、倒斜角和拔模等）、螺纹、抽壳、 特征的布尔运算（包括求和、求差和求交）和关联 复制（包括实例特征、镜像特征、镜像体等）。
2. 如何创建螺纹特征？符号螺纹和详细螺纹有 哪些区别？
3. 如何创建抽壳特征？抽壳类型包括哪些？如 何创建不同厚度的壳特征？
% 4.布尔运算包括哪些？
答：布尔运算包括求和、求差和求交。
5. 实例特征包括哪些？如何进行矩形特征和圆 形特征的操作？
6. 什么是镜像特征？如何进行镜像特征的操 作？ 【操作题】
% 1.创建如图4-230所示的模型。要写出实训 报告。
图4-230创建实体模型
实训报告
结构分析：这是叠加体，用基本的特征命令工 具就可以完成，应用到面倒圆命令 思路：1、拉伸特征1
2、 拉伸特征2 3、 拉伸特征3 4、 面倒圆 5、 边倒圆 步骤如下
步骤1、新建文件4-3.prt步骤2、创建拉伸特征
步骤3、拉伸特征2
文件
步骤 步骤
4、创建拉伸特征3
5、面倒圆
3r
步骤5、倒圆角，保存文件
第 5 章 曲面建模
【思考题】
1. 创建曲面的基本思路有哪些？
※ 2. 依据点创建曲面的方式有哪三种？ 答：依据点创建曲面。 主要有：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建曲 面？什么是通过网格创建曲面？比较它们在操作 中的特点。 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的两组线 串而形成的一张曲面。 在创建直纹面时只能使用两 组线串。这两组线串可以是封闭的也可以是不封闭 的。
通过曲线组创建曲面， 是指通过多个截面创建片 体，此时直纹形状改变以穿过各截面。 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 面是它的特例。
通过网格创建曲面可以通过一个方向的截面网 格和另一个方向的引导线创建片体或实体。 同一个 方向的截面网格（截面线串），通常称为主线串， 而另一个方向的
引导线称为交叉线串。
通过网格创建曲面中“主曲线”和“交叉曲线” 是相对的，选择其中一组空间曲线为“主曲线”， 那另一组的空间曲线则为 “交叉曲线” 。在创建直 纹面时，如果使用两条曲线创建， 则需要保证两条 曲线的方向一致。 否则，将生成扭曲的曲面或不能 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 中的按钮， 或菜单中的命令） 也没有介绍， 做曲面 建模题有一定的难度， 故以综合应用实例形式， 请 读者仿做下列题， 以补充没有学习的命令， 进一步 提高建模能力。
题目：创建一只黄梨，如图
5-57 （b）所示。
本综合实例主要使用“曲线”工具栏中的一些 命令（按钮），菜单中工具内的“表达式”、 “编 辑曲线” 工具栏中的一些命令（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
其中构造梨子的参数尺寸在过程中给出。
创建黄梨表面的操作过程和步骤：
步骤i新建黄梨文件：huangli.pat 步骤2设置相关的工具栏
调用“曲线”、“曲线编辑”、“特征”、 “特征操作”、“曲面”等工具栏。此题用的按钮 均在相应工具栏的默认中。如果没有，则需添加到 相应的工具栏中。
步骤3创建梨子纵向直线（即梨子凹底到梨子果 柄之间的
距离）
单击“曲线”工具栏上的S （直线）按钮， 以坐标起点（0, 0,⑵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。
QM34T KS @16对
I
卩 tBMtflR 區
T [0
1 AS
+
、
图5-50 创建梨子纵向直线
步骤4创建梨子凹底曲线
1）在菜单栏中，“工具” 》“表达式”，打开
“表达式”对话框，并设置的表达式参数，如图 5-51 (a)所示。
K'理律歯数 A
图5-51创建梨子凹底曲线
将梨子凹底曲线用下列表达式(参数方程)表
示：
t=1
；
xt=10*cos(t*360)
；
yt=10*sin(t*360) ； zt=-0.5*sin(t*360*5)
检查表达式的结果无误后，单击“确定”。 3)单击“曲线”工具栏上的函(规律曲线) 按钮，弹出“函数规律”对话框，如图 5-51 (b) 所示。单击对话框中的(根据方程)按钮，“确 定”后，弹出“规律曲线\对话框，“确定\后，
弹出“定义X”对话框，“确定”后，又回到“规 律曲
线\对话框， ........... 。每次出现对话框，都单 击“确定”，直到弹出如图5-51（ c）所示的“规 律曲线”对话框为止。
4）单击\点构造器\按钮，光标捕捉（0，0， 12）点，“确定”后，回到如图5-51（c）所示“规 律曲线”对话框，再单击“确定”，在绘图区域中 生成出了梨子的凹底曲线，如图 5-51 （d）所示。
步骤5创建梨子不同断面的曲线
除了梨子凹底曲线用一参数方程的表达式表示 外，梨子的其他断面均以半径不同的圆表示。
参数尺寸要求：在高度35伽处，绘制半径为45 mm的圆；在高度70 mm处，绘制半径为30伽的圆； 在高度100 mm处，绘制半径为15 mm的圆。这些圆 的圆心均落在ZC轴上。
1 ）单击“曲线”工具栏上的 说（圆弧/圆） 按钮，弹出“圆弧/圆”对话框，如图5-52 （a） 所示。
J ' - rx 类￡1
*从中心肝赔的回弧/回
删点(I)
運过点 聲点选坝 点孝君
|礙！ [-ffiffi 1 [取谓
(
(b)
a )
图5-52创建梨子不同断面的曲线(一)
2)绘制在高度35 mm处，绘制半径为45 mm的 圆：类型选择为“从中心开始的圆弧/圆”，用“点 构造器”选择中心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”选择通过点1,该点在“点”对话框中坐标 输入值为(45, 0, 35);限制：整圆；设置：关 联；其他设置不变。“确定”后，创建了在高度 35伽处，绘制半径为45 mm的圆，如图5-52 (b) 所示。
3)同理，可绘制出在高度70 mm处，绘制半径 为30 mm的圆；在高度100 mm处，绘制半径为15 mm的圆，如图5-52 (c)所示。
(c)
图5-52创建梨子不同断面的曲线(二)
5-53用“通过曲线组”生成的梨子
这一步完成后，可以用 通过曲线组 命令，
完成梨子的曲面的生成，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 得梨子的逼真形差一些。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” 的命令可以实现，这样就要在原来的基础上，增加 纵截面。
如何进行纵向的约束呢？
步骤5创建梨子纵向断面曲线
1 ）单击“曲线编辑”工具栏上的 H （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。分别选取相应的曲线进行4等分的 分段。将光标放置在每条曲线上就可以判断是否已 经分段了
2）单击“曲线”工具栏上的SS （艺术样条） 按钮，弹出“艺术样条”对话框，参照图5-54 （b）， 依次捕捉点，绘制样条曲线。同理，绘制另一条样 条曲线，如图5-54（ c）所示
（b） （c）
图5-54等分曲线与绘制艺术样条
3 ）单击“曲面”工具栏上的国（通过曲线网 格）按
钮，参照图5-55（ a）,依次选择主线串和 交叉线串，创建通过曲线网格的曲面，如图 5-55 （b）所示。
4 ）同理，完成所有梨子表面的曲面建模，如 图5-55（ c）所示。
FriKKry Curve
1
(
（b）
a
（ c）
图5-55梨子曲面创建
)
◎出如果读者对\移动对象”比较熟悉，上述过程 要简化的多了。读者可以尝试练习一下。
步骤6缝合梨子曲面
单击“特征操作”工具栏中卬（缝合）按钮， 对图5-55（ c）梨子曲面进行缝合为实体
步骤7创建梨子果柄
1 ）单击“特征”工具栏中臨（草图）按钮， 在XC-ZC平面上绘制果柄路径草图，并将梨子进行 淡化处
理（鼠标右键T弹出快捷菜单T渲染样式T 带有淡化边的线框），如图5-56 （a）所示。
2）单击“特征”工具栏中曹（草图）按钮，以 “在轨迹上”方式，参照图5-56 （b）,圆弧长率 设置为0%创建草图平面。
(
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 尺寸见图，草图完成后，如图 5-56 （d）所 示。
断面，
4） 单击“曲面”工具栏中的觀（扫掠）按钮， 打开如图5-56（ e）所示的“扫掠”对话框。将缩 放方法设置为“面积规律”，规律类型设置为“线 性”，开始为40 mm ，结束为15 mm ；选择的截面 和引导线，如图5-56 （f）所示。
2
2
\\1
(
(d)
图5-56绘制果柄过程（二）
（ f）
图5-56绘制果柄过程（三）步骤8完成梨子的创建
e
（
恢复“着色”状态，并隐藏除实体以外的所有 对象，形成如图5-57 (a)所示的梨子造型。若要 创建黄色的梨子，则在“编辑”-“对象显示”所 弹出的对话框中进行,如图5-57 (b)。
(b)
※为必做题
( a 5-57 完成的梨子设计
)
图完成日期：
得分：
评阅时间：
课程名称：
机械CAD/CAM
任务 评阅教师：
江苏开放大学机械cadcam形成性作业1
