广东工业大学 CAD CAE(UG)课程设计报告

课程设计课程名称 CAD/CAE 综合训练题目名称饮水机加热器CAD/CAE综合设计学生学院 __ 机电工程学院_ _____ 专业班级学号学生姓名指导教师 ______ _________ 成绩评定教师签名2011年12 月 1 日广东工业大学课程设计任务书题目名称饮水机零件参数化3D设计学生学院机电工程学院专业班级姓名学号一、课程设计的内容1．设计饮水机零件结构模型；2．在UG NX 6.0平台上建立饮水机零件三维参数化、变量化实体模型；3．在UG NX 6.0平台上按国家机械制图标准绘制工程图。

二、课程设计的要求与数据1．采用参数化实体建模技术，2．通过变量、表达式和Associative Curve等建立图素间的关联关系，修改表达式的值能实现零件的关联变化；3．要求使用1～2个Sketch建立轮廓截面；4．建模过程中应包含总数不少于15个特征操作（包括扫描特征、成型特征、参考特征以及特征编辑的操作）5．要求零件工程图纸严格按照国家标准绘制，标注尺寸、公差、粗糙度等技术要求；6．要求单独建立标准的带标题栏的图框，通过插入图样的形式将图框插入到零件的工程图中；7．说明书要求写出建模和绘图过程，最后要有设计总结和分析和答思考题。

三、课程设计应完成的工作1．设计饮水机零件结构；2．建立饮水机零件三维参数化、变量化实体模型；3．基于零件主模型，按国家标准绘制零件工程图；4．编写设计说明书。

（按设计说明书的格式书写）四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1]. 荣建刚，荣立峰等. UG NX 6.0中文版入门与提高（配光盘）. 北京:清华大学出版社. 2011-01. ISBN：9787302240358.[2]. 铭卓设计编著. UG NX 6产品造型设计实例详解（配光盘）北京:清华大学出版社. 2009-03. ISBN：9787302190646[3]. 中国机械工程学会等主编. 机械设计手册(电子版)(含光盘1张). 北京:电子工业出版社. 2007-01. ISBN号： 978-7-121-03675-0. 定价：￥198元；;[4]. 洪如瑾等. UG NX4 CAD快速入门指导. 北京:清华大学出版社. 2006-11. ISBN：730213524X.[5]. UGS公司编. UG NX 5.0/ UG NX 6.0 CAST 2009.发出任务书日期：2011 年 10 月 19 日指导教师签名：计划完成日期： 2011 年 12 月 1 日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘要：作为我国国民经济的支柱产业和经济社会发展的重要依托，制造业是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础。

但是，我国现阶段制造业重制造轻研发，技术开发与技术创新能力薄弱。

而作为当今应用最为广泛的大型CAD/CAM 集成化软件之一的Unigraphice软件（简称UG ），涵盖了设计、分析、加工、产品数据、过程管理等各种功能，为制造业产品开发的全过程提供了良好的解决方案。

本课程设计要完成的是家用饮水机零部件的设计、建模与图纸制作等。

关键字：饮水机、加热器、建模、装配、工程图目录一、模型零件结构分析与总体设计方案 (6)二、建立饮水机加热器三维参数化、变量化实体模型及其步骤 (6)三、建立整个加热器装配模型及其步骤 (12)四、绘制加热器零件工程图及其步骤 (18)五、设计总结 (23)六、思考题 (24)七、参考文献 (25)一、模型零件结构分析与总体设计方案本课程设计要完成的是家用饮水机的核心部件——加热器的设计与建模。

从组成的零件来看，饮水机加热器主要由一个空心圆柱体、一根内部螺旋式加热棒、若干个进出水开口和支座构成。

因此，我们首先要通过UG建模来完成加热器各个小部件的三维参数化、变量化实体模型，然后再通过UG装配来完成各个小部件的连接与装配，进而得到加热器的三位实体模型，另外还将给出建立过程的详细步骤以及工程图、装配图，最终得到整个饮水机加热器的设计、建模与分析的总过程。

二、建立饮水机加热器三维参数化、变量化实体模型及其详细步骤零件一：进水管 [chukou1.prt]1.打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，以原点为起点，沿Z轴方向作长度为15mm的直线；2.点击以直线为路径作管道特征，横截面内外经分别为12mm、11.5mm，完成后点击，隐藏路径曲线；零件二：下管道[chukou2.prt]1. 打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，以原点为起点，沿Z轴方向作长度为30mm 的直线；2.点击以直线为路径作管道特征，横截面内外经分别为12mm、11.5mm，完成后点击，隐藏路径曲线；零件三：出气口[chuqikong.prt]1.打开UG，新建一个UG NX模型文件，以原点为起点，沿Z轴向作长为15mm的直线；2.点击，以直线为路径作管道特征，横截面内外经分别为5mm、4.5mm，完成后点击，隐藏路径曲线；零件四：上盖面[shanggai.prt]1. 打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，以原点为指定点，Z轴为矢量方向作直径为75mm、高度为0.8mm的圆柱；2.按照步骤1再作两个圆柱，分别以（0，0，0）和（0，20，0）为指定点作直径分别为12mm、5mm的、高度均为0.8mm的圆柱。

零件五：底座[Lin dizuo.prt]1.打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，点击作草图，并在草图上利用约束等特征完成如图的图形，并点击拉伸草图，距离为0.5mm，2.点击长方体特征，在垂直于步骤1的平面作两个长方体特征，然后再垂直于该长方体再作另一个长方体，如图：3.点击在长方体上打两个直径为3mm、深度为0.5mm的孔；4.使用镜像特征，【插入】→【关联特征】→【镜像特征】，以步骤3的两个孔为特征、以平分两竖平面的平面为对称面，得到另外两个对称的孔；5.点击对，各长方体连接处和四个角倒圆角，Radius=3mm或Radius=1mm，如图：零件六：桶身[tongt.prt]1. 打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，以原点为指定点、Z轴为矢量方向，作直径为76mm、高度为130mm的圆柱；2.对圆柱抽壳，移除上表面、厚度为0.5mm；3.在已经抽壳的大圆柱上再作三个小圆柱与其进行布尔减运算，如图：①轴矢量为–Y，指定点为（0，0，20），直径7mm，高度30mm，布尔求差；②轴矢量为–Y，指定点为（0，0，55），直径7mm，高度30mm，布尔求差；③轴矢量为–Z，指定点为（0，0，8），直径12mm，高度30mm，布尔求差；零件七：贴片[tiepian2.prt]1. 打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，作草图并在草图上利用约束等特征完成如图的图形，并点击拉伸草图，拉伸距离为50mm；2.在毛胚件上分别作三个圆柱并与毛胚体求布尔减运算，如图；3.以上一步骤所作的三个孔作镜像特征，【插入】→【关联特征】→【镜像特征】，再点击对，并倒圆角Radius=3mm。

零件八：加热棒[bang.prt]1. 打开UG软件，新建一个UG NX 模型文件，以原点为指定点，点击作螺旋线，参数如下：2.再画草图，选定作图平面为螺旋线的其中一端与Z轴垂直的平面，在此平面上作两反向相切圆弧，并通过约束、尺寸标注来作图：3.同理，再在螺旋线另一端点所在的与Z轴垂直的平面上，做与步骤2相应的两反向相切圆弧，同样是通过约束来保证图线要求；4.由上步骤，通过对图线的剪切、修改等，得到如下曲线：5. 点击特征，以上面步骤曲线为特征，外径为12mm，并设置内经为0，即可使所得管道为实心管，完成饮水机加热棒的雏形，再点击加以倒圆角（Radius=2mm;）、点击隐藏路径曲线等，就得到三维实体模型：三、建立整个加热器装配模型及其详细步骤装配一：加热器装配前准备1.新建一个装配文件，单位为毫米，命名为 [assembly.prt]，保存好后进入装配界面，2.进入装配界面后，要先确定主装配零件，在左下角点击【添加组件】，在对话框里再点击，就可看到组件预览，调入零件桶身[tongt.prt]，并在【放置】选项中选择【绝对原点】，即可确定主装配零件；装配二：装配内部加热棒1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件加热棒[bang.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2.在【装配约束】对话框中选择，然后分别在【组件预览】和主装配图中点击两个对象，再重复做一次让加热棒另一端也与圆筒出口壁接触；3. 在【装配约束】对话框中选择，然后分别在【组件预览】和主装配图中点击螺旋线中心和圆筒中心两个对象，确定即可完成加热棒与桶身的装配；装配三：底座与桶身的装配1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件底座[Lin dizuo.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2.选择，点击组件的顶面和主装配图的底面，再点击，点击组件的顶面圆孔和主装配图的底面出水口，确定，即可完成底座与桶身的装配；装配四：出水管与桶身的装配1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件出水口[chukou2.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2. 选择，点击组件的管身表面和主装配图的底面出水口的壁，点击，点击组件的横截面和主装配图的底面出水口的内表面，确定，即可完成底座与桶身的装配；装配四：圆筒盖子与桶身的装配1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件盖子[shanggai.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2. 选择，点击组件的边缘表面和主装配图桶身的内壁，点击，点击组件的上表面和主装配图的横截面，按确定，即可完成底座与桶身的装配；装配五：出气管与桶身的装配 1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件出气管[chuqikong.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2. 选择，点击组件的外表面和主装配图上盖出气孔的内壁，点击，点击组件的横截面和主装配图的上盖内壁，按确定，即可完成底座与桶身的装配；装配六：进水管与桶身的装配 1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件进水管[chukou1.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2. 选择，点击组件的外表面和主装配图上盖进水孔的内壁，点击，点击组件的横截面和主装配图的上盖内壁，按确定，即可完成底座与桶身的装配；装配六：贴片与桶身的装配1. 在左下角点击，在对话框里再点击，调入零部件贴片[tiepian.prt]，并在【放置】中选择【通过约束】，点击确定或应用，页面自动弹出【装配约束】对话框和组件预览；2. 选择，点击组件的圆弧形表面和主装配图桶身外表面，点击，点击组件的横截面和主装配图的上盖内壁，按确定，即可完成底座与桶身的装配；装配至此，完成所有饮水机加热器零部件的装配，隐藏坐标轴和装配约束后得到完整的饮水机加热器的三维实体装配模型，并附上装配爆炸图：四.绘制加热器零件工程图及其步骤作加热器桶身的工程图 [tongt.prt]1.打开加热器桶身文件界面，点击选择【制图】，自动出现如下工作表，选择【标准尺寸】，和以及，出现基本视图对话框，如下：2.在【基本视图】对话框选择和，通过光标选择基本视图在图纸中的位置，分别作出正视图和俯视图；3.点击，出现，在图纸上选择点击主视图框图，界面自动弹出半剖视图的对话框，并在图纸中显示了剖切线，随光标移动：4.在【半剖视图】对话框点击，选择剖切面，并用光标在图纸点击选择，然后拉动光标选择左视图的半剖图，如下：5.由于该零件在外圆表面打有两个小孔，故可在基本视图的基础上再来张局部放大图来放大细节部分，点击【插入】→【视图】→【局部放大图】，出现对话框：利用光标选择要放大的区域，6.至此，已经将主视图、左视图、俯视图画出来了，接着就是尺寸标注了，点击，通过光标选择两点或直线，标注水平尺寸。