3D打印一體化設(shè)計(jì)與制造 課件 項(xiàng)目一 任務(wù)一 創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征

項(xiàng)目1吹風(fēng)機(jī)支架支架一體化設(shè)計(jì)——任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征講課人：目錄/CONENTS課程導(dǎo)入本課內(nèi)容課后作業(yè)010203課程導(dǎo)入01課程導(dǎo)入【任務(wù)描述】吹風(fēng)機(jī)支架模型設(shè)計(jì)及繪制設(shè)計(jì)一款吹風(fēng)機(jī)支架，要求結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度足夠，體積適當(dāng)，且便于收納，適用于大多數(shù)吹風(fēng)機(jī)。通過學(xué)習(xí)討論，完成工作任務(wù)，并填寫工作任務(wù)學(xué)習(xí)卡。根據(jù)功能需求，該吹風(fēng)機(jī)支架由底座、風(fēng)筒架、轉(zhuǎn)軸等主要部分組成。支架固定方式：通過螺釘緊固在墻壁上，需要在墻上打孔，。本次任務(wù)根據(jù)零部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的建模方法及步驟，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，并根據(jù)3D打印機(jī)特性，選擇合適的裝配間隙。課程導(dǎo)入【任務(wù)分析】吹風(fēng)機(jī)支架模型設(shè)計(jì)及繪制本任務(wù)需要設(shè)計(jì)一款由支架底座、風(fēng)筒架、轉(zhuǎn)軸等組成的吹風(fēng)機(jī)支架。設(shè)計(jì)時考慮了一體化設(shè)計(jì)，且支架可通過旋轉(zhuǎn)收納減少占用空間。風(fēng)筒架可繞連接軸旋轉(zhuǎn)90°，完成“折疊”。支架可免打孔安裝，也可打孔通過螺釘緊固在墻壁上。支架結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，穩(wěn)定性好。根據(jù)設(shè)計(jì)思路，選擇NX12.0造型軟件，通過拉伸、網(wǎng)格曲面等造型方法，創(chuàng)建數(shù)字模型，并根據(jù)所使用的3D打印機(jī)特性，選擇合適的裝配間隙。本課內(nèi)容02一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟1單擊快捷菜單上的“草圖”命令，彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，草圖類型中選擇“在平面上”，平面方法選擇“自動判斷”，單擊“確定”，進(jìn)入X-Y平面?；蛘咴凇白詣优袛唷毕乱苿邮髽?biāo)至X-Z平面或者Y-Z平面，當(dāng)平面線框顏色變成紅色時，單擊鼠標(biāo)左鍵選取相應(yīng)平面，然后單擊“確定”，進(jìn)入相應(yīng)平面開始草圖繪制。本例中選取X-Y平面作為草圖繪制平面。關(guān)閉“更多”選項(xiàng)下“草圖工具”下的“連續(xù)自動標(biāo)注尺寸”功能（顏色“顯白”）。選取“直接草圖”命令集中的“圓”命令，選擇坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，快速繪制兩個圓，保持兩圓同心?！翱焖俪叽纭睒?biāo)注兩圓直徑分別為80、88。如圖1-1所示。任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟2單擊快捷菜單上的“拉伸”命令，彈出對話框，選擇拉伸曲線為草圖1，拉伸距離30，布爾選擇無，單擊確定，得到拉伸實(shí)體1。如圖1-2所示。PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-2拉伸實(shí)體1一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟3選擇步驟1創(chuàng)建的拉伸實(shí)體1的拉伸結(jié)束面（距離X-Y為30）為新的草繪平面。選擇圓弧命令，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，畫一段圓弧，快速標(biāo)注其半徑為32。以圓心為起點(diǎn)，分別繪制兩條直線，并標(biāo)注兩直線間夾角為60°。單擊圓角命令（F），依次選擇圓和直線，進(jìn)行倒圓角處理，并標(biāo)注圓角半徑為2.5，使用幾何約束中的“等半徑”，勾選“自動選擇遞進(jìn)”，先半徑2.5圓角，再另一圓角，使兩圓角半徑相等。使用“快速修剪”，刪除多余直線。約束圓弧端點(diǎn)對稱。選擇“幾何約束→點(diǎn)在直線上”，勾選“自動選擇遞進(jìn)”，先選中圓弧中點(diǎn)（選擇中點(diǎn)時，移動鼠標(biāo)至圓弧中央處并停留2-3秒，待出現(xiàn)小圓點(diǎn)的圖標(biāo)后單擊鼠標(biāo)左鍵，選擇中點(diǎn)），再單擊Y軸，使圓弧兩端點(diǎn)關(guān)于Y軸對稱，創(chuàng)建草圖2，如圖1-3所示。任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程

步驟4選擇“曲線”選項(xiàng)卡下的“相交曲線”，“第一組”選擇拉伸片體1，“第二組”選擇拉伸實(shí)體1，單擊確定，如圖1-5所示，創(chuàng)建片體與實(shí)體的交線。任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-5創(chuàng)建相交曲線一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟5選擇“菜單→插入→網(wǎng)格曲面→通過曲線網(wǎng)格”，或者“曲面”選項(xiàng)卡→“藝術(shù)曲面”下的“通過曲線網(wǎng)格”，在彈出的對話框中，“截面（主要）曲線”選取第1步，先選擇拉伸實(shí)體1的部分圓?。c(diǎn)選主曲線1），如圖1-6所示。選擇曲線時過濾器設(shè)為“單條曲線”，并注意點(diǎn)選“在相交處停止”。第2步單擊“添加新集”，第3步再選擇第2條截面曲線（點(diǎn)選主曲線2），選擇方法同上。主曲線選擇完成后，第4步點(diǎn)選交叉曲線選項(xiàng)，第5步選擇圖1-5中的1條相交曲線為“交叉曲線1”，第6步單擊“添加新集”，第7步選擇圖1-5中的另一條相交曲線為“交叉曲線2”。單擊確定，并隱藏拉伸片體1，得到曲面（片體）1，如圖1-6所示。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-6創(chuàng)建曲面1一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟6依次選擇快捷菜單上的“主頁選項(xiàng)卡”→“同步建模”→“更多”→“復(fù)制面”，彈出的對話框中，選擇面為拉伸實(shí)體1的圓柱內(nèi)表面，距離、角度均設(shè)0。單擊確定，創(chuàng)建曲面（片體）2，如圖1-7所示。任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-7創(chuàng)建曲面2一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟7單擊快捷菜單上的“修剪體”命令，目標(biāo)選擇體為復(fù)制面（曲面2），工具體選擇曲面1，并選擇“反向”，創(chuàng)建曲面3，如圖1-8所示。只顯示片體，則觀察到圖1-8所示效果。PART01PAR02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-8創(chuàng)建曲面3一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟8依次選擇：“曲面→更多→有界平面”，彈出對話框，依次選擇圖中所示兩條曲線。單擊確定，得到有界平面，即曲面（片體）4，如圖1-9所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-9創(chuàng)建曲面4一、吹風(fēng)機(jī)支架主體建模過程步驟9依次選擇：“主頁選項(xiàng)卡→更多→組合→縫合”，彈出的對話框中依次點(diǎn)選曲面（片體）1，曲面（片體）3，曲面（片體）4，單擊確定，完成片體縫合，創(chuàng)建縫合實(shí)體2。依次選擇：“菜單→插入→關(guān)聯(lián)復(fù)制→陣列幾何特征”，彈出對話框，“選擇對象”為縫合實(shí)體2，“布局”為圓形，“旋轉(zhuǎn)軸”：指定矢量為Z軸，“指定點(diǎn)”為坐標(biāo)原點(diǎn)，“間距”：數(shù)量和跨距，數(shù)量：3，跨角：360°，如圖1-10所示，完成特征陣列。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-10創(chuàng)建實(shí)體2、陣列實(shí)體2二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟10建立吹風(fēng)機(jī)支架支撐軸-拉伸6。快捷菜單上的拉伸命令，截面選擇草圖5相應(yīng)的截面曲線，方向選擇平面法向，限制-開始距離為0mm，結(jié)束距離位8mm，布爾運(yùn)算選擇無，其他默認(rèn)設(shè)置。確定，完成主體框架模型-拉伸2的創(chuàng)建，效果如圖2-19所示。PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖2-19吹風(fēng)機(jī)支架支撐軸-拉伸6二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟11選擇：“主頁→特征→合并”，彈出的對話框中，依次選擇拉伸實(shí)體1、縫合實(shí)體2以及陣列特征，完成合并，如圖1-11所示。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-11實(shí)體合并二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟12選擇XY平面作為草繪平面。繪制如圖1-12所示草圖3。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-12草圖3二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟13創(chuàng)建拉伸實(shí)體3、實(shí)體41）選擇“拉伸”命令，拉伸曲線選擇直徑φ88mm和φ83.9mm的兩個圓，開始距離0，結(jié)束距離30，布爾選“合并”，單擊確定，完成拉伸實(shí)體3。2）選擇“拉伸”命令，選擇如圖1-13所示的拉伸曲線，指定矢量為自動判斷或“+ZC”方向，開始距離13，結(jié)束距離30，布爾選擇“無”，單擊確定，完成拉伸實(shí)體4。選擇實(shí)體4的兩條邊進(jìn)行倒圓角，半徑8.5，如圖1-14所示。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-13創(chuàng)建拉伸實(shí)體3、4圖1-14邊倒圓二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟14創(chuàng)建草圖4選擇X-Y平面作為草繪平面，繪制如圖1-15所示草圖曲線。完成后的效果如圖1-15所示。PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-15草圖4二、吹風(fēng)機(jī)支架支撐建模過程步驟15拉伸風(fēng)筒底座單擊“拉伸”命令，拉伸曲線選擇圖1-15中的草圖4，開始距離0，結(jié)束距離30，完成布爾運(yùn)算，效果如圖1-16所示。PART01PART02任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-16拉伸實(shí)體5三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟16一體化設(shè)計(jì)，預(yù)留配合間隙1）繪制草圖5單擊“草圖”，選擇拉伸實(shí)體5的上平面作為新的草繪平面，“偏置曲線”命令，偏置距離設(shè)為1mm，單擊確定，完成曲線偏置。完成草圖5的繪制，效果如圖1-17所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-17草圖5三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟17預(yù)留配合間隙“拉伸”命令，拉伸曲線選擇圖1-17中的草圖5，開始距離0，結(jié)束距離17，指定矢量方向“—ZC”，布爾選擇“減去”，選擇體為實(shí)體5，確定，在實(shí)體4與實(shí)體5之間形成配合間隙，如圖1-18所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-18預(yù)留配合間隙三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟18創(chuàng)建支架底座連接孔繪制草圖6：隱藏實(shí)體5，單擊“草圖”，以實(shí)體4的側(cè)端面為草繪平面繪制草圖，以邊倒圓圓心為圓心分別繪制一個φ5mm，一個φ8mm的圓，完成草圖6。拉伸實(shí)體6：單擊“拉伸”命令，拉伸曲線選擇草圖6中φ8的圓，拉伸方向?yàn)閄方向，拉伸開始距離-70，結(jié)束距離15，布爾選擇“無”，單擊確定，拉伸形成實(shí)體6，如圖1-19所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-19拉伸實(shí)體6、7三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟19為保證風(fēng)筒架的正常轉(zhuǎn)動，還應(yīng)避免干涉的發(fā)生。如圖1-20所示，轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)由圖示位置轉(zhuǎn)動90度時，風(fēng)筒架與支架底座發(fā)生干涉。為避免此處干涉，在支架底座上去除干涉部分材料。繪制φ22的圓并拉伸，拉伸開始距離0，結(jié)束距離60，布爾減去，目標(biāo)體為支架底座，工具體為φ22圓柱拉伸體。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-20拉伸去除支架底座干涉結(jié)構(gòu)三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟20單擊“草圖”，彈出的對話框中點(diǎn)選“指定坐標(biāo)系→坐標(biāo)系對話框”，類型選擇“平面、X軸、點(diǎn)”，指定“Z軸的平面”為實(shí)體5的上表面，指定“平面上的X軸”為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中X軸，指定實(shí)體5上表面的任意一點(diǎn)作為“平面上的原點(diǎn)”，擺正草圖繪制視圖方向。選擇“偏置曲線”，選擇實(shí)體5的外邊緣3條曲線作為“要偏置的曲線”，偏置距離6，方向向內(nèi)，單擊確定，完成曲線偏置。單擊“直線”，繪制1條直線，與偏置曲線共同形成封閉圖形，并修剪多余曲線。標(biāo)注尺寸，完成草圖7繪制，如圖1-21所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-21草圖7三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟21布爾去除材料：單擊“拉伸”，選擇草圖7為拉伸曲線，拉伸矢量方向?yàn)槠矫娣ㄏ蚍较?，開始“貫通”，結(jié)束“貫通”，布爾“減去”，選擇體為實(shí)體5，單擊確定，完成材料去除。創(chuàng)建草圖8：單擊“草圖”，選擇實(shí)體5最大的表面作為草繪平面，通過上述“平面、X軸、點(diǎn)”方法擺正繪制視圖方向。單擊圓命令，繪制一個φ6的圓，創(chuàng)建草圖8。如圖1-22所示。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-22草圖8三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟22選擇“X-Y”平面作為草繪平面，繪制草圖9。如圖1-23所示。單擊“鏡像曲線”命令，選擇草圖9為“要鏡像的曲線”，“中心線”選擇Y軸，單擊確定，完成草圖繪制。單擊“拉伸”命令，選擇草圖9及其鏡像曲線作為拉伸曲線，開始距離0，結(jié)束距離30，布爾“合并”，選擇體為實(shí)體5（支架底座），單擊確定，完成掛線鉤實(shí)體9創(chuàng)建。PART01任務(wù)1創(chuàng)建吹風(fēng)機(jī)支架模型特征圖1-23草圖9三、吹風(fēng)機(jī)支架支撐座建模過程步驟23為確保吹風(fēng)機(jī)支架使用過程中不存在劃傷風(fēng)險(xiǎn)，需要對支架邊線部分進(jìn)行圓角處理。單擊“邊倒圓”命令，半徑0.5mm，選擇支架所有尖銳的邊線進(jìn)行圓角處理。根據(jù)支架不同結(jié)構(gòu)，可以給各部分涂上不同顏色。按