《機(jī)械工程CAD高級實訓(xùn)教程》實訓(xùn)單元4

實訓(xùn)單元4裝配建模與詳細(xì)工程圖簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（2022.3.2515:00至2022.3.2515:10）簽到方式教師通過“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設(shè)置簽到時間，學(xué)生通過“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進(jìn)行簽到。。單元導(dǎo)讀裝配建模與詳細(xì)工程圖（MechanicalAssembliesandDetailDrawing）模塊，主要考核選手對CAD軟件的掌握水平和應(yīng)用能力，考核點主要包括零件三維建模、部件裝配、標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)用、詳細(xì)工程圖（零件工程圖、裝配圖和爆炸圖）、工作原理動畫、裝配模擬動畫和渲染等。在掌握CAD軟件功能的基礎(chǔ)上，對各種典型的常見機(jī)構(gòu)、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理要有一定的熟悉和理解，需要完成各種機(jī)構(gòu)的裝配（包含不提供裝配信息的盲裝任務(wù)）和工作原理動畫。此外，對機(jī)械制圖的各種規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也要掌握，需要生成各種符合生產(chǎn)要求的工程圖紙。實訓(xùn)任務(wù)本實訓(xùn)單元以常見的機(jī)械機(jī)構(gòu)～發(fā)動機(jī)為例，講解裝配建模和詳細(xì)工程圖模塊中需要完成的零件建模、裝配、工程圖、工作原理動畫、裝配模擬動畫和渲染圖片的相關(guān)任務(wù)。設(shè)計項目一家汽車發(fā)動機(jī)制造商在重新設(shè)計一款產(chǎn)品，如下圖所示。需要創(chuàng)建3個子裝配的模型：manifold（排氣歧管）、airbox（氣箱）和alternator（交流發(fā)電機(jī)）。設(shè)計項目設(shè)計項目閱讀裝配體和零件的Pdf文件及打印圖紙后，將要求的零件建模。生成3個子裝配體，將子裝配體裝配到提供的發(fā)動機(jī)基座裝配體，生成工程圖、一張渲染圖和一個動畫。具體步驟如下。1．打開并閱讀提供的打印圖紙和文檔（1）閱讀子裝配體件和零件的打印圖紙。（2）提供的文檔位置：...\數(shù)據(jù)\4-01發(fā)動機(jī)。2．零件建模和裝配（1）將要求的manifold、airbox和alternator子裝配體的零件建模。參考打印圖紙中的零件名和尺寸。設(shè)計項目（2）使用建模的零件、標(biāo)準(zhǔn)零件和提供的零件生成3個子裝配體。使用打印圖紙作為參考。（3）將manifold（排氣歧管）、airbox（氣箱）和alternator（交流發(fā)電機(jī)）子裝配體裝配到提供的對置氣缸發(fā)動機(jī)裝配體。3．生成工程圖（1）第一頁（A2尺寸）生成完整發(fā)動機(jī)裝配體的著色等軸測視圖。添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表包含3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）和PARTNUMBER（零件代號）。只列示子裝配體和緊固件。（2）第二頁（A2尺寸）生成完整氣箱（Airbox）子裝配體的2個視圖、1個著色等軸測視圖、1個著色等軸測爆炸視圖。①等軸測爆炸視圖中添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表應(yīng)該有3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）和PARTNUMBER（零件代號）。所有零件必須列示。②在Airbox_Lower和Throttle_Housing（氣箱-下和油門-殼體）零件旁放置一個注釋，標(biāo)注零件體積（單位mm3）。（3）第三頁（A2尺寸）生成完整Manifold（排氣歧管）子裝配的2個視圖1個著色等軸測視圖、1個著色等軸測爆炸視圖。①在等軸測爆炸視圖中添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表應(yīng)該有3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）和PARTNUMBER（零件代號）。所有零件必須列示。②在Manifold（排氣歧管）零件旁放置一個注釋，說明零件體積（單位mm3）。設(shè)計項目（4）第四頁（A3尺寸）生成提供零件Funnel.ipt的零件圖，比例為1∶2。①圖紙標(biāo)注完整尺寸。尺寸必須精確到小數(shù)點后一位（0.0），無尾隨零。②根據(jù)裝配體功能放置GDT（幾何形位公差）。注意：所有標(biāo)注樣式必須符合ISO標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計項目4．生成動畫生成裝配體的動畫如下（見表4-1）。（1）屏幕尺寸800×600。（2）視頻時長30s。（3）按比賽文檔命名規(guī)范保存為AVI格式文檔。（4）要展示出所有部件的安裝固定方式及順序。設(shè)計項目設(shè)計項目5．渲染圖片使用InventorStudio生成一張渲染圖片，展示完整Boxer_Motor_Assembly（水平對置發(fā)動機(jī)裝配體），包含獨立的子裝配Manifold（排氣歧管）、Airbox（氣箱）和Alternator（交流發(fā)電機(jī)），放置在Boxer_Motor_Assembly旁邊。（1）圖片大小1280×720。（2）使用大賽命名規(guī)則保存文件成JPEG格式的文件。6．說明本任務(wù)中的渲染圖片和裝配模擬動畫不做詳細(xì)講解，可參考其他部分的相關(guān)內(nèi)容。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.3設(shè)計結(jié)果評分任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配零部件建模任務(wù)主要分兩部分，一是根據(jù)提供的工程圖創(chuàng)建零件模型，二是根據(jù)明細(xì)表完成子裝配、總裝配的建模。在裝配建模時，有些裝配會提供裝配信息、裝配示意圖、明細(xì)表等輔助信息，將建模的零部件、提供的零部件和從資源中心調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行裝配；但是通常會只提供明細(xì)表，需要進(jìn)行盲裝的任務(wù)，這種盲裝比較能檢驗選手對各種常見典型機(jī)構(gòu)的理解和掌握。在本項目中，需要為3個子裝配（紅圈部分）創(chuàng)建一些零件，然后完成這3個子裝配，再將這3個子裝配和提供的零部件（綠圈部分），完成完整的水平對置發(fā)動機(jī)的總裝配，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.1零件Manifold建模任務(wù)4.1零件建模與裝配子裝配Manifold由幾個零件組成，其中的零件Manifold相對形狀復(fù)雜，歧管的形狀需要用到放樣、掃掠等功能進(jìn)行造型。試題提供了零件的工程圖，還提供了此零件的附加信息，為此零件的歧管的截面輪廓草圖的相關(guān)信息，用以輔助歧管特征的建模。提供的圖紙和附加信息如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（1）歧管零件Manifold的主體特征是歧管結(jié)構(gòu)，如下圖所示。因此，建模時先創(chuàng)建歧管特征。任務(wù)4.1零件建模與裝配（2）新建零件，在XY平面創(chuàng)建二維草圖。根據(jù)工程圖的信息，先創(chuàng)建較小的法蘭特征。繪制草圖如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（3）結(jié)束草圖，使用“拉伸”工具，創(chuàng)建法蘭特征，拉伸距離6mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（4）在拉伸特征的平面上新建草圖，繪制4個直徑為17mm的圓。注意，上面兩個圓和下面兩個圓的間距不同，如下圖所示。創(chuàng)建拉伸特征，選擇4個圓，拉伸距離6mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配（5）添加8個圓角特征，圓角半徑10mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（6）在實體平面新建草圖，如下圖所示，使用拉伸工具，創(chuàng)建切削特征（求差），貫通整個實體。任務(wù)4.1零件建模與裝配（7）接下來需要創(chuàng)建歧管特征。在中間平面新建二維草圖，繪制中心軌跡線。軌跡線由一條長15mm的直線、半徑為90mm的圓弧和另外一條半徑為113mm的圓弧組成，連接處加相切約束（2處）。關(guān)鍵定位尺寸處加草圖點進(jìn)行輔助定位。尺寸如右圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（8）截面輪廓草圖需要創(chuàng)建在過軌跡中心線上的幾個關(guān)鍵點且垂直于軌跡線的平面上，因此，需要在這幾個位置分別創(chuàng)建工作平面，以繪制截面輪廓草圖。共創(chuàng)建5個工作平面，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（9）參考提供的截面輪廓草圖，在剛創(chuàng)建的幾個工作平面上，分別繪制6個截面輪廓草圖，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（10）完成了6個截面輪廓草圖的繪制，使用“放樣”工具，創(chuàng)建歧管特征。“截面”處，按順序依次選擇6個外輪廓截面草圖作為截面；放樣方式為“軌道”，但不選擇軌跡線；或者選擇放樣方式為“中心線”，選擇中間的草圖作為放樣的中心線。確定，生成放樣實體，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（11）創(chuàng)建完歧管的實體特征后，需要為歧管創(chuàng)建內(nèi)腔特征。如下圖所示，在剛創(chuàng)建的放樣特征上，點開特征前面的“+”號，展開幾個截面輪廓草圖，設(shè)置這些草圖為可見。任務(wù)4.1零件建模與裝配再次用這些截面輪廓草圖作為放樣特征的截面。注意，這個放樣特征的生成方式為“求差”（切削特征），截面草圖需選擇內(nèi)截面輪廓，放樣方式為“軌道”（和上面那個放樣特征的方式一致，不選擇軌跡線），如下圖所示。創(chuàng)建放樣特征后，可將這些草圖的可見性取消。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（12）創(chuàng)建完歧管特征后，在零件的中間平面（此例中為YZ平面）上新建草圖，繪制加強筋的草圖，加強筋的頂點距離底部20.9mm。創(chuàng)建加強筋特征，厚度為5mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（13）歧管背部有4個立柱特征，為創(chuàng)建這些特征，需要新建工作平面，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配在這個工作平面上新建草圖，繪制一個直徑為18mm的圓。創(chuàng)建拉伸特征，特征終止方式為“到下一個”，系統(tǒng)會自動將特征按指定方向拉伸到歧管特征的外表面，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配在這個凸柱特征上，創(chuàng)建沉頭孔特征。沉頭孔直徑為16mm，深度為5mm，通孔直徑為12mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（14）以同樣的方式，創(chuàng)建另外3個凸柱特征和孔特征，如下圖所示。注意，其中有兩個孔是螺紋孔，需在創(chuàng)建孔特征時，選擇孔類型為“螺紋孔”，在螺紋類型和此處、規(guī)格處，選擇ISOM6×1的規(guī)格，確認(rèn)“全螺紋”被勾選，生成螺紋孔特征。任務(wù)4.1零件建模與裝配（15）歧管的另一頭有法蘭特征。在端面新建草圖，投影歧管內(nèi)腔的輪廓，繪制直徑112mm的圓，拉伸特征（不選擇里面的圓），距離為4.5mm，如下圖所示。然后在法蘭特征的表面，新建草圖，投影內(nèi)腔，繪制一個同心圓，直徑為86.7mm，創(chuàng)建拉伸特征，高度4mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（16）在零件中間位置創(chuàng)建草圖，繪制過下圖所示兩個點的直線，創(chuàng)建壁厚為5mm的加強筋特征。任務(wù)4.1零件建模與裝配（17）添加圓角特征，法蘭特征處的圓角半徑為2mm，4個凸柱特征根部的圓角半徑為3mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（18）在較小的法蘭端面，新建草圖，投影4個圓柱特征的輪廓，過其圓心放置4個草圖點，過這4個草圖點，創(chuàng)建4個直徑為6.5mm的通孔，如下圖所示。注意，打孔的時候，不能用“貫通”的方式，否則孔特征將會貫穿歧管實體。任務(wù)4.1零件建模與裝配（19）在另一個法蘭端面，繪制草圖，創(chuàng)建直徑為6.5mm的孔特征，然后環(huán)形陣列，數(shù)量為4，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（20）為兩個加強筋添加圓角特征，2mm，如下圖所示。至此，完成了零件Manifold的特征建模。任務(wù)4.1零件建模與裝配（21）根據(jù)圖紙上的信息，需為零件Manifold設(shè)置材料：鋁6061。有以下三種方式在零件環(huán)境下給零件設(shè)置材料，如下圖所示。①在工具面板中，單擊材料瀏覽器圖標(biāo)，進(jìn)入材料瀏覽器，查找所需材料并指定給當(dāng)前零件。②在工具面板的材料下拉列表中，找到所需材料并指定給零件。③在零件的iProperty窗口中，在物理特性選項卡中為零件指定材料。（22）完成零件建模。保存文件為“Manifold.ipt”。任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.2Manifold其他零件建模子裝配Manifold.iam還有幾個零件需要建模，如下圖所示。Injector這兩個零件為相同的結(jié)構(gòu)，具有不同顏色的外觀，因此只需建一個零件模型，分別設(shè)置不同的外觀。Spacer這兩個零件結(jié)構(gòu)相同，只是部分特征的尺寸不同，只需修改其中一個零件的特征尺寸即可得到另外一個零件。任務(wù)4.1零件建模與裝配1．零件建模Injector_Red（1）零件Injector由兩個主體部分組成，一個是回轉(zhuǎn)體，另外一個是帶接口的矩形特征。對這種回轉(zhuǎn)體，一般用旋轉(zhuǎn)特征的方式來創(chuàng)建，方便建模和編輯。新建零件，參考圖紙尺寸，繪制回轉(zhuǎn)體的草圖，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（2）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征，然后為零件設(shè)置外觀。在工具欄的“外觀”處，在下拉列表中選擇“紅”，將零件的外觀設(shè)置為紅色；然后為橡膠圈的特征設(shè)置黑色外觀，先用鼠標(biāo)選擇需要更改外觀的對象（兩處橡膠圈的圓環(huán)面），然后在工具欄的“外觀”處，在下拉列表中選擇“平滑-黑色”，為特征面指定不同于零件的外觀，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（3）在下圖所示位置創(chuàng)建草圖并創(chuàng)建拉伸特征，高度8.5mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配（4）在下圖所示中間平面創(chuàng)建草圖，拉伸特征，左右對稱，距離16.5mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配（5）添加4個圓角特征，半徑3mm；在上表面添加平底孔特征（注：試題圖紙缺失尺寸），直徑4mm，深度9mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（6）在斜面創(chuàng)建草圖，生成切削特征，深度8mm，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（7）完成零件建模，如下圖所示，保存為Injector_Red.ipt。任務(wù)4.1零件建模與裝配此零件與Injector_Red在結(jié)構(gòu)上完全一致，只是外觀顏色不同，無須重新建模。前面分別對“零件”和“面”指定了不同的外觀顏色，還可以對“實體”設(shè)置外觀顏色。打開前面建好的零件Injector_Red，在瀏覽器中選擇要設(shè)置的對象-實體1，然后在外觀的下拉列表中，將零件實體的外觀顏色設(shè)置為藍(lán)色，其余不變，如下圖所示。注意，兩個黑色的橡膠圈，在前面建模已將其特征面的顏色設(shè)置為黑色，若沒有設(shè)置，需另外將其選中并設(shè)置為黑色。通過“文件”—“另存為”，將模型另存為Injector_Blue.ipt。2．零件建模Injector_Blue任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（1）這兩個零件的結(jié)構(gòu)很簡單，只是部分尺寸不同，同樣可以在創(chuàng)建好一個零件后進(jìn)行另外編輯和保存。建模只要一個旋轉(zhuǎn)特征即可，不再細(xì)述。（2）添加外螺紋特征，螺紋規(guī)格從下列列表中分別選擇：ISOMetricProfile，M6×1，螺紋深度為全螺紋，選擇前端的小圓柱面添加螺紋特征，如下圖所示。3．零件建模Spacer_Large和Spacer_Small任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（3）在頂部平面添加螺紋孔特征。如下圖所示，設(shè)置類型為倒角孔的螺紋孔，螺紋尺寸為ISOM5×0.8，倒角孔直徑為6mm，全螺紋，孔深度14.2mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（4）在兩端添加倒角特征，尺寸為1×45°，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（5）設(shè)置材料為軟鋼（MildSteel），外觀顏色為綠色（平滑-深森林綠），如下圖所示。完成建模，保存文件為Spacer_Large.ipt。任務(wù)4.1零件建模與裝配（6）分析提供的工程圖，零件Spacer_Small和Spacer_Large只是較大的圓柱的長度有所不同，只需編輯此圓柱的長度即可。打開零件Spacer_Large，在瀏覽器中，點開“旋轉(zhuǎn)1”特征的草圖，在右鍵關(guān)聯(lián)菜單中選擇“編輯草圖”，將兩個長度尺寸分別改為11.7和21.7，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（7）更改外觀顏色為黃色，完成編輯，如下圖所示。將模型另存文件為Spacer_Small.ipt。任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.3子裝配Manifold裝配完成了子裝配Manifold的零件建模，接下來可以裝配這個部件。圖紙?zhí)峁┝俗友b配Manifold的著色等軸測視圖和明細(xì)表，零件數(shù)量也只有6個，如下圖所示，裝配任務(wù)比較簡單。任務(wù)4.1零件建模與裝配（1）新建裝配文件。放置零件Manifold.ipt，在原點處固定此零件，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（2）參考明細(xì)表，將另外5個零件放置到裝配中（備注：圖紙中明細(xì)表的零件數(shù)量有誤，按裝配圖中零件數(shù)量來放置），如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（3）可將零件按裝配圖的位置拖放到裝配位置附近，方便觀察和判斷裝配中的零件是否齊全，方便后續(xù)的裝配約束工作，如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配添加裝配約束“插入”，分別選擇下圖所示的零件Spacer_Small和Manifold的兩個圓，將零件Spacer_Small“插入”到Manifold上。單擊“應(yīng)用”或“確定”按鈕后，零件Spacer_Small被裝配到指定的位置（零件Manifold被固定，不能移動）。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配使用同樣的“插入”約束，將另外3個零件，分別裝配到Manifold零件的孔特征上，如下圖所示。此時，零件加了“插入”約束，可通過“自由度”工具，查看各零件當(dāng)前的自由度，確認(rèn)是否完全約束。從結(jié)果來看，這4個零件，都還可以繞其自身的中心軸轉(zhuǎn)動（零件上有旋轉(zhuǎn)的圖標(biāo)），零件能夠被鼠標(biāo)點選并拖動旋轉(zhuǎn)到任意角度。任務(wù)4.1零件建模與裝配為正確裝配零件，參考圖紙的位置，兩個Injector零件需要調(diào)整角度。使用“角度”約束，求解方式可選用“定向角度”，分別選擇Injector和Manifold的兩個平面添加角度約束，角度值根據(jù)所選擇的對象進(jìn)行設(shè)置，下圖所示的兩個平面，其角度值為0deg，可使這兩個平面約束為平行的關(guān)系。添加了角度約束后，這個零件將不能被轉(zhuǎn)動，如果檢查其自由度，會發(fā)現(xiàn)此零件的自由度為0，零件上沒有符號顯示，其他沒有被完全約束的零件有旋轉(zhuǎn)的符號。給另外一個Injector零件也添加類似的角度約束，使其按圖紙標(biāo)示的位置完成裝配約束。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（4）完成裝配，結(jié)果如下圖所示。點開瀏覽器的文件夾“關(guān)系”，可看到此裝配當(dāng)前所添加的所有裝配約束關(guān)系，可根據(jù)需要對這些約束關(guān)系進(jìn)行編輯、抑制或刪除等操作。保存文件為Manifold.iam。任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.4子裝配Airbox建模和裝配零件AirBox_Lower是一個殼體零件，主要的特征是類似于長方體的殼體，底部左右兩側(cè)的凹陷特征和兩端的4個孔特征。從零件的主要特征來考慮建模思路，殼體特征是最主要的特征，然后是底部兩側(cè)的凹陷特征，抽殼得到殼體特征后，再根據(jù)裝配環(huán)境下4個歧管（Manifold零件）的位置來確定4個孔特征的位置。主要建模思路和步驟，如下圖所示。1．零件AirBox_Lower建模任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（1）創(chuàng)建殼體實體特征，其中長度尺寸可以根據(jù)圖紙預(yù)估一個大概尺寸建模，待完成建模并裝配后，參考Manifold子裝配的空間位置來確定長度尺寸。（2）在兩側(cè)底部添加凹陷特征和斜面特征。（3）添加圓角特征（小圓角或者可能會導(dǎo)致抽殼失敗的圓角特征可在后面再添加）。（4）對實體進(jìn)行抽殼，得到殼體零件。（5）裝配到部件中，參考Manifold零件的位置，在裝配環(huán)境中，在位編輯零件，添加4個接口孔特征。（6）添加其他細(xì)節(jié)特征。任務(wù)4.1零件建模與裝配注意事項（見下圖）：（1）長度需要在子裝配Manifold完成后，在裝配環(huán)境中確定。（2）兩側(cè)的4個直徑為87mm的孔，位置需要在子裝配Manifold完成后，在裝配環(huán)境中確定。因此，先將Manifold子裝配安裝到BoxerMotorAssembly后，將零件AirBox_Lower裝配好，根據(jù)Manifold的位置，在裝配環(huán)境中，通過投影Manifold零件相關(guān)配合特征的方式，來確定零件AirBox_Lower的長度和4個孔的位置。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（1）確定長度尺寸。Manifold裝配到BoxerMotorAssembly后，測量兩側(cè)歧管零件Manifold法蘭端面的距離，即為AirBox_Lower的長度尺寸，如下圖所示，該尺寸為385.158mm。任務(wù)4.1零件建模與裝配（2）確定好長度尺寸，將AirBox_Lower零件也裝配到部件中后，雙擊AirBox_Lower零件，在裝配環(huán)境中進(jìn)入零件的在位編輯環(huán)境（注意，此時不能單獨打開零件，否則不能進(jìn)入裝配環(huán)境下的零件在位編輯，而是會跳轉(zhuǎn)到打開的零件環(huán)境進(jìn)行編輯）。此時，在AirBox_Lower零件的側(cè)面新建草圖，然后投影Manifold零件的法蘭端面，得到配合特征的草圖，完成歧管孔和4個螺栓安裝孔特征的建模，如下圖所示。這種方式創(chuàng)建的草圖，參考了其他零件的幾何對象，有關(guān)聯(lián)關(guān)系，在瀏覽器的草圖處，能看到參考的信息。使用這種草圖創(chuàng)建的特征，是自適應(yīng)特征，能跟隨關(guān)聯(lián)零件的變化而自動關(guān)聯(lián)更新，保持設(shè)計的關(guān)聯(lián)性，是機(jī)械設(shè)計中一種非常重要的設(shè)計方式。通過在裝配環(huán)境中的測量、在位投影關(guān)聯(lián)的方式完成了零件AirBox_Lower的建模。這種模式在實際設(shè)計工作中是很常見的方式，因為零件的配合特征的尺寸，是需要和其他零件進(jìn)行配合或關(guān)聯(lián)的，在設(shè)計時需要參考其配合對象的情況以確定尺寸。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配零件AirBox_Top和前面的零件AirBox_Lower是配合的零件，是其上蓋零件，主體特征是基本一致的，建模步驟也差不多。這個零件的輪廓和AirBox_Lower的輪廓是一樣的，可以直接使用AirBox_Lower零件的草圖來完成主體特征的建模，然后再完善細(xì)節(jié)。建模有以下兩種方法：（1）在裝配環(huán)境中，新建零件，在草圖中投影零件AirBox_Lower的配合面輪廓，創(chuàng)建主體特征。此建模方法的主要步驟如下圖所示。（2）可以將零件AirBox_Lower建好基礎(chǔ)特征后，另存為AirBox_Top.ipt，使用其繪制好的輪廓草圖，繼續(xù)完成后面的特征建模。2．零件AirBox_Top.ipt建模任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配其他三個零件Flange、Throttle_Housing、Rubber_Ring如下圖所示，在此不詳細(xì)講解建模步驟。3．其他零件建模任務(wù)4.1零件建模與裝配完成了5個零件的建模后，可以對部件AirBox進(jìn)行裝配。參考提供的圖紙和明細(xì)表，如下圖所示，這個子裝配零件不多，除了建模的5個零件，還有2個提供的零件，裝配關(guān)系較為簡單，根據(jù)裝配示意圖完成裝配，具體操作與前面的子裝配類似，不再詳述。4．子裝配AirBox.iam裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.5子裝配Alternator建模與裝配子裝配Alternator提供了裝配示意圖和明細(xì)表，如下圖所示。子裝配中有4個需建模的零件，分別是Alternator、Pully、Alternator_Cover、Alternator_Connection，還有一個是標(biāo)準(zhǔn)件。任務(wù)4.1零件建模與裝配這四個零件中，Alternator相對復(fù)雜些，其他幾個都比較簡單，下面介紹這些零件的主要建模步驟。（1）Alternator建模的主要步驟如下圖所示。1．零件建模①電動機(jī)主體為回轉(zhuǎn)體，繪制草圖，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征。②創(chuàng)建其中一個矩形鏤空特征（切削命令），然后環(huán)形陣列，數(shù)量36個。③對剛才的鏤空特征進(jìn)行矩形陣列，數(shù)量2個。④創(chuàng)建安裝凸臺和安裝孔特征；添加其他細(xì)節(jié)特征。任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配（2）Alternator_Cover建模步驟如下圖所示。任務(wù)4.1零件建模與裝配（3）零件Pully和Alternator_Connection，均為回轉(zhuǎn)體，用旋轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建即可，如下圖所示。①繪制輪廓草圖，創(chuàng)建主體特征（拉伸）；添加倒角和圓角特征。②在有倒角特征的平面，生成一個平底孔，直徑26mm，孔深21mm。③對實體進(jìn)行抽殼，厚度1mm，開口面為孔底一側(cè)的平面，完成建模。任務(wù)4.1零件建模與裝配根據(jù)提供的明細(xì)表和裝配示意圖，完成Alternator.iam的裝配。此子裝配的零件數(shù)量不多，裝配較為簡單，但是需要注意的是，此部件的個別零件（Alternator_Cover），缺少明確的裝配特征和裝配關(guān)系，只能按照提供的裝配圖中零件所在的位置和放置角度，添加裝配約束。另外一個零件（Alternator_Connection），則需要在總裝配環(huán)境中，參考其他零件的位置進(jìn)行定位。裝配步驟如下圖所示。2．部件Alternator的裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配任務(wù)4.1零件建模與裝配4.1.6總裝配完成3個子裝配的零件建模和裝配后，接下來需要根據(jù)圖紙的總裝配示意圖和明細(xì)表，如下圖所示，完成總裝配BoxerMotorAssembly的裝配。任務(wù)4.1零件建模與裝配總裝配由4個子裝配和幾個緊固件組成，都有相應(yīng)的裝配特征，裝配關(guān)系很明確。完成的總裝配模型如右圖所示，保存總裝配為BoxerMotorAssembly.iam。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖4.2.1總裝配工程圖生成完整發(fā)動機(jī)裝配體的著色等軸測視圖（見附錄4-04-01-總裝配工程圖）。1．要求（1）A2尺寸。（2）添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表包含3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）和PARTNUMBER（零件代號）。只列示子裝配體和緊固件。2．要點（1）使用IDW模板文件，新建工程圖。在瀏覽器的“圖紙”（SHEET）上單擊，在右鍵關(guān)聯(lián)菜單中，選擇“編輯圖紙”，在彈出的編輯圖紙窗口中，可以設(shè)置圖紙名稱、圖紙大小、圖紙方向，在“大小”這里，通過下拉列表，選擇A2格式，如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖（2）確認(rèn)完圖紙大小后，需要在工程圖上生成第一個視圖——基礎(chǔ)視圖。任務(wù)4.2生成工程圖如上圖所示，在工具欄中，單擊“基礎(chǔ)視圖”圖標(biāo)，會彈出工程視圖的窗口，在這里可以對將要生成的基礎(chǔ)視圖的各種顯示樣式進(jìn)行設(shè)置。首先在“文件”處，選擇需要生成視圖的模型文件，此處選擇總裝配文件“BoxerMotorAssembly.iam”。然后在“樣式”處，設(shè)置此視圖的顯示樣式，這里要求的是著色等軸測視圖，因此，要把右側(cè)第三個選項選上；在右下角處，可以設(shè)置視圖的“比例”，這個比例也可以直接在圖紙上的預(yù)覽視圖上直接拖動調(diào)整。接下來將視圖放置到圖紙合適的位置和對視圖進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖默認(rèn)第一個視圖會放在圖紙的中間位置，可以用鼠標(biāo)單擊視圖，將其拖放到合適的位置。通過視圖右上角的ViewCube小圖標(biāo)，調(diào)整模型的擺放角度，可以在這里設(shè)置視圖為等軸測顯示（ViewCube的8個頂點）、正投影視圖顯示（ViewCube的6個面）、特定的軸測顯示（12條棱邊），還可以旋轉(zhuǎn)視圖或者自定義視圖等操作。在這里，要選擇能看到4個子裝配和幾個緊固件的視圖方向，例如下圖所示的方向，即能較好地表達(dá)這個裝配的相關(guān)零部件成員。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖視圖的比例，可以在“工程視圖”窗口的“比例”處設(shè)置，可以選擇默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)比例大小，也可以手動輸入自定義的比例；也可以在圖紙的視圖上四個角點處進(jìn)行單擊拖動調(diào)整。如要生成此視圖的投影視圖，可以單擊視圖四周的三角形箭頭，生成對應(yīng)方向的投影視圖；如果誤操作生成了不需要的投影視圖，可以單擊投影視圖邊上的“X”符號，將這個投影視圖刪除。（3）放置好一個著色、等軸測的基礎(chǔ)視圖后，根據(jù)要求，為總裝配生成明細(xì)欄和添加引出序號。這兩個操作是關(guān)聯(lián)的（BOM表視圖的結(jié)構(gòu)），但先后順序沒有影響。先為視圖生成明細(xì)欄，切換選項卡到“標(biāo)注”處，單擊“明細(xì)欄”，如下圖所示。彈出“明細(xì)欄”窗口后，當(dāng)前激活的是“選擇視圖”選項，此時可在圖紙上單擊剛創(chuàng)建的著色等軸測視圖，選擇為此視圖生成明細(xì)欄。選擇好視圖后，可以單擊窗口底部的“確定”按鈕生成此視圖的明細(xì)欄，將其放置到圖紙合適的位置。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（4）明細(xì)欄有具體要求，可以編輯此明細(xì)欄。如下圖所示，鼠標(biāo)在圖紙的明細(xì)欄上單擊，確認(rèn)選中后（顏色會發(fā)生變化，邊框處會出現(xiàn)一些綠色的夾點），可將明細(xì)欄移動位置，或者調(diào)整列的寬度或行的高度。如果要編輯明細(xì)欄的內(nèi)容，此時可單擊鼠標(biāo)右鍵，在關(guān)聯(lián)菜單中選擇“編輯明細(xì)欄”。在彈出的明細(xì)欄編輯窗口中，有多個設(shè)置選項（具體操作和功能請查閱軟件的幫助文檔），常用的有列選擇器、排序、表布局和對項目重新編號。這里根據(jù)試題要求，明細(xì)欄只要求包含三列，序號（Item）、零件代號（PartNumber）和數(shù)量（Qty）。因此，可以通過“列選擇器”進(jìn)行設(shè)置，將其他不需要的列從明細(xì)欄中刪除，只保留需要的三列內(nèi)容。設(shè)置完畢，單擊“確定”按鈕退出窗口。完成的明細(xì)欄如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（5）添加明細(xì)欄后，還需要為零部件添加引出序號。在工具欄“序號”處，有小三角箭頭，可以選擇逐個手動添加引出序號，或者自動引出序號，可根據(jù)需要選擇合適的方式。這里我們使用自動引出序號的方式，快速地為零部件添加引出序號。如下圖所示。單擊“自動引出序號”圖標(biāo)后，出現(xiàn)自動引出序號的窗口，首先點選需要添加引出序號的視圖，這里選擇總裝配的視圖；然后要在此視圖上，點選要添加引出序號的零部件，可在剛才選擇的視圖（或其他相關(guān)視圖）上，用框選的方式，為部分或全部零部件進(jìn)行快速批量選取，也可根據(jù)需要，逐個零部件進(jìn)行選取，被選中的對象的線框顏色會改變；然后需要在窗口的右側(cè)，設(shè)置序號在圖紙視圖上的放置方式，將序號放置到圖紙的視圖上，可選擇環(huán)形、水平、豎直三種方式，同時還可以設(shè)置序號間的間距；接下來設(shè)置序號顯示的樣式，例如數(shù)字帶下劃線的，或數(shù)字帶圓圈的。做完這些設(shè)置后，單擊“確定”或“應(yīng)用”按鈕，將序號放置到視圖上。任務(wù)4.2生成工程圖需要注意的是，如果視圖有部分零部件看不到（如內(nèi)部零件，或被遮擋住了），這些零部件將無法添加引出序號，但是在明細(xì)欄中會出現(xiàn)。因此，選擇合適的視圖放置方式比較重要，如果一個視圖無法顯示所有零部件，可以再添加一個或多個其他方向的投影視圖、剖視圖等輔助視圖，以完整展示所有的零部件成員。通常，自動引出序號添加的序號，箭頭引出的位置和序號放置的位置比較亂，需要手動調(diào)整箭頭的位置和序號擺放的位置，特別是如果要按一定的要求擺放序號，如按逆時針順序擺放序號，則需要逐個手動地調(diào)整序號的擺放位置，然后重新對齊（選擇要對齊的多個序號，在右鍵關(guān)聯(lián)菜單中選擇“對齊”，然后選擇合適的對齊方式，在視圖上重新調(diào)整序號的放置位置）。下圖所示為自動生成的序號，經(jīng)過手動調(diào)整后的結(jié)果，后者符合工程圖的標(biāo)準(zhǔn)，更加規(guī)范和美觀。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（6）完成后的總裝配工程圖（見附錄），如右圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖4.2.2子裝配AIRBOX爆炸圖生成完整子裝配體AIRBOX的2個視圖，一個著色等軸測視圖，一個著色等軸測爆炸視圖（見附錄4-04-02-AIRBOX爆炸圖）。1．要求（1）A2尺寸。（2）等軸測爆炸視圖中添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表應(yīng)該有3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）、PARTNUMBER（零件代號）。所有零件必須列示。（3）在Airbox_Lower和Throttle_Housing（氣箱-下和油門-殼體）零件旁放置一個注釋，標(biāo)注零件體積（單位mm3）。任務(wù)4.2生成工程圖2．要點（1）要生成子裝配Airbox的著色、等軸測爆炸視圖，需要先創(chuàng)建Airbox的表達(dá)視圖。如下圖所示。（2）使用調(diào)整零部件位置工具，將零部件調(diào)整到合適的位置，注意零件之間不能重疊。任務(wù)4.2生成工程圖如上圖所示，選擇頂部紅色的零件Funnel，此時在這個零件上會出現(xiàn)3個代表XYZ方向的箭頭和3個平面，旁邊還會出現(xiàn)一個調(diào)整小工具。用鼠標(biāo)單擊需要調(diào)整方向的箭頭（選中的箭頭會被亮顯），然后按住鼠標(biāo)左鍵，在選中的箭頭上拖動，可以將選中的零件沿箭頭方向調(diào)整（此處是默認(rèn)的調(diào)整類型“移動”，如果要調(diào)整角度，可在右側(cè)的小工具條上切換調(diào)整類型為“旋轉(zhuǎn)”）。調(diào)整的距離可輸入準(zhǔn)確的值，或根據(jù)鼠標(biāo)拖動的距離來確定。①零部件調(diào)整—移動。移動可以有兩種方式，一是按箭頭方向進(jìn)行軸向移動（正向、反向都行），二是在平面上進(jìn)行平移（實質(zhì)上是進(jìn)行了兩次軸向移動），如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖②零部件調(diào)整—旋轉(zhuǎn)。通常用在展示零部件在裝配過程中，需要旋轉(zhuǎn)一定角度，典型的就是螺栓螺母這種標(biāo)準(zhǔn)件。需要注意的是，旋轉(zhuǎn)零部件時，其旋轉(zhuǎn)中心要正確，如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖（3）可以繼續(xù)使用“調(diào)整零部件”—“移動”命令，對其他零件進(jìn)行調(diào)整位置，直至所有零件都被炸開，如下圖所示。注意，零件之間不能有重疊。在操作過程中，可以用Ctrl鍵選擇多個零部件一起調(diào)整位置。任務(wù)4.2生成工程圖（4）完成零部件的位置調(diào)整，為了將調(diào)整好的爆炸視圖放置到工程圖上，需要創(chuàng)建一個快照視圖。單擊“新建快照視圖”，生成一個快照視圖（View1），如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖（5）接下來需要為子裝配Airbox創(chuàng)建爆炸工程圖。新建工程圖，圖紙大小為A2。創(chuàng)建基礎(chǔ)視圖，如下圖所示，在“文件”處，選擇需要創(chuàng)建基礎(chǔ)視圖的模型，這里選擇剛才創(chuàng)建的表達(dá)視圖AIRBOX.ipn?！皹邮健睘椤爸保辉凇耙晥D”中，當(dāng)前表達(dá)視圖有一個名為View1的視圖（默認(rèn)自動選擇當(dāng)前激活的視圖，若有多個，可在下拉列表中選擇需要創(chuàng)建的視圖），通常建議取消勾選“顯示軌跡”，系統(tǒng)生成的軌跡線會比較多、比較亂，后期手動繪制軌跡線比較好。將設(shè)置好的表達(dá)視圖放置到圖紙合適的位置，比例為1∶4或1∶3（根據(jù)表達(dá)視圖調(diào)整結(jié)果自行選擇）。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（6）為爆炸視圖添加軌跡線，需要手動繪制。如下圖所示，手動繪制軌跡線的步驟如下。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖①單擊使用“開始創(chuàng)建草圖”，用鼠標(biāo)點選爆炸視圖，此時爆炸視圖會顯示紅色的虛線邊框，表示新創(chuàng)建的草圖是從屬于這個視圖的。②進(jìn)入草圖環(huán)境，用直線繪制需要的軌跡線，結(jié)束草圖；此時的草圖線是直線，而軌跡線通常是用點劃線來表示，需要設(shè)置這些草圖線的特性。③鼠標(biāo)點選剛才繪制的軌跡線，在彈出的右鍵關(guān)聯(lián)菜單中，選擇“特性”，進(jìn)行編輯。④在“草圖特性”窗口中，將線型設(shè)置為長點劃線，將顏色設(shè)置為紅色，單擊“確定”按鈕完成設(shè)置。⑤完成特性設(shè)置后，此草圖的直線將變?yōu)榧t色的長點劃線，即軌跡線。任務(wù)4.2生成工程圖（7）根據(jù)試題要求，此圖紙上還需放置一個裝配的著色、等軸測視圖。放置好表達(dá)視圖后，再次使用“基礎(chǔ)視圖”命令，為子裝配AIRBOX.iam生成一個著色等軸測視圖。“樣式”為“著色”，比例為1∶4，可用視圖右上角的Viewcube小工具（立方體的圖標(biāo)）調(diào)整視圖的擺放角度，將設(shè)置好的等軸測視圖放置在圖紙右邊偏上的位置（下方需要留明細(xì)表的位置），如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖（8）按任務(wù)要求，需要在著色、等軸測爆炸視圖上添加引出序號和明細(xì)表。由于此裝配的零部件不多，使用“引出序號”工具，為所有零件逐個添加引出序號，可以減少后期的重新調(diào)整序號在視圖上的位置。如下圖所示，在爆炸視圖上，為所有零件逐個手動添加引出序號，放置序號時注意對齊放置。如果有些序號放置得不整齊，可以選擇需要對齊的序號，然后在右鍵關(guān)聯(lián)菜單中，用“對齊”→“豎直”的方式，將這些序號重新對齊，豎直放置。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（9）使用“明細(xì)欄”工具，為子裝配生成明細(xì)欄。確認(rèn)明細(xì)欄的內(nèi)容包含序號、零件代號和數(shù)量三列，如果需要調(diào)整，可參考前面的方法，編輯明細(xì)表，在列選擇器中進(jìn)行編輯。（10）任務(wù)要求在Airbox_Lower和Throttle_Housing兩個零件旁放置一個注釋，標(biāo)注零件體積（單位mm3）。一種方法是手動添加指引線文本，將零件的iProperty中查得的零件體積，手動輸入到文本中。另外一種方式，可以將文本和零件屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如下圖所示，可使用“指引線文本”工具，為零件Throttle_Housing添加指引線文本注釋。在文本格式窗口中，可在特性下拉列表中，選擇“物理特性-模型”，然后在旁邊的列表中，選擇“體積”，設(shè)置參數(shù)顯示精度、文字字體、大小、顏色等樣式后，單擊字母“X”圖標(biāo)的那個按鈕，將“體積”特性添加到注釋文本中，軟件會自動將指引線所指引的零件的體積自動作為文本添加到注釋中顯示。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖有時候，文本顯示的是“無”，此時是零件的物理特性沒有更新。打開需要更新物理特性的零件，在iProperty中更新其物理特性，然后該數(shù)值會自動更新到指引線注釋中，如下圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖（11）使用同樣的方式，為另外一個零件Airbox_Lower添加體積注釋。完成后的工程圖如圖右圖所示。（12）完成了子裝配Airbox的爆炸圖，保存文件。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖4.2.3子裝配Manifold工程圖生成完整的Manifold（排氣歧管）子裝配的兩張圖紙、一張著色等軸測視圖、一張著色等軸測爆炸視圖。1．要求（1）A2尺寸。（2）在等軸測爆炸視圖中添加引出序號和零件明細(xì)表。零件明細(xì)表應(yīng)該有3列：ITEM（項目）、QTY（數(shù)量）、PARTNUMBER（零件代號）。所有零件必須列示。（3）在Manifold（排氣歧管）零件旁放置一個注釋，說明零件體積（單位mm3）。任務(wù)4.2生成工程圖2．要點這張工程圖和前面一張圖紙的要求一樣，使用相同的方法，創(chuàng)建工程圖，結(jié)果如右圖所示。任務(wù)4.2生成工程圖4.2.4零件詳細(xì)工程圖生成提供零件Funnel.ipt的零件圖，比例為1∶2。1．要求（1）A3尺寸。（2）圖紙標(biāo)注完整尺寸。尺寸必須精確到小數(shù)點后一位（0.0），無尾隨零。（3）根據(jù)裝配體功能放置GDT（形位公差）。2．要點（1）零件工程圖的表達(dá)方案：主體為旋轉(zhuǎn)特征，還有兩個孔特征需要表達(dá)。由于零件結(jié)構(gòu)較為簡單，特征也不多，因此這個零件的工程圖表達(dá)方案主要就是對旋轉(zhuǎn)特征的剖視圖表達(dá)，還有兩個孔特征的剖視圖和局部放大視圖。（2）尺寸標(biāo)注：細(xì)節(jié)尺寸標(biāo)注和兩個孔特征標(biāo)注。（3）零件的幾何形位公差、粗糙度。根據(jù)裝配體功能給零件添加幾何形位公差是這張工程圖的重點，如何判斷哪些地方需要哪種幾何形位公差。幾何形位公差，需要根據(jù)該零件在裝配體中的裝配功能來判斷。如下圖所示，此零件在裝配中，主要有兩個位置與其他零件配合：外圓柱面和端面與零件RubberRing裝配，這兩個位置有形位公差要求。兩個孔的作用不明，其形位公差要求不能準(zhǔn)確判斷。這兩個配合位置中，主要的是外圓柱面，此圓柱面可以作為基準(zhǔn)；同時，圓柱面有圓柱度公差。配合端面是平面，有平面度公差要求，同時，這個平面相對于圓柱面的中心線基準(zhǔn)，有垂直度的要求。對應(yīng)的，表面粗糙度也是對這兩個配合位置有較高的要求，其他地方的要求要低一些。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖（4）完成的零件工程圖如下圖所示，圖紙大小為A3，視圖比例為1∶2，零件名稱等信息需要在標(biāo)題欄上標(biāo)注。任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.2生成工程圖任務(wù)4.3設(shè)計結(jié)果評分任務(wù)4.3設(shè)計結(jié)果評分4.3.1零件建模零件建模考核的是選手對零件工程圖的讀圖和空間想象能力，以及在此基礎(chǔ)上使用三維設(shè)計軟件進(jìn)行精確