玩具汽车外壳造型与渲染(朱配祥).docx

1、开封大学毕业设计说明书题目玩具汽车外壳造型与渲染学院机械与汽车工程学院专业模具设计与制造班级11模具一班学号201106学66学生姓名朱配祥指导教师李辉【摘要】本文详细表达了运用UG软件实现玩具汽车外壳三维模型设计及虚拟造型的方法。现在UG软件的CAD建模中，通过拉伸实体、布尔运算、加厚和实体导圆等功能绘制出玩具汽车外壳的三维模型，然后利用专业渲染软件进行外壳的渲染。【关键字】：UG、CADKeyshot,拉伸、渲染目录目录1前言2一、选题背景与意义21.1. 产品设计312产品渲染3二、玩具汽车外壳模型测绘32.1 测绘方法32.2 测绘过程3三、实体建模33.1 曲线绘制33.2 曲面造型

2、8四、渲染10五、总结11参考文献11刖百通CADCAM是计算机辅助设计计算机辅助制造的简称。其核心是利用计算机快速高效的处理这种信息，进行产品的设计，它彻底改变了传统的设计模式，利用现代计算机的图形处理技术、网络技术，把各种图形数据、工艺信息，通过数据库集成在一起，供大家共享。信息处理的高度一体化，支撑着各种现代制造理念，是现代工业制造的根底。计算机辅助设计（CAD）以计算机图形处理学为根底，帮助设计人员完成数值计算，实验数据处理，计算机辅助绘图，进行图形尺寸、面积、体积、应力、应变等分析，即高效、优化地进行产品设计。Unigraphics（简称UG）软件是美国EDS公司著名的3D产品开发软

3、件，利用UG软件可以更好地提高设计质量与设计效率，由于其强大的功能，已逐渐成为当今世界最为流行的CADCAECAM软件之一。KeyShot意为“TheKeytoAmazingShots,是一个互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生相片般真实的3D渲染影像。KeyShOt3.3采用了一种还尚未申请专利的全新技术，可在网页上展示产品。KeyShotVRTM能够将产品以互动3D的形式展示出来，任何网页浏览器只要安装了HTM1.5就可以观看到，这也包括移动设备，不需要再安装任何特殊插件。KeyShotVR是一个可选的扩展软件，可以引进一个额外的渲染选项，它的设置能够创立四种不同的VR

4、类型，产生可移植在任何一个网页的触控3D体验。本课题就是基于UG玩具汽车外壳模型的计算机辅助设计。利用UG软件的强大功能完成玩具车外壳模型三维造型设计，目的是研究和掌握UG在模具设计中的应用。课题主要任务是：1,、学习UG软件，用UG软件绘制出玩具汽车外壳模型的三维造型。2、利用keyshot软件对三维造型就行渲染。-、选题背景与意义近年来三维造型技术快速开展，促进了我国制造设计业的更新换代，在产品设计中使用CAD技术，提高了产品更新换代的频率，缩短了设计周期，不断提高我国产品在国际市场上的竞争力。对于已经参加世贸组织的我国，积极推广CAD技术，有利于我国企业加速融入全球的竞争机制。1.1.产

5、品设计玩具汽车外壳的模型三维造型分为测绘、绘制草图、曲面造型、加厚等。12产品渲染根据市场实际车型的材质和颜色对三维模型进行渲染，调整光线和背景，使其犹如在现实生活中做到最贴近实物的效果。二、玩具汽车外壳模型测绘2.1 测绘方法当只有一个实物样品模型，没有图纸或CAD数据档案时，我们可以通过以下两种方法进行样点获取：一种是通过手工测绘，借助简单的测量工具对被测物进行数据采集，从而大致绘出实体外形;另一种是逆向工程技术，即由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行高速、准确地扫描，得到其三维轮廓数据，配合反求工程软件进行曲面重构，最终生成IGES数据，再将数据导入到Keyshot中进行环境模拟渲

6、染。本课题采用手工测绘实体外形。2.2 测绘过程测绘中所需测量工具是直尺、三角尺、游标卡尺。主要是测出汽车的特征轮廓线。测绘：俯视图边轮廓、正视图的边轮廓特征点等，由于不是精确采集点的数据，需要运用UG软件对玩具汽车外壳三维造型进行优化设计。三、实体建模3.1 曲线绘制1)翻开UG将测绘出的数据点输入到草图中如图3-1。图3-1其中各点(x,y)坐标为：1(0,0)2(23,10)3(25,16)4(36,35)5(32,96)6(35,130)7(39,161)8(45,190)9(53,218)10(11.5,272)11(5.5,313)12(0,315)2)将1-12的点依次用艺术样条

7、命令连接如图3-2。图3-23)选择工具栏的镜像曲线命令，将曲线沿Y轴镜像如图3-3图3-34)将测绘出的数据点输入到UG草图中，如图3-4。图3-4其中各点(y,z)坐标为：1(0,50)2(51,10)3(54,16)4(57,35)5(73,96)6(75,130)7(73,161)8(64,190)9(53,218)10(48,272)11(41,313)12(40,315)5)将1-12的点依次用艺术样条命令连接，如图3-5。图3-56)将曲线沿X轴拉伸，距离选择对称，距离为200,设置为片体，如图3-6。图3-67)将Xy上的曲线沿Z轴拉伸，距离选择对称值，距离为200,设置为片体

8、如图3-7o图3-78)相交曲线，点击插入-相交曲线命令，第一组面选择绿色面，第二组面选择黄色面,如图3-8。图3-79)得到相交曲线，如图3-9。图3-910)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄色区域的片体，点击确定，如图3-10。图3-1011)隐藏后如图3-11所示。图3-1112)点击N边曲面命令，选择相交曲线，选择设置为修剪到边界，其它为默认，点击确定，如图3-12。图3-1213)创立草图，在XZ基准平面输入坐标点，如图3-13。图3-13其中各点(x,z)坐标为：1(333.4,31.3)2(315.4,32.5)3(299,44.1)4(276,47.1)5(251.3,51)1

9、4)将XZ面的1-5的点依次用艺术样条命令连接，如图3/4。图3-1415)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-15。图3-15其中各点(x,y)坐标为:1(-3.1,332.5)2(-43.3,317.3)3(-59.4,279.3)4(-61.3,223.3)16)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-16。图3-1617)拉伸：将曲线沿X轴拉伸，距离选择对称，距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-17。图3-1718)拉伸：将曲线沿Z轴拉伸，距离为0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-18。图3-1819)相交曲线，点击插入-

10、相交曲线命令，第一组面选择绿色面，第二组面选择黄色面,如图3-19。图3-1920)得到相交曲线，如图3-20。图3-2021)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄色区域的片体，点击确定，如图3-21。图3-2122)隐藏后相交曲线如图3-22所示。图3-2223)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-23。图3-2324)其中各点(z,y)坐标为：1(31,320)2(35,312)3(40,292)4(53,218)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-24。图3-2425)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-25。图3-25其中各点(x,y)坐标为:1(-34.7,320.8)2(

11、32,296.6)3(-33.5,291)4(-41,271)5(-61.3,223.3)26)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图326。图3-2627)拉伸：将曲线沿-X轴拉伸，开始距离选择0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-27。图3-2728)拉伸：将曲线沿Z轴拉伸，开始距离为0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-28。图3-2829)相交曲线，点击插入-相交曲线命令，第一组面选择绿色面，第二组面选择黄色面，如图，得到相交曲线，如图3-29。图3-2930)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄色区域的片体，点击确定，如图

12、3-30。图3-3031)隐藏后相交曲线如图3-31所示。图3-31将测绘出的数据点输入到草图中如图3-32图3-32其中各点(y，Z)坐标为：1(320,31.7)2(312,42)3(292,29)4(218,25)5(233,34)6(321,33)7(213,19)8(135,32)9(139,35)10(157.5,32)114,27)33)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-33。图3-3334)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-34。图3-34其中各点(x,y)坐标为：1(-31.7,320.8)2(-38,296.6)3(-30.5228)4(-41,271)

13、5(-61.3,223.3)6(-24.3,203.5)7(-23.2,196)8(-24.9,170)9(-12,159)10(-32.4,127.3)11(-43.3,115)12(-32,97)13(-12,67)35)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-35。图3-3536)拉伸：将曲线沿-X轴拉伸，开始距离选择0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-36。图3-3637)拉伸：将曲线沿Z轴拉伸，开始距离为0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-37。图3-3738)相交曲线，点击插入一相交曲线命令，第一组面选择绿色面

14、第二组面选择黄色面，如图，得到相交曲线，如图3-38。图3-3839)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄色区域的片体，点击确定，如图3-39。图3-3940)隐藏后相交曲线如图3-40所示。图3-4041)隐藏无用曲线和点，如图3-41。图3-4142)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-42。图3-42其中各点(y,Z)坐标为：1(10.3,51.1)2(0.2,33.1)3(11,0)4(12,0)5(14.9,31)43)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-43。图3-4344)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-44。图3-44其中各点(x,y)坐标为：1(10.1,-2

15、3)2(25,-6.2)3(49,-4.7)4(56,-6)5(19,-34)6(34,-45)7(54.6,-56)45)将Xy而的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-45。图3-4546)拉伸：将曲线沿-X轴拉伸，开始距离选择0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-46。图3-4647)拉伸：将曲线沿Z轴拉伸，开始距离为0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-47。图3-4748)相交曲线，点击插入-相交曲线命令，第一组面选择绿色面，第二组面选择黄色面，如图，得到相交曲线，如图3-48。图3-4849)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄

16、色区域的片体，点击确定，如图349。图3-4950)隐藏后相交曲线如图3-50所示。图3-5051)隐藏无用曲线和点，如图3-51。图3-5152)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-52。图3-52其中各点(y,Z)坐标为：1(272.7,35)2(232.7,21)3(95.9,28.8)4.7,16)5(87,13.8)53)将Xy面的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-53。图3-5354)将测绘出的数据点输入到草图中如图3-54。图3-54其中各点(x,y)坐标为：1(-62.7,242.5)2(-23,232.7)3(-60.9,99)4(-51.9,187.4)55)将Xy

17、而的1-4的点依次用艺术样条命令连接，如图3-55。图3-5556)拉伸：将曲线沿-X轴拉伸，开始距离选择0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-56。图3-5657)拉伸：将曲线沿Z轴拉伸，开始距离为0,结束距离为100,设置为片体，其它选择默认，点击确定，如图3-57。图3-5758)相交曲线，点击插入-相交曲线命令，第一组面选择绿色面，第二组面选择黄色面，如图，得到相交曲线，如图3-58。图3-5859)隐藏片体，点击隐藏命令，选择黄色区域的片体，点击确定，如图3-59。图3-5960)隐藏后相交曲线如图3-60所示。图3-6061)隐藏无用曲线和点，如图3-6

18、1。图3-613.2 曲面造型1)点击曲面-N边曲面命令，如图3-62。图3-622)外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-63。图3-633)点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-64。图3-644）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-65。图3-655）点击曲面N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-66。图3-666）添加曲线，选择轮廓命令，如图3-67。图3-667）如图图3-67。图3-678）得到如图3

19、68所示的曲线。图3-689）点击工具栏桥接，选择起始对象和终止对象，其它选择默认命令，点击确定命令，如图图3-69。图3-6910）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-70。图3-7011）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-71。图3-7112）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-72。图3-7213）缝合，点击缝合命令将上下两个片体缝合为一个整体，如图3-73。图3-7314）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设

20、置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-74。图3-7415）点击曲面-N边曲面命令，外环选择黄色曲线，设置为修剪到边界，其它设为默认，点击确定，如图3-75。图3-7516）缝合，点击缝合命令将上下两个片体缝合为一个整体，如图3-76。图3-7617）镜像，翻开镜像体命令，选择绿色区域为镜像局部，镜像平面选择yz面如图3-77O图3-7718）得到模型，如图3-78。图3-7819）等到最终的玩具汽车外壳模型，如图3-79图3-7920）将文件导出，格式选择IGES。四、渲染1）将IGES格式的文件导入到KeyShot中，如图1。图12）为汽车顶棚材料选择为玻璃材料如图2图23）背景

21、选择,如图3。图34）为外壳选择颜色和材质，如图4。图45）最终渲染，选择保存途径和格式，如图5。图56）渲染结果，如图6五、总结通过本次毕业设计，使我对大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和稳固，平时所学的比拟零散的知识得到了系统化的运用。发现了自己在学科内的某些方面知识的欠缺。在模具设计中，我越往下做就越感觉到自己知识的浅薄，我发现模具设计需要考虑的问题总比我想到的要多。做完本次毕业设计，我强烈的希望自己尽快的走上工作岗位，因为我深深的感觉到实际经验的匮乏对模具设计有多么大的影响。因为对整个模具设计缺乏大局感和立体感，在整个设计中往往感到捉襟见肘，整个的设计还是在别人设计的

22、框架下完成的，缺乏了一种思维的创新和跳跃。在本次设计中，我使用了CAD/CAM等辅助软件，对软件操作更加熟练了。在设计中，我翻阅了大量的书籍，公差、制图、力学、材料，在这次设计中都用到了。通过本次设计，对模具的设计和加工有了一个比拟系统、全面的认识和了解，同时也遇到了很多问题。在学校老师和同学们的指导帮助下，毕业设计终于成功的完成了，从如何选材到确定大致模架结构，从零件图的绘制再到说明书的装订，包含了太多的汗水，也为这大学3年画上了一个完美的句号。在此，我要衷心的谢谢我的指导老师！老师经常询问我的进度，催促我尽快完成，并给我指出在设计中存在的一些问题。在此对给予帮助的老师们及同学们表示真挚的感谢。由于我设计水平有限，设计中肯定会有许多缺乏之处，敬请各位老师批评指正。参考文献1江洪肖爱民陈胜利等.UG6.0典型实例解析.机械工业出版社，2011.2路龙福罗进生等UG8.0案例教程.清华大学出版社，2009.3南玲玲杨虹.机械制图及实训.机械工业出版社，2010