【文章內(nèi)容簡介】 ic Exchange Specification)和 STEP(Standard for the Transfer and Exchange of Product Model Date)產(chǎn) 品，被公認為在數(shù)據(jù)交換方面處于世界領先地位。 UG 還提供了大量的直接轉換器 (如 CATIA、 CADDS、 SDRC、 EMC 和AUTOCAD)，以確保同其他系統(tǒng)高效地進行數(shù)據(jù)交換。 2. UG 的特點 利用 UG，我們可以完成產(chǎn)品從概念設計、模型建立、模型性能分析與運動分析、加工路徑生成等整個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，實現(xiàn)真正意義上的無圖紙化生產(chǎn)。 (1) 無縫集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境 UG 是一個集 CAD、 CAE、 CAM 與一體的集成化計算機輔助設計系統(tǒng)，可以完成從產(chǎn)品概念設計、外觀造型、詳細設計、圖紙生成、運動與受力受熱分析、零件數(shù)控 加工程序的自動生成、設計與使用文檔的建立等全過程，甚至還可以對生產(chǎn)過程進行管理。 整個系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，使得各模塊能完全相關地共享零件和產(chǎn)品模型的數(shù)據(jù)，減少了同類型數(shù)據(jù)的重復，也為協(xié)同工作提供了基礎。 (2) 基于裝配的產(chǎn)品設計技術 從整體的產(chǎn)品概念出發(fā)開始產(chǎn)品的設計過程。從裝配出發(fā)，通過應用主模型方法、自頂向下的設計方法和上下文設計，可以從產(chǎn)品總體設計入手，漸漸詳細設計出每一個零件。 小到家庭用品，大到復雜的機械， UG 都可以為用戶提供產(chǎn)品級的解決方案。無論零件多么復雜， UG 都可以使用戶在整個產(chǎn)品設 計環(huán)境中對零件進行設計和評估。 (3) 全局的相關性 同一模型文件中，各幾何對象之間保持完全的相關性。 通過裝配建模和部件間的鏈接技術，可以利用各零件之間的相互參照，實現(xiàn)不同模型文件之間的相關性。 通過應用主模型方法，可以使集成環(huán)境中各應用模塊之間保持完全的相關性。 (4) 協(xié)同工作 設計過程中，在 Inter 技術的支持下，可以多人異地協(xié)同工作，每人負責自己的設計任務。在各自的設計任務與訪問權限下，統(tǒng)一產(chǎn)品的不同設計階段甚至加工階段可以同時進行，系統(tǒng)完成產(chǎn)品的自動更新。不同的設計人員和工程師南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 9 都可以雜一同 一時間對產(chǎn)品范圍內(nèi)的不同零件、不同組件和不同子裝配進行工作。這就意味著某個設計人員在產(chǎn)品上的改動可以被所有的產(chǎn)品相關人員捕捉和獲得。 (5) 基于知識的專家設計模塊 為了進一步的提高設計質量與設計效率， UG 利用知識驅動的方法，集合了設計專家的智慧，針對具有通用性的不同產(chǎn)品設計了多個智能化的模塊，并且還在逐步增加這些模塊。目前已經(jīng)開發(fā)的智能模塊有：主要針對塑料模具設計的模具向導 (Moldwizard)、主要針對齒輪傳動裝置設計的齒輪工程向導 (Gear Engineering)、主要針對金屬沖壓模具的沖模工程向 導 (Die Engineering Wizard)等。 同時，還提供了知識融合工具 (Knowledge Fusion),提供知識驅動自動化的機制。利用這一工具，公司還可以快速和方便地建立一個自己產(chǎn)品的工程向導模塊。 (6) 滿足客戶需要的開放式接口 UG 提供了方便而先進的用戶開發(fā)工具。利用 Open UIStyle 可以定義用戶自己的對話框；利用 Open GRIP 腳本設計語言，不需太多的學習，用戶就可以進行二次開發(fā)；利用 Open API 和 Open++工具，用戶可以通過 C++和 Jave 語言進行二次開發(fā)，而且支持 面向對象程序設計的全部技術。 UG 還提供了豐富的數(shù)據(jù)交換手段，支持多種通用和流行的數(shù)據(jù)交換 標準，使用戶可利用多種系統(tǒng)來設計產(chǎn)品。原來用其他系統(tǒng)設計的數(shù)據(jù)可以被 UG 所接受， UG 的模型數(shù)據(jù)也可以方便地轉換成其他的文字格式。 UG 的主要功能模塊 UG NX3 中的 CAD 模塊包括了實體建模、特征建模、自由形狀建模、裝配建模和制圖等基本建模。 UG NX3 中的 CAM 模塊包括了 CAM 基礎、平面銑削、型芯型腔銑削、固定軸銑削、自動清根、變軸銑削、順序銑削、后置處理、車削加工和線切割等基本模塊。 UG NX3 除了以上模塊外，還有鈑金、 UG/Open 二次開發(fā)、管路、以及布線模塊。 下面對 UG 集成環(huán)境中的幾個常用模塊及功能作一個簡單的介紹 : (1) 實體建模 (Solid Modeling)。實體建模模塊將基于約束的特征建模和顯示幾何建模方式結合起來，可以建立圓柱體、立方體等實體，也可創(chuàng)建面、曲線等二維對象，并且能夠完成拉伸、旋轉以及布爾運算等操作。提供了草圖設計、各種曲線生成、編輯、布爾運算、掃掠實體、旋轉實體、沿導軌掃掠、尺寸驅動、定義、編輯變量及表達式、非參數(shù)化模型后參數(shù)化等工具。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 10 (2) 特征建 模 (Feature Modeling)。特征建模模塊完成基于約束的特征建模，所建立的實體特征可以參數(shù)化，其尺寸大小和位置可以進行編輯。 UG 特征建模模塊提供了各種標準設計特征的生成和編輯、各種孔、鍵槽、凹腔、方形、圓形、異形凸臺、圓柱、方塊、圓錐、球體、管道、桿、倒圓、倒角、模型抽空產(chǎn)生薄壁實體、模型簡化、用于壓鑄模設計、實體線、面提取、用于砂型設計、拔錐、特征編輯（如刪除、壓縮、復制、粘貼等）、特征引用、陣列、特征順序調整和特征樹等工具。 (3) 制圖 (Drafting)。制圖模塊用于創(chuàng)建工程圖紙，提供了自 動視圖布置、剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖、自動、手動尺寸標注、形位公差、粗糙度符合標注、支持 GB、標準漢字輸入、視圖手工編輯、裝配圖剖視、爆炸圖以及明細表自動生成等工具。圖紙可以由三維模型投影獲得，也可以直接繪制。 (4) 平面銑削 (Mill_planar)。平面銑削模塊包括多次走刀輪廓銑、仿行內(nèi)腔銑和 Z 字形走刀銑削，規(guī)定避開夾具和進行內(nèi)部移動的安全余量，提供型腔分層切削和凹腔低面小島加工功能，對邊界和毛料幾何形狀的定義，顯示未切削區(qū)域的邊界，提供一些操作機床輔助運動的指令，如冷卻、刀具補償和夾 緊等。 (5) 后置處理 (Graphics postprocessor)。后置處理模塊將 CAM 軟件生成的刀路軌跡轉化為合適數(shù)控系統(tǒng)加工的 NC 程序。數(shù)控系統(tǒng)通過讀取刀位文件，根據(jù)機床運動結構及控制指令格式，進行坐標運動變化和指令格式轉換。通用后置處理程序在標準刀路軌跡以及通用 CNC 系統(tǒng)的運動配置及控制指令的基礎上進行處理。主要包括機床坐標運動變換、非線形運動誤差校驗、進給速度校驗、數(shù)控程序變換及數(shù)控程序輸出等方面的內(nèi)容。 結合第一章和第二章的介紹，我們可以看到所有的 CAD/CAM 軟件中， UG NX 操作系統(tǒng)所支 持的 CAD/CAM 軟件具有強大的建模和加工功能，能很好的實現(xiàn)各種復雜三維實體的造型構造。 UG 軟件所帶的后置處理程序支持多種數(shù)控機床 ,能夠廣泛的應用于零件加工，實用性很強。國內(nèi)外已經(jīng)有許多科研院所和廠家選擇了 UG 作為企業(yè)的 CAD/CAM 系統(tǒng)，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景。本次畢業(yè)設計所要設計和加工的是充電器模型，使用到的模塊有：實體建模、特征建模、制圖、平面銑削、后置處理等。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 第三章 充電器模型測繪 測繪方法 當只有一個實物樣品或手板模型，沒有圖紙或 CAD數(shù)據(jù)檔案時，我們可以通過 以下兩種方法進行樣點獲?。阂环N是通過手工測繪，借助簡單的測量工具對被測物進行數(shù)據(jù)采集，從而大致繪出實體外形進行加工；另一種是逆向工程技術，即由高速三維激光掃描機對已有的樣品或模型進行高速、準確地掃描，得到其三維輪廓數(shù)據(jù)，配合反求工程軟件進行曲面重構，并對重構的曲面進行在線精度分析、構造效果評價和再設計等，最終生成 IGES或 STL(在 CAD/CAM中用于數(shù)據(jù)交換的文件格式 )數(shù)據(jù)，據(jù)此就能進行數(shù)控 (NC)加工或快速成型。 由于條件有限，本課題采用手工測繪實體外形。 測繪過程 測繪中所需測量工具是直尺、 三角尺、游標卡尺。把充電器樣品分成五部分測繪： ① 左視圖的樣品輪廓，圖 。 ② 俯視圖的弧邊輪廓，圖 。 ③ 俯視圖的方形孔尺寸，圖 ④ 前視圖圖案輪廓，圖 。 ⑤ 后視圖孔的位置，圖 。 圖 左視圖測繪 圖 其中各點尺寸為： 1(， 0） 2(40， ） 3(34， 26） 4(， ） 5(40， 0） 6(22,， ) 7(， ) 8(， ) 9(， ) 10(, ) 11(, ) 12 (, ) 13(, ) C1(19， 0) 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 C2(， ) C3(34， 20) C4(, ) 圖 弧邊輪廓測繪 圖 圖 俯視圖的方形孔尺寸 圖 前視圖圖案輪廓 圖 后視圖孔的位置 由于不是精確采集點的數(shù)據(jù)，需要運用 UG軟件對充電器三維造型 進行優(yōu)化設計。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 13 第四章 基于 UG 的充電器 CAD 設計實體過程 本章是按照上面一章測繪出的草圖，運用 UG 軟件對充電器三維造型進行優(yōu)化設計。 利用拉伸實體、布爾運算、實體抽殼和實體倒圓角等功能繪制充電器支座模型，效果可參考圖 。 圖 充電器支座模型和輪廓截面線 畫出充電器三維造型的輪廓線 1. 打開 UG NX3，如圖 所示。新建一個文件，輸入的文件名 cdq， 選擇菜單命令 [應用 ]/[建模 ]，如圖 ，進入 建模界面，如圖 所示。 圖 UG NX3 主界面 圖 UG 應用 界面 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 14 圖 建模界面 圖 工作層設置界面 2. 選擇 ，進入草圖 YCZC 平面，在草圖中畫出充電器模型的輪廓線。第一組曲線各點尺寸為： 1(， 0) 2(40， ) 3(34， 26) 4(， ) 5(40， 0) C1(19， 0) C2(， ) C3(34， 20) ，如圖 ，保存在第一層，如圖 所示。 圖 第一層 輪廓曲線尺寸 3. 關閉第一層，第二組曲線各點尺寸為： 6(22， ) 7(， ) 8(，) 9(， )，保存在第二層，圖 所示。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 圖 第 二 層 輪廓曲線尺寸 4. 關閉 第二層，第三組曲線各點尺寸為： 10(, ) 11(, ) 12(, ) 13(, ) C4(, )，保存在第三層，圖 所示。 圖 第 三 層 輪廓曲線尺寸 5. 關閉第三層，在草圖 XCYC 平面里 繪制 第四組曲線，各點尺寸為： C1（ 24， ） C2(24， )，保存在第四層，圖 所示。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 圖 第 四 層 輪廓曲線尺寸 創(chuàng)建實體 1. 退出草圖模式，打開 4 層，關閉第 3 層，如圖 所示。 圖 輪廓曲線 2. 選擇如圖 所示圓弧 P1(與其連接的圖素會被選上 )，選擇 拉伸，對稱距離為起始 30mm，結束 30mm。確定后，結果如圖 所示。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 圖 “ 拉伸 ”菜單 圖 結果 3. 同樣方法拉伸圖 P P3，拉伸距離為起始 0mm，結束 30mm。確定后結果如圖 所示。選擇 進行布爾并運算，圖 ，把被拉伸的兩個幾何體合成一個整體。 圖 拉伸 實體 圖 布爾并運算 菜單 4. 打開第 3 層 ， 選擇如圖 所示直線 P4(與其連接的圖素會被選上 )，拉伸 P4，拉伸距離為起始 50mm，結束 50mm。結果如圖 。選擇 布爾差運算，圖 ，結果如圖 所示。 圖 拉伸 圖 拉伸 結果 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 18 圖 布爾差運算 圖 布爾差運算 結果 5. 打開第二層，選擇如圖所示直線 P5(與其連接的圖素會被選上 )如圖 。拉伸 P5，拉伸距離為起始 26mm，結束 26mm。結果如圖 。選擇 布爾