【文章內容簡介】 ...............................................................35 數(shù)控加工總結 ...............................................................................................38 第六章 結論 ................................................................................................................39 論文總結 .......................................................................................................39 感想 ...............................................................................................................39 致謝 ..............................................................................................................................40 參考文獻 ......................................................................................................................41 附錄 A： 英文資料 ......................................................................................................42 附錄 B：英文資料翻譯 ..............................................................................................51 附錄 C：粗加工程序 ..................................................................................................58 附錄 D： 精 加工程序 ..................................................................................................59 附錄： 畢業(yè)設計光盤資料 第一章 緒 論 引言 CAD/CAM 技術是先 進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、制造等領域中具有重要影響的高新技術。 CAD/CAM 技術的推廣應用有助于利用電子信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，提高企業(yè)的活力、競爭能力、市場應變能力和技術創(chuàng)新能力。 CAD/CAM 軟件作為企業(yè)信息化基礎應用軟件，其發(fā)展過程和趨勢 是從單項技術的發(fā)展和應用到各種技術的集成化應用，從單個企業(yè)向集團聯(lián)盟化發(fā)展，這不僅是 CAD/CAM 技術和產品的趨勢，同時也反映了制造業(yè)信息化技術的應用趨勢。 CAD/CAM 技術和系統(tǒng)的發(fā)展和應用使傳統(tǒng)的產品設計方法與生產模式發(fā)生了深刻變化，產生了 巨大的經濟和社會效益。 UG NX是由美國 UGS 公司推出的面向制造行業(yè)的 CAD/CAE/CAM 的高端軟件，是當今世界上最先進、最流行的工業(yè)設計軟件之一。它集設計、分析和制造等功能于一體 , 為工程技術人員提供了豐富的三維圖形資源庫 ,可以用于機械制造領域的計算機輔助設計、計算機輔助分析、計算機輔助制造等方面。更為可貴的是 UG NX 實現(xiàn)了上面三種功能的有機集成 , 可以實現(xiàn)虛擬產品開發(fā)、精確裝配、加工仿真、運動仿真等過程。從而實現(xiàn)機械設計和制造集成化 , 大大縮短了產品的開發(fā)設計周期 , 節(jié)省了大量的材料、資金和人力 , 給機械設計和加工帶來了革命性的變革。 【 1】 選題背景及意義 隨著我國改革開放步伐的進一步加快，中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入 WTO 后，作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具生產水平的高低，己成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。而 CAD/CAM 軟件加工及快速成型等先進制造技術的不斷發(fā)展，以及這些技術在模具行業(yè)中的普及應用，使得模具設計與制造領域正發(fā)生著一場深刻的技術革命，傳統(tǒng)的二維設計及模擬量加工方式正逐步 被基于產品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場技術革命中，逐步掌握三維 CAD/CAM 軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設計與制造中是其中的關鍵。 隨著人們生活水平的逐漸提高，汽車走進了越來越多的家庭。奧迪汽車作為高檔汽車中的領跑者在眾多汽車品牌 中脫穎而出 ， 不僅 因為其有著 高技術、高性能、經濟性及環(huán)保性 的 完美結合 ，優(yōu)美的車身外型也起到了至關重要的作用。 UG NX軟件則作為目前功能最為強大的 CAD/CAM/CAE集成軟件之一，在汽車、航天、機械制造等行業(yè)應用十分普遍，并且發(fā)展勢頭迅猛。 本次課題則基于 UG NX 軟件對奧迪汽車車身模型的曲面進行設計和加工，由此可見本次畢業(yè)設計有著重大的意義。通過本次畢業(yè)設計，可以熟練地掌握UG NX 軟件的各種強大的功能以及這些功能在汽車車身的曲面設計和加工中 的應用。通過對奧迪汽車車身模型的造型設計 ，培養(yǎng)了獨立思考和自主設計的能力，并使得自學和綜合分析能力有所提高。最后對設計出的汽車車身模型在加工中心上進行數(shù)控加工，更是做到了將基礎與專業(yè)、理論與實踐相結合，在掌握數(shù)控加工中心操作方法的同時使自己的動手能力有了進一步的提高。 研究現(xiàn)狀 我國制造業(yè)正面臨著市場全球化、經濟一 體化，處于競爭戰(zhàn)略不斷升級，相應的制造理念和制造模式不斷創(chuàng)新的時期，先后出現(xiàn)了柔性制造、集成制造、敏捷制造、智能制造以及其他各種先進制造理念和模式。企業(yè)不得不面對低成本化、高品質化、交貨期縮短化、直接成型化的挑戰(zhàn)。 另一方面，由于計算機技術日新月異的發(fā)展， PC 機的性能已完全趕上甚至超過早期工作站的性能，促進了 CAD/CAM 技術的普及。同時，數(shù)控技術、計算機技術的發(fā)展，在數(shù)控加工、模具加工現(xiàn)場很多都引入了計算機，從過去的勞動密集型向技術、信息密集型產業(yè)轉化。而數(shù)控加工、 CAD/CAM 是支撐現(xiàn)代制造業(yè)的基礎。目 前，國內外常用的 CAD/CAM 軟件主要有以下幾種： 1． Solidworks：它是一套智能型的高級 3D實體繪圖設計軟件，擁有直覺式的設計空間，是三維實體造型 CAD 軟件中用的最普通的一種軟件。它使用最新的物體導向軟件技術，采用特征管理員的參數(shù)式 3D 設計方式及高效率的實體模型核心，并且有高度的文件兼容性。 2． UG NX：它是 UGS 公司的軟件，功能多、性能好。機械產品設計從上而下，從裝配的約束關系開始，改變裝配圖中任一零件尺寸，所有關聯(lián)尺寸會自動作相應的修改，大大減少了修改中的失誤，思路更清晰，更符合機械產品的 設計方法和習慣。 3． PRO/E：它是美國參數(shù)科技公司開發(fā)出的 CAD/CAE/CAM 軟件，采用面向對象的單一數(shù)據(jù)庫和基于特征的參數(shù)化造型技術，為三維實體造型提供了一個優(yōu)良的平臺。零件的參數(shù)化設計，修改很方便，零件都設計完后，能進行虛擬組裝，組裝后的模型可以進行動力學分析，驗證零件之間是否有干涉。 當今信息革命的浪潮正在沖擊著世界的每一個角落，世界同一市場正在形成，全球經濟一體化正以超乎尋常的速度發(fā)展。因此，制造業(yè)所面臨的環(huán)境比以 往任何時候都要復雜多變，競爭之激烈在時空上超越了國家、地區(qū)的界限，而延伸至全球的 每個角落。制造業(yè)要有能力對其外部環(huán)境的瞬間變化作出快捷反應，必須采用先進的制造技術、戰(zhàn)略理念，以求得長期的生存和發(fā)展。而 CAD/CAM技術作為最先進的制造技術之一，在高速寬帶網絡技術和快速無圖紙設計 /制造技術兩方面應有更多的投入和發(fā)展。 設計步驟及內容 本次課題所研究的內容是基于 UG NX 軟件對奧迪汽車車身模型的曲面設計和加工， 主要分為以下幾個步驟： 1．奧迪汽車車身模型的三維建模 。 根據(jù)奧迪汽車車身模型的光柵圖，用 UG 軟件的 CAD 模塊繪制出車身曲面并進行實體建模；然后用 UG 軟件中的分析功能對模型進行曲面分析與優(yōu)化。 2．奧迪汽車車身模型的虛擬制造。 利用 UG NX 里的 CAM 功能，通過 生成刀具路徑工具產生加工過程中刀具的運動軌跡 ，并且在計算機中進行虛擬制造，對刀具運動軌跡的合理性進行驗證。 3．奧迪汽車車身模型的數(shù)控加工。 利用 UG NX 軟件將仿真后得到的數(shù)控加工程序通過數(shù)據(jù)線傳送到加工中心系統(tǒng)，并在加工中心上實現(xiàn) 奧迪汽車車身模型的數(shù)控加工 。 本文的 結構 本文以 奧迪汽車車身模型 的設計與數(shù)控加工為應用背景，對 UG 中的CAD/CAM 技 術進行了研究。全文共分為 六 章，各章的主要內容如下： 第一章介紹了 UG 的特點與相關研究背景以及該設計的研究方向； 第二章對 UG 軟件的主要模塊和技術特點做了介紹； 第三章 詳細介紹了利用 UG CAD 功能模塊進行汽車車身建模的過程 ； 第四章介紹對已經建好的 汽車 模型 進行虛擬加工的步驟 ； 第五章 主要講了汽車模型的實際數(shù)控加工過程 ； 第 六 章總結了全文的研究工作，給出了存在的問題和進一步研究的方向。 第二章 UG NX 6 軟件的介紹 UG NX 6 軟件 概述 UG NX 6 是 UGS 公司目前推出的最新版本的高端 CAD/CAE/CAM 軟件，為制造業(yè)提供了全過程的解決方案，被廣泛應用于航母、汽車、機械和電子等行業(yè)。UG NX 6 由多個模塊組成 ，通過這些模塊可以實現(xiàn)概念設計、詳細設計、裝配、繪圖、分析和數(shù)控和加工的一體化。 UG NX 6 系統(tǒng)提供了一個基于過程的產品設計環(huán)境，該軟件以 Parasolid 為實體建模核心，并且具有良好的用戶界面。當進行命令操作時，具有自動推理功能和相應的提示信息，易于學習和掌握。 UG NX 6 軟件 的 常用 模塊 建模 本模塊是基于約束的特征建模方式，可以通過草圖和成型特征等方式建立實體模型，也可以方便地修改模型各個特征的尺寸大小及位置。 外觀造型設計 本模塊用于建立復雜的曲面模型，提供了掃描、橋接、網格曲面和藝術曲面等功能，利用這些工具可以建立有復雜曲面的工業(yè)產品。 繪圖 本模塊用于從三維實體或曲面直接生成二維工程圖，包括直接添加旋轉剖和階梯剖等視圖，能根據(jù)用戶定義標準標注尺寸、形位公差、明細表及技術要求等，并且保持了與實體模型的關聯(lián)性，大大提高了制圖效率。 裝配 本模塊用于零件的虛擬裝配，利用裝配約束關系將零件或者組件裝配成一個完整的產品。在裝配過程中，可以自上而下或者自下而上裝配零件，還可以對零件進行設計和更改，使各個零件之間存在關聯(lián)性，盡可能避免設計失誤 ， 從而提高設計效率。 加工 本 模塊用于數(shù)控加工模擬及加工自動編程 ,可進行一般的二軸、二軸半銑削 ,也可以進行三軸到五軸的加工 ?？赏瓿蓴?shù)控車削加工的全過程 。支持線切割等加工操作 。可根據(jù)加工機床控制器的不同自行定制后處理程序 ,從而使生成的指令文件可直接用于用戶特定的數(shù)控機床 ,不在需要修改指 令即可加工。 【 2】 UG NX 6 中的 CAD 技術 草圖設計 草圖 屬于一個特征，并且草圖與其相關的特征存在父子關系，可以通過對草圖的幾何約束和尺寸約束進行修改，從而快速更新模型。 草圖在默認情況下是一個二維圖形，可以作為其他功能命令的截面圖形，在創(chuàng)建了草圖特征后，可以在資源條中的“部件導航器”窗口中找到相應的草圖特征。 當需要繪制特定的形狀截面時，就可以通過草圖來實現(xiàn)。在草圖中可以對圖形進行參數(shù)化驅動，快速修改草圖的幾何約束和尺寸約束，實現(xiàn)自己的設計意圖。 通過使用草圖，也可以實現(xiàn)模型 的高度參數(shù)化與關聯(lián)性，并且最終的設計易于修改。只需要用鼠標雙擊草圖，系統(tǒng)便自動進入編輯的草圖空間，修改相關的參數(shù)即可，草圖是 UG NX 6 中使用的最頻繁的功能命令。 曲線 在 創(chuàng)建掃掠和旋轉等特征時，都需要選擇相關的曲線或者邊緣線。通過使用UG NX 6 中的曲線功能，可以直接在模型空間中創(chuàng)建相應的曲線，并且可以設置曲線是否關聯(lián)，從而將參數(shù)與非參數(shù)建模有效結合在一起，快速對相關的模型進行創(chuàng)建和編輯。 UG NX 6 中的曲線主要包括直線、圓弧 /圓、螺旋線、規(guī)律曲線、樣條曲線和文本曲線等。 在創(chuàng)建曲線后， 還可以通過曲線操作的相關命令直接對曲線進行操作 ，包括修剪曲線、分割、編輯曲線長度和光順等，使曲線編輯達到設計意圖。 基礎建模 UG NX 6 有著強大的實體基礎建模功能，可以交互