UG的三维CAD设计和CAM自动编程毕业论文

摘 要 本文主要研究基于UG的三维CAD设计和CAM自动编程的过程。首先利用UG软件的CAD模块对要加工的零件进行实体建模，然后以零件的三维实体模型为依据，得到它的实体造型，并讨论了零件三维实体建模的方法、建模过程与处理技巧。在零件形状结构分析的基础上，制定它们的加工工艺，分析数控自动编程的方法与特点，利用UG的CAM模块，完成粗加工、半精和精加工的NC编程，并对生成的操作进行切削仿真加工，检查操作的正确性。最后对生成的操作进行后置处理，生成数控机床可以识别的NC代码程序。 关键词：UG，CAD，CAM，自动编程AbstractThis article introduces the process of how to design the part using the function of CAD and CAM basing on the UG software. First of all utilize UG software CAD module to adjust the spare parts which will be processed and carries on the entity model building. Afterwards the three dimensions physicals model with the spare parts are the foundation, Obtain its solid modeling, Moreover talk about three dimensions on the spare parts entity models building means, Model building process together with handle technique.Be living on the spare parts forms shape structural analysis base, Draw up their process technology, Digital control programming means together with distinguishing feature are analyzed, Utilize the CAM's module of UG, Rough machining completed, Semi picked and precision work NC's programming, Moreover to the formation operation cuts imitation, Right quality that the check is manipulated. Place the handle afterwards finally being underway to the formation operation, NC's code source program that the formation APT may be discriminated. Keywords: UG；CAD；CAM；Automated programming目 录 引 言1第1章 概述21.1 CAD/CAM技术发展简史21.2 CAD/CAM技术概要31.3 本课题零件介绍4第2章 锻模零件工艺分析52.1锻模零件结构形状分析52.2锻模零件工艺分析5第3章 锻模零件CAD建模631锻模零件实体建模方案632锻模零件CAD建模过程6第4章 锻模零件CAM加工1641 创建毛坯1642 创建刀具、方法和几何体父节点组1643 创建刀具轨迹并生成数控程序21结 论34参考文献35致 谢36III基于UG的三维曲面CAD设计和CAM自动编程研究 35引 言随着电子技术在制造业的推广及应用, 传统机械加工方法正逐渐被先进的CAD /CAM (计算机辅助设计与制造) 所取代。应用传统的加工方法, 不仅生产率低, 且精度得不到保证, CAD /CAM软件在机械加工中的应用, 为我们开辟了一种新的设计、加工途径, 并使机械制造能力上了一个新的台阶。UG/NX作为参数化CAD/CAM软件系统的代表，主要用于汽车、航空航天、机械电子、模具制造等行业，实现了产品零件或组件从概念设计到制造全过程设计的自动一体化，提供了以参数化为基础，基于特征实体造型，部件间的关联设计等技术。其核心技术是采用非均匀有理B样条（NURBS）作为曲面造型的基础，融线框模型、曲面造型、实体造型为一体。参数化和特征化的实体模型系统，系统是建立在统一的富有关联的数据库基础上，提供了工程上的完全关联性，使CAD/CAM/CAE各部分数据自由联动切换。以基本特征作为交互操作的基础，利用特征技术，用户可以在更高层次上进行产品设计、模具设计、数控加工编程、工程分析，实现并行工程CAD/CAPP/CAM的集成与联动。系统采用统一的三维几何模型，使产品设计、模具设计、数控编程、工程分析等环节的修改自动映射到与其关联的环节，排除不协调，保证产品设计的统一性和唯一性。基于关联模型的产品定义包含产品的生命周期（设计、分析、制造、检测等）信息，产品数据定义规范化使产品生命周期的设计数据表达实现标准化，不仅有利于与CAD/CAM系统之间交换信息，而且支持产品及模具工装设计、工程分析、数控编程、生产管理等信息的共享。在UG/OPEN提供的二次开发函数据的基础上，用户可用C或C+语言进行二次功能开发，UG/NX提供的基于专家的模具设计、先进的数控加工编程功能使得模具设计与制造变得更为轻松可靠。我们运用UG软件的建模和加工模块, 完成了零件模型建立加工过程的设计加工过程的仿真加工参数修正数控机床后置处理转换生成数控程序数控加工, 从而满足各项要求。采用这种方法不仅减少了编程人员的计算量, 还在一定程度上提高了产品的制造质量和生产效率。第1章 概述CAD/CAM技术是60年代兴起的一门新技术，它发展十分迅速，到80年代初，在工业发达的国家已经形成一个新的产业。CAD/CAM是实现产品设计和制造自动化的关键技术，在产品开发中，引入该技术进行产品概念设计、工程与结构分析，详细设计及数控编程，能大大提高产品质量，创造显著的效益。CAD/CAM技术的不断发展和广泛应用，不仅在于它具有提高产品的设计质量，缩短产品的试制和生产周期等极具吸引力的优点，更重要的是，在计算机网络与数据库的支持下，它与制造自动化系统、质量保证系统以及管理信息有机组成计算机集成制造系统(CIMS )，将对社会劳动生产方式有根本性的影响，对传统产业的改造，对新兴技术和产业的兴起与发展，对增强国际竞争能力等方面都有巨大的推动作用。CAD/CAM技术的发展，促进我们对先进制造技术和生产模式的探索，我们己经从传统的生产模式转向数控加工，柔性制造乃至计算机集成制造(CIM)的生产模式上。CAD/CAM 技术是计算机集成制造系统(CIMS )的基础技术，它的发展和应用水平己成为衡量一个国家科学技术和工业现代化的重要标志之一。1.1 CAD/CAM技术发展简史1963年，美国麻省理工学院的I.E.Suther land在他的博士论文中提出了SKETCHPAD系统，该系统的理论和技术奠定了CAD/CAM技术的基础。随着交互式图形生成技术的发展，CAD/CAM技术也得到了长足的进步。60年代中后期，美国的一些大公司十分重视CAD/CAM技术，投入相当大的资金对CAD/CAM技术进行研究和开发，研制出一些CAD系统，如IBM的SMS, SLT/MST设计自动化系统，洛克希德的CAD/CAM，通用汽车的CAD-CDC公司开发了作为商品销售的Digigraphic CAD系统。此时的CAD系统基于大型计算机平台，规模庞大、价格昂贵，只有经济实力雄厚和技术力量强大的大型企业和科研单位才能研究和应用这一技术.进入70年代后期，计算机硬件的性价比不断提高，图形输入板、大容量磁盘存储器和廉价的存储器的相继出现，以及数据库管理系统软件的开发，促使小型机和超级小型机为主的CAD/CAM系统进入市场并成为主流。出现了专门经营CAD/CAM 软硬件的公司，如CV (ComputerVision), Intergraph, Calma, Applicon等。与大型计算机CAD/CAM系统相比，其价格相对便宜，使用和维护也相对简单。因此CAD/CAM技术有了进一步的发展，应用范围相继扩大，主要集中在航空、电子和机械工业。同时对三维造型技术开始进行研究。70年代末，32位工作站和微机的出现对CAD/CAM技术的发展起了极大的推动作用。工作站具有较高的响应速度，特别运用于CAD/CAM系统。而且，网络技术的支持使得资源可以共享，各台计算机能够发挥各自的特点.因此，可以根据需要和经济条件以及CAD/CAM技术的发展逐步投资，逐步发展和扩大CAD/CAM系统的功能和规模。80年代中后期，工作站平台的CAD/CAM发展很快，到目前己经成为CAD/CAM 系统应用的主流。这种系统的制造商只提高硬件和系统软件，而具体的CAD/CAM应用软件由专门的公司研制和销售，现在活跃在市场上的公司有SDRC. PTC. UGS等，其产品种类多，各具特色。随着微机的性能价格比的不断提高以及网络技术的迅猛发展，许多公司己将CAD/CAM系统移植到微机平台，可以预见，随着CAD/CAM领域的不断扩大，高性能、低价格、易维护的微机平台CAD/CAM 系统将成为主流。1.2 CAD/CAM技术概要计算机辅助设计和制造，简称CAD/CAM，指的是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计和制造中的各项活动。计算机辅助设计是人和计算机相结合，各尽所长的新型设计方法。设计过程包含分析和综合两个方面的内容.人可以进行创造性的思维活动，将设计方法经过综合、分析，转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。在程序运行过程中，人可以评价设计结果，控制设计过程;计算机则可以发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。人和计算机相结合，在设计过程中两者发挥各自的优势，有利于获得最优设计结果，缩短设计周期。计算机辅助制造是利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制.一般说来，计算机辅助制造包括工艺设计、数控编程和机器人编程内容。计算机辅助设计和制造关系十分密切。开始，计算机辅助几何设计和数控加工自动编程是两个独立发展的分支。但是随着它们的推广应用，二者之间的相互依存关系变得越来越明显了。设计系统只有配合数控加工，才能充分显示其巨大的优越性。另一方面，数控技术只有依靠设计系统产生的模型才能发挥其效率.所以，在实际应用中二者很自然地紧密结合起来，形成了计算机辅助设计与制造集成系统。在CAD/CAM 系统中，设计和制造的各个阶段可利用公共数据库中的数据。公共数据库将设计与制造过程紧密联系为一个整体。数控自动编程系统利用设计的结果和产生的模型，形成数控加工机床所需的信息。CAD/CAM可大大缩短产品的制造周期，显著提高产品质量，从而产生巨大的经济效益。CAD/CAM系统可以从不同的角度加以分类。按系统的功能范围，CAD/CAM 系统可分为通用系统和专用系统两类。通用的CAD/CAM系统功能全面，适应范围较广，例如，CATIA, IDE