【正文】 如圖 27 如圖 28 3 繪制 一個凸臺 點 基準(zhǔn)點創(chuàng)建坐標(biāo)系 z 軸上升 5， 點草圖，在 xy 平面創(chuàng)建草圖 , 在原點上下畫 37/2 的直線，約束在 y 軸上，在原點左右 畫 ，約束在 x 軸上，在 x 軸上， y 軸左右畫 2個半徑 81 的圓，約束在 ，在畫 2 個半徑為 的圓，約束修剪如圖 29 所示。做一條 z 軸虛線，在虛線上畫個半徑 78 的圓，約束與直線的點上，在修剪，如圖 27 所示。完成草圖，拉伸按圖紙要求繪制如圖 25 所示。 如圖 23 二 1 繪制半徑 40 的圓 ,6 個半徑 8 的圓 ,并與圓相切 點草圖，在 xy 平面創(chuàng)建草圖 ,點擊圓在原點畫半徑 40 的圓，在做一條 x 軸虛線 y 軸虛線，畫個半徑 8 的圓，點 出現(xiàn)下拉菜單后點擊 變換，用直線與小圓相切，在修剪， 完成草圖繪制操作。 2． 2 結(jié)構(gòu)形狀分析與造型思路 一、零件結(jié)構(gòu)形狀分析 圖 22 所示為零件圖，該零件有面倒圓，軟倒圓，圓。 （ 4）性質(zhì)是可以預(yù)料的。 （ 2）能對應(yīng)于某一形狀?；谔卣鞯膶嶓w造型過程除了要用到參數(shù)化造型技術(shù)、變量化造型技術(shù)之外，還要用到特征造型技術(shù)和數(shù)據(jù)庫聯(lián)動技術(shù)。它可以按照直觀的過程創(chuàng)建機(jī)械零件的三維實體模型，且能自動生成與該模型相關(guān)聯(lián)的二維工程圖。體 10 素是一種簡單的幾何形體，它們可以通過少量參數(shù)進(jìn)行描述，例如長方體可以通過長、寬、高定義形狀。實體造型是利用一些基本體素，如長方體、圓柱體、球體、錐體、圓環(huán)體以及平面輪廓掃掠體等通過布爾運算生成復(fù)雜形體的一種造型技術(shù)。 圖 21 變量化造型的原理 三、特征造型技術(shù) 現(xiàn)實世界的物體具有三維形狀和質(zhì)量， 因而三維實體造型可以更加真實、完整、清楚地描述物體，其利用計算機(jī)技術(shù)存儲物體的幾何信息和拓?fù)湫畔?，代表?CAD/CAM 技術(shù)的主流。 變量化造型的原理如圖 21 所示。設(shè)計過程相對自由寬松，設(shè)計者有更多的時間和精力去考慮設(shè)計方案，這符合創(chuàng)造性思維規(guī)律。變量化造型技術(shù)的指導(dǎo)思想就是：設(shè)計者可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計方式，允許采用不完全尺寸約束，只給出必要的設(shè)計條件。 在新產(chǎn)品開發(fā)初期，設(shè)計者對各幾何形狀的準(zhǔn)確尺寸和各幾何形狀之間嚴(yán)格的尺寸定位關(guān)系還很難完全確定，自然希望 欠約束的存在。變量化造型技術(shù)是在參數(shù)化造型技術(shù)的基礎(chǔ)上又做了進(jìn)一步修改后提出的設(shè)計思想，變量化造型既保留了參數(shù)化造型基于特征、尺寸驅(qū)動幾何形狀修改、全數(shù)據(jù)相關(guān)的優(yōu)點，又在約束定義方面做了根本性的改變。當(dāng)修改某一尺寸時，系統(tǒng)自動檢索該尺寸在尺寸鏈中的位置，找到它的起始幾何元素和終止幾何元素，使它們按新尺寸值進(jìn)行調(diào)整，得到新模型；接著檢查所有幾何元素是否滿足約束，如不滿足，則保持拓?fù)浼s束不變，按尺寸約束修改幾何模型，直至全部滿足約束條件為止。參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有明顯的對應(yīng)，參數(shù)的求解較簡單，設(shè)計結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動。 參數(shù)化造型系統(tǒng)也稱為尺寸驅(qū)動系統(tǒng)，它只考慮物體的幾何約束（尺寸約束和拓?fù)浼s束），而不考慮工程約束。這些尺寸約束及拓?fù)浼s束反映了設(shè)計時要考慮的因素。這些都需要產(chǎn)品的設(shè)計圖可以隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改或規(guī)格系列的變化而自動修改圖形。而新產(chǎn)品的設(shè)計，不可避免地要經(jīng)歷多次反復(fù)的修改，進(jìn)行零件形狀和尺寸的綜合協(xié)調(diào)、優(yōu)化。因此，當(dāng)要想修改實體的結(jié)構(gòu)形狀時，只有重新造型。下 面介紹實體造型的參數(shù)化技術(shù)、變量化造型技術(shù)和特征造型技術(shù)。幾何造型技術(shù)作為 CAD/CAM 技術(shù)的基礎(chǔ)，在機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。通過制訂了數(shù)控加工工藝方案和刀具運動軌跡的效驗，并生成 NC 代 碼，用于數(shù)控機(jī)床加工， 為使用 UG NX 軟件進(jìn)行同類產(chǎn)品設(shè)計與加工提供有益的參考。 UG 軟件的強(qiáng)大功能為人們進(jìn)行各種復(fù)雜零件的虛擬現(xiàn)實造型和虛擬現(xiàn)實制造提供了幫助。在造型功能方面，除卻其他軟件所具有的通用功能外，它還擁有靈活的復(fù)合建模、齊備的仿真照相、細(xì)膩的動畫渲染和快速的原型工具，僅復(fù)合建模就可讓用戶在實體建模（ Solid）、曲面建模(Surface)、線框建模 (Wireframe)和基于特征的參數(shù)建模中任意選擇，使設(shè)計者可根據(jù)工程設(shè)計實際情況確 定最佳建模方式，從而得到最佳設(shè)計效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)、三維造型技術(shù)、參數(shù)設(shè)計技術(shù)等新概念已滲透到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中來，相應(yīng)的計算機(jī)程控刀具 軌跡設(shè)定和計算機(jī)自擇加工工藝參數(shù)等新方法正發(fā)揮著前所未有的作用，推動著工程設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展。據(jù)報道，未來的 CAM 系統(tǒng)將能自動生成圖文并茂的工藝指導(dǎo)文件，并能以超文本格式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽。 提供更方便的工藝管理手段 ； CAM 的工藝管理是數(shù)控生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán)，未來 CAM 系統(tǒng)的工藝管理樹結(jié)構(gòu)，為工藝管理及即時修改提供了條件。目前已有成熟的產(chǎn)品上市，并為北美、歐洲等發(fā)達(dá)國家的模具界所接受。當(dāng)模型發(fā)生變化后，只要按原來的工藝路線重新計算，即實現(xiàn) CAM 的自動修改。 使相關(guān)性編程成為可能 尺寸相關(guān)、參數(shù)式設(shè)計等 CAD 領(lǐng)域的特性，有希望被引伸到 CAM 系統(tǒng)之中。 基于知識的智能化系統(tǒng) ； 未來的 CAM 系統(tǒng)不僅可繼承并智能化地判斷工藝特征，而且具有模型對比、殘余模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優(yōu)化，效率更高。 CAM 技 術(shù) 的 發(fā) 展 趨勢 CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾方面 ∶ 面向?qū)ο?、面向工藝特征的結(jié)構(gòu)體系 ； 傳統(tǒng) CAM 曲面為目標(biāo)的體系結(jié)構(gòu)將被改變成面向整體模型（實 6 體）、面向工藝特征的結(jié)構(gòu)體系。因此，智能 CAD 不僅是簡單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與 CAD 技術(shù)相結(jié)合，更重要的是深入研究人類設(shè)計的思維模型，最終用信 息技術(shù)來表達(dá)和模擬它，才會產(chǎn)生高效的 CAD 系統(tǒng)，為人工智能領(lǐng)域提供新的理論和方法。 智能化 設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動領(lǐng)域，智能 CAD 是 CAD發(fā)展的必然方向。 CAD 技 術(shù)的發(fā) 展趨勢 主要 體現(xiàn)在 以下幾 方面 ∶ 標(biāo) 準(zhǔn)化 CAD 軟件一般應(yīng)集成在一個異構(gòu)的工作平臺 之上，只有依靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)才能解決 CAD 系統(tǒng)支持異構(gòu)跨平臺的環(huán)境問題。 CAM 系統(tǒng)僅以 CAD 模型的局部幾何特征為目標(biāo)對象的基本處理形式，已經(jīng)成為智能化、自動化水平進(jìn)一步發(fā)展的制約因素。典型的 CAM 系統(tǒng)有 UG、 Pro/E、 Cimatron 、 MasterCAM 等。 CAM 技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀 ：CAM 中的核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，編制零件加工程序是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，靠手工編程無法滿足復(fù)雜零件數(shù)控加工的需求， 50 年代初期，美國開始了數(shù)控自動編程技術(shù) APT 語言的研究，形成了早期的 CAM 系統(tǒng)；如 20 世紀(jì) 60 年代開發(fā)的編程機(jī)及部分編程軟件 ∶ FANUC、 Siemens 編程機(jī)。隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用，異地協(xié)同虛擬 CAD 環(huán)境將是 CAD 支撐層的主要發(fā)展趨勢。 CAD 體系結(jié)構(gòu)大體可分為基礎(chǔ)層、支撐層和應(yīng)用層三個層次。 80 年代 CAD 技術(shù)進(jìn)入迅猛發(fā)展時期，這階段的技術(shù)特征是 CAD 技術(shù)從大中企業(yè)向小企業(yè)擴(kuò)展；從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家擴(kuò)展；從用於產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展到用於工程設(shè)計和工藝設(shè)計。 60 年代 CAD 技術(shù)得到蓬勃發(fā)展并進(jìn)入應(yīng)用時期，這階段提出了計算機(jī)圖形學(xué)、交互技術(shù)、分層存儲符號的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等新思想，從而為 CAD 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)。 CAD /CAM 技術(shù)隨著 Inter/Intra 網(wǎng)絡(luò)和并行高性 能計算及事務(wù)處理的普及，使奢地、協(xié)同、虛擬設(shè)計及實時仿真技術(shù)在 CAD/CAE/CAM 中得到了廣泛應(yīng)用。是一種設(shè)計人員借助于計算審進(jìn)行設(shè)計的方法。媒介宣傳中稱之為 無紙設(shè)計 ，而波音公司本身認(rèn)為，這主要應(yīng)歸功于 CAD/CAM 設(shè)計制造一體化。波音 777 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)動機(jī)、新的電傳操縱等 都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)。 CAD/CAM 大大縮短了產(chǎn)品的制造周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以，在實際應(yīng)用中，二者很自然地緊密結(jié)合起來，形成 CAD/CAM 系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中設(shè)計和制造的各個階段可利用公共數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，即通過公共數(shù)據(jù)庫將設(shè)計和制造過程緊密地聯(lián)系為一個整體。設(shè)計系統(tǒng)只有配合數(shù)控加工才能充分顯示其巨大的優(yōu)越性。幾乎每一個現(xiàn)代制造企業(yè)都離不開大量的數(shù)控設(shè)備。極大地提高了設(shè)計效率和準(zhǔn)確性，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)行業(yè)競爭能力。數(shù)字化表示是指用數(shù)字形式為計算機(jī)所創(chuàng)建的設(shè)計對象生成內(nèi)部描述，象二維圖、三維線框、曲面、實體和特征模型；而數(shù)字化表現(xiàn)是指在計算機(jī)屏幕上生成真實感圖形、創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實環(huán)境進(jìn)行漫游 、多通道人機(jī)交互、多媒體技術(shù)等。采用 CAD/CAM 的技術(shù)已成為整個制造行業(yè)當(dāng)前和將來技術(shù)發(fā)展的重點。對于制造行業(yè)，設(shè)計、制造水平和 產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。 1 登云科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 設(shè)計（論文）題目 基于 UG NX 軟件的 CAD/CAM —— 典型零件的造型與數(shù)控模擬加工 系 機(jī)電工程系 專業(yè)班級 數(shù)控 111 姓 名 劉尊知 學(xué) 號 1102461125 指導(dǎo)教師 彭培培 2020 年 11 月 30 日 2 摘 要 使用 UG 軟件的建模模塊完成了零件的三維造型設(shè)計，根據(jù)給定零件圖的要求，制定出數(shù)控加工工藝方案，使用 UG 的加工模塊進(jìn)行了數(shù)控模擬加工，并生成NC 代碼，用于數(shù)控機(jī)床加工。 關(guān)鍵詞： UG 三維造型 模擬加工 3 目 錄 第 1 章 緒論 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 4 CAD/CAM 與數(shù)字化設(shè)計制造 ………………………………………………………… 4 1 2 C A D / C A M 軟 件 介 紹 … … … … … … … … … … … … … … … … …… … … … … …… 5 UGNX 軟件的主要功能………………………………………………………………… 6 1． 4 本論文研究的主要內(nèi)容及意義…………………………………………………………… 7 第 2 章 基于 UG 的三維造型設(shè)計 … … … … … … … … … … 8 2 ． 1 幾 何 造 型 技 術(shù) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 8 2 . 2 結(jié)構(gòu)形狀分析與造型思路………… … … … … … … … … … 10 2 ． 3 三 維 造 型 設(shè) 計 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 11 第 3 章 基于 UG 的的數(shù)控模擬加工 ……………………………………17 3 ． 1 C A M 自 動 編 程 的 一 般 步 驟 … ……… ……… ……… ……… ……… ……… …… 17 3 ． 2 工 藝 方 案 分 析 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 17 3 ． 3 創(chuàng) 建 毛 坯 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 18 3 ． 4 創(chuàng) 建 刀 具 、 方 法 和 幾 何 體 父 節(jié) 點 組 … … … … … … … … …