【正文】 第 3 頁 共 XLIV 頁 2 數(shù)控加工技術(shù)及 UG 的簡(jiǎn)要介紹 數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它的廣泛應(yīng)用使普通機(jī)械被數(shù)控機(jī)械所代替，使全球制造業(yè)發(fā)生了根本變化。為適應(yīng)這種形勢(shì)，需要大量培養(yǎng)數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才。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(jì)過程變得容易管理和控制，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的節(jié)約，大大的有助于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動(dòng)化，提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等。至少采用 PC機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診 斷和維修將更加普遍。其主要的 CAD 產(chǎn)品就是 UG。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲線方法放樣 、等半徑和變半 徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點(diǎn)云生成、曲面編輯。 Unigraphics CAD/CAM/CAE 系統(tǒng)提供了一個(gè)基于 第 4 頁 共 XLIV 頁 過程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計(jì)到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。他不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生過程圖等設(shè)計(jì)功能，而且，在設(shè)計(jì)過程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機(jī)床。 UG 進(jìn)入中國(guó)已經(jīng)有 九個(gè)年頭了，其在中國(guó)的業(yè)務(wù)有了很大的發(fā)展，中國(guó)已成為遠(yuǎn)東區(qū)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)最快的國(guó)家。 UG 的特點(diǎn) （ 1）復(fù)合建模 無需草圖 ,需要時(shí)可進(jìn)行全參數(shù)設(shè)計(jì) ,無需定義和參數(shù)化線 —— 可直接利用實(shí)體邊緣。局部著色 ，強(qiáng)大的零件間的相關(guān)性 ， 配對(duì)條件，零件間的表達(dá)式（關(guān)系） ，協(xié)同化團(tuán)隊(duì)工作 ，可方便的替換產(chǎn)品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團(tuán)隊(duì)成員可并行設(shè)計(jì)產(chǎn)品中各子裝配或零件。 （ 4）被業(yè)界證實(shí)的數(shù)控加工 ２～５軸銑 ，車加工， 線切割， 鈑金件制造 ，刀軌仿真和驗(yàn)證 ，刀具庫／標(biāo)準(zhǔn)工藝數(shù)據(jù)庫功能。 （ 6）集成的數(shù)字分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運(yùn)動(dòng)仿真和分析 ，動(dòng)畫過程中的動(dòng)態(tài)干涉檢查。 （ 8）內(nèi)嵌的工程電子表格 可與其他表格軟件交換數(shù)據(jù) ，可簡(jiǎn)便定義零件系列 ，可方便修改表達(dá)式 ，可生成 扇形圖、直方圖和曲線圖等。 UG 在機(jī)械行業(yè)中的地位及應(yīng)用 UG 在機(jī)械行業(yè)中的地位 UG 公司的產(chǎn)品主要有為機(jī)械制造企業(yè)提供包括從設(shè)計(jì)、分析到制造應(yīng)用的Unigraphics 軟件、基于 Windows 的設(shè)計(jì)與制圖產(chǎn)品 Solid Edge、集團(tuán)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) iMAN、產(chǎn)品可視化技術(shù) ProductVision 以及被業(yè)界廣泛使用的高精度邊界表示的實(shí)體建模核心 Parasolid 在內(nèi)的全線產(chǎn)品。 [12]多年來， UGS一直在支持美國(guó)通用汽車公司實(shí)施目前全球最大的虛擬產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)Unigraphics 也是日本著名汽車零部件制造商 DENSO 公司的計(jì)算機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應(yīng)用，如 Navistar、底特律柴油機(jī)廠、 Winnebago和 Robert Bosch AG 等。典型用戶：東方汽輪機(jī)（高精尖發(fā)電機(jī)螺旋槳葉片加工）。 UGS 在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也占有領(lǐng)先地位，擁有如 Pratt amp。航空業(yè)的其它客戶還有： B/E航空公司、波音公司 、 以色列飛機(jī)公司、英國(guó)航空公司、 Northrop Grumman、伊爾飛機(jī)和 Antonov。 UG 在行業(yè)中的應(yīng)用 UG 軟件是當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、輪船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。 [6]UG軟件面向過程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過程驅(qū)動(dòng)技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了并行工程。另外它所提供的二次開發(fā)語言 UG/open GRIP、 UG/open API 簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用 CAD 系統(tǒng)。在建立零件模型時(shí)， 既可以用基本體素建立簡(jiǎn)單的實(shí)體， 也可以通過對(duì)曲線、草圖的拉伸、旋轉(zhuǎn)建立各種掃描實(shí)體， 還可以用系統(tǒng)提供的特征創(chuàng)建各種特征體。例如：要?jiǎng)?chuàng)建臺(tái)虎鉗座的三維模型，對(duì)于這種階梯軸，可用基本體素圓柱體來逐段建立，也可逐段繪制圓再對(duì)其進(jìn)行拉伸來建立，還可先建一個(gè)基本體素圓柱體，再用凸臺(tái)特征來建立。因此，正確的建模方法對(duì)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行至關(guān)重要。一般應(yīng)根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 先建立 一個(gè)基本體素或掃描特征作為零件的毛坯，再參照零件的粗加工過程逐步創(chuàng)建零件的孔、鍵槽、型腔、凸臺(tái)、凸墊及用戶定義等特征，最后參照零件的精加工過程創(chuàng)建倒圓、倒角、螺紋、修剪和陣列等特征。 [9]由于圓柱、塊和錐等基本體素屬非關(guān)聯(lián)性特征，它們不與已建立的幾何對(duì)象關(guān)聯(lián)，因此，為保證模型的可修改性，在一個(gè)零件模型中創(chuàng)建的基本體素不要超過 1 個(gè)，而且基本體素一般作為第一個(gè)特征。 虛擬裝配模塊的應(yīng)用： UG 裝配（ Assembly）模塊用于實(shí)現(xiàn)各零部件間的裝配關(guān)系。通過裝配可以確定零件的空間位置，反映部件的裝配結(jié)構(gòu)以及發(fā)現(xiàn)其空間干涉情況等。 [7]不管如何編輯部件和在何處編輯部件，整個(gè)裝配部件都保持關(guān)聯(lián)性，如果某部件修 改，則引用它的裝配部件自動(dòng)更新，反應(yīng)部件的最新變化。裝配模型生成后，可建立爆炸視圖，并可將其引入到裝配工程圖中；同時(shí)，在裝配工程圖中可自動(dòng)產(chǎn)生裝配明細(xì)表，并能對(duì)視圖進(jìn)行局部挖切。由此所產(chǎn)生的裝配信息可以方 便地繪制裝配圖，并能快速生成裝配分解圖，節(jié)省繪制裝配圖和零件圖的時(shí)間和成本。 將 UG 的建模模塊創(chuàng)建的臺(tái)虎鉗的各零件和裝配模型引用到 UG 的工程圖功能中，快速地生成二維工程圖。這樣便大大減少了二維圖更新所需的時(shí)間 ,可以從根本上杜絕傳統(tǒng)的二維工程圖設(shè)計(jì)中尺寸矛盾、丟線等常見錯(cuò)誤，從而保證二維工程圖的正確無誤。鑒于臺(tái)虎鉗的諸多特點(diǎn)以及 UG 三維設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)越性，可以預(yù)見， UG 軟件在的臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域?qū)?huì)有廣闊的應(yīng)用前景。轉(zhuǎn)盤式的鉗體可旋轉(zhuǎn)，使工件旋轉(zhuǎn)到合適的工作位置。 臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)的特點(diǎn)： （ 1）耐用鑄鐵鉗身，提供高強(qiáng)度夾持力。 （ 3）旋轉(zhuǎn)螺紋固定，保證使用順滑。 （ 5）鍍鉻涂層，有效防蝕。 臺(tái)虎鉗的部件介紹 臺(tái)虎鉗由螺桿、墊圈、活動(dòng)鉗身、鉗口板、底座和方塊螺母等零件組成。方塊螺母與活動(dòng)鉗身用螺釘連成整體，這樣使鉗口閉合或開放，便于夾緊和卸下零件。 鉗座的左、右兩端是由水平的兩圓柱孔組成，它支承螺桿在兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，其中間是空腔，使方塊螺母帶動(dòng)活動(dòng)鉗身沿固定鉗座作直線運(yùn)動(dòng)。 （ 2）在 UG 界面的菜單中選擇“文件” — “新建 ? ”，打開“文件新建”對(duì)話框，在“模板”列表中選擇“模型”，輸入“ qianzuo”，單擊“確定”進(jìn)入 UG 主界面。 [15] 圖 鉗座草圖 ○ 2 點(diǎn)擊工具欄 上“完成草圖”圖標(biāo)，草圖繪制完畢。 ○ 2 在如圖 所示的對(duì)話框中，在“限制”欄中“開始距離”和“終點(diǎn)距離”數(shù)值輸入欄分別輸入 0、 30，其他默認(rèn)。 第 12 頁 共 XLIV 頁 圖 拉伸對(duì)話框 圖 拉伸特征 1 （ 5）繪制草圖 2 ○ 1 單擊“特征工具欄”中的草圖按鈕，進(jìn)入草圖繪制界面，選擇如圖 面為工作平面，繪制如圖 所示草圖。 （ 6）創(chuàng)建延導(dǎo)線掃描特征 ○ 1 單擊工具欄中“延引導(dǎo)線掃掠”圖 標(biāo)，打開如圖 所示對(duì)話框。 ○ 3 在視圖區(qū)選擇引導(dǎo)線，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建沿引導(dǎo)線掃掠特征 （ 7）繪制草圖 3 ○ 1 單擊“草圖”按鈕，進(jìn)入草圖 繪制界面，選擇 XCYC平面為工作平面，繪制如圖 所示草圖。 圖 繪制草圖 3 圖 創(chuàng)建拉伸特征 2 （ 8）創(chuàng)建拉伸特征 2 ○ 1 單擊“拉伸”按鈕，打開如圖 “拉伸”對(duì)話框，選擇如圖 的草圖。 ○ 3 如圖 所示，單擊確定按鈕，創(chuàng)建拉伸特征 2，如圖 所示。 ○ 2 在“圓柱”對(duì)話框中的“類型”下拉列表中選擇“軸，直徑和高度”類型。 ○ 4 在“圓柱”對(duì)話 框中點(diǎn)擊“點(diǎn)構(gòu)造器”按鈕，打開如圖 所示的“點(diǎn)”對(duì)話框。 ○ 6 在“點(diǎn)”對(duì)話框中，單擊確定按鈕，返回“圓柱”對(duì)話框。 ○ 8 在“圓柱”對(duì)話框中的“布爾”下拉列表中選擇“布爾差”，單擊確定，創(chuàng)建圓柱體，如圖 所示。 ○ 2 在“鏡像特征”對(duì)話框中的“候選特征”列表中選擇上邊創(chuàng)建的圓柱體特征1 。 ○ 4 在如圖 所示的對(duì)話框中的“指定平面”下拉列表中選擇 YCZC 平面為鏡像平面。 圖 “鏡像特征”對(duì)話框 圖 鏡像圓柱體特征 1 （ 11）繪制草圖 4 ○ 1 單擊特征工具欄中的“草圖”按鈕，進(jìn)入草圖繪制界面，選擇如圖 所示的平面為工作平面。 ○ 2 點(diǎn)擊工具欄上的“完成草圖”按鈕，草圖繪制完畢。 ○ 2 在如圖 ，在“限制”欄中“開始距離”和“結(jié)束距離”分別輸入 0、 15，其他默認(rèn)。 第 18 頁 共 XLIV 頁 圖 創(chuàng)建拉伸特征 3 圖 “孔”對(duì)話框 （ 13）創(chuàng)建簡(jiǎn)單孔 1 ○ 1 單擊“特征”工具欄中的“孔”圖標(biāo)，打開如圖 所示的“孔”對(duì)話框。 ○ 3 選擇放置面，如圖 所示。 ○ 5 在如圖 “確定”按鈕，打開如圖 “定位”對(duì)話框。 ○ 7 在如圖 所示對(duì)話框中，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建“簡(jiǎn)單孔”特征，如圖 所示。 ○ 2 在“圓柱”對(duì)話框中“類型”下拉列表中選擇“軸，直徑和高度”類型。 ○ 4 在“圓柱”對(duì)話框中單擊“點(diǎn)構(gòu)造器”按鈕，打開如圖 所示的“點(diǎn)”對(duì)話框。 ○ 6 在“點(diǎn)”對(duì)話框中，單擊“確定”按鈕，返回到“圓柱”對(duì)話框。 ○ 8 在“圓柱”對(duì)話框中的“布爾”下拉列表中選擇“布爾差”，單擊“確定 ”按鈕，創(chuàng)建圓柱體，如圖 所示。 圖 圓柱體特征 3 圖 選擇螺紋放置面 （ 16）創(chuàng)建螺紋特征 ○ 1 單擊“螺紋”按鈕，打開如圖 所示“螺紋”對(duì)話框。 ○ 3 在示實(shí)體中選擇創(chuàng)建螺紋的圓柱面，如圖 所示。 ○ 5 在如圖 所示對(duì)話框中單擊應(yīng)用按鈕，創(chuàng)建螺紋特征 1，如圖 所示。 第 22 頁 共 XLIV 頁 圖 “螺紋”特征 1 圖 “螺紋”特征 2 （ 17）繪制草圖 5 并創(chuàng)建拉伸特征 4，如圖 、 示。 ○ 2 在視圖區(qū)選擇第一組邊緣，如圖 所示。 ○ 4 在如圖 所示對(duì)話框中，單擊應(yīng)用按鈕，創(chuàng)建邊倒圓特征，如圖 所示。 第 23 頁 共 XLIV 頁 圖 創(chuàng)建第一組邊倒圓特征 圖 創(chuàng)建第二組邊倒圓特征 絲杠的造型 （ 1）繪制草圖 ○ 1 啟動(dòng) UG，進(jìn)入 UG 主界面。 ○ 2 選擇 XCYC 平面為工作平面繪制草圖，如圖 。 圖 螺桿草圖 （ 2）創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征 ○ 1 單擊工具欄的“回轉(zhuǎn)”按鈕，打開“回轉(zhuǎn)”對(duì)話框，如圖 。 圖 選擇回轉(zhuǎn)軸 圖 創(chuàng)建回轉(zhuǎn)特征 ○ 3 在如圖 所示對(duì)話框中，設(shè)置“限制”的“開始”選項(xiàng)為“值”，在其文本框 第 25 頁 共 XLIV 頁 中輸入 0，同樣設(shè)置“終點(diǎn)”選項(xiàng)為“值”，在其文本框中輸入 360 。（ 3）創(chuàng)建倒角特征 單擊“特征操作”工具欄中的“倒角”圖標(biāo)，繪制鉗口板草圖，如圖 與圖 所示。 ○ 2 采用對(duì)話框中的默認(rèn)設(shè)置，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建螺紋特征，如圖 所示。 （ 2）單擊“特征操作”工具欄中的“拉伸”圖標(biāo)，創(chuàng)建拉伸特征，如圖 所示。 圖 鉗口板草圖 圖 創(chuàng)建拉伸特征 圖 創(chuàng)建埋頭孔特征 活動(dòng)鉗身的造型 （ 1）如圖 所示，創(chuàng)建活動(dòng)前身草圖。 圖 創(chuàng)建草圖 圖 創(chuàng)建拉伸特征 1 （ 3）如圖 所示，選擇工作平面，創(chuàng)建如圖 所示草圖 2，點(diǎn)擊“完成草圖” 第 27 頁 共 XLIV 頁 按鈕，結(jié)束草圖繪制。 圖 創(chuàng)建拉伸特征 2 圖 選擇工作平面 （ 5）如圖 所示，選擇工 作平面，繪制如圖 所示草圖 3，點(diǎn)擊“完成草圖”按鈕。 （