项目一 阶 梯 轴
任务引入
本项目绘制如图3-1所示的阶梯轴。
【任务说明】
轴类零件还可以混合采用参数化草图和回转的方法构建实体模型。对于模型框架结构可以采用回转特征：对于键槽首先要添加基准平面，再采用键槽特征；对于退刀槽可以采用沟槽特征；对于圆角、倒角等可以直接采用对应的圆角和倒角特征。
【知识点、技能点】
（1）掌握旋转特征的创建方法。
（2）掌握键槽特征的创建方法。
（3）掌握槽特征的创建方法。
图3-1 绘制阶梯轴
任务分析
首先绘制草图，然后通过回转命令创建轴的主体，再利用基准平面和键槽在主体上创建键槽特征，最后利用槽命令在主体上创建沟槽。
相关知识
1.回转
回转特征是由特征截面曲线绕回转中心线旋转而成的一类特征，它适合于构造回转体零件特征。
选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“回转”命令，或者单击“特征”工具栏中的“回转”按钮
，打开如图3-2所示的“回转”对话框。
1）“截面”面板
（1）选择曲线：用来指定使用已有草图来创建旋转特征，在“回转”对话框中默认选择
图标。
（2）绘制草图：在“回转”对话框中，单击
按钮，可以通过在工作平面上绘制草图来创建回转特征。
（3）反向：在“回转”对话框中单击
图标，可使回转轴方向反向。
2）“轴”面板
（1）*指定矢量：用于设置所选对象的旋转方向。在“回转”对话框中单击
图标右边的
按钮，打开“自动判断的矢量”下拉列表栏。在该列表栏中选择所需的回转方向或者单击
图标，打开“矢量”对话框，在该对话框中选择所需的回转方向。
（2）*指定点：在“自动判断的点”下拉列表栏中，选择其中的一些图标时，
图标被激活，用于选择要进行“回转”操作的基准点。单击该按钮，可通过“捕捉”直接在视图区中进行选择。
3）“极限”面板
（1）开始：在设置以“值”或“直至选定对象”方式进行回转操作时，用于限制回转的起始角度。
（2）结束：在设置以“值”或“直至选定对象”方式进行回转操作时，用于限制回转的结束角度。
4）“布尔”面板
在“回转”对话框中的“布尔”下拉列表栏中选择布尔操作命令。
5）“偏置”面板
（1）无：指截面曲线旋转时不进行偏置。
（2）两侧：指在截面曲线两侧进行偏置，以结束值和起始值之差为实体的厚度。
2.基准平面
选择菜单栏中的“插入”→“基准/点”→“基准平面”命令，或单击“特征”工具栏中的“基准平面”按钮
，系统打开如图3-3所示的“基准平面”对话框。
图3-2 “回转”对话框
图3-3 “基准平面”对话框
1）类型
（1）
自动判断：系统根据所选对象创建基准平面。
（2）
点和方向：通过选择一个参考点和一个参考矢量来创建基准平面，如图3-4所示。
（3）
曲线上：通过已存在的曲线，创建在该曲线某点处与该曲线垂直的基准平面，如图3-5所示。
图3-4 按“点和方向”创建基准平面
图3-5 按“曲线上”创建基准平面
（4）
按某一距离：通过和已存在的参考平面或基准面进行偏置得到新的基准平面，如图3-6所示。
（5）
成一角度：通过与一个平面或基准面成指定角度来创建基准平面，如图3-7所示。
图3-6 按“按某一距离”创建基准平面
图3-7 按“成一角度”创建基准平面
（6）
二等分：在两个相互平行的平面或基准平面的对称中心处创建基准平面，如图3-8所示。
（7）
曲线和点：通过选择曲线和点来创建基准平面，如图3-9所示。
图3-8 按“二等分”创建基准平面
图3-9 按“曲线和点”创建基准平面
（8）
两直线：选择两条直线，若两条直线在同一平面内，则以这两条直线所在平面为基准平面；若两条直线不在同一平面内，那么基准平面通过一条直线且和另一条直线平行，如图3-10所示。
（9）
相切：通过和一曲面相切，且通过该曲面上点或线或平面来创建基准平面，如图3-11所示。
（10）
通过对象：以对象平面为基准平面，如图3-12所示。
系统还提供了
YC-ZC平面、
XC-ZC平面、
XC-YC平面和
系数4种创建基准平面的方法。
图3-10 按“两直线”
创建基准平面
图3-11 按“相切”
创建基准平面
图3-12 按“通过对像”
创建基准平面
2）平面方位
使平面法向反向。
3）偏置
勾选此复选框，可以按指定的方向和距离创建与所定义平面偏置的基准平面。
3.键槽
让用户生成一个直槽的通道，通过实体或通到实体里面，即在当前目标实体上，自动在菜单栏中选择“减去”操作命令。所有槽类型的深度值按垂直于平面的放置面的方向测量。
选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“键槽”命令，单击“特征”工具栏中的“键槽”按钮，打开如图3-13所示的“键槽”对话框。
（1）矩形槽：选中该选项，在选定放置平面及水平参考面后，打开如图3-14所示的“矩形键槽”对话框。选择该选项，可沿着底边生成有尖锐边缘的槽，如图3-15所示。
图3-13 “键槽”对话框
图3-14 “矩形键槽”对话框
图3-15 “矩形键槽”示意图
①长度：槽的长度，按照平行于水平参考方向测量。此值必须是正的。
②宽度：槽的宽度。
③深度：槽的深度，按照与槽的轴相反的方向测量，是从原点到槽底面的距离。此值必须是正的。
（2）球形端槽：选中该选项，在选定放置平面及水平参考面后，打开如图3-16所示的“球形键槽”对话框。该选项可生成一个有完整半径底面和拐角的槽，如图3-17所示。
（3）U形槽：选中该选项，在选定放置平面及水平参考面后系统会打开如图3-18所示的“U形槽”对话框。可以用此选项生成“U”形的槽，U形槽的拐角和底面半径如图3-19所示。
图3-16 “球形键槽”对话框
图3-17 “球形键槽”示意图
图3-18 “U形槽”对话框
图3-19 “U形槽”示意图
①宽度：槽的宽度（即切削工具的直径）。
②深度：槽的深度，在槽轴的反方向测量，也即从原点到槽底的距离。这个值必须为正。
③拐角半径：槽的底面半径（即切削工具边半径）。
④长度：槽的长度，在平行于水平参考的方向上测量。这个值必须为正。
（4）T型键槽：选中该选项，再选定放置平面及水平参考面，打开如图3-20所示的“T型键槽”对话框。通过此命令，能够生成横截面为倒T字形的槽，如图3-21所示。
图3-20 “T型键槽”对话框
图3-21 “T型键槽”示意图
①顶部宽度：槽的较窄的上部宽度。
②顶部深度：槽顶部的深度，在槽轴的反方向上测量，即从槽原点到底部深度顶端的距离。
③底部宽度：槽的较宽的下部宽度。
④底部深度：槽底部的深度，在槽轴的反方向上测量，即从顶部深度的底部到槽底的距离。
⑤长度：槽的长度，在平行于水平参考的方向上测量。这个值必须为正。
注意
底部宽度要大于顶部宽度。
（5）燕尾槽：选中该选项，再选定放置平面及水平参考面，打开如图3-22所示的“燕尾槽”对话框。通过该选项可生成燕尾形的槽。这种槽留下尖锐的角和有角度的壁，示意图如图3-23所示。
图3-22 “燕尾槽”对话框
图3-23 “燕尾槽”示意图
①宽度：实体表面上槽的开口宽度，在垂直于槽路径的方向上测量，以槽的原点为中心。
②深度：槽的深度，在槽轴的反方向测量，也即从原点到槽底的距离。
③角度：槽底面与侧壁的夹角。
④长度：槽的长度，在平行于水平参考的方向上测量。这个值必须为正。
（6）通槽：通过此选项可生成一个完全通过两个选定面的槽。当生成特殊的槽较为麻烦时，可尝试按相反的顺序选择通过面。槽可能会多次通过选定的面，这取决于选定面的形状，如图3-24所示。
4.开槽
通过此选项可在实体上生成一个槽，就好像一个成形刀具在旋转部件上向内（从外部定位面）或向外（从内部定位面）移动，如同车削操作。
选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“开槽”命令，或单击“特征”工具栏中的“开槽”按钮
，打开如图3-25所示的“槽”对话框。(https://www.daowen.com)
图3-24 “通槽”示意图
图3-25 “槽”对话框
（1）矩形：选中该选项，在选定放置平面后系统会打开如图3-26所示的“矩形槽”对话框。通过该选项可生成一个周围为尖角的槽，如图3-27所示。
①槽直径：生成外部槽时指定槽的内径，而当生成内部槽时指定槽的外径。
图3-26 “矩形槽”对话框
图3-27 “矩形槽”示意图
②宽度：槽的宽度，沿选定面的轴向测量。
（2）球形端槽：选中该选项，再选定放置平面后系统会打开如图3-28所示的“球形端槽”对话框。通过该选项可生成底部有完整半径的槽，如图3-29所示。
图3-28 “球形端槽”对话框
图3-29 “球形端槽”示意图
①槽直径：生成外部槽时指定槽的内径，而当生成内部槽时指定槽的外径。
②球直径：槽的宽度。
（3）U形槽：选中该选项，再选定放置平面后系统打开如图3-30所示的“U形槽”对话框。通过该选项可生成在拐角有半径的槽，如图3-31所示。
图3-30 “U形槽”对话框
图3-31 “U形槽”示意图
①槽直径：生成外部槽时指定槽的内部直径，而当生成内部槽时指定槽的外部直径。
②宽度：槽的宽度，沿选择面的轴向测量。
③拐角半径：槽的内部圆角半径。
任务实施
1.新建文件
图3-32 “创建草图”对话框
选择菜单中的“文件”→“新建”命令，或者单击“标准”工具栏中的“新建”按钮
，打开“新建”对话框，在“模板”列表框中选择“模型”，输入“zhou”，单击“确定”按钮，进入UG建模环境。
2.绘制草图
（1）选择菜单中的“插入”→“任务环境中的草图”命令，系统弹出“创建草图”对话框，如图3-32所示。选择XC-YC平面为工作平面绘制草图，绘制后的草图如图3-33所示。
（2）单击“草图”工具栏上的“完成草图”按钮，草图绘制完毕。
图3-33 绘制草图
3.创建旋转特征
（1）选择菜单中的“插入”→“设计特征”→“回转”命令，或者单击“特征”工具栏中的“回转”按钮
，打开如图3-34所示的“回转”对话框。
（2）在“回转”对话框中
图标的下拉列表框中单击
图标，在视图区选择基准点，如图3-35所示。
（3）设置“极限”的“开始”选项为“值”，在其“角度”文本框中输入“0”。同样设置“结束”选项为“值”，在其“角度”文本框中输入“360”。
（4）单击“确定”按钮，创建回转特征，如图3-36所示。
图3-34 “回转”对话框
图3-35 选择基准点
图3-36 创建回转特征
4.创建基准平面1和基本平面2
（1）在菜单区选择“插入”→“基准/点”→“基准平面”命令，或者单击“特征”工具栏中的“基准平面”按钮
，打开如图3-37所示的“基准平面”对话框。
（2）在“基准平面”对话框中选中相切图标
，在实体中选择圆柱面。
（3）在“基准平面”对话框中单击“应用”按钮，创建基本平面1。
（4）同理，创建与小圆柱面相切的基准平面2，如图3-38所示。
图3-37 “基准平面”对话框
图3-38 创建基本平面1和基本平面2
5.创建矩形键槽
（1）选择菜单中的“插入”→“设计特征”→“键槽”命令，或者单击“特征”工具栏中的“键槽”按钮
，打开如图3-39所示的“键槽”对话框。
（2）在“键槽”对话框中选中“矩形槽”单选按钮，不勾选“通槽”，单击“确定”按钮。
（3）打开如图3-40所示的矩形键槽放置面选择对话框，选择基准平面1为放置面，同时打开如图3-41所示矩形键槽深度方向选择对话框。
图3-39 “键槽”对话框
图3-40 放置面选择对话框
（4）单击“接受默认边”按钮或直接单击“确定”按钮，打开如图3-42所示的“水平参考”对话框。
（5）在实体中选择和基本平面1相切的圆柱面，系统给出矩形槽的放置方向箭头，如图3-43所示，同时打开如图3-44所示的矩形键槽参数输入对话框。
图3-41 深度方向选择对话框
图3-42 “水平参考”对话框
图3-43 预览矩形槽的放置方向箭头
图3-44 参数输入对话框
（6）在矩形键槽参数输入对话框中的“长度”“宽度”和“深度”文本框中分别输入“25”“10”和“5”，单击“确定”按钮。
（7）打开如图3-45所示的“定位”对话框，选取
和
进行定位，定位后的尺寸示意图如图3-46所示。
图3-45 “定位”对话框
图3-46 定位后的尺寸示意图
（8）在“定位”对话框中单击“确定”按钮，创建矩形键槽，如图3-47所示。
6.创建球形槽
（1）选择菜单中的“插入”→“设计特征”→“键槽”命令，或者单击“特征”工具栏中的“键槽”按钮
，打开“键槽”对话框。
（2）选中“球形端槽”单选按钮，不勾选“通槽”复选框，单击“确定”按钮。
图3-47 创建矩形键槽
（3）打开如图3-48所示的“球形键槽”放置面选择对话框。选择基本平面2为放置面，同时打开球形键槽深度方向选择对话框。
（4）在球形键槽深度方向选择对话框中单击“接受默认值”按钮或直接单击“确定”按钮，打开“水平参考”对话框。
（5）在实体中选择和基准平面2相切的圆柱面，系统给出球形键槽的长度方向箭头，如图3-49所示，同时打开如图3-50所示的球形键槽参数输入对话框。
图3-48 放置面选择对话框
图3-49 预览球形槽的放置方向箭头
（6）在球形键槽参数输入对话框中的“球直径”“深度”和“长度”文本框中分别输入“5”“5”和“50”，单击“确定”按钮。
（7）打开“定位”对话框，选取
和
进行定位，定位后的尺寸示意图如图3-51所示。
图3-50 参数输入对话框
图3-51 定位后的尺寸示意图
（8）在“定位”对话框中单击“确定”按钮，创建球形键槽。
7.创建矩形沟槽
（1）选择菜单中的“插入”→“设计特征”→“开槽”命令，或者单击“特征”工具栏中的“开槽”按钮
，打开如图3-52所示的“槽”对话框。
（2）选中“矩形”单选按钮，同时打开如图3-53所示的矩形槽放置面选择对话框。
图3-52 “槽”对话框
图3-53 放置面选择对话框
（3）在视图区选择沟槽的放置面，如图3-54所示。同时，打开如图3-55所示的矩形槽参数输入对话框，在“槽直径”和“宽度”文本框中分别输入“25”和“3”，单击“确定”按钮。
（4）打开如图3-56所示的“定位槽”对话框，在视图区依次选择圆弧1和圆弧2为定位边缘，如图3-57所示。
图3-54 选择放置面
图3-55 参数输入对话框
图3-56 “定位槽”对话框
图3-57 选择弧1和弧2
（5）打开如图3-58所示的“创建表达式”对话框，在文本框中输入“0”，单击“确定”按钮，创建矩形槽，如图3-59所示。
图3-58 “创建表达式”对话框
图3-59 创建矩形槽
