【正文】 后座中轉軸的繪制，在選中后座平面為基準面以后草圖命令下繪制半徑 40mm 的圓，拉伸長度 10mm，然后以剛拉伸得到平面為基準面，草圖繪制半 徑 5mm 圓，拉伸長度 30點擊確定。創(chuàng)建直紋面，選中半徑 60mm 圓弧與直徑 160mm 圓弧象限連接點，點擊確定，選擇片體加厚命令，第一偏置 第二偏置 ，點擊確定。繪制半徑 60mm 圓弧，圓弧之間圓角半徑 20mm。 草圖繪制模塊畫出后座主視圖，圓弧直徑 160mm，圓弧與圓弧之間圓角半徑 20mm，如圖 所示，完成草圖單擊 命令，拉伸長度設置為 100mm。如圖 是基本制好的電風扇葉，為了便于觀察美觀 ， 將不需要的線條，曲面隱藏即可。多個副本可用，如圖 ，份數為 2。 基于 UG 的家電造型設計及動態(tài)仿真 11 圖 直紋面的生成 進入草圖繪制 ，在 “ XCYC” 基準面繪制直徑 60mm 的圓，完成草圖，對所畫圓進行拉伸使得葉片在圓柱體中間位置 ,設置起始值 10 結束值 30，確定得到如圖 所示?！熬W絡曲面 — 直紋面”將 投影得到的曲線生成直紋面，如圖 所示。點擊剛才所畫直線，鼠標中鍵確定。 圖 圓柱對話框 圖 基本曲線對話框 在 “插入” 下拉菜單找到 “曲線 — 基本曲線” 點擊確定，點擊 ，在圖 基本曲線對話框中選擇 “直線” ，點方式選擇 “象限點” ，單擊圓柱體上邊緣線然后單擊圓柱體下邊緣線生成直線。在建模模塊下，單擊 “插入” — “設計特征” — “圓柱體” ，選擇“直徑 — 高度” 鼠標左鍵點擊確定，在圖 所示的圓柱特征對話框中輸入 “直徑 340 高度 20” ，生成圓柱體。如圖 是完成以后的風扇前罩（前、后罩的繪制方法一致）。 圖 草繪圖 圖 掃描（管道）對話框 最后進行陣列工具，右擊需要陣列的工具欄會出現（陣列）工具選擇中心軸然后對象選擇為剛才所繪連續(xù)線段，環(huán)形陣列半徑 200 起始角 0 角度增量 360176。 裝配體 部件裝配體 部件裝配體 零件 零件 零件 零件 基于 UG 的家電造型設計及動態(tài)仿真 9 圖 新建對話框 電風扇前罩的繪制主要運用了拉伸，掃描（管道），陣列等建模思想進行繪制。 電風扇罩的繪制 單擊 “ ” ，或者 “文件 ”下拉菜單里的 “新建” 會出現圖 所示的對話框，取名 “ 2” 。本章節(jié)的建模設計并非實際設計先后順序。 電風扇主要零件的建模繪制 在電風扇主要零部件的草圖繪制中，電風扇罩、扇葉、后座的繪制具有典型性，本節(jié)內容我們將介紹這幾個重要零件的繪制方法。從產品構成的最頂層就開始把組成整機的部件作為產品系統(tǒng)的零件來思考，電風扇操作面板就是設計初期進行全局考慮，預留好旋鈕及按鈕的位置，在操作面板部分繪制完成以后根據預留孔的大小設計旋鈕最后進行裝配。設計時確定扇葉直徑以后，才能進行扇罩尺寸的確定，然后一步步完成設計任務。通過該過程，確保設計由原始的概念開始，逐漸地發(fā)展成為具有完整零部件造型的最終產品。如圖 。 圖 由 底向上的裝配 設計 按照一般人的思維方式 ,通常的設計過程是：先需求分析、概念設計，再進行機構設計、詳細設計，最后試制修改。它的主要思路是先設計好各個零件，然后將這些零件拿到一起進行裝配，如果在裝配過程中發(fā)現某個零件不符合要求，比如：零件與零件之間產生干涉、某一零件根本無法進行安裝等，就要對零件進行重新設計，重新裝配， 再 發(fā)現問題， 再 進行修改，如此反復 [6]。產品在設計的過程中是一個復雜的創(chuàng)造性活動，產品的內的質量和生產總成本從根本上來講由產品的設計 決定。 裝配體建模承接于基礎零件建模才能得到電風扇的三維零件模型，根據設計人員的裝配圖紙生成裝配模型，在 UG 軟件中進行裝配設計主要有由底向上和由頂向下兩種主要方法。無連接接口的主要用于一般的裝配中，使用這種裝配的零件不具有自由度，零件之間不 能做任何相對運動；有連接的約束主要用于解決機構的相對運動。 利用 UG 裝配模塊，把電風扇的各個零件裝配好，在裝配時根據實際操作再修改零件。虛擬裝配技術可以實現以可裝配性的全面改善為目的，以實現操作仿真的高度逼真為要點，以實現裝配信息模 型的集成化為核心，以全周期裝配環(huán)節(jié)為對象，以裝配多樣化為特色 [5]。傳統(tǒng)制造理論認為，裝配應該是整個制造過程中的最后一個環(huán)節(jié)，就是按規(guī)定的技術要求，將零件、組件和部件進行裝配和聯(lián)接，使之成為半成品和成品的工藝過程 [4]。零件的繪制尺寸一定要得當才能完成虛擬裝配工作。一般來說，基準特征主要用于輔助三維模型的創(chuàng)建。本論文的曲面主要是通過網格曲面創(chuàng)建，或者用藝術線條創(chuàng)建直紋面，然后片體加厚形成。 (2) 曲面特征它是一種沒有質量和體積的幾何特征，對 曲面的精確描述比較復雜，在目前三維造型中通常通過曲率分布圖對曲線進行編輯，進而得到高質量的曲面造型 。在 UG 中，根據建模方式和原理的差異，把實體特征進一步分為基礎特征和工程特征。 在三維建模中主要有以下 3 種特征 : (1) 實體特征它是構建三維模型的基本單元和主要設計對象。由于組成的模型特征既相互獨立又具有一定的關聯(lián)性，修改時只需對不滿意的細節(jié)所在特征進行修改，在不違背特定特征之間基本關系的下，再生模型可獲得理想的設計結果。在整體尺寸大致確定以后，選擇合理的造型方法也是相當困難的。同時為了安全起見，底座、面板部分要注意進行邊倒角。操作面板分為 4 檔，有定時開關的旋鈕。扇葉部分用注塑成型，厚度 ~2mm。 到現在風扇的發(fā)展比較成熟，尺寸也相對固定，設計考慮風扇尺寸高度 1200~1400mm，高度可升降。這一部分尺寸基本確定，但是由于其他部分所需要可進行臨時改變來滿足預留要求。（ 3）電風扇升降模塊，主要用來 實現安裝和聯(lián)接所需的功能。電風扇扇葉在設計中是必不可少的，而且確定尺寸以后在系統(tǒng)中基本不變，確定扇葉尺寸以后便可考慮與其連接的前后罩的尺寸。因為主要利用 UG 進行造型設計，材料的選擇不加詳細介紹。 在實際設計過程中，設計者可以根據客戶提供的相關參數及性能要求合理選擇材料及產品尺寸。這樣主次分明，先做什么后做什么問題就迎刃而解了。 分清哪些是基本特征（如配合面，保證產品外形輪廓的特征），哪些是構造特征（如面和面之間的過渡、凹槽、倒圓、倒角等）。 雖然僅僅只是實用型電風扇，但是看起來也是相當復雜。 UG在產品中的設計思路 在產品開發(fā)及制造過程中，幾何造型技術已經使用相當廣泛。另外，電風扇吹風比較自然，開門窗也不受影 響，而空調房間都是密閉的，空氣流通差，很容易感染疾病。正是基于這樣的出發(fā)點，用發(fā)展的眼光，把現代設計方法與傳統(tǒng)風扇產品的設計相結合 ， 進行了模塊化設計、運動仿真在電風扇產品設計方面的應用。在市場發(fā)展越來越成熟的今天，電風扇產品所涉及的學科和工業(yè)門類眾多，用傳統(tǒng)的設計方法很難達到。 從功能上來看，現在大多數電風扇的功能都比較單一，不能實現 “一專多能” ，這樣往往會導致某些材料和空間的浪費。 除少數幾家工廠以外，大多數工廠均需要相當數量的外購外協(xié)件，例如電鍍件、琴鍵開關、定時器、塑料件等。 基于 UG 的家電造型設計及動態(tài)仿真 5 2 基于 UG的風扇設計 電風扇的發(fā)展現狀 近年來，國內電風扇行業(yè)發(fā)展很快，但是由于各地設備情況、管理水平不同，產品質量也有很大的差別 。而運動仿真能讓設計工程師建立、評估和優(yōu)化部件在現實環(huán)境中的運動，以便最佳地滿足工程和性能需求。近年來，虛 擬現實技術的廣泛應用大大改變了人與計算機之間的交互方式。現在用 UG 軟件進行實體設計，虛擬裝配，動態(tài)仿真和扇葉的注塑模設計。我國電風扇產品的開發(fā)大多屬于串行方式，先設計出原型樣機，然后測試驗證分析，這樣往往造成產品開發(fā)時間長，不能達到快速制造的要求。 隨著全球經濟一體化的大環(huán)境形成，市場競爭越演越烈， 國內許多企業(yè)正在面臨嚴峻考驗，特別是經濟危機以后，企業(yè)更多的在積極主動的采用 先進技術和生產方式，增強自身在市場競爭中的應變能力和生存能力。其主要內容包括： （ 1） 對電風扇的基礎零件三維繪制； （ 2） 三維建模、裝配約束、干涉檢測及系統(tǒng)優(yōu)化等； （ 3） 對電風扇進行虛擬裝配及運動仿真； （ 4） 對虛擬裝配理論和關鍵技術進行研究； （ 5） 完成電風扇扇葉的注塑模設計。 MoldWizard為產品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、復雜型芯或型腔輪廓創(chuàng)建電火花加工的電極及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設計途徑，最終可以生成與產品參數相關的、可用于數控加工的三維模具模型。同時又提供了制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、圖形刀軌編輯器、機床仿真等加工或輔助加工。參數化的裝配建模提供為描述組件間配對關系和為規(guī)定共同創(chuàng)建的緊固件組和共享，使產品開發(fā)并行工作。 UG 裝配建模是用于產品的模擬裝配，支持 “ 由底向上 ” 和 “ 由頂向下 ” 的裝配方法。在模型改變時，工程圖將被自動更新。 UG 自由形狀建模擁有設計高級的自由形狀外形、支持復雜曲面和實體模型的創(chuàng)建。 UG 特征建模模塊提供了對建立和編輯標準設計特征的支持。 （ 1） CAD 模塊 實體建模是集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、 掃描和旋轉實體、布爾運算及其表達式。 它的 設計思想足夠靈活地支持多種離散方案 ， 因此軟件可對許多不同的應用再利用 [2]。 基于 UG 的家電造型設計及動態(tài)仿真 3 UG 的開發(fā)始于 1969 年，它是基于 C 語言開發(fā)實現的。其功能強大 ， 可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。 SolidWorks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。 Solidworks功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是 SolidWorks的三大特點，使得 SolidWorks成為領先的、主流的三維CAD解決方案。 SolidWorks軟件是世界上第一個基于 Windows開發(fā)的三維 CAD系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合 CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，并使用了 Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術， SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件 。 （ 2） Solidworks 軟件 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術副總裁與 CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（ Concord,Massachusetts）內，當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產力的實體模型設計系統(tǒng)。 Pro/E 的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現并行工程設計。 Pro/E 第一個提出了參數化設計的概念，并且采用了單一數據庫來解決特征的相關性問題。 1988 年， 的 Pro/ENGINEER 誕生了。總的來說，軟件各有千秋，每種產品都有其所長也有其短，關鍵是使用者根據自己的實際需求進行選擇，下面我們簡單的介紹一下常用的三維造型軟件。尤其是三維造型，以其直觀、能直接轉化二維工程圖和虛擬裝配等優(yōu)勢在現代工業(yè)生產設計方面有著絕對的優(yōu)勢。 我國在軟件和設備方面的發(fā)展一直比較緩慢，直到進 入 21世紀以來，我國的計算機行業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，正是因為這樣，我國的 CAD技術才有了進一步發(fā)展的空間，在現無錫太湖學 院學士學位論文 2 代制造業(yè)舞臺上，生產效率、成本、規(guī)劃管理無不和生產技術相關，因此 CAD技術的開發(fā)直接關系到產品的設計、生產、維修等工作的速度和效率，顯得尤為重要。參數化 使 設計極大地改善了圖形的修改手段，提高了設計的柔性 ， 在概念設計、動態(tài)設計、實體造型、裝配、公差分析與綜合、機構仿真、優(yōu)化設計等領域發(fā)揮著越來越大的作用，體現了很高的應用價值。它帶來算法改進和未來發(fā)展的希望，同時也帶來了數據計算量的急速膨脹。 70年代初出現了簡單的具有一定實用性的基于實體造 CAD/CAM系統(tǒng)，實體造型在理論研究方面也相應取得了發(fā)展。 （ 2） 曲面造型系統(tǒng) 法國達索飛機制造公司基貝塞爾算法，在上個世紀 70年代開發(fā)出以表面模型為特點的三維造型系統(tǒng) CATIA，從而標志著 CAD技術突破了單純模仿工程圖紙三視圖的模式，首次實現完整描述產品零件的主要信息，使得 CAD技術有了實現基礎。經過四十多年的發(fā)展， CAD/CAM技術有了長足的進步，而三維CAD技術到目前為止共經歷了 4次大的技術革新。 1991年，美國評出的二十世紀最具影響的十大技術中， CAD便榜上有名。 三維造型設計的現狀和發(fā)展前景 市場需求是技術創(chuàng)新的原動力，二十一世紀的一個重大變革是全球市場的統(tǒng)一，它使市場競爭更加激烈，產品更新周期加快。 movement simulation V 目 錄 摘 要 ............................................................