【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 持多種類型的數(shù)控機(jī)床。另外，它可應(yīng)用多種語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。該軟件具有以下特點(diǎn)：① 集成的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。② 產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)性與并行協(xié)作。③ 基于知識(shí)的工程管理。④ 設(shè)計(jì)的客戶化。⑤ 采用復(fù)雜的復(fù)合建模技術(shù)，可將各種建模技術(shù)融為一體，支持多實(shí)體，支持參數(shù)化與非參數(shù)化。⑥ 用基于特征的參數(shù)驅(qū)動(dòng)建模和編輯方法作為實(shí)體造型基礎(chǔ)。⑦ 便捷的復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)能力。⑧ 強(qiáng)大的工程圖功能，增強(qiáng)了繪制工程圖的實(shí)用性。⑨ 提供了豐富的二次開(kāi)發(fā)工具。（3）UG NX 常用的應(yīng)用模塊UG NX 系統(tǒng)常用的應(yīng)用模塊有以下幾種：① 基本環(huán)境（Gateway）：提供了所有應(yīng)用模塊所共有的常規(guī)工具，是必須安裝的模塊，它為其他應(yīng)用模塊提供支持。② 建模模塊（Moldeling）：提供了設(shè)計(jì)產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的工具。③ 制圖模塊（Drafting）：提供了創(chuàng)建和維護(hù)設(shè)計(jì)模型圖紙的工具。④ 裝配模塊（Assembling）：提供了構(gòu)造部件裝配的工具。⑤ NX鈑金（NX Sheet Metal）：提供了設(shè)計(jì)直形制動(dòng)器鈑金部件的工具。⑥ 加工模塊（Manufacturing）：提供了交互式編程和后處理銑、鉆、車和線切割刀軌的工具。（4）UG NX 的新增功能本次設(shè)計(jì)我所使用的是UG NX 版本，NX 。建立在新的同步建模技術(shù)基礎(chǔ)之上的UG NX 的新功能在各個(gè)應(yīng)用模塊中都有體現(xiàn)，下面僅列舉部分新功能。①NX 整個(gè)系統(tǒng)的創(chuàng)新a. 創(chuàng)新性用戶界面把高端功能與易用性和易學(xué)性結(jié)合在一起。b. 屏幕實(shí)際使用面積的最大化利用增加了對(duì)設(shè)計(jì)工作的關(guān)注。c. 實(shí)時(shí)著色。②NX 工程過(guò)程管理a. Teamcenter 項(xiàng)目支持b. 4層客戶機(jī)支持c. 支持重用方案d. Geolus 集成為了提高進(jìn)行特別形狀搜索的功能，NX 以嵌入式訪問(wèn)為特征，能夠搜索可能存在的任何Geolus 數(shù)據(jù)庫(kù)。該搜索可以基于幾何結(jié)構(gòu)特征，比如形狀和尺寸； 或者用戶也可以創(chuàng)建一些核心的基本幾何結(jié)構(gòu)，這些基本幾何結(jié)構(gòu)形成形狀搜索功能的基礎(chǔ)。Geolus 搜索結(jié)果可以包括NX零件、JT數(shù)據(jù)或者來(lái)自其他系統(tǒng)（比如，SolidWorks和CATIA）的數(shù)據(jù)。③ NX 工業(yè)設(shè)計(jì)和造型a. 在創(chuàng)建自由形狀的時(shí)候進(jìn)行立即反饋b. 利用小平面幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行逆向工程的速度更快c. 為設(shè)計(jì)人員定制的用戶界面d. 更快、更簡(jiǎn)單的幾何機(jī)構(gòu)分析e. 更快的可視化④ NX 設(shè)計(jì)a. 由同步建模技術(shù)驅(qū)動(dòng)的無(wú)約束設(shè)計(jì)b. 對(duì)幾何結(jié)構(gòu)編輯的立即反饋c. 提示性選擇在需要的時(shí)候?yàn)樵O(shè)計(jì)添加智能d. 三維尺寸驅(qū)動(dòng)的編輯e. 剪貼簿建模d. 同步化（無(wú)歷史記錄模式）e. 替換助手⑤ NX 的裝配設(shè)計(jì)a. 在處理NX裝配時(shí)的生產(chǎn)力提高b. 動(dòng)態(tài)剖切改進(jìn)了裝配評(píng)審過(guò)程⑥ NX 圖紙和創(chuàng)建工具a. 快速的圖紙創(chuàng)建工具b. 統(tǒng)一的草圖環(huán)境c. 更好的模型動(dòng)態(tài)交互操作d. 自動(dòng)化孔表 UG的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用及其發(fā)展前景近年來(lái)，UG機(jī)械設(shè)計(jì)軟件被廣泛應(yīng)用于家電生產(chǎn)企業(yè)、汽車配件的生產(chǎn)企業(yè)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)、航空航天所需零部件的生產(chǎn)制造企業(yè)、醫(yī)療器械的生產(chǎn)企業(yè)、模具生產(chǎn)企業(yè)等。UG中文版是全球最著名的3D機(jī)械設(shè)計(jì)軟件之一，該軟件自開(kāi)發(fā)以來(lái)，憑借強(qiáng)大的功能、易學(xué)性和易用性廣受設(shè)計(jì)師們的好評(píng)。UG使企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中更加直觀，更容易檢查設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤以及不足。UG機(jī)械設(shè)計(jì)軟件還具有無(wú)與倫比的性能和價(jià)值，它是技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的先驅(qū)，并且還擁有最大的用戶群。沒(méi)有其他CAD系統(tǒng)可以像UG那樣幫助我們快速準(zhǔn)確地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。目前，在計(jì)算機(jī)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)中，UG屬于主流的設(shè)計(jì)軟件，在全球的銷量已達(dá)到幾十萬(wàn)套，位于3D CAD軟件銷售榜首，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地領(lǐng)先于其它同類產(chǎn)品。UG易學(xué)易用的特點(diǎn)使它成為大部分設(shè)計(jì)人員及從業(yè)者的首選設(shè)計(jì)軟件，成為工程應(yīng)用的通用CAD平臺(tái)。隨著CAD/CAM軟件加工及快速成型等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù)在模具行業(yè)中的普及應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)及模擬加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場(chǎng)技術(shù)革命中，逐步掌握三維CAD/CAM軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是其中的關(guān)鍵。 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展前景非常廣闊。國(guó)內(nèi)外模具及模具加工設(shè)備廠商己普遍看好中國(guó)市場(chǎng)。隨著對(duì)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量與制造要求的不斷提高，以及CAD/CAM技術(shù)在模具制造業(yè)中的大規(guī)模推廣應(yīng)用，急需大批熟悉CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才本課題的主要任務(wù)是對(duì)變速箱進(jìn)行設(shè)計(jì)并運(yùn)用UG對(duì)變速箱實(shí)體建模，在UG軟件中加工仿真，以達(dá)到CAD/CAM技術(shù)的研究目的。CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為比較成熟的一項(xiàng)技術(shù)，而UG作為一款強(qiáng)大的3D建模軟件自然會(huì)在此技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)變速箱的建模和工藝分析，在UG軟件中進(jìn)行仿真加工，在仿真加工中要對(duì)各項(xiàng)工序進(jìn)行加工參數(shù)設(shè)置，刀具路徑生成及刀具路徑檢驗(yàn)，最后還要進(jìn)行后置處理，將計(jì)算出的刀軌依照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)化為NC代碼并輸出保存。本課題實(shí)現(xiàn)了零件的三維實(shí)體建模及數(shù)控編程，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)會(huì)有一定的指導(dǎo)意義。具體實(shí)現(xiàn)方案為：（1）變速箱的設(shè)計(jì)和數(shù)控加工程序編制的技術(shù)現(xiàn)狀分析。（2）運(yùn)用UG軟件對(duì)變速箱進(jìn)行三維實(shí)體建模。（3）運(yùn)用UG 進(jìn)行仿真加工，生成NC代碼。2基于UG的變速箱實(shí)體模型設(shè)計(jì) NX 建模的基本概念NX 建模應(yīng)用模塊提供了一個(gè)實(shí)體建模系統(tǒng)，可以進(jìn)行快速的概念設(shè)計(jì)。用戶可以交互式的創(chuàng)建并編輯復(fù)雜的、實(shí)際的實(shí)體模型。可以通過(guò)直接編輯實(shí)體尺寸的方法或使用其他構(gòu)造技術(shù)對(duì)實(shí)體進(jìn)行更改和更新。 NX 建模流程建模造型有三種類型：一是原創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)；二是根據(jù)已有二維圖紙建立模型，即所謂的圖紙?jiān)煨?；三是逆向工程，即點(diǎn)測(cè)繪造型。 原創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)：草圖曲線成型特征線結(jié)構(gòu)實(shí)體模型曲面模型曲面特征工程圖裝配體 圖 原創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程 圖紙?jiān)煨停憾S圖dwg或dxf分析處理導(dǎo)入U(xiǎn)G二維曲線編輯、轉(zhuǎn)換曲面特征曲面模型識(shí)圖分析特征繪制曲線二維圖無(wú)電子檔繪制草圖三維線架構(gòu)成型特征實(shí)體圖 圖紙?jiān)煨偷牧鞒?逆向工程： 測(cè)繪點(diǎn)導(dǎo)入U(xiǎn)G由點(diǎn)構(gòu)面由點(diǎn)構(gòu)線線構(gòu)架曲面模型曲面工具曲面特征實(shí)體模型 逆向工程流程 設(shè)計(jì)思想所謂的設(shè)計(jì)思想就是在建模之前做的計(jì)劃，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步。它的合理性直接影響以后的建模修改和后續(xù)工作。所以設(shè)計(jì)思想是我們建模的前提，我們要從以下幾點(diǎn)來(lái)優(yōu)化我們的設(shè)計(jì)思想。 草圖的優(yōu)化設(shè)計(jì)草圖是位于指定平面上的曲線和點(diǎn)所組成的一個(gè)特征，由草圖平面、草圖坐標(biāo)系、草圖曲線和草圖約束組成，一般作為三維實(shí)體模型的基礎(chǔ)。繪制草圖時(shí)可先繪制輪廓曲線，再添加幾何約束。建立草圖幾何約束時(shí)應(yīng)注意：（1）添加幾何約束線，應(yīng)先固定某個(gè)草圖對(duì)象；（2）盡量按設(shè)計(jì)意圖添加充分的幾何約束；（3）當(dāng)遇到要頻繁更改尺寸時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)意圖添加少量約束，以提高修改效率。 合理應(yīng)用特征建立零件實(shí)體模型建立一個(gè)零件的實(shí)體模型往往有很多種不同的途徑，怎么樣使我們以最少的步驟最佳的效果最簡(jiǎn)單的特征去建立我們需要的零件模型是我們優(yōu)化的目的。所以我們?cè)诮r(shí)一定要安排好特征的順序，想好先實(shí)現(xiàn)哪一個(gè)特征，是先建立凸臺(tái)還是先挖孔等等，一般我們把大的特征放在前面而像孔，倒角，圓角等小的特征放在后面，這樣利于我們修改。 3基于UG的零件數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控加工技術(shù)的主要內(nèi)容數(shù)控加工泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過(guò)程。數(shù)控機(jī)床是一種按照輸入的數(shù)字程序信息進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床。數(shù)控加工技術(shù)是指高效、優(yōu)質(zhì)地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件特別是復(fù)雜形狀零件加工的有關(guān)理論、方法與現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，它是自動(dòng)化、柔性化、敏捷化和數(shù)字化制造加工的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控加工供應(yīng)和數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行加工的全過(guò)程。數(shù)控加工作為機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，經(jīng)過(guò)十余年的引進(jìn)與發(fā)展，已經(jīng)在汽車、航空、航天、模具等行業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。它推動(dòng)了企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。但是由于多方面原因，國(guó)內(nèi)不同行業(yè)在應(yīng)用數(shù)控加工方面表現(xiàn)的差距較大。一方面由于機(jī)床刀具軟硬件配置等方面的原因，尤其是多坐標(biāo)控制聯(lián)動(dòng)的高速銑削機(jī)床，進(jìn)口設(shè)備由于其成本很高，企業(yè)不得不考慮其投資效益問(wèn)題。另一方面多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)高速銑削的CAM軟件選型、應(yīng)用編程與開(kāi)發(fā)方面，需要一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期的技術(shù)積累才能趕上國(guó)外先進(jìn)水平，尤其是對(duì)于人員的技術(shù)水平要求較高的CAM軟件應(yīng)用編程開(kāi)發(fā)方面表現(xiàn)更為明顯。 在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，用到的數(shù)控加工技術(shù)主要有：了解數(shù)控加工的適用條件和適應(yīng)范圍；能從二維工程圖紙和三維實(shí)體模型中分析出零件的主要數(shù)控加工區(qū)域和重難點(diǎn)加工區(qū)域；通過(guò)對(duì)圖紙的初步分析，能夠比較合理的構(gòu)思出零件的加工順序；掌握一門(mén)優(yōu)秀的CAM軟件，將數(shù)控技術(shù)與CAM軟件結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行數(shù)控加工模擬；對(duì)數(shù)控加工中的一些關(guān)鍵技術(shù)要掌握。 數(shù)控銑削加工技術(shù)的工藝適應(yīng)性根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用實(shí)踐，一般可按工藝適應(yīng)程度將零件分為下列3類：（1）最適應(yīng)類① 形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用加工設(shè)備無(wú)法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；② 用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件；③ 具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開(kāi)敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；④ 必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸或攻螺紋等多工序的零件。（2）較適應(yīng)類① 在通用機(jī)床上加工時(shí)易受人為因素干擾，零件價(jià)值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件；② 在通用機(jī)床上加工需要制造復(fù)雜的專用工裝的零件；③ 需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件；④ 在通用機(jī)床上加工需要做長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；⑤ 用通用機(jī)床加工時(shí)，生產(chǎn)率很低或體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。（3）不適應(yīng)類① 生產(chǎn)批量大的零件（當(dāng)然不排除其中個(gè)別工序用數(shù)控機(jī)床加工）；② 裝夾困難或完全靠找正定位來(lái)保證加工精度的零件；③ 加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上無(wú)在線檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件；④ 必須用特定的工藝設(shè)備協(xié)調(diào)加工的零件。 數(shù)控加工工藝概念數(shù)控加工工藝，簡(jiǎn)單說(shuō)就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的工藝。它是從毛坯設(shè)計(jì)到機(jī)床工具選擇到數(shù)控加工編程到加工仿真與優(yōu)化到生成NC程序到最后進(jìn)行加工的過(guò)程。 數(shù)控機(jī)床的選用 （1）數(shù)控機(jī)床規(guī)格的選用 數(shù)控機(jī)床的選擇應(yīng)根據(jù)要加工零件進(jìn)行選用。主要規(guī)格就是幾個(gè)數(shù)控坐標(biāo)的行程范圍和主軸電動(dòng)機(jī)及進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的功率。本課題加工的工件為630*512*160的變速箱體，所以選取工作臺(tái)尺寸為700*700的加工中心，以便于安裝夾具，定位工件。 （2）選擇機(jī)床的精度等級(jí)，要根據(jù)零件關(guān)鍵部位加