1. Лабораторная работа №1
Часть 1
Лабораторная работа посвящена изучению, повторению интерфейса, базового модуля и модуля
Modeling (моделирования).
Твердотельное моделирование дает инженеру метод моделирования,
который интуитивно легче и понятнее, чем традиционное проволочное и
поверхностное моделирование. Дополнительно к созданию самой геометрической
модели можно добавить в модель требования и конструктивные ограничения, в
форме математических соотношений между различными частями геометрии.
Преимущества твердотельного моделирования
•
богатый набор типовых методов построения твердого тела;
•
возможность управления моделью с помощью изменения параметров;
•
легкость редактирования;
•
высокая производительность;
•
лучшая визуализация модели, полутоновое изображение;
•
более интуитивное конструирование;
•
модель создается за меньшее количество шагов;
•
возможность создания "мастер-модели", способной поставлять
информацию в такие приложения как черчение и программирование для станков с
ЧПУ;
•
автоматическое обновление чертежа, программы для станка и т.д. при
изменении геометрической модели;
•
простой
и
точный
способ
оценки
массово-инерционных
характеристик модели.
Старые CAD системы использовали методы проектирования каркаса
кривых и поверхностей. Такая модель могла редактироваться, но полностью
теряла информацию о взаимосвязи геометрических элементов, участвовавших в
построении твердого тела.

2. Более поздние параметрические системы ввели метод построения модели,
сохраняющий соотношения между элементами геометрии. Такая техника
основана на явном введении геометрических ограничений и параметров,
используемых в процессе построения модели. Такой подход более разумен, но
может также натолкнуться на ограничения. Ограничения не допускают такие
изменения
конструкции,
которые
не
были
заранее
спланированы.
Параметрическая техника основана на использовании эскизов и операций их
вытягивания и не обладает полным набором методов конструирования и
редактирования.
Для начала запомните правило:
Работу в Unigraphics по созданию модели вы начинаете с эскиза, в котором
задаете основную форму профиля детали, затем, используя операцию вращения
или переноса, создаете основную геометрию детали. На последнем этапе
добавляете такие элементы формы как фаски, отверстия, пазы или даже элементы,
созданные пользователем.
Первым делом запустим Unigraphics из меню пуск программы UGS NX
5NX5.
Для начала работы в системе Unigraphics необходимо: кликнуть мышью по
кнопке «Начало» в левом верхнем углу экрана, выбрать модуль моделирование.
Теперь вы находитесь в модуле «моделирование».
Задание 1.1. Построить куб произвольного размера.
Для построения куба необходимо ткнуть мышью по кнопке
«Эскиз» (Рис.1) в левом верхнем углу экрана. После этого
Рис.1
нужно начинать построение эскиза выбрав в диалоговом
окне меню эскиза нужную плоскость построения и нажать
на зеленую галочку (Рис.2).
2

3. Рис.2
Далее из меню Вставить выберите необходимый объект, например
прямоугольник и постройте квадрат. Для того чтобы выйти из
режима создания эскиза необходимо нажать на кнопку
«Закончить эскиз» (Рис.3) в левом верхнем углу экрана. Далее
выделяем мышью построенный квадрат на рабочей плоскости
Рис.3
и щелкая правой кнопкой мыши (в контекстном меню) выбираем команду
«Вытягивание», задаем значение толщины тела, направление выталкивания, после
чего нажимаем на кнопку <ОК>.
Задание 1.2. Построить цилиндр на любой стороне куба высотой 100 мм.
Диаметр выбрать произвольно (Рис.4). Для этого нужно кликнуть мышью по
кнопке «координатная плоскость», выделить ту грань, на которой необходимо
построить плоскость, задать,
если необходимо смещение,
после чего нажимаем на кнопку
<ОК>. Итак, вы теперь имеете
плоскость, выделив которую и
нажав кнопку «эскиз» можно
продолжить работу в эскизе
известным вам способом (как
при построении предыдущего
тела). Разница только в том,
что необходимо на этот раз
выбрать кнопку «окружность».
Рис.4
Задание 1.3. Аналогично построить на каждой стороне куба различные
тела.
3

4. Задание 1.4. Объединить построенные тела вместе с кубом. Для этого
необходимо из меню Вставить/Комбинированные тела выбрать команду
Объединение (Рис.5) и в первую очередь
выделить базовую деталь – куб, затем все
остальные присоединяемые тела в любом
порядке, после чего нажимаем на кнопку
<ОК>.
Задание 1.5. Постройте на гранях
полученного тела фаски и скругления минимум
Рис.5
по 3 штуки. Для этого необходимо из меню
Вставить/Конструктивный элемент выбрать соответствующую команду,
выделить ребро и указать значение фаски, нажать на кнопку <ОК>.
Задание 1.6. Постройте модель приведенной ниже детали (без учета
размеров) (Рис.6).
Рис.6
Задание 1.7. Самостоятельно разрезать созданное вами тело пополам
вдоль оси т.е. операцией вычитания удалить половину тела.
4

5. Часть 2
Для моделирования таких деталей как валы, кольца, стаканы, фланцы лучше
использовать команду вращение. Чтобы построить тело вращения, необходимо
создать эскиз, далее войти в режим «профиль», построить приведенный ниже
сложный профиль (обратите внимание на то, что эскиз не должен выходить за ось
вращения – все построение должно находиться с одной стороны оси, вокруг
которой будет проводиться вращение см. рис.7).
Рис.7
Далее необходимо выйти из эскиза, выделить профиль, войти в меню
Вставить/Элементы проектирования/Тело вращения, указать ось вращения
профиля, и выбрать
точку расположения
вектора
Рис.8
нажать
вращения,
на
кнопку
<ОК>. В результате
имеем тело вращения
показанное на рис. 8
5

6. Задание 2.1. Постройте аналогичное тело вращения без учета размеров,
постройте внутри этого тела цилиндр произвольных размеров, но таким
образом, что бы его диаметр был не более 1/2 от диаметра указанного тела
вращения.
Задание 2.2. Осуществите операцию вычитания цилиндра из тела
вращения. Для этого необходимо из меню Вставить/Комбинированные тела
нажать на кнопку «Вычитание» и в первую очередь выделить базовую деталь –
тело вращения, затем все остальные тела в любом порядке (цилиндр), после чего
нажимаем на кнопку <ОК>.
Задание 2.3. Самостоятельно исследуйте операцию пересечения.
Задание 2.4. Погасите ненужные вам
элементы (эскизы, плоскости, оси). Для
этого
необходимо
выделить
нужный
элемент, нажать правую кнопку мыши и
выбрать пункт «погасить», не путайте с
командой «подавить».
Задание 2.5. Создайте на периферии
тела вращения прямоугольное тело (см.
рис.9) и объедините его с первым телом.
Рис.9
Задание
2.6.
Создайте
на
периферии тела вращения круговой
массив,
из
выполненного
выше
элемента прямоугольной формы. Чтобы
создать круговой массив элементов,
нужно
войти
в
меню
Вставить/Ассоциативная
копия/Массив/
Круговой
массив,
выделить необходимый элемент, задать
Рис.10
в
диалоговом
элементов
окне
массива
и
количество
угол между
6

7. элементами, и указать вокруг какой оси будет производиться вращение, не
забудьте предварительно объединить элементы с базовым телом. Если вы все
сделали правильно результат должен быть таким же, как на рис. 10.
Задание 2.7. Постройте модель нижеприведенной детали кольцевого типа
без учета размеров (рис.11).
Рис.11
Задание 2.8. Самостоятельно вырезать (операцией вычитания удалить
сегмент) из созданного вами тела сегмент величиной 60 градусов.
7

8. Часть 3
Задание 3.1. Построить модель детали без учета размеров (см. рис.12).
Чтобы
создать
прямоугольный
массив
элементов, нужно войти в меню
Вставить/Ассоциативная
копия/Массив/Прямоугольный
массив, выделить необходимый
элемент, задать в диалоговом окне
количество элементов массива и
расстояние между элементами, и
Рис.12
указать вдоль каких осей будет
построен массив. Если вы все
сделали
правильно,
результат
должен быть таким же, как на рис.
13.
Задание
3.2.
вышеприведенный
Постройте
массив
(см.
рис.13).
Задание
3.3.
Самостоятельно на примере куба
и
цилиндра
изучите
меню
«Зеркальное тело» и «Отражение
Рис.13
элемента».
Для создания всевозможных
оболочек в среде UG NX нужно войти в меню Вставить/ /Смещение/Масштаб
/Оболочка, задать толщину стенки и выбрать грань для удаления.
8

9. Задание
3.4.
Получите
оболочковое тело из модели,
построенной в задании 3.2 (см.
рис.14).
Задание 3.5. Построить
модель детали как в задании 1.6
без учета размеров, используя
прямоугольный
массив
для
создания группы отверстий на
модели (см. рис.15).
Рис. 14
Рис.15
9

10. Задание 3.6. Построить модель детали приведенной ниже на рис.16 (без
учета размеров).
Рис. 16
10

11. Часть 4
В реальности почти всегда требуется построить модель детали точно в
соответствии с размерами.
Задание 4.1.Войдите в режим эскиза постройте приблизительный эскиз
(пока без учета размеров) такой как ниже на рис. 17.
Прежде всего, необходимо
проставить размеры, для этого
рассмотрим меню Вставить /
Размеры, см. рис. 18, выбираем
нужный тип размера, указываем
мышью отрезок на эскизе, вводим
Рис. 17
Рис. 18
значение размера и нажимаем <Enter>.
11

12. Задание 4.2.Проставить все необходимые размеры в вашем эскизе.
Обратите внимание, что лишние (которые определяются другими размерами)
размеры выделяются оранжевым цветом.
Рис. 19
При необходимости можно поставить геометрические ограничения
(параллельность, перпендикулярность, соосность) для этого входим в меню
Вставить/Ограничения, указываем мышью отрезки на эскизе, накладываем
ограничения <Enter>, смотри рисунок ниже.
Рис. 20
Задание 4.3.Установить несколько ограничений в вашем эскизе.
12

13. Задание 4.4. Построить модель детали в соответствии с размерами.
Рис. 21
13

14. Часть 5
Задание 5.1. Построить эскиз как на нижеприведенном рис 22.
UG имеет возможность осуществить
зеркальное отражение эскиза, относительно
любой
кривой
или
оси.
Для
этого
необходимо войти в меню Вставить /
Зеркало,
выделить
ось
или
кривую
относительно которой будет производиться
зеркальное отражение, выделить весь или
часть контура эскиза и нажимаем <ОК>.
Задание 5.2. Осуществить зеркальное
отражение всего эскиза, относительно оси
Рис. 22
YC.
Задание 5.3. Замкнуть контур общего эскиза посредством двух отрезков
см. рис. 23.
Рис. 23
Задание 5.4. Осуществить операцию вытягивания данного эскиза на
некоторое расстояние см. рис. 24.
14

15. Для построения отверстий в
теле необходимо войти в меню
Вставить
/Элементы
проектирования/Отверстие, выбрать
тип отверстия, параметры, нажимаем
на кнопку <ОК>, также необходимо
запозиционировать отверстие.
Задание 5.5. Проделать десять
Рис. 24.
различных отверстий в данном теле
с разных сторон тела.
Задание 5.6. Построить модель детали в соответствии с размерами
указанными на рис. 25
Рис. 25
15

16. Часть 6
Рассмотрим построение лопаток и других аэродинамических поверхностей,
поверхность которых задается по
сечениям.
Обычно
исходными
данными являются координаты
точек
спинки
и
корыта
в
нескольких сечениях, кроме того
задаются координаты центров и
радиусы
окружностей кромок,
координаты проточной части. Для
начала
необходимо
плоскости
на
построить
определенном
расстоянии друг от друга, в
Рис. 26
которых будут сечения см. рис. 26. Для этого построим плоскости:
Рис. 27
16

17. Вставить/База/точка/Координатная плоскость. Строим профили стандартными
методами, т.е. наносим точки согласно чертежу и проводим через них сплайны,
либо для упрощения лаб. работы заменим сплайны дугами окружностей
приблизительно вписанные в искомые точки.
Задание 6.1. Построить аналогичные плоскости и профили. Внимание,
плоскостей должно быть не менее двух. Далее рассмотрим меню Вставить/
Поверхность по сетке кривых/n×n. Выбираете сечение (по порядку), нажимаете
ОК, выбираете следующее сечение, нажимаете ОК и т.д., см. рис. 27.
Задание 6.2. Построить аналогичную аэродинамическую поверхность.
Задание 6.3. Построить любую аэродинамическую поверхность из 2
сечений.
Задание 6.4. Построить кривую второго порядка с помощью меню
Вставить /Сплайн студии см. рис. 28.
Рис.28
Задание 6.5. Постройте гнутую трубу с помощью меню Вставить/
Заметание/Труба, см. рис. 29.
Задание 6.6. Постройте гнутую трубу с наибольшим диаметром 20 мм, а
наименьшим диаметром 10 мм.
Задание 6.7. Построить модель детали точно в соответствии с размерами
см. рис. 30.
17

18. Рис. 29
Рис. 30
18

19. Часть 7
Рассмотрим команду заметание вдоль направляющей: строим кривую
второго порядка, далее строим необходимый профиль (который расположен в
плоскости ортогональной плоскости кривой) см. рис. 31, входим в меню
Вставить/Заметание/Заметание вдоль направляющей,
выбираем цепочку
Рис. 31
сечения (профиль), выбираем направляющую цепочку (кривую), нажимаем <ОК>.
Рис. 32
Задание 7.1. Построить аналогичное тело см. рис. 32.
19

20. Задание
7.2.
Уменьшить
тело
в
два
раза
с
помощью
меню
Вставить/Смещение/масштаб/Масштаб.
Задание
Построить
сделать
7.3.
куб,
его
прозрачным, изменить
цвет, изменить цвет
других
граней.
Для
этого
войти
Рис. 33
необходимо
в
меню
Изменить/Отображае
мый объект, изменить фильтр (см. рис. 33), выбрать тело, задать свойства (см.
рис. 34).
Рис. 34
Задание 7.3. Сделать три грани куба прозрачными на 50%, остальные на
20%, измените тип линий граней.
20

21. Задание 7.4. Построить модель детали точно в соответствии с размерами
см. рис. 35, изменить цвет граней, дать прозрачность модели, изменить
отрисовку граней.
Рис. 35
21

22. Часть 8
Задание 8.1. Построить модель вала вращением профиля как на рис. 36
Рис. 36
Задание 8.2. Зайти в меню Формат/Слои и настройки сделать рабочим
слой №2 и построить в нем заготовку для имеющегося вала, дать ему
прозрачность и другой цвет, перейти обратно в первый слой, см. рис. 37.
Рис. 37
Задание 8.3. Поставьте по своему усмотрению несколько фасок,
скруглений, проточек и шпоночный паз.
22

23. упрощенно, с закруткой 29 шт.
Задание 8.4. Построить модель детали - моноколеса, лопатки построить
Рис. 38.

24. Задание 8.5. Войдите в меню Вид/Операция/Вращать, укажите ось
вращения, задайте приращение угла = 1,0 и поставьте галочку на
непрерывное вращение.
Задание 8.6. Войдите в меню навигатор модели
(вторая иконка справа), посмотрите как устроена
модель, можете удалить некоторые элементы (без
сохранения модели).
Рис. 39
24

25. Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1.
1. С чего начинается построение модели в системе Unigraphics?
2. Объясните действие команды Объединение.
3. Как создаются тела аэродинамической формы?
4. Объясните действие команды Вычитание.
5. Перечислите основные этапы создания модели типа рычаг,
кронштейн в системе Unigraphics.
6. В чем заключаются преимущества использования кругового и
прямоугольного массива?
7. Чем отличается команда Вытягивание от команды Вращение ?
8. Как создаются оболочковые тела?
9. Что такое слои и для чего они нужны?
10. Перечислите основные этапы создания модели типа втулки, стакана
подшипника, фланца в системе Unigraphics.
11. Объясните действие команды Пересечение.
12. Объясните действие команды Заметание вдоль направляющей.
13. Что такое ограничения геометрии эскиза?
14. Какие системы координат в системе Unigraphics вы знаете, поясните
их назначение.
25