【導讀】基于UG的CAD/CAM/PDM系統(tǒng)成平臺開發(fā)-軸類零件數(shù)控加工。隨著計算機技術(shù)和機床制造業(yè)的不斷發(fā)展，CAD/CAM圖形交互式的應(yīng)用成。數(shù)控編程在CAD/CAM系統(tǒng)在中最能明顯發(fā)揮。效益的環(huán)節(jié)之一，而PDM與UG的結(jié)合，讓CAD/CAM的設(shè)計過程變得容易管。理和控制，實現(xiàn)了時間的節(jié)約，大大的有助于實現(xiàn)設(shè)計加工自動化，提高加。工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等。畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要

　　

【正文】 （ 3） 六角螺釘 （ 4）壓板 （ 5）夾具體 （ 6）六角螺栓 （ 7）擋板 （ 8）六角螺母 （ 9） T 型螺釘 3 下面為各個零件的三維造型及裝配圖 底座 墊片 32 六角螺釘 壓板 夾具體 33 六角螺栓 擋板 裝配圖 34 第四章 軸的數(shù)控加工仿真 NX 數(shù)控加工概述 在 NX 加工應(yīng)用中，系統(tǒng)提供了多種加工類型用于各種復雜零件的粗精加工，用戶可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類型。在每種加工類型中包含了多個加工模板，應(yīng)用各加工模板可快速建立加工操作。例如，用刀具模板可快速建立或引用各種類型的切削刀具；用加工方法模板，可根據(jù)粗精加工的要求為，設(shè)置進給量、加工誤差和加工余量等參數(shù)，創(chuàng)建多種加工方法；用操作模板可快速建立加工操作，生成刀具路徑。 在交互操作過程中，用戶可 在圖形方式下交互編輯刀具路徑，觀察刀具的運動過程，生成刀具位置源文件。同時，應(yīng)用其可視化功能，可在屏幕上顯示刀具軌跡，模擬刀具的真實切削過程，并通過過切檢查和殘留材料檢查，檢測相關(guān)參數(shù)設(shè)置的正確性。 加工功能介紹 NX 的加工功能由多個加工模塊所組成。固定軸銑與變軸銑模塊用于對表面輪廓進行精加工。它們提供了多種驅(qū)動方法和走刀方式，可根據(jù)零件表面輪廓選擇最佳的切削路徑和切削方法。在變軸銑中，可對刀軸與投射矢量進行靈活控制，從而滿足復雜零件表面輪廓的加工要求，生成 35 軸數(shù)控機床的加工程序。還可以控 制順銑和逆銑切削方式，按用戶指定的方向進行銑削加工，對于零件中的陡峭區(qū)域和前道工序沒有切除的區(qū)域，系統(tǒng)能自動識別并清理這些區(qū)域。 順序銑模塊可連續(xù)加工一系列相接表面，用于在切削過程中需要精確控制每段刀具路徑的場合，可以保證各相接表面光順過度。其循環(huán)功能可在一個操作中連續(xù)完成零件底面和側(cè)面的加工，可用于加工葉片等復雜曲面。 在加工基礎(chǔ)模塊中包含了點位加工程序，可建立鉆孔、攻螺紋和鏜孔等點位加工刀具路徑。 車削加工模塊提供了加工回轉(zhuǎn)類零件縮需的全部功能，包括粗車、精車、車槽、車螺紋和鉆中心孔等。 35 線切割模塊支持 線框模型和實體模型，提供了多種走刀方式，可進行24 軸線切割加工。 后置處理模塊包括圖形后置處理器（ GPM）和 NX 后置處理器（ MXPOST），可格式化刀具路徑文件，生成指定機床可以識別的 NC 程序，支持 25 軸銑削加工、 24 軸車削加工和 24 軸線切割加工。其中 NX后置處理器可以直接提取內(nèi)部刀具路徑進行后置處理，并支持用戶定義的后置處理命令。 加工術(shù)語和定義 （ 1）模板文件（ Template file） 模板文件是指包含刀具、加工方法和操作等信息，并能將其復制到其他零件中去的任何一個零件文件。引用 模板文件，可節(jié)省操作時間，提高工作效率。 （ 2）操作（ Operation） 包含所有用于產(chǎn)生刀具路徑的信息，如幾何、刀具、加工余 量、進給量、切削深度和進刀退刀方式等，創(chuàng)建一個操作相當于產(chǎn)生一個工步 。 （ 3）刀具路徑 /刀軌（ Tool Path） 刀具路徑 /刀軌是由操作生成的，包含加工所選幾何的刀具位置、進給量、切削速度和后置處理命令等信息。在一個刀具位置源文件中可包含一個或多個刀具路徑。 （ 4）后置處理（ Post process） 后置處理是將 NX 生成的刀具路徑轉(zhuǎn)化成指定數(shù)控系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式，其處理 結(jié)果用于數(shù)控機床加工的 NC 程序。 （ 5）加工坐標系（ MCS） 加工坐標系是所有后序刀具路徑輸出點的基準位置，刀具路徑中的所有數(shù)據(jù)都是相對于該坐標系的。加工坐標系是所有加工模板的默認對象之一，在一個零件中，可以建立多個加工坐標系，但每次只顯示一個加工坐標系。系統(tǒng)默認的加工坐標系與絕對坐標系相同。 （ 6）參考坐標系（ RCS） 參考坐標系是確定所有非模型數(shù)據(jù)（如刀軸方向、安全平面等）的基準位置。系統(tǒng)默認的參考坐標系為絕對坐標系。 （ 7）步進（ Stepover） 36 步進是指兩相鄰刀具路徑之間的距離，即橫向進給量，對 于銑削加工則是指銑削寬度。 （ 8）材料邊（ Material side） 指定保留邊界哪一側(cè)的材料不被切除。 （ 9）邊界（ Boundary） 邊界是限制刀具運動的直線或曲線，用于定義切削區(qū)域。邊界可以封閉，也可以不封閉。 （ 10）零件幾何（ Part geometry） 零件幾何是指加工中要保留的材料部分，即加工后的零件或半成品。 （ 11）毛坯幾何（ Blank geometry） 毛坯幾何是指用于成形零件的原材料，即毛坯。 （ 12）檢查幾何 (Check geometry) 檢查幾何是指加工過程中，要避開與刀具或 者刀柄相碰撞的對象。檢查幾何可以是零件的某個部位，也可以是夾具中的某個零件。 （ 13）工件 (Workpiece) 工件是指包含零件信息和毛坯信息的過程零件。 加工類型 NX 的加工類型分銑削加工、點位加工、車削加工和線切割四大類。 點位加工（ pointtopoint） 可產(chǎn)生鉆、擴、鏜、絞、攻螺紋等操作的刀具路徑。點位加工也可用于點焊和鉚接等。該加工類型的特點是用點作為驅(qū)動幾何，可根據(jù)需要選擇不同的固定循環(huán)。 銑削加工（ milling） 在銑削加工中，有多種銑削分類方法。根據(jù)加工表面形 狀可分為平面銑和輪廓銑；根據(jù)在加工過程中機床主軸軸線方向相對于工件是否能夠改變，分為固定軸銑和變軸銑。固定軸銑又分為平面銑、型腔銑和固定輪廓銑；變軸銑又可分為可變輪廓銑和順序銑。 數(shù)控加工工藝 在普通機床上加工零件時，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作內(nèi)容，操作者按照工藝卡片上的“程序”加工。而數(shù)控加工加工零 37 件時，要把被加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用它控制機床運動。 數(shù)控加工工藝特點 數(shù)控加工工藝與普通機床加工工藝原則上基 本一致，但由于數(shù)控加工整個過程是自動進行的，因而數(shù)控加工工藝具有以下特點。 1．數(shù)控加工工藝比普通加工工藝的內(nèi)容復雜而且具體。 2．數(shù)控工藝的設(shè)計與編程相統(tǒng)一，同時進行。 3．數(shù)控工藝的編制要有嚴密的條理。 4．數(shù)控工藝的繼承性好。 數(shù)控程序編制中的工藝分析 由數(shù)控加工的工藝特點可以看出數(shù)控程序的編制與工藝分析是密不可分的，所以高效優(yōu)質(zhì)的數(shù)控程序，首先就要對加工零件進行工藝分析。 1﹒數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容 ﹒選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件。確定工序內(nèi)容。 ﹒分析被加工零件 CAD 模型，明確加 工內(nèi)容及技術(shù)要求。在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定加工工藝路線。包括工序的劃分、加工順序的安排，與傳統(tǒng)機械加工工序的銜接。 ﹒設(shè)計數(shù)控加工的工序，如工步的劃分、工步的設(shè)計、工件坐標系、對刀點、換刀點、走刀路線、刀具補償量的確定。 ﹒分配數(shù)控加工的誤差。 ﹒處理數(shù)控機床上部分工藝指令。 ﹒編制數(shù)控加工工藝規(guī)劃文件。 2﹒數(shù)控加工工藝分析的一般方法 數(shù)控程序員在進行工藝分析時要對機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準工具、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，制定工藝方案， 確定加工順序，以及各工序工步所用刀具、夾具和切削用量等。 數(shù)控加工刀具的選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 NX/CAM 應(yīng)用模塊提供了刀具定制和選擇功能。在進行加工路徑規(guī)劃和切削用量設(shè)定時，編程 38 人員之一設(shè)置了有關(guān)參數(shù)，就可以自動生成 NC 程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程 時充分考慮數(shù)控加工的特點。 軸的數(shù)控加工過程 ，部件，毛胚體。如圖 41 至圖 46 所示。 圖 41 圖 42 39 圖 43 圖 44 圖 45 40 圖 46 2 創(chuàng)建刀具，創(chuàng)建加工過程中所需的刀具，需 5個刀具如圖 47 所示，創(chuàng)建過程如圖 48，圖 49 所示 圖 47 各個刀具列表 41 圖 48 刀具參數(shù) 圖 49 加持器參數(shù) 3 創(chuàng)建各個操作。創(chuàng)建端面加工如圖 410所示，分別創(chuàng)建各個操作，生成刀軌和仿真。如圖 411 至圖 415 所示。 42 圖 410 端面加工的創(chuàng)建 圖 411 低速軸各個操作創(chuàng)建后的刀軌生成 43 圖 412 低速軸的 3D 仿真 圖 413 低速軸的 3D 仿真 圖 414 中間軸的 3D 仿真 44 圖 415 高速軸的 3D 仿真 第五章 PDM 平臺開發(fā) 簡介 單從字面上理解， PDM 是 ProductDataManagement（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）的縮寫，是指某一類軟件的總稱。 CIMdata 曾這樣定義： PDM 是一種幫助工程師和其它人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具。 PDM 系統(tǒng)確保跟蹤設(shè)計、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護產(chǎn)品 。如果說得再細致一點，我們可以這樣理解 PDM： 從產(chǎn)品來看， PDM 系統(tǒng)可幫助組織產(chǎn)品設(shè)計，完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)修改，跟蹤進展中的設(shè)計概念，及時方便地找出存檔數(shù)據(jù)以及相關(guān)產(chǎn)品信息。 從過程來看， PDM 系統(tǒng)可協(xié)調(diào)組織整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)諸如設(shè)計審查、批準、變更、工作流優(yōu)化以及產(chǎn)品發(fā)布等過程事件。 PDM 的產(chǎn)生和發(fā)展與社會大環(huán)境緊密相連，與企業(yè)自身息息相關(guān)。企業(yè)為適應(yīng)市場而尋求發(fā)展和自我完善的強烈需求，是造就 PDM 市場繁榮興旺的內(nèi) 在動力。 PDM 是依托 IT 技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)最優(yōu)化管理的有效方法，是科學的管理框架與企業(yè)現(xiàn)實問題相結(jié)合的產(chǎn)物，也是計算機技術(shù)與企業(yè)文化相結(jié)合的一種產(chǎn)品。 PDM 也是一個有爭議的話題，人們對它的期待很高但卻理解不足。的確，對 PDM 的理解，決不應(yīng)該簡單套用理解 CAD/CAM 軟件的模式，諸如看演示、做考題以及試用 等。 對實施 PDM 來說，技術(shù)本身絕對是重要的，技術(shù)差的 PDM 系統(tǒng)肯定難以推廣普及，難以實施成功。但技術(shù)只是實現(xiàn)企業(yè)目標的基礎(chǔ)。只談技術(shù)的 PDM 是難以成 45 功的。因為， PDM，并不僅僅只是 PDM，其更深層次的內(nèi)涵是與企業(yè)文化的緊密結(jié)合、與生產(chǎn)關(guān)系的適應(yīng)以及與企業(yè)目標的匹配。許多相關(guān)問題（如咨詢、工程經(jīng)驗、實施方法學等）值得人們?nèi)ド钊胝J識和探討。 總而言之， PDM 是一種幫助管理人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具，而企業(yè)實施 PDM 的最終目標是達到企業(yè)級信息集成的目的。 的發(fā)展 在 20 世紀的 60、 70 年代，企業(yè)在其設(shè)計和生產(chǎn)過程中開始使用 CAD、 CAM 等技術(shù)，新技術(shù)的應(yīng)用在促進生產(chǎn)力發(fā)展的同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。對于制造企業(yè)而言，雖然各單元的計算機輔助技術(shù)已經(jīng)日益成熟，但 都自成體系，彼此之間缺少有效的信息共享和利用，形成所謂的 “信息孤島 ”。在這種情況下，許多企業(yè)已經(jīng)意識到：實現(xiàn)信息的有序管理將成為在未來的競爭中保持領(lǐng)先的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (Product Data Management 簡稱 PDM)正是在這一背景下運行而生的一項新的管理思想和技術(shù)。 PDM 可以定義為以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。 PDM 明確定位為面向制造企業(yè)，以產(chǎn)品為管理的核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。 PDM 進行信息管理的兩條主線是靜態(tài) 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計流程，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計展開的，這也是 PDM 系統(tǒng)有別于其它的信息管理系統(tǒng)，如企業(yè)信息管理系統(tǒng) (MIS)、制造資源計劃 (MRPⅡ )、項目管理系統(tǒng) (PM )、企業(yè)資源計劃 (ERP )的關(guān)鍵所在 。 PDM 是當今計算機應(yīng)用領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。近幾年來， PDM 是產(chǎn)品工業(yè)中發(fā)展最快的一種技術(shù)。 PDM 的應(yīng)用給企業(yè)帶來了非凡的成就。 PDM 技術(shù)在國外已得到廣泛的應(yīng)用，美國 CIMdata 公司調(diào)查的企業(yè)中， 98％的企業(yè)都要實施 PDM。我國也有一些企業(yè)實施了 PDM。 PDM 技術(shù)是 一項管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)。其核心在于能夠使所有與項目相關(guān)的人在整個信息生命周期中自由共享與產(chǎn)品相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)。 PDM 技術(shù)在九十年代得到了迅猛地發(fā)展， PDM 可看作是一個企業(yè)信息的集成框架 (Framework)。各種應(yīng)用程序諸如 CAD/CAM/CAE、 EDA、 OA、 CAPP、 MRP…… 等將通過各種