電吹風(fēng)外殼建模與數(shù)控加工

1、西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科綜合課程設(shè)計(jì)摘要 本文對(duì)UG的三維曲面造型和數(shù)控加工模塊進(jìn)行了初步的介紹。主要通過(guò)利用UG這款軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)吹風(fēng)機(jī)的三維曲面造型和數(shù)控加工。首先根據(jù)吹風(fēng)機(jī)的曲面特點(diǎn)，運(yùn)用了掃掠、曲線網(wǎng)格曲面、拉伸還有曲面偏置等方法對(duì)吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行了三維曲面造型。然后利用UG數(shù)控加工模塊，對(duì)吹風(fēng)機(jī)模型進(jìn)行了整體的加工，其中加工的過(guò)程大致分為型腔銑、輪廓銑銑削、表面銑削和多刀路清根銑等這幾個(gè)部分，確認(rèn)走刀路線之后，對(duì)吹風(fēng)機(jī)模型的加工進(jìn)行了模擬加工仿真，最后利用UG的自動(dòng)編程功能根據(jù)吹風(fēng)機(jī)模型的走刀路線進(jìn)行后處理，導(dǎo)出G代碼程序。關(guān)鍵字：吹風(fēng)機(jī)造型；UG；加工 Abstract In this p

2、aper, three-dimensional surface modeling UG and CNC machining modules were introduced preliminary. Mainly through the use of this software to achieve the three UG surface modeling of a hairdryer and CNC machining. Firstly, according to the surface characteristics of a hairdryer, using a sweep, curve

3、 mesh surface, the surface tension as well as other methods of hair dryers bias carried out a three-dimensional surface modeling. Then use UG CNC machining module, hair dryer model the overall process, the process in which the process is roughly divided into several parts of the cavity milling, cont

4、our milling milling, surface milling and multi-gouging milling toolpaths confirm feed path after that, the processing of a hair dryer model simulated machining simulation, and finally use the automatic programming function according to UG feed path hairdryer treatment after the model derived G-code

5、program.Keywords: hair dryers modeling; UG; processing目錄第一章 緒論 11.1 UG的介紹 11.2 UG的產(chǎn)品特點(diǎn) 1第二章 吹風(fēng)機(jī)的造型設(shè)計(jì) 32.1 電吹風(fēng)模型的參考造型和總體參考尺寸32.2 創(chuàng)建回轉(zhuǎn)圓弧42.3 創(chuàng)建圓形凸臺(tái)4 2.4 生成把手52.5 創(chuàng)建吹風(fēng)道52.6 創(chuàng)建殼體62.7 建立通風(fēng)槽口草圖62.8 創(chuàng)建槽口62.9 倒邊角7第三章 吹風(fēng)機(jī)外殼凸模的加工 93.1 項(xiàng)目初始化93.2 創(chuàng)建刀具 93.3 創(chuàng)建幾何體 103.4 創(chuàng)建操作 103.5 自動(dòng)編程 13參考文獻(xiàn) 16致 謝17課程設(shè)計(jì)總結(jié) 18III第

6、一章 緒論1.1 UG的介紹UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手Unigraphics NX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。1.2 UG的產(chǎn)品特點(diǎn) UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。UG NX的結(jié)構(gòu)： 一個(gè)如UG NX這樣的大型軟件系統(tǒng)通常需要有不同層次抽象的描述。UG具有三個(gè)設(shè)計(jì)層次，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architecturaldesign)、子

7、系統(tǒng)設(shè)(subsystemdesign)和組件設(shè)計(jì)(componentdesign)。 至少在結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)層次上，UG是用模塊方法設(shè)計(jì)的并且信息隱藏原則被廣泛地使用所有陳述的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。優(yōu)勢(shì)來(lái)自Siemens PLM的NX使企業(yè)能夠通過(guò)新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。NX包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開(kāi)發(fā)過(guò)程。UG設(shè)計(jì)圖: 如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤(rùn)的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中

8、所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。 NX是UGS PLM新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)過(guò)程變更來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。NX獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。NX可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 NX建立在為客戶提供無(wú)與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。通過(guò)再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新，NX的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得NX通過(guò)無(wú)可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過(guò)程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過(guò)程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)

9、數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。主要功能: 工業(yè)設(shè)計(jì)，NX為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。利用NX建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來(lái)最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 產(chǎn)品設(shè)計(jì),NX包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊。NX具有高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。NX優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用程序。仿真、確認(rèn)和優(yōu)化，NX允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開(kāi)

10、發(fā)過(guò)程。通過(guò)在開(kāi)發(fā)周期中較早地運(yùn)用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少或消除對(duì)于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建，以及對(duì)變更周期的依賴。NC加工: UG NX加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接UG所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為UG NX所有加工模塊提供一個(gè)相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。該模塊同時(shí)提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

11、，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。UG軟件所有模塊都可在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持與實(shí)體模型全相關(guān)。 NX的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流NC機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于25軸或更多軸的銑削加工、24軸的車(chē)削加工和電火花線切割。模具設(shè)計(jì): UG是當(dāng)今較為流行的一種模具設(shè)計(jì)軟件，主要是因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大。 模具設(shè)計(jì)的流程很多，其中分模就是其中關(guān)建的一步。分模有兩種：一種是自動(dòng)的，另一種是手動(dòng)的，當(dāng)然也不是純粹的手動(dòng)，也要用到自動(dòng)分模工具條的命令，即模具導(dǎo)向。第二章 吹風(fēng)機(jī)的造型設(shè)計(jì)2.1電吹風(fēng)模型的參考

12、造型和總體參考尺寸。電吹風(fēng)建模設(shè)計(jì)參數(shù)和尺寸如下：三維網(wǎng)格布局圖如下：2.2 建立回轉(zhuǎn)圓弧在四個(gè)平行基準(zhǔn)平面中分別建立四個(gè)不同半徑圓，通過(guò)建立與四個(gè)平面都垂直的平面分別創(chuàng)建四個(gè)與Y-Z平面分別相交的四個(gè)不同的的點(diǎn)，在四點(diǎn)間利用圓弧命令創(chuàng)建三段如圖1-1的連續(xù)圓弧。如圖生成圖1-1。 圖1-1 回轉(zhuǎn)圓弧2.3 創(chuàng)建圓形凸臺(tái) 通過(guò)回轉(zhuǎn) 命令選取圖1-1所創(chuàng)建的圓弧并使用回轉(zhuǎn)命令以最下面的圓的圓心為回轉(zhuǎn)中心和Z軸為回轉(zhuǎn)中心線得到圖1-2； 圖1-2 圓形凸臺(tái)2.4 生成把手 以圓臺(tái)的底面為準(zhǔn)建一個(gè)共面基面然后在此基面上創(chuàng)建草圖建立如圖1-3右邊手柄的上面草圖并選取草圖曲線使用拉伸命令并圓臺(tái)求和在圓凸

13、臺(tái)的右邊建立如上圖的把手；圖1-3 把手2.5 創(chuàng)建吹風(fēng)道 以圓臺(tái)的底面為準(zhǔn)建一個(gè)共面基面然后在此基面上創(chuàng)建草圖在X-Z平面建立半圓帶直徑圖形并使用拉伸命令在圓凸臺(tái)的下方建立吹風(fēng)的吹風(fēng)管道；圖1-4吹風(fēng)道口2.6 創(chuàng)建殼體 對(duì)圖1-4所形成的實(shí)體圖形在抽殼命令下選取下面進(jìn)行抽殼，生成圖1-5圖形；圖1-5 殼體2.7 建立通風(fēng)槽口草圖 在圓凸臺(tái)的頂面創(chuàng)建基面并且在此基面上選用圓命令和圓弧命令創(chuàng)建如圖1-6草圖并完成草圖進(jìn)而進(jìn)行使用拉伸命令拉伸并與整體求差。圖1-6 通氣槽口2.8 創(chuàng)建槽口 用對(duì)特征形成圖形命令，選取圖1-6的特征實(shí)體以頂面圓心為圓形陣列中心進(jìn)行實(shí)體圓形陣列創(chuàng)建圖1-7的圖形；

14、圖1-7 圓形陣列槽口2.9 倒邊角 選用外殼手柄與凸圓臺(tái)相接區(qū)域的相連曲線以及拉伸把手前所創(chuàng)建的曲線進(jìn)行倒圓角生成圖1-8實(shí)體圖形。 圖1-8 對(duì)圓臺(tái)接口處倒邊角 第三章 吹風(fēng)機(jī)外殼凸模的加工 3.1項(xiàng)目初始化 單擊“起始”按鈕的的下拉菜單選擇“加工”，進(jìn)入加工環(huán)境菜單，選擇如圖3-2所示選項(xiàng)，單擊“初始化”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)初始化項(xiàng)目。 圖3-1 環(huán)境菜單 圖3-2 初始化 3.2 創(chuàng)建刀具 單擊“創(chuàng)建刀具”在“名稱”一欄中修改數(shù)值為pd8，如圖3-3所示，粗加工用，單擊“確定”按鈕；在彈出的“刀具參數(shù)”對(duì)話框中按圖3-3所示修改參數(shù)，單擊“確定”按鈕退出。同樣的方法創(chuàng)建一把pd6的到為精加工

15、用，再創(chuàng)建一把pdr4的刀來(lái)加工電吹風(fēng)面上的8個(gè)槽及陡角如圖3-4。 圖3-3 創(chuàng)建刀具 圖3-4創(chuàng)建刀具 3.3創(chuàng)建幾何體單擊“創(chuàng)建幾何體”，如圖3-5所示，單擊第一項(xiàng)在跳出的復(fù)選框中單擊“選擇”選擇加工對(duì)象，單擊第二項(xiàng)選擇毛胚，由于未設(shè)定毛胚，故如圖3-6所示選擇“自動(dòng)塊”。 圖3-5 創(chuàng)建幾何體 圖3-6 設(shè)置包容塊3.4創(chuàng)建操作 單擊“創(chuàng)建操作”在彈出的菜單中選擇參數(shù)，如圖3-7所示，單擊對(duì)話框中的“切削”按鈕，修改彈出的對(duì)話框中的參數(shù)如圖3-8，單擊對(duì)話框中的“進(jìn)給率”按鈕，修改彈出的對(duì)話框中的參數(shù)如圖3-9，單擊“生成”圖標(biāo)，去掉彈出的顯示參數(shù)，單擊“確定”按鈕得到如圖3-10所示

16、的刀具路徑，單擊“確定”按鈕退出操作。再次單擊“創(chuàng)建操作”，在彈出的菜單中選擇參數(shù)，如圖3-11所示，重復(fù)先前的步驟直到生成刀具路徑如圖3-12所示。再次單擊“創(chuàng)建操作”，在彈出的菜單中選擇參數(shù)，如圖3-13所示，重復(fù)先前的步驟直到生成刀具路徑如圖3-14所示 圖3-7 創(chuàng)建操作 圖3-8 切削參數(shù) 圖3-9 進(jìn)給率設(shè)定 圖3-10生成刀具路徑 圖3-11創(chuàng)建操作 圖3-12生成刀具路徑 圖3-13 創(chuàng)建操作 圖3-14 生成刀具路徑 在刀具路徑模擬出來(lái)后，點(diǎn)擊生成可視化刀軌軌跡如圖3-15，3-16，3-17所示，圖3-15為粗加工所成型的圖，圖3-16為精加工所成的圖，圖3-17為最終成型

17、圖。 圖3-15 模擬刀具路徑 圖3-16模擬刀具路徑圖3-17模擬刀具路徑3.5自動(dòng)編程 點(diǎn)擊“輸出CLSF”如圖3-18所示，點(diǎn)擊“確定”生成如圖3-19所示的文件。由于是選用加工中心來(lái)加工零件，故生成一個(gè)文件。 圖3-18輸出程序圖3-19 程序代碼 后處理：?jiǎn)螕艏庸げ僮髦械摹昂筇幚怼睆棾觥昂筇幚怼辈藛危x擇參數(shù)如圖3-20所示，單擊“確定”按鈕，得到如圖3-21所示程序列表。 圖3-20 后處理圖3-21 程序代碼參考文獻(xiàn)1.安杰，鄒昱章.UG處理技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社,2003.2.展廸優(yōu).UGnx7.0曲面設(shè)計(jì)教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.3.展廸優(yōu).UGnx7.0

18、數(shù)控加工教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.4.朱凱，李曉武.UGNX中文版機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程M.北京：人民郵電出版社，2006.5.曹巖.UGNX7.0裝配與運(yùn)動(dòng)仿真實(shí)例教程M.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2010.6.吳德軍.UG加工基礎(chǔ)M.重慶：重慶大學(xué)出版社，1993.7.耿魯怡，徐六飛.UG結(jié)構(gòu)分析培訓(xùn)教程M.北京：清華大學(xué)出版社，2005. 8.趙波，張琴.UG相關(guān)參數(shù)化設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程M.北京：清華大學(xué)出版社，2005.8.過(guò)小容，李坤.UG三維造型與數(shù)控加工編程實(shí)例精解M.遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2009.致謝 轉(zhuǎn)眼之間大學(xué)四年將隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成而宣告結(jié)束，人生的道路也將開(kāi)啟新的篇章，我將步入一個(gè)新的起點(diǎn)。大學(xué)四年的時(shí)間，我學(xué)到了很多，也收獲了很多。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的一個(gè)檢測(cè)，也可以說(shuō)是一個(gè)考驗(yàn)，對(duì)自己所學(xué)的考驗(yàn)，剛了解這個(gè)課題的時(shí)候，還真的是有些不知所措。雖然大學(xué)四年學(xué)的東西不少，但其實(shí)還是有很多東西都不會(huì)，因而這對(duì)于我來(lái)說(shuō)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。其實(shí)，我們大學(xué)四年，所學(xué)習(xí)的課程并不少，但是，我們學(xué)的并不深，對(duì)于每一門(mén)課程，我們僅僅只是學(xué)了一點(diǎn)粗淺的知識(shí)而已，但對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們所要做的就是，通過(guò)將自己所學(xué)的東西付諸于實(shí)踐，將所學(xué)的知