【正文】 and machining emulation produce procedure of process. Keywords: CAD/CAM, UG, Fixture jaw vice, Modelling, assembling, Processing. 5 第一章 緒論 UG 軟件的簡(jiǎn)介 Unigraphics Solutions 公司 (簡(jiǎn)稱(chēng) UGS)是全球著名的 MCAD 供應(yīng)商 ,主要為汽車(chē)與交通、 航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過(guò)其虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā) (VPD)的理念提供多級(jí)化的、集成的、企業(yè)級(jí)的包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的完整的 MCAD 解決方案。 UG 具 有豐富的曲面建模工具。 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 特點(diǎn) : 建模的靈活性 （ 1） 復(fù)合建模：無(wú)需草圖 ,需要時(shí)可進(jìn)行全參數(shù)設(shè)計(jì) ,無(wú)需定義和參數(shù)化 線 ——可直接利用實(shí)體邊緣。 光順倒圓 : 業(yè)界最好的倒圓技術(shù) ，可自適應(yīng)于切口、陡峭邊緣及兩非鄰接面等幾何構(gòu)形，變半徑倒圓的最小半徑值可退化至極限零。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(chē)加工， 線切割， 鈑金件制造 ，刀軌仿真和驗(yàn)證 ，刀具庫(kù)／標(biāo)準(zhǔn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)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(huà)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)干涉檢查 （ 7） 廣泛的用戶(hù)開(kāi)發(fā)工具 用戶(hù)命令宏 ，高級(jí)編程語(yǔ)言 ，可自定義裁剪的用戶(hù)界面 （ 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 。 本論文研究的目的意義 UG 是 當(dāng)今許多大型制造企業(yè)廣泛 使用的 CAD/CAM 軟件， 通過(guò)對(duì) CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展 ， 極大地改變了人們的設(shè)計(jì)手段和方法，更為重要的是 CAD/CAM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用顯著提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，大大地降低了設(shè)計(jì)師的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別是三維 CAD/CAM 技術(shù)的日益廣泛應(yīng)用使其體現(xiàn)得更為明顯 。 7 第二章 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。多年來(lái)， UGS一直在支持美國(guó)通用汽車(chē)公司實(shí)施目前全球最大的虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)Unigraphics 也是日本著名汽車(chē)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(chē)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(hù)：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(hù)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。 8 UG 在機(jī)械行業(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(chē)、輪船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。 UG 軟件面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)技術(shù)的環(huán)境中，用戶(hù)的全部產(chǎn)品以 及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)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(kāi)發(fā)語(yǔ)言 UG/open GRIP、 UG/open API 簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶(hù)開(kāi)發(fā)專(zhuān)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(guò)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(lái)逐段建立，也可逐段繪制圓再對(duì)其進(jìn)行拉伸來(lái)建立，還可先建一個(gè)基本體素圓柱體，再用凸臺(tái)特征來(lái)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(guò)程逐步創(chuàng)建零件的孔、鍵槽、型腔、凸臺(tái)、凸墊及用戶(hù)定義等特征，最后參照零件的精加工過(guò)程創(chuàng)建倒圓、倒角、螺9 紋、修剪和陣列等特征。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(guò) 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(guò)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。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。 10 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(jiàn)錯(cuò)誤，從而保證二維工程圖的正確無(wú)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(jiàn)， 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。 鉗座的零件圖（圖 1） ： 圖 1 鉗座的三維實(shí)體圖（圖 圖 3） ： 圖 2 12 圖 3 球面座的設(shè)計(jì) 根據(jù)球面座的零件圖畫(huà)出三維實(shí)體圖，選取材料為 45 號(hào)鋼。 球 頭桿的零件圖（圖 7）： 球頭桿的三維實(shí)體圖（圖 8）： 圖 8 15 固定鉗口的設(shè)計(jì) 根據(jù) 固定鉗口 零件圖畫(huà)出 三維實(shí)體圖 ，選取材料為 45 號(hào)鋼。 活動(dòng)鉗口的零件圖（圖 12） 圖 12 活動(dòng)鉗口的三維圖（圖 13）： 圖 13 18 導(dǎo)桿及螺桿的設(shè)計(jì) 根據(jù)導(dǎo)桿及螺桿的零件圖畫(huà)出三維圖，材料選取 45 號(hào)鋼。機(jī)用臺(tái)虎鉗裝配采用了俯視圖、主視圖 、三維立體圖和表示單獨(dú)零件的爆炸視圖來(lái)表示， 主視圖采用了全剖視圖，反映臺(tái)虎鉗的工作原理和零件間的裝配關(guān)系，俯視圖反映了固定鉗身的結(jié)構(gòu)形狀。 如圖 18 圖 18 21 萬(wàn)向平口 鉗 UG造型圖裝配展示 萬(wàn)向平口 鉗的 三維實(shí)體造型（圖 1圖 20） 圖 19 圖 20 22 萬(wàn)向平口 鉗 的三維爆炸圖 (圖 2圖 22) 圖 21 圖 22 萬(wàn)向平口 鉗的各部件裝配及 工作 原理 萬(wàn)向平口 鉗 是由： 1 螺桿、 2 活動(dòng)鉗口、 3 鋼球、 4 壓縮彈簧、 5 開(kāi)口螺釘、 6固 動(dòng)鉗口、 7 球頭桿、 8 鉗座、 9 球面座 a、 10 球面座 b、 11 螺栓、 12 開(kāi)口螺釘、13 螺栓、 14 導(dǎo)桿 等 裝配而成。 萬(wàn)向平口 鉗 的工作原理是順時(shí)