毕业设计之（基于UG下的型腔零件数控仿形加工） - 图文

XXX大学机电工程系毕业设计说明书（论文）

1 绪论

数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。

如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。机电产品的结构变得愈来愈复杂、功能变得愈来愈繁多、研制时间变得愈来愈短促、更新换代变得愈来愈急速，这些发展趋势都对机电产品的设计与制造提出新的要求。

NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。UG可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。

UG 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。①在产品设计方面。UG具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。②在仿真、确认和优化方面。UG允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

在机床上加工一个零件，需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程序会很繁杂，而用UG进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时间浪费，也可以了解加工过程中的易错之处，我这次的毕业设计就是型腔零件的数控加工，而UG就提供一个模拟与仿真的平台，课题就是“基于UG的型腔零件数控仿形加工”。本次毕业设计中我进行了充分的课题调查并参考和借阅的大量的科技文献，给我的设计提供了大量的理论依据。

本次毕业设计过程中得到了XXX老师的悉心指导。从UG老师那里学到了许多UG知识，在此表示真心的感谢！由于本人水平有限，其中的不足之处恳

第 5 页 共 46 页

XXX大学机电工程系毕业设计说明书（论文）

请大家指正。

2 数控加工技术与UG的简要介绍

数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势，需要大量培养数控专业技术人才。

随着计算机技术和机床制造业的不断发展，CAD/CAM图形交互式的应用成为数控技术发展的新趋势。数控编程在CAD /CAM系统在中最能明显发挥效益的环节之一，而PDM与UG的结合，让CAD/CAM的设计过程变得容易管理和控制，实现了时间的节约，大大的有助于实现设计加工自动化，提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等。

2.1 数控加工技术的发展趋势

2.1.1继续向开放式、基于PC的第六代方向发展

基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 2.1.2向高速化和高精度化发展

这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 2.1.3向智能化方向发展

随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。

① 应用自适应控制技术

数控系统能在运行过程中检测一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。

② 引入专家系统指导加工

将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。

③ 引入故障诊断专家系统

第 6 页 共 46 页

XXX大学机电工程系毕业设计说明书（论文）

在设备故障诊断系统中借助多种数学原理和系统理论，形成了多种不同的诊断方法。

④ 智能化数字伺服驱动装置

可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。

2.2 UG软件在行业中的应用

2.2.1 CAD/CAM的国内外发展

随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，都要求模具工业的发展与之相适应。模具是“效益放大器”,模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我国要成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，提高模具工业的整体技术水平。

随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。在这场技术革命中，逐步掌握三CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。 我国模具工业发展前景非常广阔。国内外模具及模具加工设备厂商己普遍看好中国市场。随着对模具设计质量与制造要求的不断提高，以及CAD/CAM技术在模具制造业中的大规模推广应用，急需大批熟悉CAD/CAM技术应用的模具设计与制造的技术人才。 2.2.2 UG的优点

UG具有以下优点：

① 具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可施行并行工程。

② 采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。

③ 基于特征（如：孔、凸台、型腔、沟槽、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型的基础，形象直观，类似于工程师传统的设计方法，并能用参数驱动。

第 7 页 共 46 页

XXX大学机电工程系毕业设计说明书（论文）

④ 曲线设计采用非均匀有理B样线条作为基础，可用多样方法生成复杂的曲面造型，特别适合于汽车、飞机、船舶、汽轮机叶片外形设计等外形复杂的曲面造型。

⑤ 出图功能强，可以十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准标注名义尺寸、尺寸公差、形位公差汉字说明等，并能直接对实体进行局部剖、旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘图功能的实用性。

⑥ 以Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名的CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型的基础。

⑦提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和UFUNC(USER FUNCTION)，并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算机功能紧密结合起来。

⑧ 具有良好的用户界面，绝大多数功能都可以通过图标实现，进行对象操作时，具有自动推理功能，同时在每个步骤中，都有相应的信息提示，便于用户作出正确的选择。

第 8 页 共 46 页