基于UG的機(jī)械零件的三維建模與加工

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于UG的機(jī)械零件的三維建模與加工姓 名 所在系部 機(jī)械系 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 基于UG的機(jī)械零件的三維建模與加工 1.UG 5.0軟件簡(jiǎn)介 1.1 UG 簡(jiǎn)介 Unigraphics Solutions 公司（簡(jiǎn)稱UGS） 是全球著名的MCAD供應(yīng)商，主要為汽車與交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)的領(lǐng)域通過氣虛擬產(chǎn)品開發(fā)（VPD）的理念提供多極化、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。氣主要的CAD產(chǎn)品是UG。 UG是集CAD/CAE/CAM于一體的三位參數(shù)化軟件，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)用與航空

2、、航天、汽車、造船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。 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)、分析道制造應(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)體建模和興Parasolid在內(nèi)的全線產(chǎn)品。UG的發(fā)展歷史可以追溯到1960年，以下是UG軟件的發(fā)展歷史： （1）1960年：McDonnell Douglas Automation公司成立。 （2）1976年：收購Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的開發(fā)商United Co

3、mputer公司，Unigraphics雛形產(chǎn)品問世。 （3）1983年：Unigraphics進(jìn)入市場(chǎng)。 （4）1986年：Unigraphics吸取了業(yè)界領(lǐng)先的、為實(shí)踐所證實(shí)的實(shí)體建模核心Parasolid的部分功能。 （5）1989年：Unigraphics宣布支持UNIX平臺(tái)以及開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將一個(gè)新的與STEP標(biāo)準(zhǔn)兼容的三維實(shí)體建模核心Paeasolid引入U(xiǎn)nigraphics。 （6）1990年：Unigraphics作為McDonnell Douglas的機(jī)械CAD/CAM/CAE的標(biāo)準(zhǔn)。 （7）1991年： Unigraphics開始了從CADAM大型機(jī)版本到工作站版本的移

4、植。 （8）1993年：Unigraphics引入復(fù)合建模的概念，可將實(shí)體建模、曲面建?！烤€框建模、半?yún)?shù)化以及參數(shù)化建模融為一體。 （9）1995年： Unigraphics首次發(fā)布Windows NT版本。 （10）1996年： Unigraphics發(fā)布了能夠自動(dòng)進(jìn)行干涉檢查的高級(jí)裝配功能模塊、最先進(jìn)的CAM模塊以及有A累曲面造型能力的工業(yè)造型模塊；他在全球迅猛發(fā)展，占領(lǐng)了巨大的市場(chǎng)份額，已成為高端、中端及商業(yè)CAD/CAM/CAE應(yīng)用開發(fā)的常用軟件。 （11）1997年： Unigraphics新增了包括WAVE在內(nèi)的一系列工業(yè)領(lǐng)先的新功能，WAVE這一功能可以定義，控制盒評(píng)估產(chǎn)品模塊

5、；被認(rèn)為是在未來五年中業(yè)界最有影響的新技術(shù)。 （12）2000年： 發(fā)布新版本UGV17。新版本的發(fā)布，使UGS成為工業(yè)界第一個(gè)可裝載包含深層嵌入“基于工程知識(shí)”（KBE）語言的世界級(jí)MCAD軟件產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。利用UGV17，制造業(yè)公司在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以通過一個(gè)叫做“KnowledgeDrivenAutomation”（KDA）的處理技術(shù)來獲取專業(yè)知識(shí)。 （2001）年：發(fā)布新版本UGV18，新版本中對(duì)舊版本中對(duì)話框做了大量的調(diào)整，使在更少的對(duì)話框中完成更多的工作從而使設(shè)計(jì)更加快捷。 自從UG出現(xiàn)以后，在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療機(jī)械以及其他高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和莫及加工自

6、動(dòng)化的市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實(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。 另外，YG軟件在航空領(lǐng)域也有橫好的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90%以上的市場(chǎng)；在北美汽輪機(jī)市場(chǎng)，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也占有領(lǐng)先地位。 （14）2002年2007年間陸續(xù)發(fā)布新版本UGNX1.0UGNX2.0UNGX3.0UGNX4.0UGNX5.0，主要增加了注塑模具設(shè)計(jì)、級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)、汽車車身

7、覆蓋件設(shè)計(jì)與分析等的功能模塊，是設(shè)計(jì)范圍更加廣泛，涉及功能更加強(qiáng)大。 同時(shí)，UGS公司的產(chǎn)品還遍布通用機(jī)械，醫(yī)療機(jī)械，電子，高技術(shù)以及日用消費(fèi)品等行業(yè)。 UG進(jìn)入中國以后，其在中國的業(yè)務(wù)有了很大的發(fā)展，中國已成為其在遠(yuǎn)東區(qū)業(yè)務(wù)增長最快的國家。 1.2 UG軟件特點(diǎn) Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個(gè)基于過程的產(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。UG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)，再面向驅(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)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效的實(shí)現(xiàn)了并行工程。U

8、G軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和生產(chǎn)工程圖等設(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。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/open GRIP、UG/open APE,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)。具體來說，該軟件具有以下特點(diǎn)： （1） 具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等各種模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實(shí)施并行工程。（2） 采用復(fù)合建模技術(shù)，可將實(shí)體建模、區(qū)面積按摩、現(xiàn)況建模、顯示幾何建模與

9、參數(shù)化建模融為一體。（3） 用基于特征（如孔、凸臺(tái)、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實(shí)體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似與工程是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦法，并能用參數(shù)驅(qū)動(dòng)。（4） 曲面設(shè)計(jì)采用非均勻有理B樣條作基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車外形設(shè)計(jì)、汽機(jī)輪葉片設(shè)計(jì)等復(fù)雜曲面造型。（5） 出圖功能強(qiáng)，可十分方便地從三維實(shí)體模型直接生成二維工程圖。能按ISO標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說明等。并能直接對(duì)實(shí)體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測(cè)圖挖切生成各種剖視圖，增強(qiáng)了繪制工程圖的實(shí)用性。（6） 以Parasolid為實(shí)體建模核心，實(shí)體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名CAD/CAM/CAE軟件均以此作

10、為實(shí)體造型基礎(chǔ)。（7） 提供了界面良好的二次開發(fā)工具GIP，并能通過高級(jí)語言接口，使UG得圖形功能與高級(jí)語言的計(jì)算功能緊密結(jié)合起來。（8） 具有良好的用戶界面，絕大多歲功能都可通過圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)：進(jìn)行對(duì)象操作時(shí)，具有自動(dòng)推理功能；同時(shí)，在每個(gè)操作步驟中，都有相應(yīng)的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。 1.3 UG軟件功能模塊 UG的各項(xiàng)功能是依靠其各個(gè)工能模塊來實(shí)現(xiàn)的，下面按照CADCAECAM的順序進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 1.CAD模塊1） UG/Gateway （入口）提供一個(gè)Unigraphics基礎(chǔ)，UG/Gateway在一個(gè)易于使用的基于Motif環(huán)境中形成連接所有UG模塊的底層結(jié)構(gòu)，它支持關(guān)鍵操作

11、，包括打開已存的UG部件文件，建立新的部件文件，繪制工程圖和屏幕布局以及讀入和寫出CGM等，也提供層控制，視圖定義和屏幕布局，對(duì)象信息和分析，顯示控制，存取“幫助”系統(tǒng)，隱藏/再現(xiàn)對(duì)象、試題和曲面模型得著色。2） UG/Solid Modeling（實(shí)體建模）提供業(yè)界最強(qiáng)的復(fù)合建模功能，UG/Solid Modeling無縫集成及預(yù)約數(shù)的特征建模和顯示幾何建模，用戶可以取得集成于一個(gè)高級(jí)的基于特征環(huán)境內(nèi)的傳統(tǒng)實(shí)體，曲線和線框建模的功能。3） UG/Features Modieling （特征建模）這個(gè)模塊提高了表達(dá)式的級(jí)別，因而設(shè)計(jì)可以在工程特征的意義中來定義，提供對(duì)建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支

12、持。4） UG/Freeform Modeling （自由形狀建模）是的能夠進(jìn)行伏在自由性狀的設(shè)計(jì)如機(jī)翼和進(jìn)氣道，以及工業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，UG/Freeform Modeling建模形成對(duì)合并試題和曲面建模技術(shù)到單個(gè)強(qiáng)大功能的工具集的基礎(chǔ)。5） UG/User-Defined Features （用戶定義的特征）這個(gè)模塊提供一種交互方法，為了易于恢復(fù)和編輯、使用用戶定義特征的概念去捕捉和存貯部件家族，模塊包括一個(gè)以存參數(shù)化實(shí)體模型，它是利用標(biāo)準(zhǔn)Unigraphics工具創(chuàng)建的，定義特征變量，建立參數(shù)間關(guān)系，設(shè)置默認(rèn)值等。6） UG/Drafting （制圖）UG/Drafting 使任一設(shè)計(jì)師，工

13、程師或者制圖員能夠以實(shí)體模型區(qū)繪制產(chǎn)品的工程圖，基于Unigraphics的復(fù)合建模技術(shù)，UG/Drafting建立與幾何模型相關(guān)的尺寸，確保在一模型改變時(shí)，圖將被更新，減少圖更新所用的時(shí)間。7） UG/Assembly Modeling（裝配建模）提供一個(gè)并行的自頂向下的產(chǎn)品開發(fā)方法，UG/Assembly Modeling的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計(jì)和編輯，組建被靈活地配對(duì)或定位，并且是相關(guān)的改進(jìn)了性能和減少存儲(chǔ)的需求。8） UG/Advancd Assemblies（高級(jí)裝配）組和高速渲染和間隙分析，UG/Advancd Assemblies提供數(shù)據(jù)裝載控制，它允許用戶過濾裝配結(jié)構(gòu)

14、，UG/Advancd Assemblies管理，共享和評(píng)估數(shù)字化模型以獲得對(duì)復(fù)化產(chǎn)品布局的全數(shù)字的實(shí)物模型布局。9） UG/PhotoUG/Photo通過高級(jí)的圖形工具，可視地曾強(qiáng)CAD模型，包括可選項(xiàng)的質(zhì)量級(jí)別，視圖著色，裝配著色，動(dòng)畫，正交的和透視的視圖。10） UG/FAST該模塊提供在Unigraphics 3D實(shí)體格式中定義的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件庫系統(tǒng)，它通過一個(gè)直觀的圖形界面方便地存取，庫系統(tǒng)提供綜合的3D標(biāo)準(zhǔn)庫見，ISO緊固件，ANSI緊固件，DIN緊固件，DIN軸承，DIN鋼結(jié)構(gòu)和為專門客戶化信息的一個(gè)UG/FAST用戶化工具組。11） UG/WAVE Control（控制）Unig

15、raphics的WAVE技術(shù)提供一個(gè)產(chǎn)品文件夾工程的平臺(tái)，這個(gè)允許概念與詳細(xì)設(shè)計(jì)的改變，傳遞到整個(gè)產(chǎn)品，而維持設(shè)計(jì)的完整性和意圖，在這個(gè)平臺(tái)上構(gòu)造，創(chuàng)新的WAVE工程過程能夠?qū)崿F(xiàn)高一級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的定度，控制和評(píng)估。12） UG/Geometric Toleraneing（幾何公差）該模塊提供尺寸標(biāo)注工程和改變分析的基礎(chǔ)，它是的能夠?qū)崿F(xiàn)幾何公差規(guī)定的只能定義。 2. CAE模塊1） UG/FEA （有限元分析）UG/FEA是一個(gè)與UG/Secnario for FEA 前處理和后處理功能緊密集成的有限元解算器，這些產(chǎn)品結(jié)合在一起為Unigraphics環(huán)境內(nèi)的建模與分析提供一個(gè)完整的解，UG/FE

16、A是基于世界領(lǐng)先的FEA程序MSC/NASTRAN，它不僅僅在過去的30年為有限元的精度和可靠性建立了標(biāo)準(zhǔn)，而且也在今天的動(dòng)態(tài)產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中繼續(xù)證明它的精度和有效性，MSC/NASTRAN通過恒定地發(fā)展結(jié)構(gòu)分析的最新分析功能和算法的有點(diǎn)，保持領(lǐng)先的FEA程序。2） UG/Mechainism（機(jī)構(gòu)）UG/Mechainism直接在Unigraphics內(nèi)方便地進(jìn)行模擬的任一實(shí)際二維或三維機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和設(shè)計(jì)仿真，用最小距離，干涉檢測(cè)和跟蹤軌跡包絡(luò)選項(xiàng)，可以執(zhí)行各種打包研究，一種獨(dú)特的交互運(yùn)動(dòng)學(xué)方式，允許同時(shí)控制最多五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，用戶可以分析反作用力，圖示最終位移，速度和加速度，反作用

17、力可以輸入到FEA的輪廓，UG/Mechainism使用嵌入式的來自機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)公司的ADAMS/Kinematics解算器，并對(duì)于更復(fù)雜的應(yīng)用，可以為ADAMS/Sollver,MDI的完全的動(dòng)力學(xué)的解算器，建立一個(gè)輸入文件。3. CAM模塊 1）UG/CAM Base （基礎(chǔ)）提供一個(gè)基于Motif環(huán)境中連接所有共同功能加工的模塊的基礎(chǔ)，這個(gè)基礎(chǔ)模塊允許用戶通過觀察刀具的移動(dòng)，圖形的編輯刀軌和執(zhí)行圖形的改變。2） UG/Postprocessing（后處理）使用戶能夠在世界主要有效地NC機(jī)床上方便接地構(gòu)造他們自己的后置處理器，包括銑，車，和線切割EDM等。3） UG/Lathe（車）提供為高

18、質(zhì)量生產(chǎn)車削零件需要的所有能力，UG/Lathe為了自動(dòng)的更新，在零件幾何體與導(dǎo)軌間是全相關(guān)的。4） UG/Core&Cavity Milling（芯和型腔銑）Core&Cavity Milling模塊在加工模具和沖模中時(shí)特別有用的，這些在汽車和消費(fèi)產(chǎn)品工業(yè)中時(shí)共同的，5） UG/Fixed-Axis Milling （固定軸銑）這個(gè)模塊為產(chǎn)生3軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌提供完全和綜合工具，實(shí)際上建模的任一曲面或?qū)嶓w都可以被加工，他有很強(qiáng)的功能方法。6） UG/Flow Cut （通流切削）UG/Flow Cut 處理器提供獨(dú)特的在半精加工操作中時(shí)間的節(jié)省，這個(gè)模塊與UG/Fixed-Axis

19、 Milling 一塊工作，分析一個(gè)零件的表面和檢測(cè)所有雙一相切零件。7） UG/Variable Axis Milling （可變軸銑）這個(gè)模塊支持在任Unigraphics曲面上的固定和多軸洗功能，完全的3軸到6軸輪廓運(yùn)動(dòng)，刀具方位和全面粗糙度質(zhì)量可以規(guī)定，利用曲面參數(shù)，投射到軌道曲面上和用任一曲線或點(diǎn)可以控制刀軌。8） UG/Sequential Milling （順序銑)這個(gè)模塊在用戶要求刀軌創(chuàng)建的每一步上完全進(jìn)行控制的加工情況是有效的。UG/Sequential Milling 是完全相關(guān)的，它關(guān)注以前類似APT系統(tǒng)處理的市場(chǎng)，但是在一更高的生產(chǎn)效率方式中工作。9） UG/Wire

20、EDM （線切割）方便地在2軸和4軸方式中切削零件，UG/Wire EDM 支持線框或?qū)嶓w的UG模型，在編輯和模型更新中，所有操作是相關(guān)的，多種類型的線切割操作是有效地，也支持允許粘結(jié)線停止的軌跡和使用各種線尺寸和功率設(shè)置。10） Nurbs （B-樣條）軌跡生成器Nurbs （B-樣條）軌跡生成器允許從UG NC處理器直接生成基于Nurbs的刀軌，從UGSolid模型直接生成的新刀軌，使產(chǎn)生的零件有較高的精度和極低的粗糙度。4. 其他模塊除了以上的常用模塊外，UG還有其他的一些功能模塊。如用于鈑金設(shè)計(jì)的鈑金模塊、用于管路設(shè)計(jì)的管道與布線模塊、供用戶進(jìn)行二次開發(fā)的，由UG/Open GRIP、

21、UG/Open API和UG/Open+組成的UG開發(fā)模塊。 2. UG實(shí)體建模 2.1 建模參考特征 參考特征包括基準(zhǔn)軸，基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)坐標(biāo)系，一般在特征建模操作和草圖中作為確定位置和方向的輔助工具。參考特征有固定的和相對(duì)的，相對(duì)的參考特征與實(shí)體保持關(guān)聯(lián)。 再創(chuàng)造默寫簡(jiǎn)單實(shí)體和一些形狀較復(fù)雜的不規(guī)則實(shí)體時(shí)，采用系統(tǒng)默認(rèn)的固定的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸作為實(shí)體建模的參考，往往不能有效的創(chuàng)建模型，這時(shí)就需要很好的選擇參考的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸。 2.1.1基準(zhǔn)平面 基準(zhǔn)平面包括固定基準(zhǔn)平面和相對(duì)基準(zhǔn)平面兩大類，相對(duì)基準(zhǔn)平面與實(shí)體某些幾何特征相關(guān)聯(lián)并受其約束。固定集準(zhǔn)平面由坐標(biāo)平面建立，沒有關(guān)聯(lián)約束。 基準(zhǔn)平面

22、用于建立特征的參考平面，在實(shí)體建模中，許多特征的操作都要基于平面才能建立，在一些非平面的尸體上要建立這些特征，就要用到參考平面，如在一些非平面上要進(jìn)行體修剪，建立孔，槽，型腔等特征。 單機(jī)“插入”“基準(zhǔn)點(diǎn)/面”“基準(zhǔn)面”或，系統(tǒng)將彈出基準(zhǔn)平面對(duì)話框，選擇自動(dòng)判斷選項(xiàng)可建立固定的和相對(duì)的基準(zhǔn)平面，也即它包含了此欄中其他所有的建立基準(zhǔn)平面的方式。 （1）建立固定的基準(zhǔn)平面，可以通過基準(zhǔn)平面對(duì)話框中的類型一欄YC-ZC plane、XC-ZC plane、XC-YC plane三個(gè)按鈕以此建立相對(duì)與WCS左邊的YC-ZC、XC-YC、XC-ZC平面建立基準(zhǔn)平面。 在UGNX5.0中，系統(tǒng)默認(rèn)固定的基

23、準(zhǔn)平面為上述通過三個(gè)坐標(biāo)平面建立，類型選項(xiàng)一欄中其他方式建立的基準(zhǔn)平面是否需要關(guān)聯(lián)可通過設(shè)置一欄中的關(guān)聯(lián)選項(xiàng)進(jìn)行選取和取消，也就是說，在選擇其他方式建立基準(zhǔn)平面時(shí)，取消關(guān)聯(lián)操作建立的是固定基準(zhǔn)平面。 （2）建立相對(duì)的基準(zhǔn)平面可選擇類型下拉菜單的其它選項(xiàng)。此事件里的基準(zhǔn)平面與實(shí)際相關(guān)聯(lián)，但須選取關(guān)聯(lián)，否則建立的是固定的基準(zhǔn)面。建立相對(duì)基準(zhǔn)平面的過程中，在實(shí)體之上或其外選取某個(gè)面作為建立該類型的基準(zhǔn)平面的參考面時(shí)，必須滿足該實(shí)體的約束條件，才能建立，否則系統(tǒng)將出現(xiàn)警告或錯(cuò)誤信息。a.與實(shí)體單約束方式建立的基準(zhǔn)平面可選擇類型下拉菜單重點(diǎn)按某一距離，另外可以直接選取某些旋轉(zhuǎn)特征體的表面或軸線，建立與之

24、相切于表面或是過軸線的基準(zhǔn)平面。 ·平面偏置某一距離建立的基準(zhǔn)平面與所選擇的參考面保持水平并成一定距離，仍需選擇一個(gè)參考面。 ·通過旋轉(zhuǎn)體的表面或軸線建立的基準(zhǔn)平面相切于表面或通過軸線，需選取旋轉(zhuǎn)體的表面或軸線。B.與實(shí)體雙約束方式建立的基準(zhǔn)平面可通過類型一欄下拉菜單中其他的選項(xiàng)進(jìn)行建立。 ·兩平行平面間的二等分面：選取Bisector按鈕，建立的二等分面與兩平行平面平行且距離相等，建立過程中需選擇兩個(gè)平行的平面。 ·通過兩直線建立，選賊兩直線按鈕建立，建立過程中需選區(qū)兩平行或者相交的直線。 ·與平面成一角度：選擇成一角度按鈕建立，建立的基準(zhǔn)平

25、面與所選擇的參考面呈一定角度，建立過程中要選擇一個(gè)參考面和旋轉(zhuǎn)的直線。 ·通過曲線：選賊在曲線上按鈕建立，建立的基準(zhǔn)平面與所選擇的曲線和對(duì)象保持一定的位置和某些特定的方向，建立過程中需選擇曲線或?qū)ο蟆?（3）通過設(shè)定平面方程的系數(shù)：選擇系數(shù)按鈕建立，建立過程只需設(shè)定相對(duì)于坐標(biāo)系的平面方程的系數(shù)即可建立，可建立任一平面但平面方程不易確定。2.1.2 基準(zhǔn)軸與基準(zhǔn)平面類似，基準(zhǔn)軸包括固定的基準(zhǔn)軸和相對(duì)的基準(zhǔn)軸，相對(duì)基準(zhǔn)周與實(shí)體某些系和特征相關(guān)并受其約束，固定的基準(zhǔn)平面由坐標(biāo)軸建立，沒有關(guān)聯(lián)約束?；鶞?zhǔn)軸主要用于建立特征時(shí)的輔助線和輔助的參考方向。單擊“插入”“基準(zhǔn)點(diǎn)/面”“基準(zhǔn)軸”按鈕，系

26、統(tǒng)將彈出基準(zhǔn)軸對(duì)話框。對(duì)話框中的自動(dòng)判斷按鈕可以建立固定的和相對(duì)的基準(zhǔn)軸，也即它包含了此欄中其他所有的建立基準(zhǔn)軸的方式。（1） 建立固定的基準(zhǔn)軸，通過類型下拉菜單中的XC軸、YC軸、ZC軸三個(gè)選項(xiàng)以此建立相對(duì)與WCS坐標(biāo)的XC,YC,ZC軸的基準(zhǔn)軸。 在UGNX5.0中系統(tǒng)默認(rèn)固定的基準(zhǔn)軸為上面三個(gè)坐標(biāo)軸建立的，類型一欄中其他方式建立的基準(zhǔn)軸是否需要關(guān)聯(lián)可通過設(shè)置一欄中的關(guān)聯(lián)選項(xiàng)進(jìn)行選取或取消，也就是說，在選擇其他方式建立基準(zhǔn)軸時(shí)，取消關(guān)聯(lián)操作建立的是固定基準(zhǔn)軸。（2）建立相對(duì)的基準(zhǔn)平面可選則類型下拉菜單的其它選項(xiàng)。此時(shí)建立的基準(zhǔn)軸與實(shí)體相關(guān)聯(lián)，但必須取關(guān)聯(lián)，否則建立的是固定的基準(zhǔn)軸。相對(duì)的基

27、準(zhǔn)軸有以下幾種：·交點(diǎn)：通過兩項(xiàng)相交平面的公共點(diǎn)來建立·（曲線或面）軸：通過選取曲線或面自動(dòng)判斷其軸線并作為基準(zhǔn)軸。·在曲線矢量上：通過選取曲線，選擇對(duì)應(yīng)其上的位置和方向來建立基準(zhǔn)軸。·點(diǎn)和方向：通過選取點(diǎn)和方向建立基準(zhǔn)軸·兩點(diǎn)：通過選取兩點(diǎn)建立及基準(zhǔn)軸。2.2 基本體素 基本體素包括方體、圓柱體、圓錐體和球體，它是實(shí)體建模的基礎(chǔ)，合理的選擇基本提速并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)實(shí)體操作，是構(gòu)建復(fù)雜幾何體很關(guān)鍵的一部，能起到正確、簡(jiǎn)化建模的作用。從建模的合理性和參數(shù)化考慮，在一個(gè)部件中基本體素一般作為第一特征出現(xiàn)，避免多次使用基本體素，如基本體素之間的布爾操作

28、能被管道、孔、凸臺(tái)、凸墊等特征操作實(shí)現(xiàn)的。2.2.1 方體創(chuàng)建方體的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“長方體”按鈕，系統(tǒng)將會(huì)彈出長方體對(duì)話框，其創(chuàng)建的方式包括：（邊長，頂點(diǎn)）、（兩點(diǎn)，高度）、（兩對(duì)焦點(diǎn))。UGNX5.0中長方體對(duì)話框中不具有點(diǎn)構(gòu)造器，要在具體某點(diǎn)建立或者某兩點(diǎn)創(chuàng)建長方體可以先單擊“插入”“基準(zhǔn)平面”“點(diǎn)”，打開點(diǎn)構(gòu)造器對(duì)話框來構(gòu)造具體的點(diǎn)，然后建立長方體，系統(tǒng)默認(rèn)的是頂點(diǎn)在原點(diǎn)建立的第一卦限長方體。1（邊長，頂點(diǎn)）此方式建立的長方體是通過選擇一點(diǎn)作為頂點(diǎn)和設(shè)定長方體的各邊數(shù)值來完成的，建立的長方體各邊與相對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸平行，按步驟選則點(diǎn)，設(shè)定長、寬、高數(shù)值。2（兩點(diǎn)，高度）在創(chuàng)建的

29、過程中選定兩點(diǎn)所確定的直線不能與坐標(biāo)軸平行且存在過兩點(diǎn)的某平面與XC-YC平面平行。此方式建立的長方體是通過選擇兩點(diǎn)作為面對(duì)角點(diǎn)，設(shè)定長方體高度來完成的，建立的長方體各邊與相應(yīng)坐標(biāo)軸平行。3（兩對(duì)焦點(diǎn)）在創(chuàng)建過程中選定的兩點(diǎn)所確定的直線不能與坐標(biāo)軸平行且不能存在過兩點(diǎn)的某平面與三坐標(biāo)平行。此方式建立的長方體是通過選擇兩點(diǎn)作為體對(duì)角點(diǎn)來完成的，建立的長方體各邊與相應(yīng)坐標(biāo)軸平行。在創(chuàng)建長方體時(shí)，如果不是第一個(gè)實(shí)體，則要根據(jù)情況選擇布爾操作方式，才選擇布爾操作時(shí)，必需保證兩實(shí)體相交，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。長方體數(shù)值的大小是相對(duì)于WCS的，在利用點(diǎn)構(gòu)造器建立點(diǎn)時(shí)，默認(rèn)的坐標(biāo)也是相對(duì)于WCS的。2.2.2 圓

30、柱體創(chuàng)建圓柱體的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“長方體”，系統(tǒng)將彈出圓柱體對(duì)話框，其創(chuàng)建的方式包括：軸、直徑和高度，圓弧和高度兩種。1. 軸、直徑和高度此方式是利用直徑和高度創(chuàng)建圓柱體，在創(chuàng)建圓柱體中較為常見。選擇此按鈕后，將出現(xiàn)圓柱體對(duì)話框，現(xiàn)則圓柱體的軸線方向，軸線及方向可通過矢量構(gòu)造器進(jìn)行監(jiān)理，然后設(shè)定直徑和高度的數(shù)值，在選定由系統(tǒng)默認(rèn)或是由之前點(diǎn)構(gòu)造器造好的點(diǎn)作為圓柱體底園圓心。如果圓柱體不是系統(tǒng)的第一特征，還需選擇布爾操作選項(xiàng)，實(shí)體建立過程中應(yīng)盡量避免。2 圓弧和高度此方式是利用圓弧和高度來創(chuàng)建圓柱體，選擇此按鈕后將出現(xiàn)對(duì)話框，選擇一段圓弧作為圓柱體底圓半徑，軸線方向可通過系統(tǒng)默認(rèn)的

31、圓弧面的法線方向確定，由反向選項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整，在設(shè)定直徑和高度的數(shù)值，然后選擇適當(dāng)?shù)牟紶栠\(yùn)算方式，單擊確定即可。2.2.3 圓錐創(chuàng)建圓錐的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“圓錐”按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出圓錐對(duì)話框，其創(chuàng)建方式包括：直徑，高度、直徑，半角、底部直徑，高度半角；頂部直徑，高度，半角；兩個(gè)共軸的圓弧。1 直徑，高度此方式是利用底圓與頂圓直徑和高度三個(gè)參數(shù)創(chuàng)建圓錐，選擇直徑，高度按鈕后，將出現(xiàn)矢量構(gòu)造器，選擇好圓錐高度的矢量方向，單擊確定，將出現(xiàn)圓錐參數(shù)對(duì)話框，設(shè)置好參數(shù)確定后，將出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)造器，構(gòu)造底圓原新后，單擊確定即可。如果創(chuàng)建的圓錐與某實(shí)體相交，在構(gòu)造好底圓圓心后，系統(tǒng)會(huì)彈出布爾操作對(duì)話框，進(jìn)

32、行相應(yīng)選擇后，即可建立圓錐，此時(shí)圓錐不是系統(tǒng)的第一特征，在實(shí)體建模中應(yīng)盡量避免。底圓直徑不能小于或等于頂圓直徑；頂圓直徑為零時(shí)生成圓錐；頂圓直徑大于零時(shí)，生成錐臺(tái)。2 直徑，半角此方式是利用底圓與頂圓直徑和半角三個(gè)參數(shù)創(chuàng)建圓錐，高度由三個(gè)參數(shù)確定。選擇直徑，半角按鈕將出現(xiàn)矢量構(gòu)造器，選好圓錐高度的矢量方向，單擊確定，將出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置框，設(shè)置好參數(shù)后，將出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)造器，構(gòu)造底圓圓心后，單擊確定即可建立圓錐。三個(gè)參數(shù)之間具有一定的相互關(guān)系，不能任意設(shè)定，否則在創(chuàng)建圓錐最后步驟中將出現(xiàn)無效的圓錐高度。半角是圓錐軸線與母線的夾角，半角可以使用正值或負(fù)值，取決于底圓直徑和頂圓的大小，如果底圓大，半角應(yīng)設(shè)定為

33、正值，如果底圓小，半角應(yīng)設(shè)為負(fù)值。3. 底部直徑，高度，半角此方式是利用底圓直徑，高度和半角三個(gè)參數(shù)創(chuàng)建圓錐，頂圓直徑可由三個(gè)參數(shù)相互關(guān)系確定，需正確設(shè)定三個(gè)參數(shù)。選則此按鈕將出現(xiàn)矢量構(gòu)造器，選好圓錐高度的矢量方向，單擊確定，將出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置框，設(shè)置好參數(shù)確定后，將出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)造器，構(gòu)造底圓圓心后，單擊確定即可。4 頂部直徑，高度，半角此方式是利用頂部直徑，高度，半角三個(gè)參數(shù)創(chuàng)建圓錐，頂圓直徑可由三個(gè)參數(shù)相互關(guān)系確定，需正確設(shè)定三個(gè)參數(shù)。選擇此按鈕后，將出現(xiàn)矢量構(gòu)造器，選擇好圓錐高度的矢量方向，單擊確定，將出現(xiàn)參數(shù)設(shè)置框，設(shè)置好參數(shù)確定后，將出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)造器，構(gòu)造底圓圓心后，單擊確定即可。5 兩個(gè)共軸的

34、圓弧此方式是利用兩段圓弧來創(chuàng)建圓錐，底圓及其直徑由首選的第一段圓弧所在面及其半徑確定，并由此圓弧的圓心確定圓錐中心軸線的位置，軸線方向?yàn)閳A弧所在面的發(fā)現(xiàn)方向，圓錐高度由兩圓心距離在發(fā)現(xiàn)方向上的投影設(shè)定。2.2.4 球體創(chuàng)建球體的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“球”，系統(tǒng)將彈出球體對(duì)話框，其創(chuàng)建方式包括：（直徑，圓心）、（選擇圓?。﹥煞N方式。1. 直徑，圓心此方式是利用直徑和圓心來創(chuàng)建球體，選擇此按鈕后將出現(xiàn)球體對(duì)話框，設(shè)定直徑參數(shù)后，單擊確定，將出現(xiàn)點(diǎn)構(gòu)造器，夠早點(diǎn)并選取作為球心后，點(diǎn)確定即可。2. 圓弧此方式是有利用圓弧作為球體表面輪廓來創(chuàng)建球體，球心有圓弧的圓心確定，選擇此按鈕將出現(xiàn)選取框

35、，選取圓弧后，可建立球體。2.3 布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算是對(duì)兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體進(jìn)行相加，相見，相交運(yùn)算，最終得到一個(gè)體。布爾運(yùn)算隱含在許多實(shí)體特征中，如進(jìn)行孔，凸起，割槽等一些特征操作中就包含了相加，相減操作。1. 相加求和運(yùn)算的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“求和”，將出現(xiàn)求和對(duì)話框。首先選擇目標(biāo)體，橘紅色高亮區(qū)域?qū)⒂赡繕?biāo)選項(xiàng)移至刀具選項(xiàng)，目標(biāo)選項(xiàng)被勾選，然后選擇工具體，在UGNX 5.0中添加了設(shè)置選項(xiàng)，可根據(jù)具體建模情況需要選擇。2. 相減求和運(yùn)算的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“求差”，將出現(xiàn)求差對(duì)話框。先選擇目標(biāo)體，橘紅色高亮區(qū)域?qū)⒂赡繕?biāo)選項(xiàng)移至刀具選項(xiàng)，目標(biāo)選項(xiàng)被勾選，然后選擇工具體，在UG

36、NX 5.0中添加了設(shè)置選項(xiàng)，可根據(jù)具體建模情況需要選擇。工具體不能包含目標(biāo)體，否則系統(tǒng)將提示錯(cuò)誤。3. 相交相交運(yùn)算的方法：?jiǎn)螕簟安迦搿薄霸O(shè)計(jì)特征”“求交”，將出現(xiàn)求差對(duì)話框。系統(tǒng)將出現(xiàn)類似求和，求差運(yùn)算的對(duì)話框?；静僮鞑襟E也類似上面兩種運(yùn)算。體之間必須要有相交的部分，目標(biāo)體是實(shí)體則不能與片體相交，片體與片體相交要有共同重合片體區(qū)域。3. UG仿真1.運(yùn)動(dòng)仿真模塊介紹 UG 運(yùn)動(dòng)仿真模塊可以分析機(jī)構(gòu)中零件的位移、速度、加速度、作用力、反作用力等，分析結(jié)果可以用來指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 UG 運(yùn)動(dòng)仿真和分析分3 個(gè)階段進(jìn)行： (1)前處理階段：創(chuàng)建分析方案(創(chuàng)建連桿、運(yùn)動(dòng)副和定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng))

37、，通過分析方案得到的信息生成內(nèi)部的ADAMS 輸人數(shù)據(jù)文件，再傳送到ADAMS 解算器。 (2)求解階段：ADAMS 解算器處理輸人數(shù)據(jù)，并生成內(nèi)部的ADAMS 輸出數(shù)據(jù)文件，再傳送到運(yùn)動(dòng)分析模塊中。 (3) 后處理階段： 運(yùn)動(dòng)分析模塊解釋ADAMS 的輸出數(shù)據(jù)文件，并轉(zhuǎn)化成動(dòng)畫、圖表及報(bào)表文件。2.機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)模型的建立仿真就是用計(jì)算機(jī)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和研究。進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和分析，首先要建立代表實(shí)際機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型。UG 中Modeling 模塊和Assemblies 模塊提供了極強(qiáng)的造型和裝配功能。以四連桿機(jī)構(gòu)為例。 2.1 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)分析方案運(yùn)動(dòng)分析方案的創(chuàng)建是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真的關(guān)鍵，運(yùn)動(dòng)分析方案的創(chuàng)建分為三個(gè)步驟：創(chuàng)建