2023年基于UG的机械零件的三维建模与加工.doc

毕业设计〔论文〕 题目 基于UG的机械零件的三维建模与加工 姓 名 所在系部 机械系 专业班级 指导教师 基于UG的机械零件的三维建模与加工 1.UG 5.0软件简介 1.1 UG 简介 Unigraphics Solutions 公司〔简称UGS〕 是全球著名的MCAD供给商，主要为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业的领域通过气虚拟产品开发〔VPD〕的理念提供多极化、集成的、企业级的包括软件产品与效劳在内的完整的MCAD解决方案。气主要的CAD产品是UG。 UG是集CAD/CAE/CAM于一体的三位参数化软件，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用与航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。 UG公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析道制造应用的Unigraphics软件、基于Windows的设计与制图产品Solid Edge、集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模和兴Parasolid在内的全线产品。UG的开展历史可以追溯到1960年，以下是UG软件的开展历史： 〔1〕1960年：McDonnell Douglas Automation公司成立。 〔2〕1976年：收购Unigraphics CAD/CAM/CAE系统的开发商——United Computer公司，Unigraphics雏形产品问世。 〔3〕1983年：UnigraphicsⅡ进入市场。 〔4〕1986年：Unigraphics吸取了业界领先的、为实践所证实的实体建模核心——Parasolid的局部功能。 〔5〕1989年：Unigraphics宣布支持UNIX平台以及开放系统结构，并将一个新的与STEP标准兼容的三维实体建模核心Paeasolid引入Unigraphics。 〔6〕1990年：Unigraphics作为McDonnell Douglas的机械CAD/CAM/CAE的标准。 〔7〕1991年： Unigraphics开始了从CADAM大型机版本到工作站版本的移植。 〔8〕1993年：Unigraphics引入复合建模的概念，可将实体建模、曲面建模】线框建模、半参数化以及参数化建模融为一体。 〔9〕1995年： Unigraphics首次发布Windows NT版本。 〔10〕1996年： Unigraphics发布了能够自动进行干预检查的高级装配功能模块、最先进的CAM模块以及有A累曲面造型能力的工业造型模块；他在全球迅猛开展，占领了巨大的市场份额，已成为高端、中端及商业CAD/CAM/CAE应用开发的常用软件。 〔11〕1997年： Unigraphics新增了包括WAVE在内的一系列工业领先的新功能，WAVE这一功能可以定义，控制盒评估产品模块；被认为是在未来五年中业界最有影响的新技术。 〔12〕2023年： 发布新版本UGV17。新版本的发布，使UGS成为工业界第一个可装载包含深层嵌入“基于工程知识〞〔KBE〕语言的世界级MCAD软件产品的主要供给商。利用UGV17，制造业公司在产品设计中可以通过一个叫做“KnowledgeDrivenAutomation〞〔KDA〕的处理技术来获取专业知识。 〔2023〕年：发布新版本UGV18，新版本中对旧版本中对话框做了大量的调整，使在更少的对话框中完成更多的工作从而使设计更加快捷。 自从UG出现以后，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗机械以及其他高科技应用领域的机械设计和莫及加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时Unigraphics也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用。 另外，YG软件在航空领域也有横好的表现：在美国的航空业，安装了超过10000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位。 〔14〕2023年—2023年间陆续发布新版本UGNX1.0\UGNX2.0\UNGX3.0\UGNX4.0\UGNX5.0，主要增加了注塑模具设计、级进模具设计、汽车车身覆盖件设计与分析等的功能模块，是设计范围更加广泛，涉及功能更加强大。 同时，UGS公司的产品还遍布通用机械，医疗机械，电子，高技术以及日用消费品等行业。 UG进入中国以后，其在中国的业务有了很大的开展，中国已成为其在远东区业务增长最快的国家。 1.2 UG软件特点 Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术，再面向驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发过程的各个环节保持相关，从而有效的实现了并行工程。 UG软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生产工程图等设计功能；而且，在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性；同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开发语言UG/open GRIP、UG/open APE,简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。具体来说，该软件具有以下特点： （1） 具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAM/CAE等各种模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。 （2） 采用复合建模技术，可将实体建模、区面积按摩、现况建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。 （3） 用基于特征〔如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等〕的建模和编辑方法作为实体造型根底，形象直观，类似与工程是传统的设计方法，并能用参数驱动。 （4） 曲面设计采用非均匀有理B样条作根底，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽机轮叶片设计等复杂曲面造型。 （5） 出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国际标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。 （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CAD/CAM/CAE软件均以此作为实体造型根底。 （7） 提供了界面良好的二次开发工具GIP，并能通过高级语言接口，使UG得图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。 （8） 具有良好的用户界面，绝大多岁功能都可通过图标实现：进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。 1.3 UG软件功能模块 UG的各项功能是依靠其各个工能模块来实现的，下面按照CAD\CAE\CAM的顺序进行简单介绍。 1.CAD模块 1〕 UG/Gateway 〔入口〕 提供一个Unigraphics根底，UG/Gateway在一个易于使用的基于Motif环境中形成连接所有UG模块的底层结构，它支持关键操作，包括翻开已存的UG部件文件，建立新的部件文件，绘制工程图和屏幕布局以及读入和写出CGM等，也提供层控制，视图定义和屏幕布局，对象信息和分析，显示控制，存取“帮助〞系统，隐藏/再现对象、试题和曲面模型得着色。 2〕 UG/Solid Modeling〔实体建模〕 提供业界最强的复合建模功能，UG/Solid Modeling无缝集成及预约数的特征建模和显示几何建模，用户可以取得集成于一个高级的基于特征环境内的传统实体，曲线和线框建模的功能。 3） UG/Features Modieling 〔特征建模〕 这个模块提高了表达式的级别，因而设计可以在工程特征的意义中来定义，提供对建立和编辑标准设计特征的支持。 4） UG/Freeform Modeling 〔自由形状建模〕 是的能够进行伏在自由性状的设计如机翼和进气道，以及工业设计的产品，UG/Freeform Modeling建模形成对合并试题和曲面建模技术到单个强大功能的工具集的根底。 5） UG/User-Defined Features 〔用户定义的特征〕 这个模块提供一种交互方法，为了易于恢复和编辑、使用用户定义特征的概念去捕捉和存贮部件家族，模块包括一个以存参数化实体模型，它是利用标准Unigraphics工具创立的，定义特征变量，建立参数间关系，设置默认值等。 6） UG/Drafting 〔制图〕 UG/Drafting 使任一设计师，工程师或者制图员能够以实体模型区绘制产品的工程图，基于Unigraphics的复合建模技术，UG/Drafting建立与几何模型相关的尺寸，确保在一模型改变时，图将被更新，减少图更新所用的时间。 7） UG/Assembly Modeling〔装配建模〕 提供一个并行的自顶向下的产品开发方法，UG/Assembly Modeling的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组建被灵活地配对或定位，并且是相关的改良了性能和减少存储的需求。 8） UG/Advancd Assemblies〔高级装配〕 组和高速渲染和间隙分析，UG/Advancd Assemblies提供数据装载控制，它允许用户过滤装配结构，UG/Advancd Assemblies管理，共享和评估数字化模型以获得对复化产品布局的全数字的实物模型布局。 9） UG/Photo UG/Photo通过高级的图形工具，可视地曾强CAD模型，包括可选项的质量级别，视图着色，装配着色，动画，正交的和透视的视图。 10） UG/FAST 该模块提供在Unigraphics 3D实体格式中定义的一个标准零件库系统，它通过一个直观的图形界面方便地存取，库系统提供综合的3D标准库见，ISO紧固件，ANSI紧固件，DIN紧固件，DIN轴承，DIN钢结构和为专门客户化信息的一个UG/FAST用户化工具组。 11） UG/WAVE Control〔控制〕 Unigraphics的WAVE技术提供一个产品文件夹工程的平台，这个允许概念与详细设计的改变，传递到整个产品，而维持设计的完整性和意图，在这个平台上构造，创新的WAVE工程过程能够实现高一级产品设计的定度，控制和评估。 12） UG/Geometric Toleraneing〔几何公差〕 该模块提供尺寸标注工程和改变分析的根底，它是的能够实现几何公差规定的只能定义。 2. CAE模块 1） UG/FEA 〔有限元分析〕 UG/FEA是一个与UG/Secnario for FEA 前处理和后处理功能紧密集成的有限元解算器，这些产品结合在一起为Unigraphics环境内的建模与分析提供一个完整的解，UG/FEA是基于世界领先的FEA程序——MSC/NASTRAN，它不仅仅在过去的30年为有限元的精度和可靠性建立了标准，而且也在今天的动态产品开发环境中继续证明它的精度和有效性，M