建模編程論文

1、1緒論1.1 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是設(shè)計人員和組織產(chǎn)品制造的工藝技術(shù)人員在計算機(jī)系統(tǒng)的輔助之下，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計和制造程序進(jìn)行設(shè)計和制造的一項新技術(shù)，是傳統(tǒng)技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。我國C A D / C A M 技術(shù)的應(yīng)用起步于20世紀(jì)60年代末，經(jīng)過40多年的研究、開發(fā)與推廣應(yīng)用，CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、電子、航天、化工和建筑等行業(yè)。應(yīng)用CAD/CAM 技術(shù)提高了企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化了設(shè)計方案、減輕了技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度、縮短了設(shè)計周期。CAD/CAM技術(shù)是制造工程技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合、相互滲透而發(fā)展

2、起來的一項綜合性應(yīng)用技術(shù)，具有知識密集、學(xué)科交叉、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等特點。CAD/CAM技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，它的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計、制造內(nèi)容和工作方式等都發(fā)生了根本性的變化。CAD/CAM技術(shù)已成為衡量一個國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面1.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。目前，除了CAD支撐軟件逐步實現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)零部件庫、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向合理化工程設(shè)計的應(yīng)用方向發(fā)展。 2

3、.開放性 CAD系統(tǒng)目前廣泛建立在開放式操作系統(tǒng)視窗95/98/2000/NT和UNIX平臺上，為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境，甚至這類環(huán)境可開發(fā)其內(nèi)核源碼，使用戶可定制自己的CAD系統(tǒng)。 3.集成化 CAD技術(shù)的集成化將體現(xiàn)在三個層次上其一是廣義CAD功能，CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP經(jīng)過多種集成形式，成為企業(yè)一體化解決方案。新產(chǎn)品設(shè)計能力與現(xiàn)代企業(yè)管理能力的集成，將成為企業(yè)信息化的重點；其二是將CAD技術(shù)采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專用芯片，以提高CAD系統(tǒng)的使用效率；其三是CAD基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。應(yīng)運而生的虛擬設(shè)計、虛擬制

4、造、虛擬企業(yè)就是該集成層次上的應(yīng)用。4.智能化智能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，為人工智能領(lǐng)域提供新的理論和方法。CAD的這個發(fā)展趨勢，將對信息科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。 5.虛擬現(xiàn)實(VR)與CAD集成 VR技術(shù)在CAD中的應(yīng)用面很廣，首先可以進(jìn)行各類可視化模擬，用以驗證設(shè)計的正確性和可行性。其次它還可以在設(shè)計階段模擬產(chǎn)品裝配過程，檢查所用零部件是否合適和正確。在概念設(shè)計階段，它可用于方案優(yōu)化。特別是利用VR的交互能力，支援概念設(shè)計中的人機(jī)工程學(xué)，檢驗操作時是否舒適、方便，這對摩托車、汽車、飛機(jī)等的設(shè)

5、計作用尤其顯著，在協(xié)同設(shè)計中，利用VR技術(shù)，設(shè)計群體可直接對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行交互。CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾方面1.面向?qū)ο蟆⒚嫦蚬に囂卣鞯慕Y(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（實體）、面向工藝特征的結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)將能夠按照工藝要求自動識別并提取所有的工藝特征及具有特定工藝特征的區(qū)域，使CAD/CAE/CAM的集成化、自動化、智能化達(dá)到一個新的水平。 2.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。同時也具有對工件包括夾夾具的防過切、防碰撞功能，提高操作的安全性，

6、更符合高速加工的工藝要求，并開放工藝相關(guān)聯(lián)的工藝庫、知識庫、材料庫和刀具庫，使工藝知識積累、學(xué)習(xí)、運用成為可能。 3.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。較領(lǐng)先的CAM系統(tǒng)已經(jīng)具有CAPP開發(fā)環(huán)境或可編輯式工藝模板，可由有經(jīng)驗的工藝人員對產(chǎn)品進(jìn)行工藝設(shè)計，CAM系統(tǒng)可按工藝規(guī)程全自動批次處理。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，寬帶通信技術(shù)的突破，通信、廣播和計算機(jī)三網(wǎng)融合的步伐會加快，一個完全信息化的、充滿虛擬色彩，而又現(xiàn)實的新時代即將到來，它將改變現(xiàn)代人的工作、學(xué)習(xí)、交往和娛樂方式。立足于全社會公用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建

7、立專業(yè)化的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境，并開發(fā)適應(yīng)于這類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的CAD/CAE/CAM軟件產(chǎn)品，創(chuàng)建CAD/CAE/CAM網(wǎng)上專營店，實施網(wǎng)上經(jīng)銷、網(wǎng)上培訓(xùn)與諮詢服務(wù)，以及計算量大的軟件網(wǎng)上運行，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)多專業(yè)、異地、協(xié)同、綜合全面地設(shè)計與分析，實施工程與產(chǎn)品創(chuàng)新，這將是CAD/CAE/CAM軟件行業(yè)未來發(fā)展的新趨勢。1.2 CAD/CAM軟件介紹CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時代，每個時代都有當(dāng)時流行的CAD/CAM軟件?，F(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺CAD/CAM軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。1、高檔CAD/CAM軟件高檔

8、CAM軟件的代表有Unigraphics、I-DEAS /Pro/Engineer、CATIA等。這類軟件的特點是優(yōu)越的參數(shù)化設(shè)計、變量化設(shè)計及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的實體和曲面造型功能結(jié)合在一起，加工方式完備，計算準(zhǔn)確，實用性強(qiáng)，可以從簡單的2軸加工到以5軸聯(lián)動方式來加工極為復(fù)雜的工件表面，并可以對數(shù)控加工過程進(jìn)行自動控制和優(yōu)化，同時提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴(kuò)展功能。是航空、汽車、造船行業(yè)的首選CAD/CAM軟件。2、中檔CAD/CAM軟件CIMATRON是中檔CAD/CAM軟件的代表。這類軟件實用性強(qiáng)，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口

9、以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。3、相對獨立的CAM軟件相對獨立的CAM系統(tǒng)有Mastercam、Surfcam等。這類軟件主要通過中性文件從其它CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。系統(tǒng)主要有交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。主要應(yīng)用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。 4、國內(nèi)CAD/CAM軟件國內(nèi)CAD/CAM軟件的代表有CAXA-ME、金銀花系統(tǒng)等。這類軟件是面向機(jī)械制造業(yè)自主開發(fā)的中文界面、三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件，具備機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃設(shè)計和數(shù)控加工程序自動生成等功能。這些軟件價格便宜，主要面向中小企業(yè)，符合我國國情和標(biāo)準(zhǔn)，所以受到了廣泛的歡

10、迎，贏得了越來越大的市場份額。本論文使用UG NX5.0完成典型零件的造型設(shè)計與數(shù)控模擬加工。1.3 UG NX軟件的主要功能 Unigraphics（簡稱UG）是美國UGS公司開發(fā)的及CAD/CAE/CAM于一體的高效緊密集成軟件。它被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域，如航空航天、汽車、模具和精密機(jī)械等。CAD/CAM主要功能如下：一、UG的CAD功能UG/Hybrid Modeler復(fù)合建模模塊無縫地集成基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何（實體、曲面和線框）建模到單一的建模環(huán)境內(nèi)，在設(shè)計過程中提供更多的靈活性，用戶可以選擇最自然地支持設(shè)計意圖的方法。UG/Hybrid Modeler比參數(shù)化CAD建

11、模模塊有許多明顯優(yōu)點：在設(shè)計過程中有更多的靈活性；允許參數(shù)按需添加，不必強(qiáng)制模型全部約束，在設(shè)計過程中有完全的自由度，設(shè)計改變可以很方便地進(jìn)行；允許傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計過程按需有效地與基于特征的建模組合。用UG復(fù)合建模模塊建立的模型是完全與構(gòu)造的幾何體相關(guān)，能夠有效地使用保存的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)，用戶可以保護(hù)它在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中的投資，在新的產(chǎn)品開發(fā)中，允許重訪早期的設(shè)計決定，提升已存設(shè)計知識的價值，而無需再返工下游的信息。1、實體建模 (Solid Modeling)UG/Solid Modeling是所有其它幾何建模產(chǎn)品的基礎(chǔ)。2、實體操作（1）利用實體體素塊，圓柱，圓錐，球；（2）布爾操作求和，求差，求交

12、；（3）顯示的面編輯命令移動，旋轉(zhuǎn)，刪除，偏置，代替幾何體；（4）從拉伸和旋轉(zhuǎn)草圖外形生成實體；（5）為高級的相關(guān)定位的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸。3、片體和實體集成（1）縫合片體到實體；（2）分割和修剪實體允許轉(zhuǎn)換片體形狀到實體；（3）從實體表面抽取片體。4、特征編輯（1）編輯和刪除特征參數(shù)化編輯和重定位；（2）特征抑制，特征重排序，特征插入。5、特征建模 (Feature Modeling)特征建模設(shè)計可以以工程特征術(shù)語定義，而不是低水平的CAD幾何體。特征被參數(shù)化定義為基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動編輯,主要特征：（1）面向工程的成形特征-鍵槽，孔，凸墊，凸臺、腔-捕捉設(shè)計意圖和增加生產(chǎn)率；（2）特征引

13、用陣列-矩形和圓形陣列-在陣列中，個別的和所有特征是與主特征相關(guān)的。6、倒圓和倒角（1）固定和可變的半徑倒圓；（2）能夠倒角任一邊緣；（3）設(shè)計的徒峭邊緣倒圓不適合完全的倒圓半徑但仍然需要倒圓。7、高級建模操作（1）輪廓可以被掃描，拉伸或旋轉(zhuǎn)形成實體；（2）高級的挖空體命令在幾秒鐘內(nèi)使實體變成薄壁設(shè)計。如果需要，內(nèi)壁拓?fù)鋵⒉煌谕獗?；?）對共同的設(shè)計元素的用戶定義特征User- Defined Features。8、自由形狀建模 (Free Form Modeling)（1）自由形狀構(gòu)造功能強(qiáng)大的構(gòu)造方法組直紋，掃描，過曲線，網(wǎng)格曲面，點，偏置曲面；自由形狀可以定義以光順通過多于外形；定義外

14、形尖形拐角并可以包含不同數(shù)量的曲線, 外形可以由線框, 實體邊緣, 或也可以是草圖, 結(jié)果是參數(shù)化的自由形狀；二次錐曲面與圓角；固定與可變半徑圓角曲面。（2）操縱自由形狀可以編輯定義的參數(shù)；數(shù)學(xué)參數(shù)(如rho或公差) 及構(gòu)造幾何體可以重定義；通過下列任一方式直接操縱自由形狀控制多邊形、改變曲面階數(shù)、曲面上點、邊緣。二、UG的CAM功能一般認(rèn)為UGII是業(yè)界中比較有代表性的數(shù)控軟件。UG/CAM提供了一整套從鉆孔、線切割到5軸銑削的單一加工解決方案。在加工過程中的模型、加工工藝、優(yōu)化和刀具管理上，都可以與主模型設(shè)計相聯(lián)接，始終保持最高的生產(chǎn)效率。把UG擴(kuò)展的客戶化定制的能力和過程捕捉的能力相結(jié)合

15、，您就可以一次性地得到正確的加工方案。UG-CAM由五個模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。1、交互工藝參數(shù)輸入模塊通過人機(jī)交互的方式，用對話框和過程向?qū)У男问捷斎氲毒摺A具、編程原點、毛坯、零件等工藝參數(shù)。2、刀具軌跡生成模塊 UG/Toolpath Generator UG-CAM最具特點的是其功能強(qiáng)大的刀具軌跡生成方法。包括車削、銑削、線切割等完善的加工方法。3、刀具軌跡編輯模塊UG/Graphical Tool Path Editor刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運動軌跡，并提供延伸、縮短或修改刀具軌跡的功能。同時，

16、能夠通過控制圖形的和文本的信息去編輯刀軌。因此，當(dāng)要求對生成的刀具軌跡進(jìn)行修改，或當(dāng)要求顯示刀具軌跡和使用動畫功能顯示時，都需要刀具軌跡編輯器。動畫功能可選擇顯示刀具軌跡的特定段或整個刀具軌跡。附加的特征能夠用圖形方式修剪局部刀具軌跡，以避免刀具與定位件、壓板等的干涉，并檢查過切情況。4、三維加工動態(tài)仿真模塊UG/VerifyUG/Verify交互地仿真檢驗和顯示NC刀具軌跡，它是一個無需利用機(jī)床，成本低，高效率的測試NC加工應(yīng)用的方法。UG/Verify使用UG /CAM定義的BLANK作為初始的毛坯形狀，顯示NC刀軌的材料移去過程，檢驗包括錯誤如刀具和零件碰撞曲面切削或過切和過多材料。最后

17、在顯示屏幕上的建立一個完成零件的著色模型，用戶可以把仿真切削后的零件與CAD的零件模型比較，因而他們可以方便地看到，什么地方出現(xiàn)了不正確的加工情況。5、后置處理模塊UG/PostprocessingUG/Postprocessing包括一個通用的后置處理器，使用戶能夠方便地建立用戶定制的后置處理。通過使用加工數(shù)據(jù)文件生成器 (MDFG),一系列交互選項提示用戶選擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括：控制器和機(jī)床特征、線性和園弧插補(bǔ)、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)、臥式或立式車床、加工中心等等。這些易于使用的對話框允許為各種鉆床、多軸銑床、車床、電火花線切割機(jī)床生成后置處理器。后置處理器的執(zhí)行可以直接通過Unigr

18、aphics或通過操作系統(tǒng)來完成。1.4 本論文研究的主要內(nèi)容及意義本論文根據(jù)零件圖要求，基于UG NX軟件，詳細(xì)闡述了產(chǎn)品造型設(shè)計的過程，模擬加工的方法與步驟。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。1.5UG NX 8.0操 作 環(huán) 境1.5.1 操作界面1UG NX 8.0的啟動啟動UG NX 8.0有以下3種方法。l 雙擊桌面上的快捷方式圖標(biāo)。l 選擇【開始】/【程序】/Siemens NX 8.0/NX 8.0命令。l 在UG NX 8.0安裝目錄的UGII子目錄下雙擊ugraf.ex

19、e 圖標(biāo)。UG NX 8.0中文版的啟動畫面如圖1.1所示。圖1.1 UG NX 8.0中文版的啟動畫面2UG NX 8.0的工作界面單擊圖1.1中【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄上的按鈕，打開【新建】對話框，選擇【模型】選項卡，設(shè)置【單位】為【毫米】，在合適的目錄下新建一個prt文件，如圖1.2所示。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入基本環(huán)境模塊。圖1.2 【新建】對話框單擊【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄上的按鈕右側(cè)的下拉按鈕，打開UG NX 8.0的各個應(yīng)用模塊，如圖1.3所示，選擇相關(guān)應(yīng)用模塊即可進(jìn)入該模塊。圖1.3 UG NX 8.0應(yīng)用模塊學(xué)習(xí)和使用UG NX 8.0軟件一般都從建模模塊開始，下面就通過建模模塊的工作界面來介紹U

20、G NX 8.0主工作界面的組成。選擇【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄中的【開始】/【所有應(yīng)用模塊】/【建模】命令，系統(tǒng)進(jìn)入建模模塊，其工作界面如圖1.4所示。該工作界面主要包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、提示欄、狀態(tài)欄、部件導(dǎo)航器、坐標(biāo)系和繪圖工作區(qū)8個部分。圖1.4 建模模塊的工作界面（1）標(biāo)題欄用于顯示軟件名稱、版本號、當(dāng)前模塊、當(dāng)前工作部件文件名和修改狀態(tài)等信息。（2）菜單欄菜單欄包含了UG NX 8.0的主要功能，系統(tǒng)將所有的命令和設(shè)計選項都放在不同的下拉菜單中。單擊任一菜單即可彈出其下拉菜單，如圖1.5所示。圖1.5 【插入】下拉菜單從圖1.4可以看出，UG NX 8.0的菜單欄包括【文件】、【編輯】、

21、【視圖】、【插入】、【格式】、【工具】、【裝配】、【信息】、【分析】、【首選項】、【窗口】、【GC工具箱】和【幫助】13個菜單項。（3）狀態(tài)欄用于顯示系統(tǒng)或圖元的狀態(tài)，如顯示命令結(jié)束的信息等。（4）提示欄顯示用戶下一步應(yīng)該進(jìn)行的操作。提示：操作時要隨時留意提示欄的相關(guān)信息，以確保下一步的操作順利和正確。（5）坐標(biāo)系UG中的坐標(biāo)系分兩種，即工作坐標(biāo)系（WCS）和絕對坐標(biāo)系（ACS）。其中工作坐標(biāo)系是建模時直接應(yīng)用的坐標(biāo)系，通過運用旋轉(zhuǎn)、移動等命令來變換工作平面，便于繪制圖形和實體建模。（6）繪圖工作區(qū)用于繪圖、建模和顯示相關(guān)對象的區(qū)域。（7）部件導(dǎo)航器顯示建模的先后順序和父子關(guān)系，在相應(yīng)的項目上

22、右擊，可進(jìn)行打開、復(fù)制等快速 操作。（8）工具欄把各個菜單轉(zhuǎn)化為圖標(biāo)形式，各圖標(biāo)以圖形方式形象地表示出命令的功能，方便用戶使用。常用的工具欄近20種，這里列出其中的8 種。l 【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄如圖1.6所示。圖1.6【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄l 【視圖】工具欄如圖1.7所示。圖1.7【視圖】工具欄l 【應(yīng)用模塊】工具欄如圖1.8所示。圖1.8【應(yīng)用模塊】工具欄l 【曲線】工具欄如圖1.9所示。圖1.9 【曲線】工具欄l 【編輯曲線】工具欄如圖1.10所示。圖1.10 【編輯曲線】工具欄l 【曲面】工具欄如圖1.11所示。圖1.11 【曲面】工具欄l 【特征】工具欄如圖1.12所示。圖1.12 【特征】工具欄

23、l 【編輯特征】工具欄如圖1.13所示。圖1.13 【編輯特征】工具欄1.5.2 系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)設(shè)置1系統(tǒng)環(huán)境變量的設(shè)置在Windows XP中，軟件系統(tǒng)的工作路徑是由系統(tǒng)注冊表和環(huán)境變量來設(shè)置的。UG NX 8.0安裝后會自動建立一些系統(tǒng)環(huán)境變量，如UGII_BASE_DIR、UGII_LANG、UG_ROOT_DIR、UGII_LICENSE等。下面通過任務(wù)實例來介紹添加或者改變環(huán)境變量的方法。中、英文界面切換試完成中、英文界面切換的操作。任務(wù)分析通過中、英文界面切換的操作實例來介紹環(huán)境變量設(shè)置的方法。相關(guān)知識【系統(tǒng)屬性】對話框；設(shè)置環(huán)境變量；系統(tǒng)變量的編輯。任務(wù)實施 STEP 1 右擊桌面

24、上的【我的電腦】圖標(biāo)，在彈出的快捷菜單中選擇【屬性】命令，彈出【系統(tǒng)屬性】對話框，如圖1.14所示。 STEP 2 選擇【高級】選項卡，單擊【環(huán)境變量】按鈕，彈出【環(huán)境變量】對話框，如圖1.15所示。 STEP 3 在【系統(tǒng)變量】列表框中選擇UGII_LANG選項，然后單擊【編輯】按鈕，彈出【編輯系統(tǒng)變量】對話框，如圖1.16所示。在【變量值】文本框中輸入simple_chinese（中文）或simple_english（英文），單擊【確定】按鈕。圖1.14 【系統(tǒng)屬性】對話框圖1.15 【環(huán)境變量】對話框圖1.16 【編輯系統(tǒng)變量】對話框 STEP 4 重啟UG，即可實現(xiàn)中、英文界面的切換。

25、任務(wù)總結(jié)利用環(huán)境變量的設(shè)置完成中、英文界面切換的操作。2系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置在UG NX 8.0環(huán)境中，大多數(shù)的操作參數(shù)都有默認(rèn)值，如尺寸單位、尺寸的標(biāo)注方式、字體大小、對象的顏色等。參數(shù)的默認(rèn)值保存在默認(rèn)參數(shù)設(shè)置文件中，當(dāng)啟動UG時會自動調(diào)用。用戶可根據(jù)自己的習(xí)慣預(yù)先修改默認(rèn)參數(shù)的默認(rèn)值，以提高設(shè)計效率。在菜單欄中選擇【文件】/【實用工具】/【用戶默認(rèn)設(shè)置】命令，彈出【用戶默認(rèn)設(shè)置】對話框，如圖1.17所示。在該對話框中可以查找所需默認(rèn)設(shè)置的作用域和版本、把默認(rèn)參數(shù)以電子表格的格式輸出、升級舊版本的默認(rèn)設(shè)置等。（1）查找默認(rèn)設(shè)置在如圖1.17所示的對話框中單擊圖標(biāo)，彈出【查找默認(rèn)設(shè)置】對話框，如圖

26、1.18所示。在【輸入與默認(rèn)設(shè)置關(guān)聯(lián)的字符】的文本框中輸入要查找的默認(rèn)設(shè)置，單擊【查找】按鈕，則在【找到的默認(rèn)設(shè)置】列表框中列出其作用域、版本、類型等。圖1.17 【用戶默認(rèn)設(shè)置】對話框圖1.18 【查找默認(rèn)設(shè)置】對話框（2）管理當(dāng)前設(shè)置在如圖1.17所示的對話框中單擊圖標(biāo)，彈出【管理當(dāng)前設(shè)置】對話框，如圖1.19所示。在該對話框中可以實現(xiàn)對默認(rèn)設(shè)置的新建、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出和電子表格輸出等。將默認(rèn)值數(shù)據(jù)以電子表格輸出圖1.19【管理當(dāng)前設(shè)置】對話框3背景顏色的設(shè)置系統(tǒng)默認(rèn)的工作界面背景顏色為藍(lán)色過渡色，實際使用過程中，用戶可根據(jù)需要對背景顏色進(jìn)行修改。選擇主菜單中的【首選項】/【背景】命令，彈

27、出【編輯背景】對話框，如圖1.20所示。圖1.20 【編輯背景】對話框在【著色視圖】和【線框視圖】的選項組中進(jìn)行如下設(shè)置。（1）選中【純色】單選按鈕，背景將為單色顯示。單擊【普通顏色】對應(yīng)的顏色按鈕，可以選擇相應(yīng)的單一背景色。（2）選中【漸變】單選按鈕，再選擇俯視圖、仰視圖對應(yīng)的顏色按鈕，背景顏色將從俯視圖顏色過渡到仰視圖顏色。（3）單擊【默認(rèn)漸變顏色】按鈕，系統(tǒng)將恢復(fù)為藍(lán)色過渡色的顏色2 零件的三維造型設(shè)計2.1 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2-1所示為零件圖，該零件由一個長104直徑48的園柱體，在此基體去除材料得到我們所需要的工件。圖2-1 工程圖紙二、造型思路1、首先繪

28、制旋轉(zhuǎn)體2、添加軸”拋物線”曲面特征3、添加軸”螺紋”特征22 三維造型設(shè)計步驟一、新建模型文檔打開軟件Unigraphics NX8.0 ,點擊新建圖標(biāo)，彈出如圖2-2所示新建對話框，在名稱空白中輸入 model1.prt ,選擇存儲文件夾，點擊確定進(jìn)入UG建模界面。接下來就可以開始零件的三維造型。圖 2-2 UG“新建”窗口二、繪制旋轉(zhuǎn)體 單擊“特征”工具欄中的 圖標(biāo)，彈出“回轉(zhuǎn)”對話框，然后選擇在草圖中繪制的圖形，如圖2-3所示。在極限面板中選擇合適的旋轉(zhuǎn)矢量和旋轉(zhuǎn)點，然后點擊確定，如圖2-4所示,將得到軸的主體特征。圖2-3 草圖圖2-4 回轉(zhuǎn)對話框 三、添加軸”拋物線”曲面特征1 選

29、擇”插入”下拉菜單中”曲線”中的拋物線,彈出”點”對話框,如圖2-4所示,并參見圖2-1,輸入YC為:29.5點擊”確定”后彈出拋”物線對”話框,圖2-6,輸入數(shù)據(jù),點擊”確定”.得到局部的拋物線,如圖2-7所示 圖2-5 圓柱凹槽的草圖 圖2-6 凹槽拉伸求差圖2-72 選擇”編輯”下拉菜單中”曲線”中的長度,延長曲線長度,得到圖2-8,點擊”確定”圖2-8 3 選擇”插入”下拉菜單中”曲線”中,選擇拋物線兩個端點,圖2-9,點擊”取消” 圖2-94 單擊“特征”工具欄中的 圖標(biāo).彈出”回轉(zhuǎn)”對話框,圖2-9,選擇拋物線及基本曲線,并選擇合適的矢量和點.利用布爾運算”求差”,得到軸的拋物線曲

30、面,如圖2-11圖2-10 圖2-11四、添加軸”螺紋”特征添加軸”螺紋”特征單擊“特征”工具欄中的 圖標(biāo).彈出”螺紋”對話框,可以選擇符號和詳細(xì)兩種表達(dá)類型,為了視覺真實敢,選擇詳細(xì)類型 圖2-12 最終建3 基于UG的數(shù)控模擬加工3.1 CAM編程的一般步驟零件模型加工模塊指定加工環(huán)境分析/生成輔助幾何生成/修改“父”組程序次序加工刀具幾何體加工方法生成/修改操作產(chǎn)生刀具路徑校核后處理3.2 工藝方案分析此工件在數(shù)控車床加工分析可以得到以下幾點：一， 毛料選擇，選則1.5倍長工件進(jìn)行加工，略大于工件直徑二， 數(shù)控車床選擇，由于工件兩端都有深孔，所以數(shù)控車床需有輔助的主軸系統(tǒng)，以達(dá)到加工效果

31、，變成UG系統(tǒng)并不能達(dá)到主軸與輔助主軸的編程，需要在實地加工針對數(shù)控系統(tǒng)做響應(yīng)的調(diào)整針對零件圖樣要求給出加工工序為：1、車外圓2、切槽3、車螺紋4、鉆孔5、擴(kuò)孔6、掉頭裝夾或用輔助主軸裝夾7、鉆孔8、擴(kuò)孔3.2.1 刀具的選擇1、T101 外圓車刀用35度的菱形刀片2、T202 割刀，切槽3、T303 螺紋刀，車螺紋4、T505 16鉆頭5、T606 擴(kuò)孔3.2.2 切削參數(shù)的選擇各工序刀具的切削參數(shù)見表 序號加工面刀具號刀具類型主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度Mm/min刀具補(bǔ)償號長度半徑1車外圓T10135度的菱形刀片3500350H0122切槽T202割刀3500350H0213車螺紋T303

32、螺紋刀2000.75mm/r4鉆16孔T50516鉆頭60050H0225擴(kuò)孔T606內(nèi)圓車刀3500350H0223.3 創(chuàng)建坐標(biāo)系對于數(shù)控編程來說，坐標(biāo)系是非常重要的，它是編程加工的基礎(chǔ)，也是編程加工是否成功的基礎(chǔ)！ 對于此次編程，建立坐標(biāo)系步驟如下：點擊，在資源導(dǎo)航器中的工序?qū)Ш狡鲿霈F(xiàn)，雙擊它，會彈出，選擇編輯如圖：3.4 創(chuàng)建毛坯雙擊，彈出 ，點擊，彈出，選擇部件后，點擊確定.點擊圖標(biāo)，彈出，在“類型”選項面板的下拉菜單中選擇“包容圓柱體”，軟件自動生成毛坯形狀，點擊確定。3.5 創(chuàng)建刀具單擊，彈出，如果類型中不是如圖中那樣，可以在下拉菜單中做相應(yīng)選擇，直至如圖所示！單擊相應(yīng)的圖標(biāo)，

33、建立上文提到所需的車刀或者鉆頭，以T101 外圓車刀用35度的菱形刀片建立為例：單擊，單擊，彈出，在相應(yīng)的位置輸入數(shù)字建立刀具，可以在繪圖區(qū)域預(yù)覽刀具形狀和刀尖的位置。如此重復(fù)建立所需的刀具或鉆頭3.6 創(chuàng)建程序需要指出的是，此處的創(chuàng)建程序并不是真正意義上的我們所需的程序，而是創(chuàng)建程序組，以便我們合理安排程序工藝順序和管理程序單擊，彈出，可以在名稱欄中輸入非中文名稱，單擊，多次重復(fù)，建立多個程序組，可以單擊，在工序?qū)Ш狡髦芯涂梢钥吹浇⒌某绦蚪M了3.7 創(chuàng)建程序單擊，彈出，這才是我們所需的程序。在這里需要了解以下幾點：一，對中的選項就是我們建立CNC程序的基礎(chǔ)，此處之前已經(jīng)做了簡單的說明和操作

34、二中填寫的是程序名稱，系統(tǒng)會自動生成默認(rèn)的名字，當(dāng)然也可以自定義，但須是英文格式三，是系統(tǒng)默認(rèn)建立工序子類型，它們幾乎包含了所有數(shù)控車加工的所有類型簡單分析工件可以得知，我們只需要工序子類型中幾個就可以完成此工件的加工，以實際加工工藝順序列舉如下：（由于篇幅限制，只對所需工序子類型逐一列舉，并未對加工數(shù)據(jù)填寫或修改）（1）粗車OD，單擊后彈出再根據(jù)實際需要填寫響應(yīng)數(shù)據(jù)或者選擇選項，完成粗加工外圓（2）精車OD，單擊后彈出再根據(jù)實際需要填寫響應(yīng)數(shù)據(jù)或者選擇選項，完成精加工外圓（3）外徑開槽，單擊后彈出（4）螺紋OD，單擊后彈出（5）中心線鉆孔，單擊后彈出（6）在內(nèi)徑開槽，單擊后彈出（8）精鏜ID

35、，單擊后彈出在不同程序組建立以下步驟（7）中心線鉆孔，單擊后彈出（8）精鏜ID，單擊后彈出建立以上步驟后，最終的到下圖3.8 后處理如果說CNC編程是萬里長征的話，那到此處前我們所做的僅僅是第一步。后處理才是重中之重，如果沒有后處理，我們以前做的都是無用功。 后處理就是把UG語言轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)語言即我們長說的NC文件 由于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的不同，后處理出來的NC文件不盡相同，但包含主體部分NC代碼（數(shù)控系統(tǒng)通用代碼）是系統(tǒng)的3.9 CN文件主體代碼 （一） 第一裝夾T101 G98 F100 M03 S500G00 X50 Z50 Z2G73 U9 R9 G73 P1 Q2 U1 W0.5N1 G00 X23 (Z2) G01 X30 Z-1.5 Z-23.5 X59-2*SQRT165 #