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1、第一章 三维建模三维建模是整个毕业设计的基础，对零件进行三维建模是为往后各项工作奠基，也是毕业设计的第一步和第一要点。手机前盖是一个内部结构错杂，充斥着各种零小部件的零件，需要进行系统的建模步骤安排，以免走弯路，以及得到更加准确和紧凑的模型结构，首先是建立大致的外观，然后拔模出一个斜度、在圆角得出大体的外形，经过抽壳命令得到一个薄壁特征，在特征上建立内部杂而多的零部件，具体的模型建立步骤后续将会进行详细的介绍。1.1 建模软件1.1.1 solidworks 2012简介本设计使用solidworks2012作为三维模型的建模软件，solidworks是一款简单实用、功能强大、组件繁多的三维机
2、械设计软件，据统计截止2010年其用户已经突破了1500万，是世界上第一个基于windows开发的机械三维cad软件，solidworks一直遵循易用、稳定和创新的原则，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。到目前为止，SolidWorks已经成功应用于高科技、能源、建筑、商业服务、工业设备、生命科学、造船、汽车、航天、消费产品及其包装等领域产品的设计。Solidworks 2012是DS solidworks公司于2011年9月20日推出的一个比较受市场欢迎的版本，该版本包含许多新增和改进的功能，大多数功能可直接响应用户的要求，具有相较其他版本更强大的功能、更有效的协
3、作、更高效率和性能等优点，市场占有率比较高，主要用于机械行业的草图建立、特征建模、曲面建模、钣金设计、焊件设计、装配体设计、有限元分析和工程图设计等。1.1.2 solidworks 2012新增功能SolidWorks 2012从推出到今天，一直深得业界的认可，它是最后一个支持Windows xp系统的SolidWorks软件，所以有很多钟情于Windows xp系统的用户毫不犹豫就选择了它，加上它完善和新增了200多项功能，更使得其在市场上所向披靡，一路过关斩将，其新增的大型审阅图和走查等功能，其中大型审阅图可以快速打开复杂的大型装配体，节省系统资源。走查功能可以模仿人眼的观察走向，可以更
4、加清晰的看到复杂的构造内部。概括地说，SolidWorks具有以下两个亮点：1、新增成本计算模块2、钣金模块优化 1）、成型工具优化后，操作更灵活。 2）、增加扫描法兰工具1.2 零件三维建模1.2.1 建模准备零件的三维模型建立是毕业设计的一个重难点，因为零件的设计要考虑很多因素，比如设计的可行性、零件的可制造程度、还有与其他零件的装配等，所以建模需要先设计出可行的方案，然后软件的使用是一大难点，因为零件结构比较复杂，需要使用多种特征和草图命令进行建模，对软件不熟悉将会拖慢建模的进度，或者得不到严谨的零件模型，这些都会影响毕业设计的进度和质量，所以必须做好建模前的统筹规划。首先根据零件的结构
5、特点可以看出，其结构虽多，但多数以简单的拉伸特征为主，而且形状多数是规整的，用到曲线和曲面的地方比较少，只有外形轮廓是曲线，需要使用样条曲线建立草图，而成型后里面依外形曲线而建的小特征则不能简单使用拉伸命令建立，必须用扫描建立特征，这为建模带来一定的难度。其次，手机前盖内部的特征都是以外壳为承载体，所以第一步应该先建立外形轮廓的薄壁特征，这需要进行拉伸、拔模和抽壳方可得出。第三，前盖与手机机身的连接部分也是一个值得注意的地方，因为要与手机机身进行装配过程仿真，所以需要与其他同学协同合作，建模过程中要保持足够的沟通，才能得出装配合格的零件，而且连接部分与前盖表面的过渡部分需要十分光滑，这需要很细
6、心。1.2.2 建模步骤第一步：建立手机最外侧轮廓如图1-1所示，建模过程中需保证各线段连接平滑，各部分关于中心对称，且草图约束完全，草图建好后使用拉伸凸台/基体命令建立厚度4mm的凸台特征。图 1-1 手机最外侧轮廓图第二步：使用拔模命令对与连接部分相连的面进行拔模，拔模角度为19.877，中性面与拔模面的选取以及拔模结果如图1-2所示：图 1-2 拔模第三步：使用圆角命令对手机前盖的边线进行圆角，以使外部光滑少刺，圆角半径r=2.3mm，圆角对象的选取及最终圆角结果如图1-3所示：图1-3 圆角对象及结果第四步：使用抽壳命令对以上三步所建立的实体进行抽壳，选取边线未圆角的面作为要移除的面，
7、保留圆角面作为前盖的前面，抽壳的厚度为1.60mm，具体参数及结果如图1-4：图1-4 抽壳参数及结果第五步：使用拉伸/切除命令将连接部分多余的实体切除掉，以便进行连接件特征的建立，切除的草图如图1-5所示：图1-5 切除草图草图建好后，设置切除厚度为5mm，切除方向为两侧对称，最后结果见图1-6：图1-6 切除结果第六步：建立连接件，首先在右视基准面上建立如图1-7所示的连接件外形草图：图1-7 连接件草图 然后使用拉伸凸台/基体命令拉伸连接件，拉伸从草图基准面开始，终止条件为两侧对称，深度为27.5mm，拉伸结果如图1-8：图1-8 连接件拉伸结果第七步：在右视基准面上建立一个内圆直径4m
8、m，外圆直径6mm的圆环草图，外圆直接通过转换连接件内孔的直径得出，然后从草图基准面进行拉伸，终止条件为给定深度，拉伸深度为13.75mm，即连接件深度的一半，如图1-9所示：图1-9 内圆环第八步：在未建立内圆环的连接件的另一端面上建立切除拉伸特征，草图如图1-10所示，设置从草图基准面开始拉伸，终止条件为给定深度，深度为10mm，切除后结果见图1-10：图1-10 切除拉伸第九步：对上一步切除得到的特征进行圆角，圆角线段为边线1、2、3，圆角半径为0.3mm。如图1-11：图1-11 圆角第十步：使用拉伸凸台/基体命令在前盖的后轮廓面上建立与前装饰盖的扣合特征，草图、结果如图1-12所示：
9、图1-12 扣合特征第十一步：在手机前盖的前平面上建立如图1-13A所示的草图，然后对该平面进行拉伸切除，切除深度为0.4mm，结果见图1-13B：图1-13 切除拉伸第十二步：在上一步所切除的凹槽平面上建立一个长为31.52mm，高为41.52mm的长方形草图，草图一凹槽的中心为中心，并对四个角圆角，圆角半径r=1.57mm，建好后从草图基准面进行切除拉伸，终止方式为完全贯穿，在对该穿孔的边线倒角，倒角距离为0.62mm。第十三步：在前表面的左上角建立拉伸切除特征，切除草图为一个直径为3.6mm的圆，切除深度为1.15mm；在内表面上将3.6mm的圆转换实体引用，拉伸为深度为3mm的凸台；在
10、上一步所切除的圆孔底面切除一个直径为2.6mm，深度为2.45mm的孔，并在其底面切除一个直径1.6mm的通孔，对第一个切孔的上边线圆角，圆角半径为0.2mm。然后以右视基准面为镜像面，将上述各特征进行镜像，结果如图1-14所示：图1-14 打孔第十四步：在手机前盖的前平面上建立一个椭圆形的草图，椭圆大径22.2mm，小径7.2mm，切除该草图区域，切除深度1.2mm；在前盖的内平面上将该椭圆转换实体引用，并向外等距1mm，然后删除转换引用的椭圆，将等距后的椭圆所围区域拉伸为深度0.2mm的凸台；在所切除椭圆底部平面上切除两个关于椭圆中心线对称，距椭圆竖直中心线4mm，且大径为2.2mm，小径
11、为0.79mm的椭圆形通孔，另外，在相同平面上，绘制两个相互对称的圆形草图，圆的直径为2.1mm，分别与椭圆左右圆角处相切，最后拉伸切除为通孔，并在内平面将该圆转换实体引用建立草图，拉伸为深度2.8mm的凸台，回到切除圆的地面，以此为基准面绘制直径为1.6mm的圆，该圆与所在圆平面同心，最后拉伸切除为通孔，然后以右视基准面为镜像面将其镜像；在内平面上，以椭圆的中心为圆心，绘制一个大圆直径14.6mm，小圆直径13mm的圆环草图，并拉伸为深度0.4mm的圆环凸台。至此，手机前盖的外部特征基本完成，现将该步骤所建特征截图示意如图1-15：图1-15 拉伸特征第十五步：拉伸凸台/基体在内表面上建立一系列错综复杂的小凸台，这些凸台可以起到增强前盖强度、提高其承载能力、定位与配合的作用，绘制草图如图1-16，草图绘制好后，拉伸为深度1.2mm的凸台，如图1-17所示：图1-16 小凸台草图图1-17 小凸台特征第十六步：在同一平面上，建立另一个
