台灯三维设计

台灯三维设计

专业： 机械设计制造及其自动化

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计算机三维设计说明书 目 录

摘 要 ------------------------------------------------------ - 1 - 1 设计任务 -------------------------------------------------- - 2 - 2 台灯的部件造型 -------------------------------------------- - 3 -

2.1 台灯上底座造型 ----------------------------------------------------- - 3 -

2.2 台灯下底座的造型 --------------------------------------------------- - 4 -

2.3 台灯支架连接处下部分造型 ------------------------------------------- - 5 -

2.4 台灯下支架造型 ----------------------------------------------------- - 7 -

2.5 台灯上支架造型 ----------------------------------------------------- - 8 -

2.6 台灯支架连接处上半部分造型 ----------------------------------------- - 9 -

2.7 台灯灯罩上半部分造型 ---------------------------------------------- - 11 -

2.8 台灯灯罩下半部分造型 ---------------------------------------------- - 12 - 3 台灯的装配 ----------------------------------------------- - 14 -

3.1 装配过程 ---------------------------------------------------------- - 14 -

3.2 爆炸图生成 -------------------------------------------------------- - 17 - 4 台灯零件机械图生成 --------------------------------------- - 18 -

4.1 机械图生成过程 ---------------------------------------------------- - 18 -

4.2 尺寸、公差标注 ---------------------------------------------------- - 18 - 结 论 ------------------------------------------------------ - 19 - 参考文献 --------------------------------------------------- - 19 -

计算机三维设计说明书

摘 要

设计的主要内容：运用UG NX 8.5三维软件对台灯的主要部件进行3D建模及其装配和机械图，部件建模，主要对台灯分的灯罩、底座、支架和支架连接处（包括拐角）四大部分组成进行三维造型。本次台灯部件的建模通过实际测量得到准确尺寸，运用插入设计特征，绘制草图和拉伸完成，其中的拉伸操作的灵活运用是3D建模个关键，装配，主要对所有零件进行装配，运用了装配约束，移动等技巧得到台灯外形效果并进行调整修饰，同时得到爆炸图和机械图。

关键词：

台灯，UG，三维设计

1 设计任务

计算机三维设计综合实训 任务书

计算机三维设计说明书 2 台灯部件造型

2.1 台灯上底座造型

台灯分为上底座和下底座，其中上底座相对简单，下底座较为复杂，但是都运用到了绘制草图和拉伸的操作，首先进行台灯上底座的操作，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为001，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择长方体，,选择长180mm，宽70mm，高度15mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，在工具中选择中点，以便选择直线的中点，用直线工具画出这个面的边框，这时找到下边的中点，绘制出一条直线25mm并转换为参考，选取参考线下边顶点和矩形下边两定点，三点画圆，，绘制出一个圆形，这时运用【快速修剪】工具，将矩形外部的圆删除掉，只保留内部的绘制曲线，然后点击保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的曲边和上半部分，选中后，在方向中选择-xc方向，距离选择180mm，【布尔】选择默认的自动判断，点击确定。之后在【格式】中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现【图层设置】对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的

线框，使其更美观，此时已经完成了台灯上底面的操作。然后点击保存，完成操作。

图2-1 台灯下底座草图

图2-2 台灯下底座造型

2.2 台灯下底座的造型

台灯下底面的操作相对上底面的操作较为复杂，首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为002，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择长方体，,选择长180mm，宽70mm，高度25mm，新建长方体。点击【在任务环境中设计草图】，之后选择yz方向的平面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，用【直线】工具画出这个面的边框，这时找到上下边的中点，连接两点，并【转换为参考】，在边框左侧运用圆形工具绘制圆形，删去多余边，之后运用镜像曲线在右侧形成相同边，然后在距左侧20mm处绘制长20mm宽10mm的矩形，选着矩形上下边的中点，绘制直线并转换为参考，在矩形左侧绘制直径为3mm的圆，运用镜像对称在矩形右侧形成相同的圆，在边框右侧绘制长为15mm，宽为7mm的矩形，这时找到上下边的中点，连接两点。这是完

成草图。

图2-3 台灯下底座草图（1）

这时选择工具栏中的【拉伸】，选择绘制的曲边部分，选中后，在方向中选择xc方向，距离选择180mm，布尔选择默认的自动判断。继续进行拉伸，选择左侧的矩形部分，选择处圆外的部分，在方向中选择xc方向，距离选择7mm，然后进行下一部拉伸，选择右侧部分，左边区域选择xc方向,右边区域为-xc方向，距离都为5mm，这是台灯下底座侧面完成，继续点击【在任务环境中设计草图】，之后选择沿-zc方向的平面，运用相同的方法绘

计算机三维设计说明书 制了4个直径为10mm的大圆和6个直径为3mm 的小圆，并完成草图。之后运用【拉伸】工具，分别将大圆和小圆向外和向内拉伸8mm和5mm。然后通过移动图层和隐藏图层隐藏

绘制的线框。此时已经完成了台灯下底面的操作。然后点击保存，完成操作。

图2-4 台灯下底座草图（2

）

图2-5 台灯下底座造型

2.3 台灯支架连接处下部分造型

台灯的支架连接处分为上下两部分，都是非常重要的组成部分，其中下半部分较为简单，上半部分比较复杂，现在准备完成台灯支架连接处的下半部分。首先打开UG8.5，新建模型，文件命名为003，保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为15mm，宽为7mm的

矩形，点开工具下的中点选项，以矩形上边的中点为原点，运用圆形工具，画出直径为30mm的圆，然后在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形内部多余的的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判断。点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。此时已经完成了台灯支架连接处的下半部

分操作。然后点击保存，完成操作。

图2-6 台灯支架连接处下半部分草图

图2-7 台灯支架连接处下半部分造型

计算机三维设计说明书 2.4 台灯下支架造型

台灯的支架是非常重要的部分，现在准备完成台灯下支架的部分，首先打开UG8.5，

新建模型，文件命名为004，保存在E盘ug文件夹下，点击在【任务环境中设计草图】，

选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为160mm，宽为10mm

的矩形，点开工具下的中点选项，选择矩形的上下两边的中点，绘制出一条直线，然后单

击右键选择转换为参考，然后在矩形的左边，以边的中点为原点，运用【圆形】工具，画

出直径为15mm的圆，然后运用镜像对称工具，选择对象选择绘制出的圆，中心线选择参

考线，点击确定，这时在矩形右侧形成了大小相同的圆，这时在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形两侧的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。这时选择工

具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc

方向，距离选择6mm，【布尔】选择默认的自动判断。点击确定，之后在格式中选择【移动

至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置

对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。

此时已经完成了台灯下支架的操作。然后点击保存，完成操作。

图2-8 台灯下支架草图

图2-9 台灯下支架造型

2.5台灯上支架造型

台灯的支架是非常重要的部分，现在准备完成台灯上支架的部分。首先打开UG8.5，

新建模型，文件命名为005，保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择yx平面，选择【首选项】，选着白色背景，在这个平面中绘制出长为160mm，宽为10mm的矩形，点开工具下的中点选项，以矩形左侧边的中点为原点，运用【圆形】工具，画出直径为15mm的圆，然后在工具栏中运用【快速修剪】工具，将矩形左侧的边修剪掉，这时草图部分已经完成，然后点击保存草图。这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的外边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判断。点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观。此时已经完成了台灯下支架部分操作。然后点击保存，完成操作。台灯的支架部分已经完成，台灯下支架为大小相同的两个，中间距离保持30mm，台灯上支架及支架连接处宽度为30mm

，宽度正好吻合。

图2-10 台灯上支架草图

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图2-11 台灯上支架造型

2.6 台灯支架连接处上半部分造型

本部分是支架连接处上半部分，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为006，

保存在E盘ug文件夹下，点击【在任务环境中设计草图】，选择xy平面，进入草图环境，选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中绘制草图，利用【直线】工具和【圆形】

工具绘制出草图，保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择除圆

以外的边框，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择30mm，【布尔】选择默认的自动判

断，点击确定。再次运用【拉伸】工具，出现拉伸对话框，选择圆形部分，选中后，在方

向中选择zc方向，第一个距离选择-5，第二个距离选择35mm，【布尔】选择默认的自动判

断，点击确定

图2-12 台灯支架连接处上半部分草图

然后插入【设计特征】，选择【圆柱体】，指定点选择已有圆柱侧面截线中点，方向选择yz，直径选择10mm，【布尔】选择【求交】，点击确定。然后回到草图环境中，选择拉

伸面，绘制边框，完成草图。选择工具栏中的拉伸，选择刚刚绘制的边框，在方向矢量对话框中中选择与yc成30度的方向，距离选择10mm，布尔选择默认的自动判断，点击确定。之后在格式中选择【移动至图层】，选择【绘制边框】，移动至21层，然后在格式中选择

【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯支架连接处上半部分的操作，然后点击保存，完成操作。

图2-13 台灯支架连接处上半部分过程图

图2-14 台灯支架连接处上半部分造型

计算机三维设计说明书 2.7 台灯灯罩上半部分造型

台灯灯罩分为上部和下部，其中上部相对简单，下底部为复杂，但是都运用到了绘制

草图和拉伸的操作，首先进行台灯上底座的操作，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建

文件命名为007，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择【长方

体】,选择长160mm，宽60mm，高度10mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务

环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，在工具中选择中点，以便选择直线的中点，用【直线】工

具画出这个面的边框，这时找到矩形的的中点，运用三点画圆的方法，选取矩形下边的两

个端点和矩形的中心点画出直径为5mm 的圆，这时运用【快速修剪】工具，将矩形外部的

圆删除掉，只保留内部的绘制曲线，然后点击保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，

出现拉伸对话框，选择刚刚绘制的曲边和上半部分，选中后，在方向中选择-xc方向，距

离选择160mm，【布尔】选择默认的自动判断。点击确定，之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在

21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完

成了台灯灯罩上部的的操作。然后点击保存，完成操作。

图2-15 台灯灯罩上半部分过程图

图2-16 台灯灯罩上半部分造型

2.8 台灯灯罩下半部分造型

台灯灯罩的下部分是比较复杂的部分，打开UG8.5，在文件中新建模型，新建文件命名为008，保存在E盘ug文件夹下，在插入菜单中选择【设计特征】，选择【长方体】，,选择160mm，宽60mm，高度15mm，新建长方体，然后选择【插入】，点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体yz方向的面，这时进入草图环境，首先选择【首选项】，选着白色背景，在草图环境中，用【直线】工具画出这个面的边框，选取矩形的中心点，以中点为圆心画出半径为10mm的圆，保存草图，这时选择工具栏中的【拉伸】，选定这个圆，在方向中选择-xc方向，距离选择3mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。再次点击【在任务环境中设计草图】，选择沿长方体xy方向的面，这时进入草图环境。

图2-17 台灯灯罩下半部分过程图（1）

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图2-18 台灯灯罩下半部分草图

首先画出6个半径为5的圆，其中运用到了【镜像对称】，用【矩形】工具绘制出边框，运用【倒角】工具改为半径为5mm的角，这是选择工具下的中点，不断选取中点画出三条横线，五条竖线，并都转化为参考，在其中一个方格中找到方格的中心点，在插入曲线中选择多边形，边数选择6，半径选择4，旋转选择90，，这样绘制出了一个正六边形，然后在正六边形中点绘制出边长为3mm的正方形，之后利用【镜像对称】绘制出24个这样的图形，点击保存草图。这时选择工具栏中的【拉伸】，出现拉伸对话框，选择6个圆形，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择4mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。然后继续运用【拉伸】工具，选择24个正六边形除矩形外的部分，选中后，在方向中选择zc方向，距离选择5mm，【布尔】选择【求差】，点击确定，然后选择24个正六边形内的矩形，选中后，距离选择3mm，【布尔】选择【求差】，点击确定。最后选中外边框，在方向中选择zc方向，距离选择2mm，布尔选择求和，点击确定。之后在格式中选择【移动至图层】，选择绘制边框，移动至21层，然后在格式中选择【图层设置】，出现图层设置对话框，在21左边方框取消对号，然后点击关闭。这时隐藏了绘制的线框，使其更美观，此时已经完成了台灯灯罩下半部分的操作。然后点击保存，完成操作。

图2-19 台灯灯罩下半部分过程图（2）

图2-20 台灯灯罩下半部分造型

3 台灯的装配

3.1 装配过程

首先装配台灯的灯罩，在【添加组件】中选择灯罩下部，继续点击工具栏中的【添加组件】，选择灯罩上部，点击【应用】，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使上下灯罩重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐。然后在【添加组件】中选择台灯连接处上部，点击【应用】，在【装配约束】中选择同心，选中两个对象，点击【确定】，之后在【添加组件】中选择支架上部，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使连

计算机三维设计说明书 接处上部和支架上部重合，右键选中后选择【装配约束】

，选择接触对齐，方位选择对齐。

图3-1 装配过程图

然后在【添加组件】中选择支架下部，【装配约束】中类型选择同心，然后在类型中选择角度，选择130度并进行调整，点击【确定】。然后运用同样的方法继续选择支架下部，这时支架部分已经完成。随后在【添加组件】中选择连接处下部，在【装配约束】中选择同心，选中两个对象，点击【确定】，然后进行台灯上底座和下底座的装配，在【添加组件】中选择上底座，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使支架连接处下部和上底座重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐，然后在【添加组件】中选择下底座，在【装配约束】中选择接触对齐，方位选择接触，点击【确定】，通过【移动】使上下底座重合，右键选中后选择【装配约束】，选择接触对齐，方位选择对齐。最后将台灯颜色设置为白色，以上完成了台灯转配的全过程。说明：下面两个3.2部分，学生可以根据自己的题目，选做其一。如，对于项目就是一个独立的商品且零件数为7个及以上的，应选做：爆炸图生成。对于项目是由多个简单商品组合的，应选做：主题效果设计。

图3-2 台灯装配图颜色修改前

图3-3 台灯装配图

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3.2 爆炸图生成

图3-4 台灯爆炸图

爆炸图是先创建装配草图，载入图3-3，点击【爆炸图】按钮，选择新建爆炸图，然后使用编辑爆炸图指令选择需要移动的工件，再使用移动对象移动爆炸图，点击另存为完成这部分操作。

4 台灯零件机械图生成

4.1 机械图生成过程

4-1 台灯机械图

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4.2 尺寸、公差标注

4-2 台灯尺寸、公差标注表格

结 论

通过本次设计，自己有着很大的收获，充分锻炼了应用软件的操作能力和应用技巧，

并成功按照自己的计划设计出台灯，台灯分为灯罩、底座、支架和支架连接处（包括拐角）四大部分组成，每部分分为两小部分完成，每部分通过插入设计特征，绘制草图和拉伸完成，最后通过装配形成完整的台灯模型并用UG软件绘制出机械图纸。通过本次台灯的设计，提高了自己的UG水平，充分利用了UG软件中的绘制草图和拉伸，并熟练掌握了装配技巧。但是在设计台灯的过程中也发现很多不足的地方，比如拉伸水平和三维方向掌握的不是很好。今后我要更加努力，提高自己的实践能力。

参考文献

[1] 张 清，UG模具设计与制造 [M ]. 北京: 化工工业出版社，2005 [2] 杨 浩，UG台灯制造培训教程 [M ]. 北京: 清华大学出版社，2006 [3] 张维合，工程塑料应用[M ]. 浙江：机械加工出版社，2003