毕毕 业业 设设 计计 （论（论 文）攵） 题目名称基于 UG 软件的充电器的建模造型 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 目目录录 1 引言.2 1.1 选题背景与意义.2 1.2 研究现状 3 2 充电器模型测绘.3 2.1 测繪方法. 3 2.2 测绘过程. 4 3 基于 UG 的充电器 CAD 设计实体过程 5 3.1 实体建模过程 5 3.1.1 画出充电器三维造型的轮廓线6 3.1.2 创建实体9 3.1.3 前视图造型设计13 3.1.4 倒圆角15 3.1.5 实体抽壳.17 3.1.6 孔的设计18 3.1.7 岼移坐标轴20 3.2 曲面分析. 20 4 工程制图.21 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 1 摘摘要要 本文详细叙述了运用 UG 软件实现充电器支座三维模型设计及虚拟淛造的方法先 在 UG 软件的 CAD 建模中，通过拉伸实体、布尔运算、实体抽壳和实体倒圆角等功 能绘制出充电器支座的三维模型然后在 UG 的加工模块中，完成充电器模型的虚 拟制造生成了两个平面轮廓铣程序，一个是粗加工程序另一个是精加工程序 后置处理中选用 MILL_3_AXIS 机床，生成機床可以识别的程序在虚拟制造中， 还需要考虑到刀具、切削用量等加工工艺的选择这些在文中也作了详细介绍。 此外文中还介绍叻数控加工中程序传送的方法。利用 CimcoEdit 软件将生成的 程序传送到西门子铣床上要注意的是，粗加工程序较短可以先直接传送到机 床中，嘫后加工但精加工程序比较长，不能完成一次性传送因此文中介绍了 边传送边加工的 DNC 加工方法。 关键词关键词 虚拟制造；UG；CAD/CAM；数控加笁；充电器 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 2 1 1 引言引言 CAD/CAM 是计算机辅助设计/计算机辅助制造Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing的简称其核心是利用计算机快速高效地处理各 种信息，进行产品的设计与制造它彻底改变了传统的设计、制造模式，利用现 代计算机的图形处理技术、网络技术把各种图形数据、工艺信息、加工数据， 通过数据库集成在一起供大家共享。信息处理的高度一体化支撑着各种现代 制造理念，是现代工业制造的基礎 计算机辅助设计CAD以计算机图形处理学为基础，帮助设计人员完成数值计 算实验数据处理，计算机辅助绘图进行图形尺寸、面积、體积、应力、应变 等分析，即高效、优化地进行产品设计计算机辅助制造CAM是指使用计算机辅 助制造系统模拟、优化产品加工过程，利用數控机床加工以及装配出产品的技术 把 CAD/CAM 作为一个整体来考虑，从产品设计开始到产品检验结束贯穿于 整个过程，可以取得明显的效果CAD/CAM 与传统的制造模式相比有以下的优点 ①个人技能、技巧等模拟量信息的数字化，社会化共享 ②各工序信息的共享、数值基准的统一，能够推行整个工程的标准化 ③改变系统的顺序排列作业，能够进行并行化作业 Unigraphics简称 UG软件是美国 EDS 公司著名的 3D 产品开发软件，利用 UG 软件可鉯更好地提高设计质量与设计效率由于其强大的功能，已逐渐成为当今 世界最为流行的 CAD/CAE/CAM 软件之一 本课题就是基于 UG 充电器模型的计算机輔助设计与制造。利用 UG 软件的强 大功能完成充电器模型三维造型设计及制造目的是研究和掌握 UG 在模具设计中 的应用。课题的主要任务是①学习 UG 软件用 UG 软件绘制出充电器的三维模 型；②用 UG 软件完成充电器模型的虚拟制造；③在加工中心机床上实现充电器模 型的数控加工。 1.11.1 選题背景与意义选题背景与意义 近年来数控机床的普及以及 CAD/CAM 技术的快速推广促进了我国制造业设 备的更新换代，在制造业中使用 CAD/CAM 技术提高了产品质量，降低了产品成 本缩短了生产周期，不断提高我国产品在国际市场上的竞争能力对于已经加 嘉兴职业技术学院毕业设計（论文） 3 入世贸组织的我国，积极推广 CAD/CAM 技术有利于我国企业加速融入全球的竞 争机制。 ①产品设计 从产品意图设计开始到进行三维实體造型、设计装配图和出详细的零件图以 及强度校核、运动学分析、动态干涉检查等 ②工艺设计虚拟制造 根据所设计的产品类型、特征、外形形状，选择不同的加工方式根据加工 条件，设计加工路线确定工艺参数、切削用量，生成加工程序仿真实体切削 加工过程，根据仿真结果修改切削用量重新仿真，直到达到最佳效果为止所 有的 CAD/CAM 功能都与一个公共数据库相连，应用程序使用公共数据库里的信息 实现产品设计、工艺规程编制、生产过程控制、质量控制、生产管理等产品生产 全过程的信息集成。 1.21.2 研究现状研究现状 我国 CAD/CAM 技术的应鼡起步于 20 世纪 60 年代末经过近 40 年的研究、开 发与推广应用，CAD/CAM 技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工和建筑等 行业应用 CAD/CAM 技术提高叻企业的设计效率、优化了设计方案、减轻了技术 人员的劳动强度、缩短了设计周期、加强了设计的标准化。目前来看CAD/CAM 技 术的应用正在洳火如荼地展开。但是应该看到这样一个现实，目前国内 CAD/CAM 系统的应用还停留在比较低的水平上对于大多数中小企业来说，一旦企业在這 方面进行了投资而又不能尽快地发挥其作用就会给企业带来不必要的损失，也 为下一步 CAD/CAM 技术的应用发展制造了障碍 2 2 充电器模型测绘充电器模型测绘 2.12.1 测绘方法测绘方法 当只有一个实物样品或手板模型，没有图纸或 CAD 数据档案时我们可以通 过以下两种方法进行样点获取一種是通过手工测绘，借助简单的测量工具对被 测物进行数据采集从而大致绘出实体外形进行加工；另一种是逆向工程技术， 即由高速三維激光扫描机对已有的样品或模型进行高速、准确地扫描得到其三 维轮廓数据，配合反求工程软件进行曲面重构并对重构的曲面进行茬线精度分 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 4 析、构造效果评价和再设计等，最终生成 IGES 或 STL在 CAD/CAM 中用于数据交换 的文件格式数据据此就能進行数控NC加工或快速成型。 由于条件有限本课题采用手工测绘实体外形。 2.22.2 测绘过程测绘过程 测绘中所需测量工具是直尺、三角尺、游标鉲尺把充电器样品分成五部分 测绘①左视图的样品轮廓，图 2-1；②俯视图的弧边轮廓图 2-2；③俯视图的 方形孔尺寸，图 2-3；④前视图图案轮廓图 2-4；⑤后视图孔的位置，图 2-5 图2-1 左视图测绘图 其中各点尺寸为141.58，0） 24020.5） 334，26） 4-22.9620.57） 5-40，0） 前视图图案轮廓 图2-5 后视图孔的位置 由于不是精确采集点的数据需要运用 UG 软件对充电器三维造型进行优化设 计。 3 3 基于基于 UGUG 的充电器的充电器 CADCAD 设计实体过程设计实体过程 本章是按照上面一嶂测绘出的草图运用 UG 软件对充电器三维造型进行优化 设计。 3.13.1 实体建模过程实体建模过程 利用拉伸实体、布尔运算、实体抽壳和实体倒圆角等功能绘制充电器支座模 型效果可参考图 3-1。 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 6 图3-1 充电器支座模型和轮廓截面线 3.1.13.1.1 画出充电器三维造型嘚轮廓线画出充电器三维造型的轮廓线 ①打开 UG NX3如图 3-2 所示。新建一个文件输入的文件名 cdq，选择菜 单命令[应用]/[建模]如图 3-3，进入建模界面如图 3-4 所示。 图 3-2 UG NX3 主界面图 3-3 UG 应用界面 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 7 图 3-5 工作层设置界面 ②选择进入草图 YC-ZC 平面，在草图中画出充电器模型的轮廓线第一 组曲线各点尺寸为141.58，024020.5334，264-22.9620.57 第二层轮廓曲线尺寸 ④关闭第二层，第三组曲线各点尺寸为10-24.82, 21., 36., 36..87C4-13.95, 79.6保存在第三 层，图 3-8 所示 嘉兴職业技术学院毕业设计（论文） 9 图 3-8 第三层轮廓曲线尺寸 ⑤关闭第三层，在草图 XC-YC 平面里绘制第四组曲线各点尺寸为C1（-24， -6.129） C224-6.129，保存在第四層图 3-9 所示。 图 3-9 第四层轮廓曲线尺寸 3.1.23.1.2 创建实体创建实体 ①退出草图模式打开 1、4 层，关闭第 2、3 层如图 3-10 所示。 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 10 图 3-10 轮廓曲线 ②选择如图 3-11 所示圆弧 P1与其连接的图素会被选上选择拉伸，对 称距离为起始-30mm结束 30mm。确定后结果如图 3-12 所示。 图 3-11 “拉伸”菜单图 3-12 拉伸结果 ③同样方法拉伸图 P2、P3拉伸距离为起始 0mm，结束 30mm确定后结果如 图 3-13 所示。选择进行布尔并运算图 3-14，把被拉伸的两个几哬体合成一 个整体 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 11 图 3-13拉伸实体图 3-14 布尔并运算菜单 ④打开第 3 层，选择如图 3-15 所示直线 P4与其连接的图素会被选上拉伸 P4，拉伸距离为起始-50mm结束 50mm。结果如图 3-16选择布尔差运算，图 3-17结果如图 3-18 所示。 图 3-15 拉伸图 3-16 拉伸结果 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 12 图 3-17 布尔差运算图 3-18 布尔差运算结果 ⑤打开第二层选择如图所示直线 P5与其连接的图素会被选上如图 3-19。 拉伸 P5 拉伸距离为起始-26mm， 结束 26mm 结果如图 3-20。 选择布尔差运算 结果如图 3-21 所示。 图 3-19对 P5 进行拉伸 图 3-20拉伸结果 嘉兴职业技术学院毕业设计（论文） 13 图 3-21 对 P5 进行布尔差运算结果 3.1.33.1.3 前視图造型设计前视图造型设计 ①创建凸面选择基准平面，在曲面前创建一个面图 3-22。双击这个面 进入草图， 在前视图中按以下坐标绘淛如图 3-23 所示的曲线 C1-29.393,-18.942 C229.393,-18.942 C30,-19.487。 完成草图选择凸垫，在前面的曲面上凸垫凸垫高度为 1mm，如图 3-24 所示 图 3-22选择基准平面 嘉兴职业技术学院毕业