【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .......................... 38 圖 4 1 “后處理”對(duì)話框 ...................................................................................... 39 圖 4 2 生成程序 .................................................................................................... 40 第一章 緒論 UGS 公司簡(jiǎn)介 UGS 公司是 全球 著名的 MCAD 供應(yīng)商，主要要為日用消費(fèi)品、汽車(chē)與交通、航空航天 、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過(guò)其虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的理念提供多極化的、集成的、企業(yè)級(jí)的包括軟件與服務(wù)在內(nèi)的完整的 MCAD 解決方案。 UGS 公司的產(chǎn)品主要為機(jī)械制造企業(yè)提供包括從設(shè)計(jì)、分析到制造應(yīng)用的 UG NX 軟件、基于 Windows 的設(shè)計(jì)與制圖產(chǎn)品 Solid Edge、集團(tuán)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) iMAN、產(chǎn)品可視化技術(shù)以及被業(yè)界廣泛使用的高精度邊界表示的實(shí)體建模核心 Parasoild 在內(nèi)的全線產(chǎn)品。 UGS 進(jìn)入中國(guó)公司后，很快就以其先進(jìn)的管理理念、強(qiáng)大的工程背景、完善的技術(shù)功能以及專(zhuān)業(yè)化的技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍贏得了廣大中國(guó) 用戶(hù)的贊譽(yù)，為推動(dòng)中國(guó)CAD/CAM 行業(yè)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn) 。 UG 產(chǎn)品概述 UG 最早是由美國(guó) EDS 公司推出的一套集 CAD/CAE/CAM 于一體的三維參數(shù)化軟件系統(tǒng)，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件之一。它的功能覆蓋了從概念設(shè)計(jì)到場(chǎng)品生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)輪船、通用機(jī)械和電子工業(yè)領(lǐng)域。 CAD/CAM 簡(jiǎn)介 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱(chēng) CAD（ Computer Aided Design），是采用計(jì)算機(jī)開(kāi)展機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)滲透到機(jī)械設(shè)計(jì)的 各個(gè)方面，根據(jù)該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域可以把 CAD 技術(shù)分為三類(lèi)：計(jì)算機(jī)輔助繪圖（ Computer Aided Drawing） ；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ Computer Aided Design）；產(chǎn)品模型的計(jì)算機(jī)輔助分析 CAE（ Computer Aided Engineering）。 計(jì)算機(jī)輔助制造，簡(jiǎn)稱(chēng) CAM（ Computer Aided Manufacturing），根據(jù)其覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域不同，也可以分為兩大類(lèi)：狹義的 CAM，即計(jì)算機(jī)輔助編程，具體包括代碼生成和代碼仿真；廣義的 CAM，指應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行制造信息處理的全過(guò)程，主要包括 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程編制 CAPP （ Computer Aided Program Planing）和計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制 CAQ（ Computer Aided Quality）。 CAD/CAM 集成制造技術(shù) 自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用幾乎深入到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的所有領(lǐng)域，形成了很多計(jì)算機(jī)輔助的分散系統(tǒng)，這些獨(dú)立的分散系統(tǒng)，分別在產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)自動(dòng)化和數(shù)控編程自動(dòng)化等方面起到重要作用。 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛深入，人們很快認(rèn)識(shí)到，只有當(dāng) CAD 系統(tǒng)一次性輸入的信息能為后續(xù)活動(dòng) 繼續(xù)應(yīng)用時(shí)才是最經(jīng)濟(jì)的，為此提出了 CAD/CAPP/CAM 集成的概念，致力于 CAD、 CAPP 和 CAM 系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞和轉(zhuǎn)換的研究，以便將已經(jīng)存在的 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)集成起來(lái)。 CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)成熟的技術(shù)。波音公司新一代大型客機(jī)以 4年半的周期研制成功，采用的新結(jié)構(gòu)、新發(fā)動(dòng)機(jī)、新的電傳操縱 等都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)，飛機(jī)出廠后直接交付客戶(hù)使用，故障返修率幾乎為零，媒介宣傳中稱(chēng)之為“無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)”，而波音公司本身認(rèn)為，這主要?dú)w功于 CAD/CAM 設(shè)計(jì)制造一體化 。 本章小結(jié) 本 章主要介紹了 UG NX 的概況與發(fā)展現(xiàn)狀以及在當(dāng)今世界上廣泛的應(yīng)用前景， UG NX 日新月異的發(fā)展速度，方便實(shí)用的發(fā)展方向完全符合人們的需求。 此外本章還介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）的狹義和廣義概念以及發(fā)展?fàn)顩r與應(yīng)用。 第二章 模具零件實(shí)體造型 零件的實(shí)體三維造型與分析 零件的實(shí)體造型 圖 2 1 建模實(shí)體 通過(guò)圖形分析可知： （ 1） 零件主要涉及拉伸 、拔模 的造型方法。 （ 2） 零件可以通過(guò)建立草圖、拉伸、拔模等命令用來(lái)造型。 建模 （ 1）打開(kāi) UG NX8，單擊新建 圖標(biāo)，在“新建”對(duì)話框圖 22 下新建 建模文件“ side ”。 圖 2 2 “新建”對(duì)話框 圖表 （ 3） 創(chuàng)建草圖，并進(jìn)入草圖界面 ，如圖 23。 圖 2 3 草圖 （ 4） 單擊矩形 繪制一個(gè) 如圖 24 的矩形，單擊倒角 對(duì)矩形進(jìn)行倒角 ，如 圖 25，完成草圖。 圖 2 4 繪制矩形 圖 2 5 矩形倒圓角 （ 5） 單擊拉伸 圖標(biāo)，彈出“拉伸”對(duì)話框，選擇上面繪制的曲線，并設(shè)置參數(shù)如圖 26 所示，點(diǎn)擊“確定”按鈕，得到拉伸 實(shí)體 ，如圖 27。 圖 2 6 “拉伸”對(duì)話框 圖 2 7 拉伸實(shí)體 (6)在【 插入】工具條“細(xì)節(jié)特征”中選擇“拔?！?， 設(shè)置參數(shù) 如圖 28，得到拔模體如圖 29。 圖 2 8“拔?！睂?duì)話框 圖 2 9 拔模體 （ 7） 在【插入】工具條“偏置 /縮放” 中選擇“抽殼”，設(shè)置參數(shù) 如圖 210，得到殼體，如圖 211。 圖 2 10 “抽殼”對(duì)話框 圖 2 11 抽殼實(shí)體 （ 8） 創(chuàng)建草圖，“平面方法”選擇“現(xiàn)有平面” ，如圖 212，進(jìn)入草圖界面，如圖 213。 圖 2 12 設(shè)置平面 圖 2 13 進(jìn)入草圖 （ 9）進(jìn)入草圖 ，以側(cè)壁中點(diǎn)為圓心， 建立一個(gè)封閉的半圓，如圖 214，完成草圖。 圖 2 14 做封閉半圓 （ 10）點(diǎn)擊 對(duì)封閉的半圓進(jìn)行拉伸，設(shè)置參數(shù)如圖 216，得到拉伸體，如圖 217。 圖 2 15 “拉伸”對(duì)話框 圖 2 16 拉伸實(shí)體 本章小結(jié) 本章主要介紹了側(cè)壁 零件的三維建模過(guò)程。 它的建模過(guò)程分為： 通過(guò)拉伸功能， 然后通過(guò)拔模 ， 得到零件的輪廓，然后進(jìn) 行抽殼 ， 再進(jìn)入草圖，對(duì)零件進(jìn)行修剪，拉伸選擇布爾求差 ，完成了零件的建模。 第三章 基于 UG 自動(dòng)編程的側(cè)壁零件的加工 零件分析 零件實(shí)體模型如圖 31 所示，材料為 45 鋼，工件為厚度 的半開(kāi)腔體零件。底面尺寸為 100mm*60mm 的矩形，并有長(zhǎng)邊兩側(cè)倒了兩個(gè)半徑為 的圓角， 側(cè)壁長(zhǎng) 均為 35mm，傾斜角為 82176。 ，中間側(cè)壁有個(gè)半徑為 15 的半圓孔 。 圖 3 1 零件實(shí)體 加工工藝分析 順序銑主要加工具有傾斜角度的側(cè)壁 。 順序 銑包括粗加工和精加工兩部分，由于粗加工和精加工 的 刀軌一樣 ，所以 本次設(shè)計(jì)是對(duì)一個(gè)有斜度側(cè)壁零件的精加工，順序銑刀具運(yùn)動(dòng)包括進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)和退刀運(yùn)動(dòng)兩個(gè)過(guò)程。 加工準(zhǔn)備 設(shè)置加工環(huán)境 打開(kāi)零件圖，單擊開(kāi)始圖標(biāo)，選擇【加工】選項(xiàng)， 選擇“ mill＿ multiaxis”選項(xiàng)設(shè)置加工環(huán)境，如圖 32 單擊【 確定 】按鈕進(jìn)入 CAM 加工環(huán)境 。 圖 3 2 “加工環(huán)境”對(duì)話框 創(chuàng)建刀具 使用“創(chuàng)建刀具”工具，選擇立銑刀，如圖 33，創(chuàng)建直徑為“ 6”、底面半 徑為“ ”、長(zhǎng)為“ 75”的立銑刀，如圖 34。 圖 3 3 創(chuàng)建刀具 圖 3 4 “刀具參數(shù)”對(duì)話框 坐標(biāo)系設(shè)定 在操作導(dǎo)航器上顯示 幾何視圖，然后雙擊 MCS，如圖 35。將 MCS 向 ZM正方向移動(dòng) 35mm,如圖 36。 圖 3 5 MCS 對(duì)話框 圖 3 6 坐標(biāo)系設(shè)定 創(chuàng)建幾何體 點(diǎn)擊【幾何視圖】 按鈕，進(jìn)入工序?qū)Ш狡?幾何， 并雙擊“ WORKPIECE”，如圖 37。 圖 3 7 銑削幾何體 點(diǎn)擊“指定部件”后面的【部件幾何體】 按鈕，部件幾何體選擇整個(gè)實(shí)體，如圖 38，點(diǎn)擊“指定毛坯”后面的【毛坯幾何體】 按鈕，毛坯幾何體選擇整個(gè)實(shí)體，如圖 39。 圖 3 8 設(shè)置加工件 圖 3 9 設(shè)置毛坯 創(chuàng)建順序銑操作 點(diǎn)擊創(chuàng)建工序 按鈕 ， 選 擇精銑加工，如圖 310。 圖 3 10 “創(chuàng)建工序”對(duì)話框 隨后程序彈出【順序銑】對(duì)話框，然后在對(duì)話框中設(shè)置最小安全距離， 如圖 311。 圖 3 11 “順序銑”對(duì)話框 單擊【默認(rèn)進(jìn)給率】按鈕，然后在彈出的【進(jìn)給率和速度】對(duì)話框中設(shè)置“主軸速度”和“切削”進(jìn)給，如圖 312 和 313 所示，單擊【確定】按鈕關(guān)閉對(duì)話框。 圖 3 12 速度 圖 3 13 進(jìn)給率 設(shè)置進(jìn)刀運(yùn)動(dòng) 在【順序銑】對(duì)話框中單擊【確定】按鈕，彈出【進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框，如圖 314。 圖 3 14 “進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)”對(duì)話框 依照下圖所示步驟設(shè)置進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)的“進(jìn)刀方法” ，最后點(diǎn)擊確定 。 圖 3 15 設(shè)置進(jìn)刀方法 在【進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中按照如圖 316 所示的步驟 設(shè)置進(jìn)刀速率、參考點(diǎn)、刀軸等參數(shù)。在后續(xù)的連續(xù) 運(yùn)動(dòng)刀軌中，進(jìn)刀速率均為“ 50”。 圖 3 16 位置點(diǎn)坐標(biāo) 單擊【幾何體】按鈕，在系統(tǒng)彈出【進(jìn)刀幾何體】對(duì)話框中，按信息提示在模型中依次選擇驅(qū)動(dòng)曲面、部件表面和檢查表面，如圖 317 所示。 圖 3 17 定義幾何體 在【進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框的刀軸下拉列表中選擇“ 5 軸”，然后在系統(tǒng)彈出的【五軸選項(xiàng)】對(duì)話框中設(shè)置刀軸方法為“平行于驅(qū)動(dòng)曲面”，如圖 318 所示。 圖 3 18 “五軸選項(xiàng)”對(duì)話框 單擊【進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中的【確定】按鈕，程序自動(dòng)生成進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)，如圖 319。 圖 3 19 進(jìn)刀運(yùn)動(dòng) 設(shè)置連 續(xù) 運(yùn)動(dòng)刀軌 生成進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)刀路后，進(jìn)入【連續(xù)刀軌運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框，如圖 320 所示，設(shè)置驅(qū)動(dòng)曲面。 圖 3 20 設(shè)置驅(qū)動(dòng)曲面 單擊【檢查曲面】按鈕，程序彈出【檢查曲面 1】對(duì)話框，然后 在模型上選擇如圖 321 所示的面作為 第一個(gè)連續(xù)刀軌運(yùn)動(dòng)的檢查表面，并選擇【驅(qū)動(dòng)曲面 檢查曲面相切】選項(xiàng)。 圖 3 21 “檢查曲面”對(duì)話框 單擊【連續(xù)刀軌運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中的【確定】按鈕，生成第一個(gè)連續(xù)刀軌運(yùn)動(dòng)的刀路，如圖 322 所示。 圖 3 22 第一個(gè)刀路 在進(jìn)行第二個(gè)連續(xù)刀軌設(shè)置時(shí)，保留部件表面和驅(qū)動(dòng)表面的默認(rèn)指定，單擊【檢查曲面】按鈕后 ，選擇有半圓的側(cè)壁內(nèi)測(cè)作為檢查表面，生成刀軌如圖323 所示 ，第三個(gè)刀路，如圖 324，第 三、第四檢查曲面及生成的刀路同理 。 圖 3 23 第二個(gè)刀路 圖 3 24 第三個(gè)刀路 第五個(gè)連續(xù)刀軌的檢查曲面即生成的刀路如圖 325 所示，進(jìn)刀運(yùn)動(dòng)的檢查曲面和第五個(gè)連續(xù)刀軌的檢查表面為同一曲面，因此確定“停止位置”時(shí)，應(yīng)選擇【近側(cè)】選項(xiàng) 。 圖 3 25 第五個(gè)刀路 設(shè)置退刀運(yùn)動(dòng) 在【連續(xù)刀軌運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框的子操作類(lèi)型的列表中選擇【退刀】 選項(xiàng)，隨后進(jìn)入【退刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框，如圖 326 所示。 圖 3 26 “退刀運(yùn)動(dòng)”對(duì)話框 單擊【退刀方法】按鈕，彈出【退刀方法】對(duì)話框，在該對(duì)話框的【方法】下拉列表中選擇【僅矢量】選項(xiàng)，再次彈出【矢量】對(duì)話框，然后在圖形區(qū)的矢量軸上選擇如圖 327。 圖 3 27 矢量選擇 在【退刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中輸入退刀距離值，然后單擊【確定】按鈕關(guān)閉該對(duì)話框，如圖 328 所示 。 圖 3 28 “退刀方法”對(duì)話框 在【退刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中輸入退刀運(yùn)動(dòng)進(jìn)給率的值，如圖 329。 圖 3 29 “退刀運(yùn)動(dòng)”對(duì)話框 最后單擊【退刀運(yùn)動(dòng)】對(duì)話框中的【確定】按鈕，生成退刀 運(yùn)動(dòng)刀路，如圖 330。 圖 3 30 順序銑刀路 最后單擊【結(jié)束操作】按鈕，彈出【結(jié)束操作】對(duì)話框， 如圖 331， 單擊【確定】，結(jié)束操作。 圖 3 31 “結(jié)束操作”對(duì)話框 仿真 在 “操作”選項(xiàng)區(qū)中單擊“生成”按鈕 ，系統(tǒng)將自動(dòng)生成加工刀軌路徑，單擊 【確認(rèn)刀軌】 按鈕， 彈出【刀具可視化】對(duì)話框，可以選擇【 3D動(dòng)態(tài)】、【 2D 動(dòng)態(tài)】進(jìn)行仿真，如圖 332。 圖 3 32 “刀軌可視化”對(duì)話框 第四章 后處理生成程序 后處理 單擊 【后處理】 ， 選擇已經(jīng)編輯設(shè)置好的 MILL5 AXIS 系統(tǒng)后處理文件，指定存放位置，確認(rèn)輸出，生成 G 代碼，至此，加工完成。如圖 41。 圖 4 1 “后處理”對(duì)話框 生成程序 后處理生成的程序 ， 如圖 42。 圖 4