【正文】 的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面∶ 標(biāo)準(zhǔn)化 CAD軟件一般應(yīng)集成在一個異構(gòu)的工作平臺之上，只有依靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)才能解決CAD系統(tǒng)支持異構(gòu)跨平臺的環(huán)境問題。目前，除了CAD支撐軟件逐步實現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)零部件庫、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向合理化工程設(shè)計的應(yīng)用方向發(fā)展。 智能化 設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動領(lǐng)域，智能CAD是CAD發(fā)展的必然方向。從人類認(rèn)識和思維的模型來看，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)模擬人類的思維活動明顯不足。因此，智能CAD不僅是簡單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與CAD技術(shù)相結(jié)合，更重要的是深入研究人類設(shè)計的思維模型，最終用信息技術(shù)來表達(dá)和模擬它，才會產(chǎn)生高效的CAD系統(tǒng)，為人工智能領(lǐng)域提供新的理論和方法。CAD的這個發(fā)展趨勢，將對信息科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢 CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾方面∶ 面向?qū)ο蟆⒚嫦蚬に囂卣鞯慕Y(jié)構(gòu)體系 ； 傳統(tǒng)CAM曲面為目標(biāo)的體系結(jié)構(gòu)將被改變成面向整體模型（實體）、面向工藝特征的結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)將能夠按照工藝要求自動識別并提取所有的工藝特征及具有特定工藝特征的區(qū)域，使CAD/ CAM的集成化、自動化、智能化達(dá)到一個新的水平。 基于知識的智能化系統(tǒng) ；未來的CAM系統(tǒng)不僅可繼承并智能化地判斷工藝特征，而且具有模型對比、殘余模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優(yōu)化，效率更高。同時也具有對工件包括夾具的防過切、防碰撞功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工藝要求，并開放工藝相關(guān)聯(lián)的工藝庫、知識庫、材料庫和刀具庫，使工藝知識積累、學(xué)習(xí)、運用成為可能。 使相關(guān)性編程成為可能 尺寸相關(guān)、參數(shù)式設(shè)計等CAD領(lǐng)域的特性，有希望被引伸到CAM系統(tǒng)之中。目前，以Delcam 公司的PowerMILL及WorkNC為代表，采用面向工藝特征的處理方式，系統(tǒng)以工藝特征提取的自動化來實現(xiàn)CAM編程的自動化。當(dāng)模型發(fā)生變化后，只要按原來的工藝路線重新計算，即實現(xiàn)CAM的自動修改。由計算審自動進行工藝特征?工藝區(qū)域的重新判斷并全自動處理，使相關(guān)性編程成為可能。目前已有成熟的產(chǎn)品上市，并為北美、歐洲等發(fā)達(dá)國家的模具界所接受。由于CAM系統(tǒng)專業(yè)化、智能化、自動化水平的提高，將導(dǎo)致機側(cè)編程方式的興起，將改變CAM編程與加工人員及現(xiàn)場分離的現(xiàn)象。 提供更方便的工藝管理手段 ； CAM的工藝管理是數(shù)控生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán)，未來CAM系統(tǒng)的工藝管理樹結(jié)構(gòu)，為工藝管理及即時修改提供了條件。較領(lǐng)先的CAM系統(tǒng)已經(jīng)具有CAPP開發(fā)環(huán)境或可編輯式工藝模板，可由有經(jīng)驗的工藝人員對產(chǎn)品進行工藝設(shè)計，CAM系統(tǒng)可按工藝規(guī)程全自動批次處理。據(jù)報道，未來的CAM系統(tǒng)將能自動生成圖文并茂的工藝指導(dǎo)文件，并能以超文本格式進行網(wǎng)絡(luò)瀏覽。1. 3 UGNX軟件的主要功能 隨著計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)的飛速發(fā)展，工程設(shè)計業(yè)和制造業(yè)的內(nèi)涵及其相關(guān)技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了深刻變化，這一點在機械工程領(lǐng)域里的結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能設(shè)計方面表現(xiàn)尤為顯著。虛擬現(xiàn)實技術(shù)、三維造型技術(shù)、參數(shù)設(shè)計技術(shù)等新概念已滲透到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中來，相應(yīng)的計算機程控刀具軌跡設(shè)定和計算機自擇加工工藝參數(shù)等新方法正發(fā)揮著前所未有的作用，推動著工程設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展。目前，機械工程領(lǐng)域使用的CAD/CAM軟件比較多，而UG軟件能夠在其中脫穎而出主要是因為它具有卓越的CAD/CAM功能。在造型功能方面，除卻其他軟件所具有的通用功能外，它還擁有靈活的復(fù)合建模、齊備的仿真照相、細(xì)膩的動畫渲染和快速的原型工具，僅復(fù)合建模就可讓用戶在實體建模（Solid）、曲面建模(Surface)、線框建模 (Wireframe)和基于特征的參數(shù)建模中任意選擇，使設(shè)計者可根據(jù)工程設(shè)計實際情況確定最佳建模方式，從而得到最佳設(shè)計效果。在加工功能方面，UG軟件針對計算機輔助制造的實用性、適應(yīng)性和效能性，通過覆蓋制造過程，實現(xiàn)制造的自動化、集成化和用戶化，從而在產(chǎn)品制造周期、產(chǎn)品制造成本和產(chǎn)品制造質(zhì)量諸方面都給用戶提供了極大的收益。UG軟件的強大功能為人們進行各種復(fù)雜零件的虛擬現(xiàn)實造型和虛擬現(xiàn)實制造提供了幫助。 本論文研究的主要內(nèi)容及意義本論文根據(jù)典型零件圖，基于UG NX軟件，詳細(xì)闡述了產(chǎn)品造型設(shè)計的過程，模擬加工的方法與步驟。通過制訂了數(shù)控加工工藝方案和刀具運動軌跡的效驗，并生成NC代碼，用于數(shù)控機床加工，為使用UG NX軟件進行同類產(chǎn)品設(shè)計與加工提供有益的參考。第2章 零件的三維造型設(shè)計2．1 幾何造型技術(shù)幾何造型是指將點、線、面、體等幾何元素，經(jīng)過平移、旋轉(zhuǎn)等幾何變換和并、交、差等集合運算，產(chǎn)生實體造型。幾何造型技術(shù)作為CAD/CAM技術(shù)的基礎(chǔ)，在機械工程領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。各種機械設(shè)計均可采用幾何造型技術(shù)建立計算機模型，在汽車車身、輪船船體及飛機機身等設(shè)計中不僅可以代替實物模型的制作，而且可以大大縮短設(shè)計周期，節(jié)省人力、物力。下面介紹實體造型的參數(shù)化技術(shù)、變量化造型技術(shù)和特征造型技術(shù)。一、參數(shù)化造型技術(shù)早期的CAD系統(tǒng)是利用固定的尺寸值來定義幾何元素，輸入的每一條線都是確定的位置，但不包括產(chǎn)品圖形內(nèi)在的尺寸約束、拓?fù)浼s束及工程約束（如應(yīng)力、性能約束等）。因此，當(dāng)要想修改實體的結(jié)構(gòu)形狀時，只有重新造型。這不僅使設(shè)計人員投入相當(dāng)?shù)木τ糜谥貜?fù)勞動，而且這種重復(fù)勞動的結(jié)果并不能反映設(shè)計人員對產(chǎn)品的本質(zhì)構(gòu)思和意圖。而新產(chǎn)品的設(shè)計，不可避免地要經(jīng)歷多次反復(fù)的修改，進行零件形狀和尺寸的綜合協(xié)調(diào)、優(yōu)化。對于定型產(chǎn)品的設(shè)計，需要形成系列，以便針對生產(chǎn)特點和應(yīng)用需求提供不同型號規(guī)格的產(chǎn)品。這些都需要產(chǎn)品的設(shè)計圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改或規(guī)格系列的變化而自動修改圖形。參數(shù)化造型是先建立圖形與尺寸參數(shù)之間的約束關(guān)系，然后使用約束來定義和修改幾何模型。這些尺寸約束及拓?fù)浼s束反映了設(shè)計時要考慮的因素。實現(xiàn)參數(shù)化的一組參數(shù)與這些約束保持一定的關(guān)系，初始設(shè)計的實體自然要滿足這些約束，而當(dāng)輸入新的參數(shù)值時，也將保持這些約束關(guān)系并獲得一個新的造型。參數(shù)化造型系統(tǒng)也稱為尺寸驅(qū)動系統(tǒng)，它只考慮物體的幾何約束（尺寸約束和拓?fù)浼s束），而不考慮工程約束。設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)形狀比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有明顯的對應(yīng)，參數(shù)的求解較簡單，設(shè)計結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動。尺寸驅(qū)動的幾何模型由幾何元素、尺寸約束和拓?fù)浼s束三部分組成。當(dāng)修改某一尺寸時，系統(tǒng)自動檢索該尺寸在尺寸鏈中的位置，找到它的起始幾何元素和終止幾何元素，使它們按新尺寸值進行調(diào)整，得到新模型；接著檢查所有幾何元素是否滿足約束，如不滿足，則保持拓?fù)浼s束不變，按尺寸約束修改幾何模型，直至全部滿足約束條件為止。二、變量化造型技術(shù)參數(shù)化造型技術(shù)具有基于特征、全尺寸約束、尺寸驅(qū)動幾何形狀修改、全數(shù)據(jù)相關(guān)的特點，全尺寸約束既不能漏注尺寸（欠約束）又不能多注尺寸（過約束），全數(shù)據(jù)相關(guān)指一個參數(shù)的修改導(dǎo)致其它相關(guān)尺寸全部更新。變量化造型技術(shù)是在參數(shù)化造型技術(shù)的基礎(chǔ)上又做了進一步修改后提出的設(shè)計思想，變量化造型既保留了參數(shù)化造型基于特征、尺寸驅(qū)動幾何形狀修改、全數(shù)據(jù)相關(guān)的優(yōu)點，又在約束定義方面做了根本性的改變。變量化造型將幾何約束中的尺寸約束和拓?fù)浼s束分開處理，不苛求全約束，并增加了工程約束。在新產(chǎn)品開發(fā)初期，設(shè)計者對各幾何形狀的準(zhǔn)確尺寸和各幾何形狀之間嚴(yán)格的尺寸定位關(guān)系還很難完全確定，自然希望欠約束的存在。此外，也很難決定整個零件的尺寸基準(zhǔn)及參數(shù)控制方式。變量化造型技術(shù)的指導(dǎo)思想就是：設(shè)計者可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計方式，允許采用不完全尺寸約束，只給出必要的設(shè)計條件。變量化造型過程類似于工程師在腦海里思考設(shè)計方案的過程，滿足設(shè)計要求的幾何形狀是第一位的，尺寸細(xì)節(jié)是后來才逐步精確、完善的。設(shè)計過程相對自由寬松，設(shè)計者有更多的時間和精力去考慮設(shè)計