基于UG奧迪汽車車身的曲面設計與加工畢業(yè)設計

1、南京工程學院 本科畢業(yè)設計（論文）題目：基于ug奧迪汽車車身的曲面設計與加工專 業(yè)： 自動化（數(shù)控技術） graduation design (thesis)design and nc manufacturing for the curved face of the aodi car based on ugbychen jinsupervised bylab assistant.zhao jianfengschool of automationnanjing institute of technologyjune, 2009畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交

2、的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制

3、手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位

4、論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文

5、（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu)

6、良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反

7、應、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）

8、年 月 日教學系意見：系主任： （簽名）年 月 日摘 要本次課題是基于ug nx軟件對奧迪汽車車身模型的曲面進行設計和加工。在整個設計過程中，以目前國際上最流行的三維造型和加工軟件之一的ug nx 6.0為平臺，設計出奧迪汽車車身的曲面造型和實體模型，并在此基礎上進行虛擬制造和數(shù)控加工。隨著計算機技術的發(fā)展，ug作為一體化的cad/cae/cam（計算機輔助設計/計算機輔助分析/計算機輔助制造）軟件在各個領域得到了廣泛地應用。該軟件以工作站和微機為平臺，ug cad與ug cam功能之間緊密相連，確保了cam模型與cad設計的同步性。它是工業(yè)界中最好且最具代表性的數(shù)控軟件之一，利用它可以針對任

9、何加工任務生成優(yōu)化和可用的數(shù)控加工路徑。本次設計，以目前市場中知名高檔汽車之一的奧迪汽車模型為參考，首先用ug軟件的cad模塊繪制出車身曲面并進行實體建模；然后用ug軟件中的分析功能對模型進行曲面分析與優(yōu)化；再運用ug軟件的cam模塊對汽車車身模型進行虛擬制造，最后通過計算機與rs232通信接口，進行數(shù)控機床的dnc加工，最終生成產(chǎn)品模型。關鍵字：ug；奧迪汽車；實體建模；虛擬制造；數(shù)控加工 abstractthis paper presents ug-based computer-aided design and manufaturing of the curved face of the

10、aodi car model. in the whole design process, the design and manufacturing software is ug nx6.0. and use ug software to produce the mould, and then analyses surface and dimenation of the mould by analysing function of ug software.along with calculator technical development, the ug that as the cad/cam

11、 software turn to get at each realm broadly applied. this software takes the work station and the computer as terrace, the function of the ug cad and ug cam is close to connect with each other, insuring the synchronization of the cam model and cad design. it is one of the best and the most represent

12、ative nc softwares in the industry, making use of it can produce excellent and available nc process path aim at any process mission.the main process is: select the popular aodi car in current market. first uses ug software to set up the mould, and then analyse surface and dimenation of the mould by

13、analysing function of ug software. after that, completes the virtual manufacturing of the mould by cam function of ug. finally,transfers nc code to nc machine tool with rs232 and then manufacturs the product. such a finished product is made.key words: ug；aodi car；substantiality mould；virtual manufac

14、turing；nc manufacturing目 錄第一章 緒論1 1.1 引言1 1.2 選題背景及意義1 1.3 研究現(xiàn)狀2 1.4 設計步驟及內(nèi)容3 1.5 本文的結(jié)構(gòu)3第二章 ug軟件的介紹42.1 ug nx 6軟件概述42.2 ug nx 6軟件的常用模塊4 2.2.1 建模4 2.2.2 外觀造型設計4 2.2.3 繪圖4 2.2.4 裝配4 2.2.5 加工42.3 ug nx 6中的cad技術52.3.1 草圖設計52.3.2 曲線52.3.3 基礎建模52.3.4 曲面設計52.3.5 零件裝配62.3.6 工程圖設計62.4 ug nx 6中的cam技術62.4.1 主要

15、加工方式62.4.2 仿真功能82.4.3 后置處理和車間工藝文檔8第三章 奧迪汽車車身的建模93.1 建模分析93.1.1 設計方法分析93.1.2 汽車車身曲面構(gòu)造分析93.2 具體設計步驟93.2.1 創(chuàng)建車頂曲面93.2.2 創(chuàng)建車頭曲面123.2.3 創(chuàng)建車身側(cè)曲面143.2.4 創(chuàng)建車燈曲面153.2.5 創(chuàng)建車尾曲面163.2.6 創(chuàng)建車頭過渡曲面173.2.7 創(chuàng)建車輪過渡曲面173.2.8 創(chuàng)建車門過渡曲面183.2.9 創(chuàng)建汽車其他過渡曲面183.3 建模總結(jié)19第四章 奧迪汽車車身模型的虛擬制造204.1 設計流程與加工方案204.1.1 生成刀軌的編程步驟204.1.2

16、 加工方案204.2 虛擬加工具體步驟214.2.1 進入加工模塊214.2.2 創(chuàng)建刀具214.2.3 創(chuàng)建幾何體224.2.4 設置加工方法244.2.5 型腔粗加工244.2.6 精加工284.2.7 后置處理324.3 虛擬制造總結(jié)33第五章 奧迪汽車車身模型的數(shù)控加工345.1 數(shù)控銑床簡介345.1.1 數(shù)控銑床的主要功能345.1.2 數(shù)控銑床的主要加工對象355.2 數(shù)控加工具體步驟355.3 數(shù)控加工總結(jié)38第六章 結(jié)論396.1 論文總結(jié)396.2 感想39致謝40參考文獻41附錄a：英文資料42附錄b：英文資料翻譯51附錄c：粗加工程序58附錄d：精加工程序59附錄：畢業(yè)

17、設計光盤資料第一章 緒 論1.1 引言cad/cam技術是先進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、制造等領域中具有重要影響的高新技術。cad/cam技術的推廣應用有助于利用電子信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高企業(yè)的活力、競爭能力、市場應變能力和技術創(chuàng)新能力。cad/cam軟件作為企業(yè)信息化基礎應用軟件，其發(fā)展過程和趨勢是從單項技術的發(fā)展和應用到各種技術的集成化應用，從單個企業(yè)向集團聯(lián)盟化發(fā)展，這不僅是 cad/cam技術和產(chǎn)品的趨勢，同時也反映了制造業(yè)信息化技術的應用趨勢。cad/cam技術和系統(tǒng)的發(fā)展和應用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻變化，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。ug

18、nx是由美國ugs公司推出的面向制造行業(yè)的cad/cae/cam的高端軟件，是當今世界上最先進、最流行的工業(yè)設計軟件之一。它集設計、分析和制造等功能于一體, 為工程技術人員提供了豐富的三維圖形資源庫,可以用于機械制造領域的計算機輔助設計、計算機輔助分析、計算機輔助制造等方面。更為可貴的是ug nx 實現(xiàn)了上面三種功能的有機集成, 可以實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)、精確裝配、加工仿真、運動仿真等過程。從而實現(xiàn)機械設計和制造集成化, 大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)設計周期, 節(jié)省了大量的材料、資金和人力, 給機械設計和加工帶來了革命性的變革?！?】 1.2 選題背景及意義隨著我國改革開放步伐的進一步加快，中國正逐步成為

19、全球制造業(yè)的基地，特別是加入wto后，作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具生產(chǎn)水平的高低，己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。而cad/cam軟件加工及快速成型等先進制造技術的不斷發(fā)展，以及這些技術在模具行業(yè)中的普及應用，使得模具設計與制造領域正發(fā)生著一場深刻的技術革命，傳統(tǒng)的二維設計及模擬量加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場技術革命中，逐步掌握三維cad/cam軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設計與制造中是其中的關鍵。隨著人們生活水平的逐漸提高，汽車走進了越來越多的家庭。奧迪汽車作為

20、高檔汽車中的領跑者在眾多汽車品牌中脫穎而出，不僅因為其有著高技術、高性能、經(jīng)濟性及環(huán)保性的完美結(jié)合，優(yōu)美的車身外型也起到了至關重要的作用。ug nx軟件則作為目前功能最為強大的cad/cam/cae集成軟件之一，在汽車、航天、機械制造等行業(yè)應用十分普遍，并且發(fā)展勢頭迅猛。本次課題則基于ug nx軟件對奧迪汽車車身模型的曲面進行設計和加工，由此可見本次畢業(yè)設計有著重大的意義。通過本次畢業(yè)設計，可以熟練地掌握ug nx軟件的各種強大的功能以及這些功能在汽車車身的曲面設計和加工中的應用。通過對奧迪汽車車身模型的造型設計，培養(yǎng)了獨立思考和自主設計的能力，并使得自學和綜合分析能力有所提高。最后對設計出的

21、汽車車身模型在加工中心上進行數(shù)控加工，更是做到了將基礎與專業(yè)、理論與實踐相結(jié)合，在掌握數(shù)控加工中心操作方法的同時使自己的動手能力有了進一步的提高。1.3 研究現(xiàn)狀我國制造業(yè)正面臨著市場全球化、經(jīng)濟一體化，處于競爭戰(zhàn)略不斷升級，相應的制造理念和制造模式不斷創(chuàng)新的時期，先后出現(xiàn)了柔性制造、集成制造、敏捷制造、智能制造以及其他各種先進制造理念和模式。企業(yè)不得不面對低成本化、高品質(zhì)化、交貨期縮短化、直接成型化的挑戰(zhàn)。另一方面，由于計算機技術日新月異的發(fā)展，pc機的性能已完全趕上甚至超過早期工作站的性能，促進了cad/cam技術的普及。同時，數(shù)控技術、計算機技術的發(fā)展，在數(shù)控加工、模具加工現(xiàn)場很多都引入

22、了計算機，從過去的勞動密集型向技術、信息密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。而數(shù)控加工、cad/cam是支撐現(xiàn)代制造業(yè)的基礎。目前，國內(nèi)外常用的cad/cam軟件主要有以下幾種：1solidworks：它是一套智能型的高級3d實體繪圖設計軟件，擁有直覺式的設計空間，是三維實體造型cad軟件中用的最普通的一種軟件。它使用最新的物體導向軟件技術，采用特征管理員的參數(shù)式3d設計方式及高效率的實體模型核心，并且有高度的文件兼容性。2ug nx：它是ugs公司的軟件，功能多、性能好。機械產(chǎn)品設計從上而下，從裝配的約束關系開始，改變裝配圖中任一零件尺寸，所有關聯(lián)尺寸會自動作相應的修改，大大減少了修改中的失誤，思路更清晰，更符

23、合機械產(chǎn)品的設計方法和習慣。3pro/e：它是美國參數(shù)科技公司開發(fā)出的cad/cae/cam軟件，采用面向?qū)ο蟮膯我粩?shù)據(jù)庫和基于特征的參數(shù)化造型技術，為三維實體造型提供了一個優(yōu)良的平臺。零件的參數(shù)化設計，修改很方便，零件都設計完后，能進行虛擬組裝，組裝后的模型可以進行動力學分析，驗證零件之間是否有干涉。當今信息革命的浪潮正在沖擊著世界的每一個角落，世界同一市場正在形成，全球經(jīng)濟一體化正以超乎尋常的速度發(fā)展。因此，制造業(yè)所面臨的環(huán)境比以往任何時候都要復雜多變，競爭之激烈在時空上超越了國家、地區(qū)的界限，而延伸至全球的每個角落。制造業(yè)要有能力對其外部環(huán)境的瞬間變化作出快捷反應，必須采用先進的制造技術

24、、戰(zhàn)略理念，以求得長期的生存和發(fā)展。而cad/cam技術作為最先進的制造技術之一，在高速寬帶網(wǎng)絡技術和快速無圖紙設計/制造技術兩方面應有更多的投入和發(fā)展。1.4 設計步驟及內(nèi)容本次課題所研究的內(nèi)容是基于ug nx軟件對奧迪汽車車身模型的曲面設計和加工，主要分為以下幾個步驟： 1奧迪汽車車身模型的三維建模。 根據(jù)奧迪汽車車身模型的光柵圖，用ug軟件的cad模塊繪制出車身曲面并進行實體建模；然后用ug軟件中的分析功能對模型進行曲面分析與優(yōu)化。 2奧迪汽車車身模型的虛擬制造。 利用ug nx里的cam功能，通過生成刀具路徑工具產(chǎn)生加工過程中刀具的運動軌跡，并且在計算機中進行虛擬制造，對刀具運動軌跡的

25、合理性進行驗證。 3奧迪汽車車身模型的數(shù)控加工。 利用ug nx軟件將仿真后得到的數(shù)控加工程序通過數(shù)據(jù)線傳送到加工中心系統(tǒng)，并在加工中心上實現(xiàn)奧迪汽車車身模型的數(shù)控加工。1.5 本文的結(jié)構(gòu)本文以奧迪汽車車身模型的設計與數(shù)控加工為應用背景，對ug中的cad/cam技術進行了研究。全文共分為六章，各章的主要內(nèi)容如下：第一章介紹了ug的特點與相關研究背景以及該設計的研究方向；第二章對ug軟件的主要模塊和技術特點做了介紹；第三章詳細介紹了利用ug cad功能模塊進行汽車車身建模的過程；第四章介紹對已經(jīng)建好的汽車模型進行虛擬加工的步驟；第五章主要講了汽車模型的實際數(shù)控加工過程；第六章總結(jié)了全文的研究工作

26、，給出了存在的問題和進一步研究的方向。 第二章 ug nx 6軟件的介紹2.1 ug nx 6軟件概述ug nx 6是ugs公司目前推出的最新版本的高端cad/cae/cam軟件，為制造業(yè)提供了全過程的解決方案，被廣泛應用于航母、汽車、機械和電子等行業(yè)。ug nx 6由多個模塊組成，通過這些模塊可以實現(xiàn)概念設計、詳細設計、裝配、繪圖、分析和數(shù)控和加工的一體化。ug nx 6系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設計環(huán)境，該軟件以parasolid為實體建模核心，并且具有良好的用戶界面。當進行命令操作時，具有自動推理功能和相應的提示信息，易于學習和掌握。 2.2 ug nx 6軟件的常用模塊2.2.1 建

27、模本模塊是基于約束的特征建模方式，可以通過草圖和成型特征等方式建立實體模型，也可以方便地修改模型各個特征的尺寸大小及位置。2.2.2 外觀造型設計本模塊用于建立復雜的曲面模型，提供了掃描、橋接、網(wǎng)格曲面和藝術曲面等功能，利用這些工具可以建立有復雜曲面的工業(yè)產(chǎn)品。2.2.3 繪圖本模塊用于從三維實體或曲面直接生成二維工程圖，包括直接添加旋轉(zhuǎn)剖和階梯剖等視圖，能根據(jù)用戶定義標準標注尺寸、形位公差、明細表及技術要求等，并且保持了與實體模型的關聯(lián)性，大大提高了制圖效率。2.2.4 裝配本模塊用于零件的虛擬裝配，利用裝配約束關系將零件或者組件裝配成一個完整的產(chǎn)品。在裝配過程中，可以自上而下或者自下而上裝

28、配零件，還可以對零件進行設計和更改，使各個零件之間存在關聯(lián)性，盡可能避免設計失誤，從而提高設計效率。2.2.5 加工本模塊用于數(shù)控加工模擬及加工自動編程,可進行一般的二軸、二軸半銑削,也可以進行三軸到五軸的加工;可完成數(shù)控車削加工的全過程;支持線切割等加工操作;可根據(jù)加工機床控制器的不同自行定制后處理程序,從而使生成的指令文件可直接用于用戶特定的數(shù)控機床,不在需要修改指令即可加工?！?】2.3 ug nx 6中的cad技術2.3.1 草圖設計草圖屬于一個特征，并且草圖與其相關的特征存在父子關系，可以通過對草圖的幾何約束和尺寸約束進行修改，從而快速更新模型。草圖在默認情況下是一個二維圖形，可以作

29、為其他功能命令的截面圖形，在創(chuàng)建了草圖特征后，可以在資源條中的“部件導航器”窗口中找到相應的草圖特征。當需要繪制特定的形狀截面時，就可以通過草圖來實現(xiàn)。在草圖中可以對圖形進行參數(shù)化驅(qū)動，快速修改草圖的幾何約束和尺寸約束，實現(xiàn)自己的設計意圖。通過使用草圖，也可以實現(xiàn)模型的高度參數(shù)化與關聯(lián)性，并且最終的設計易于修改。只需要用鼠標雙擊草圖，系統(tǒng)便自動進入編輯的草圖空間，修改相關的參數(shù)即可，草圖是ug nx 6中使用的最頻繁的功能命令。2.3.2 曲線在創(chuàng)建掃掠和旋轉(zhuǎn)等特征時，都需要選擇相關的曲線或者邊緣線。通過使用ug nx 6中的曲線功能，可以直接在模型空間中創(chuàng)建相應的曲線，并且可以設置曲線是否關

30、聯(lián)，從而將參數(shù)與非參數(shù)建模有效結(jié)合在一起，快速對相關的模型進行創(chuàng)建和編輯。ug nx 6中的曲線主要包括直線、圓弧/圓、螺旋線、規(guī)律曲線、樣條曲線和文本曲線等。在創(chuàng)建曲線后，還可以通過曲線操作的相關命令直接對曲線進行操作，包括修剪曲線、分割、編輯曲線長度和光順等，使曲線編輯達到設計意圖。2.3.3 基礎建模ug nx 6有著強大的實體基礎建模功能，可以交互式地創(chuàng)建與修改特征，也可以使用簡單的基礎建模命令創(chuàng)建出復雜的實體模型，并保持各個特征之間的關聯(lián)性，相關參數(shù)可以引用到其他模塊中。ug nx 6的同一個模型中允許存在多個實體，并且支持多個實體之間的布爾運算（求和、求差和求交），使建模方式靈活多

31、變。所有的零件都是基于特征進行建模的，并且由多個簡單的特征構(gòu)成。2.3.4 曲面設計設計曲面時，既可以直接創(chuàng)建曲面，也可以將曲面轉(zhuǎn)換成實體。ug nx 6中的曲面設計與實體設計是緊密相關的，部分的曲面命令與實體命令合并在一起，如拉伸、旋轉(zhuǎn)和鏡像體等。ug nx 6中的曲面設計功能強大，使用方便，可以直接預覽生成的曲面。絕大多數(shù)的曲面命令都是基于線生成的，因此在構(gòu)建產(chǎn)品的曲面外形時，首先需要建立構(gòu)建曲面的邊界曲線，然后使用曲面命令通過邊界曲線生成相應的曲面。一般情況，簡單的曲面可以一次完成，而實際產(chǎn)品往往比較復雜，此時就應該采用先構(gòu)建主要的/大面積的曲面，然后處理連接過度部分，最終完成整個產(chǎn)品造

32、型。2.3.5 零件裝配ug nx 6中零部件的裝配過程，實際就是通過定義零件模型之間的裝配約束過程，從而達到模擬現(xiàn)實環(huán)境的裝配關系。與草繪中添加二維約束以確定草繪曲線關系的方法類似，在零件模型之間也可以添加約束關系，從而確定各個零件的相對位置，完成組件的裝配，也可以檢查零件間的可裝配性和干涉等問題。裝配完成后，還可以直接創(chuàng)建裝配的爆炸圖，用于生成表示裝配關系的工程圖。通過ug nx 6中的零部件虛擬的裝配，極大地方便了裝配件及零部件的設計與管理。在裝配環(huán)境下，還可以將其他零部件中的幾何元素引用到當前零部件中，從而快速實現(xiàn)零部件中的尺寸和位置關聯(lián)?！?】2.3.6 工程圖設計設計完成零件模型后

33、，大多數(shù)需要繪制零件的工程圖，此時就需要用到ug nx 6的制圖模塊。在本模塊中，可以方便地創(chuàng)建所需要的視圖，如剖視圖、局部剖視圖、斷裂視圖、局部放大圖和半剖視圖等，這些視圖完全可以滿足制圖需要，并且可以快速標注零件尺寸和公差，添加文字說明、標題欄和明細表等內(nèi)容。2.4 ug nx 6中的cam技術ug nx 6中加工編程環(huán)境可以由用戶自己定制，用戶可以根據(jù)自己的工作需要來定制編程環(huán)境，排除與自己的工作不相關的功能，簡化編程環(huán)境，使環(huán)境最符合自己的需要，減少過于復雜的編程界面帶來的煩惱，有利于提高工作效率。2.4.1 主要加工方式1車削加工車削加工提供為高質(zhì)量生產(chǎn)車削零件需要的所有能力，ug

34、nx 6/lathe為了自動的更新，在零件幾何體與刀軌間是全相關的，它包括粗車、多刀路精車、車溝槽、車螺紋和中心鉆等子程序；輸出時可以直接被后處理，產(chǎn)生機床可讀的一個源文件。2型腔銑型腔銑提供粗加工一個或多個型腔和圍繞任意形狀對象移去大量毛坯材料的所有能力，其中最好的功能是能夠在很復雜的形狀上生成軌跡和切削圖樣，容差型腔銑允許加工放松公差設計的形狀，這些形狀可以有間隙和重疊，當型腔銑檢測到反常時，可以糾正它們或在用戶規(guī)定的公差內(nèi)加工型腔，這個模塊提供對模芯和模腔實際上的過程全自動化。3平面銑平面銑用于平面輪廓或平面區(qū)域的粗精加工，刀具平行于工件底面進行多層銑削。每一切削層均與刀軸垂直，各加工部

35、位的側(cè)面與底面垂直。平面銑用邊界定義加工區(qū)域，切除的材料是各邊界投射到底面之間的部分，但平面銑不能加工與底面不垂直的部位。4固定軸曲面輪廓銑固定軸曲面輪廓銑模塊為產(chǎn)生3-軸運動刀軌提供完全和綜合差工具，它可以非常方便地選取加工的表面和零件部件，包括各種切削方法和切削圖樣供選擇，包括邊界、徑向切削、螺旋切削和用戶定義。5可變軸曲面輪廓銑可變軸曲面輪廓銑模塊提供任何ug曲面的固定軸和多軸銑削的功能。規(guī)定了35軸輪廓運動、刀具定向和曲面加工質(zhì)量。通過用曲面參數(shù)把刀具軌跡映射到加工面上，并利用任意曲線及點就可以對刀具軌跡進行控制。6順序銑順序銑模塊適用于用戶要求對切削過程中刀具的每一步路徑生成都要進行

36、控制的情況。ug/sequential milling和幾何模型是全相關的。它類似于從前市場上apt系統(tǒng)處理的軟件，但生產(chǎn)率要高得多。用交互式可以逐段地建立刀具路徑，但處理過程的每一步都受總控制的約束。7線切割線切割方便地在2-軸和4-軸方式中切削零件，線切割支持線框或?qū)嶓wug模型，在編輯和模型更新中，所有操作是全相關的，多種類型的線切割操作是有效的，如多刀路輪廓，線反向和區(qū)域移去，也支持允許黏結(jié)線停止的軌跡和使用各種線尺寸和功率設置，用戶可以使用通用的后置處理器，對于待定的后置開發(fā)一個加工機床數(shù)據(jù)文件，ug線切割模塊也支持許多流行的edm軟件包，包括agie charmilles和許多其他的

37、工具。8螺紋銑對于一些因為螺紋直徑太大，不適合用攻絲加工的螺紋都可以利用螺紋銑加工方法加工。螺紋銑利用特別的螺紋銑刀通過銑削的方式加工螺紋。9點位加工點位加工可產(chǎn)生鉆、擴、鏜、鉸和攻螺紋等操作的加工路徑，該加工的特點是：用點作為驅(qū)動幾何，可根據(jù)需要選擇不同的固定循環(huán)。2.4.2 仿真功能ug nx 6數(shù)控加工提供了完整的工具，用于對整套加工流程進行模擬和確認。ug nx 6擁有一系列可擴展的模擬仿真方案，從機床刀路顯示到動態(tài)切削模擬以及完全的機床運動仿真。 1機床刀路驗證作為ug nx 6的標準功能，我們可以立即重新執(zhí)行已計算好的機床刀路。ug nx 6有一系列顯示選擇項，包括在毛坯上進行動態(tài)

38、切削模擬，2機床運動仿真ug nx 6數(shù)控加工模塊內(nèi)完整的機床運動仿真可以有ug nx 6后置處理程序輸出進行驅(qū)動。機床上的三維實體模型以及加工部件、夾具和刀具將會按加工代碼和已經(jīng)設定好的機床移動方式進行移動。3同步顯示使用ug nx 6可以以全景或放大模式動態(tài)地觀察到在完整的機床模擬環(huán)境中對毛坯進行動態(tài)切削仿真。4vcr（錄像機）模式控制ug nx 6提供了簡單的屏幕按鈕控制模擬顯示，就如同我們所熟悉的錄像回放裝置中的典型控制一樣。2.4.3 后置處理和車間工藝文檔ug nx 6擁有后置處理生成器，可以圖形方式創(chuàng)建從25軸的后置處理程序。運用后置處理程序生成器，用戶可以指定nc編碼所需的參數(shù)

39、文本或用于工廠以及用于闡釋內(nèi)部ug nx機床刀路所需的機床運動參數(shù)。車間工藝文檔的編制，包括工藝流程圖、操作順序信息和工具列表等，通常需要消耗很多時間并被公認為是最大的流程瓶頸。ug nx 6可以自動生成車間工藝文檔并以各種格式進行輸出，包括ascii內(nèi)部局域網(wǎng)的html格式。【4】第三章 奧迪汽車車身的建模3.1 建模分析3.1.1 設計方法分析本次設計中，重點通過使用自上而下的方法來設計?？傮w設計思路為：先將汽車作為一個整體，將外形曲面構(gòu)建出來；然后再將構(gòu)建出的外形曲面作為參照，設計各個零部件。根據(jù)光柵圖作為原始參照曲線，并使最終完成的曲面盡量逼近原始參照曲線。3.1.2 汽車車身曲面構(gòu)造

40、分析圖3-1 汽車外觀曲面如圖3-1所示，汽車車身外觀由多個分曲面構(gòu)成，包括：車頂曲面、車頭曲面、車身側(cè)曲面、車燈曲面、車尾曲面、車頭過渡曲面、車輪過渡曲面、車門過渡曲面以及其它過渡曲面。設計時，需要首先確定建模的順序，先創(chuàng)建車頂曲面，再依次創(chuàng)建車頭曲面、車身側(cè)曲面、車燈曲面、車尾曲面、車頭過渡曲面、車輪過渡曲面、車門過渡曲面，在創(chuàng)建車門曲面時，可以將車身側(cè)曲面作為一塊整面，再將車門部分移除，最后創(chuàng)建其它過渡曲面。3.2 具體設計步驟3.2.1 創(chuàng)建車頂曲面 1打開ug nx 6.0軟件，導入汽車車身前視圖、俯視圖，后視圖以及側(cè)視圖的tif格式的光柵圖。如圖3-2所示。圖3-2 汽車車身光柵圖

41、2調(diào)用“直線” 、“藝術樣條”命令，繪制如圖3-3所示的直線和藝術樣條。xz基準平面端點直線藝術樣條圖3-3 藝術樣條3調(diào)用“投影”命令，選取圖3-3中藝術樣條的6個端點作為要投影的對象，選擇“xz基準平面”作為投影面，確定創(chuàng)建投影點。4捕捉投影點，創(chuàng)建圖3-4中所示的藝術樣條。5調(diào)用“組合投影”命令，選擇圖3-5中的“藝術樣條1”為第一組曲線串，“藝術樣條2”為第二組曲線串，確定完成組合投影曲線的創(chuàng)建。 6同理，選擇圖3-5中的“藝術樣條3”和“藝術樣條4” 、“藝術樣條5”和“藝術樣條6”分別創(chuàng)建投影曲線。 直線直線 藝術樣條圖3-4 直線和藝術樣條藝術樣條2藝術樣條1藝術樣條5藝術樣條3

42、藝術樣條6藝術樣條4 圖3-5 投影曲線7調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，選擇車頂曲面的邊緣線作為主線串和交叉線串，創(chuàng)建出車頂曲面，如圖3-6所示?！?】車頂曲面圖3-6 車頂曲面3.2.2 創(chuàng)建車頭曲面藝術樣條1調(diào)用“直線” 、“藝術樣條”命令，繪制如圖3-7所示的直線和藝術樣條。直線 圖3-7 藝術樣條2調(diào)用“草圖”命令，選擇草圖平面，單擊“確定”按鈕進入草圖空間，創(chuàng)建如圖3-8所示的“headr” 、“headf”、“trailr”和“trailf”草圖曲線。trailrheadfheadrtrailf圖3-8 草圖曲線3調(diào)用“組合投影”命令，分別選擇草圖曲線“headr”和“headf” 、

43、 “trailr”和“trailf”作為第一組曲線串和第二組曲線串，使用“垂直于曲線所在的平面”作為投影矢量，“確定”創(chuàng)建組合投影曲線如圖3-9所示。4調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，如圖3-9選擇主線串和交叉線串，并設定主線串“起始”邊界與之相接的拉伸面為g1連續(xù)，單擊“確定”完成車頭曲面的創(chuàng)建。第二交叉曲線車頭曲面規(guī)律延伸曲面拉伸面組合投影曲線（組合投影曲線）第二主線串第一交叉曲線第一主線串圖3-9 車頭曲面 5調(diào)用“規(guī)律延伸”命令，選擇圖3-9中的“第二主線串”作為基本曲線串，選擇“車頭曲面”作為參考面，設置之“起始角度”為160，“起始長度”為6mm，“結(jié)束角度”為180，“結(jié)束長度”為3m

44、m，單擊“確定”完成規(guī)律延伸曲面的創(chuàng)建。3.2.3 創(chuàng)建車身側(cè)曲面1調(diào)用“藝術樣條”和“直線”命令，按照光柵圖繪制車身側(cè)面部分的藝術樣條和直線。2通過“組合投影”命令，創(chuàng)建如圖3-10所示的組合投影曲線。第二主線串網(wǎng)格曲面swsec最后交叉曲線投影曲線掃掠曲面第一交叉曲線第一主線串圖3-10 掃掠曲面和網(wǎng)格曲面3進入“草圖”空間，選定草圖平面，繪制如圖3-10所示的“swsec”草圖曲線。4調(diào)用“掃掠”命令，選擇圖3-10中的“組合投影曲線”作為引導線串，選擇“swsec”草圖曲線作為剖面線串，單擊“確定”創(chuàng)建如圖3-10所示的掃掠曲面。5調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，按圖3-10選擇主線串和交叉

45、線串，并設定主線串“起始”邊界與之相接的曲面為g1連續(xù)，單擊“確定”完成曲線網(wǎng)格曲面的創(chuàng)建?！?】6調(diào)用“藝術樣條”命令，繪制如圖3-11所示的藝術樣條。藝術樣條圖3-11 藝術樣條基準平面7調(diào)用“修剪的片體”命令，選擇圖3-12中的“曲面”作為目標片體，分別選擇圖3-11中的“藝術樣條”和圖3-12中的“基準平面”作為修剪邊界，單擊“確定”完成車身側(cè)曲面的創(chuàng)建。曲面圖3-12 車身側(cè)曲面3.2.4 創(chuàng)建車燈曲面1創(chuàng)建如圖3-13所示的基準平面，調(diào)用“相交曲線”命令，選擇圖中“修剪片體”作為求交的第一組面，選擇三個“基準平面”作為求交的第二組面，單擊“確定”創(chuàng)建出“相交曲線” 。車燈曲面修剪曲

46、面基準平面圖3-13 車燈曲面2通過“藝術樣條”命令創(chuàng)建車燈部分的藝術樣條3調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，創(chuàng)建出車燈部分的曲面。3.2.5 創(chuàng)建車尾曲面1與創(chuàng)建車頭曲面步驟類似，首先創(chuàng)建車尾曲面的藝術樣條。2調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，選擇主線串和交叉線串，創(chuàng)建如圖3-14所示的車尾曲面。車尾曲面圖3-14 車尾曲面3.2.6 創(chuàng)建車頭過渡曲面 1調(diào)用“橋接”命令，創(chuàng)建圖3-15中的“橋接曲面” 。 2調(diào)用“通過網(wǎng)格曲面”命令，創(chuàng)建圖3-15中的“網(wǎng)格曲面” 。網(wǎng)格曲面橋接曲面圖3-15 車頭過渡曲面3.2.7 創(chuàng)建車輪過渡曲面 1創(chuàng)建如圖3-16所示的投影曲線和藝術樣條。 2調(diào)用“修剪的片體”命令

47、，選擇圖3-16中的“投影曲線”作為修剪邊界，選擇圖中“曲面”作為目標片體，單擊“確定”完成修剪片體。曲面藝術樣條投影曲線圖3-16 車輪過渡曲面3調(diào)用“通過曲線網(wǎng)格”命令，分別選擇圖3-16中的“藝術樣條”和“投影曲線”作為主線串和交叉線串，完成車輪過渡曲面的創(chuàng)建。3.2.8創(chuàng)建車門過渡曲面 1進入草圖空間，繪制如圖3-17所示的草圖曲線“door” ，并將door偏置，設定偏置距離為4mm。偏置曲線車門曲面door圖3-17 車門過渡曲面2調(diào)用“修剪的片體”和“通過曲線網(wǎng)格”命令，創(chuàng)建圖3-17所示的車門曲面。3.2.9創(chuàng)建其余過渡曲面 1與創(chuàng)建車門過渡曲面相似，先進入草圖空間繪制車頭標志

48、曲線、車尾車牌曲線和排氣管曲線。2調(diào)用“修建的片體”命令，以“草圖曲線”作為修剪邊界，修剪車頭曲面和車尾曲面。3調(diào)用“隱藏”命令，選擇圖中所有的拉伸面、曲線、基準和點作為隱藏的對象，單擊“確定”完成隱藏，得到如圖3-18所示的車身曲面。4調(diào)用“鏡像”命令，最終完成如圖3-1所示的汽車車身曲面?！?】圖3-18 車身曲面3.3 建?？偨Y(jié)本章詳細介紹了汽車車身曲面的過程。該實例設計思路為：先將汽車作為一個整體，將外形曲面構(gòu)建出來；然后在將構(gòu)建出的外形曲面作為參照，設計各個零部件。通過本次設計，掌握ug nx 6中汽車車身曲面的設計方法；創(chuàng)建曲面之前，先分析曲面的構(gòu)成情況，然后再對曲面進行簡單的劃分

49、，確定哪些部分是整面，哪些部分需要先做；并學會在設計過程中，應用ug nx 6中曲線、曲面和圖層的靈活操作，來達到最終設計的目的和效果。第四章 奧迪汽車車身模型的虛擬制造4.1 設計流程與加工方案4.1.1生成刀軌的編程步驟使用ug nx 6生成刀位軌跡的流程圖如圖4-1所示。獲得cad數(shù)據(jù)模型選擇加工環(huán)境定義和cam設置創(chuàng)建幾何體生成刀位軌跡創(chuàng)建/修改加工父組程序加工方法幾何體刀具創(chuàng)建操作刀具路徑的驗證、編輯后置處理圖4-1 ug nx 6生成刀位軌跡的流程圖4.1.2 加工方案具體加工方案：1粗加工：10的立銑刀，分層銑削，每層銑削1mm，加工余量0.2mm；2精加工：8r4的球頭銑刀，固

50、定軸曲面輪廓銑，加工余量0mm；具體的加工工藝方案如表4-1所示。表4-1 加工工藝方案表序號方法程序名刀具名稱刀具直徑r角余量1粗加工cav_roud1010mm00.2mm2精加工fixed_finr48mm40mm4.2 虛擬加工具體步驟4.2.1 進入加工模塊 1打開文件 啟動ug nx 6，單擊“打開”按鈕，選擇創(chuàng)建好的汽車車身模型，確定后打開該文件。 2根據(jù)虛擬制造和實際數(shù)控加工的可操作性，將汽車車身模型補充修改成如圖4-2所示。圖4-2 汽車車身模型3進入加工模塊進入環(huán)境，選擇菜單“開始” “加工”命令，系統(tǒng)彈出如圖4-3所示的“加工環(huán)境”對話框，選擇mill_contour模板

51、，單擊“初始化”按鈕，即可進入加工環(huán)境。4.2.2 創(chuàng)建刀具 1創(chuàng)建刀具d10(1) 單擊“操作導航器”工具條中的“機床視圖”按鈕，“操作導航器”切換到機床刀具組視窗。 圖4-3 “加工環(huán)境”對話框 圖4-4 “創(chuàng)建刀具”對話框(2) 單擊“加工創(chuàng)建”工具條中的“創(chuàng)建刀具”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖4-4所示的“創(chuàng)建刀具”對話框?！暗毒咦宇愋汀边x擇，“名稱”文本框中輸入d10，單擊“應用”按鈕，彈出如圖4-5所示的“mill tool-5 parameters”對話框，設置刀具參數(shù)?！爸睆健睘椤?0mm” ；“底圓角半徑”為“0” ；“刀具號”為“1” ；“長度補償”為“1” ； 其他選項采用默認值。刀具參數(shù)設置完后，單擊“確定”按鈕，d10立銑刀就創(chuàng)建好了。2按照以上步驟，創(chuàng)建刀具r4。4.2.3創(chuàng)建幾何體1設置加工坐標系 (1) 單擊“操作導航器”工具條中的“幾何視圖”按鈕，“操作導航器”切換到加工幾何組視窗。 (2) 在“操作導航器”窗口中選擇“mcs_mill” ，單擊右鍵并選擇“編輯” ，系統(tǒng)彈出如圖4