鼠标建模与加工毕业设计

摘 要 Unigraphics（简称 UG）是全球主流 MCAD 系统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一体化的软件系统之一。自从 UG 推出以来，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其他高科技应用领域的机械设计和模具设计、加工等领域得到了广泛的应用。Unigraphics 不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能，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，从而提高了设计的可靠性。同时，可采用建立的三维模型直接生成数控代码用于产品的加工。另外它所提供的应用开发语言 UG/Open GRIP 和 UG/Open API 功能强大、简单易学，便于用户开发专用 CAD 系统。鼠标模型是一个比较典型的曲面模型，本课题就是用 Unigraphics 软件进行鼠标的三维曲面建模，创建其上模和下模，仿真加工模型零件。首先根据图像实物，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计用 CAD 建模功能创建出鼠标的三维模型。创建后的实体模型可以在 CAM 中生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后处理产生用于特定数控机床的加工代码。通过本次研究进一步证实了 Unigraphics 软件在曲面建模和加工中所具有的强大功能。关键词： UG，鼠标，建模，数控加工I目 录引 言 .1第一章 建立模型 .31. 建模过程 .3第二章 分模 .141. 凸模的创建： .142. 凹模的创建： .15第三章 模具加工工艺分析 .183.1 凸模加工工艺分析 .183.2 凹模加工工艺分析 .19第四章 鼠标加工 .201. 鼠标凸模的加工 .20凸模后处理程序 .352. 鼠标凹模的加工 .37凹模后处理程序 .51结 论 .53参考文献 .54致 谢 .55基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 0 引 言该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能；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 API 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： l）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，可实施并行工程。 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）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基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。 4）曲面设计采用非均匀有理 B 样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机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标准和国标标注尺寸、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/CAE/CAM 软件均以此作为实体造型基础。 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功能紧密结合起来。 8）具有良好的用户介面，绝大多数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。鼠标的英文原名是“Mouse”，这是一个很难以翻译的单词，很多人对于这个词有很多的理解，比如“ 滑鼠”、 “电子鼠”等。鼠标是一种移动光标和实现选择操作的计算机输入设备。随着“ 所见即所得 ”的环境越来普及，使用鼠标的场合越来越多。它的基本工作原理是：当移动鼠标器时，它把移动距离及方向的信息转换成脉冲送到计算机，计算机再把脉冲转换成鼠标器光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。1968 年 12 月 9 日，全世界第一个鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，它的发明者是 Douglas Englebart 博士。Englebart 博士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。他制作的鼠标是一只小木头盒子，工作原理是基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 1 由它底部的小球带动枢轴转动，并带动变阻器改变阻值来产生位移信号，信号经计算机处理，屏幕上的光标就可以移动。自此，鼠标和 PC 就结下了那种难以用言语表达的不解之缘。这款鼠标的鼻祖与今天的鼠标结构大不相同，甚至还需要外置电源给他供电才能正常工作。UG 公司的产品主要有为机械制造企业提供包括从设计、分析到制造应用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核心 Parasolid 在内的全线产品。UG 在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具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，如 Navistar、底特律柴油机厂、 Winnebago 和 Robert Bosch AG 等。UGS 公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco 、Biomet 、Zimmer 、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和 Arctic Cat 等。UG 进入中国已经近十个年了，其在中国的业务有了很大的发展，中国已成为远东区业务增长最快的国家。本毕业设计包括三大部分：建立鼠标模型，鼠标模具设计以及模具制造。建立鼠标模型是利用 UG 的强大的建模功能完成的，主要介绍鼠标上盖建模的基本思路，步骤，和方法。模具设计主要介绍鼠标上盖的凸凹模的设计的一般步骤和方法。模具制造是在模具设计的基础上，对其设计出的模具进行 NC 仿真加工 的过程，主要包括加工方法的介绍和程序生成等。基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 2 第一章 建立模型1. 建模过程1.1 打开 UG NX4.0 软件，新建一个文件，命名为 mouse。单击“标准”工具栏中的“起始”图标按钮 ，在弹出的下拉菜单中选择“建模” 图标按钮 ，系统进入模型设计界面。单击“成形特征”工具栏中的“草图”图标按钮 ，打勾确定即可。如图 1-1-1 按照尺寸画出鼠标的底部草图。如图 1-1-2图 1-1-1基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 3 图 1-1-21.2 单击“成形特征”工具栏中的“完成草图”图标按钮 ，完成草图绘制进入三位界面，单击“成形特征”工具栏中的“拉伸”按钮 文件 ，系统弹出“拉伸”对话框，用鼠标左键选择要拉伸的线，在“限制”选择框中输入数据，如图1-2-1 所示，单击 “确定”图标按钮 ，完成拉伸。图 1-2-11.3 单击“特征操作”工具栏中的 “边倒圆”图标按钮 ，系统弹出“边倒圆”对话框，用鼠标左键选择要倒圆的线，在“设置 1R”选择框中输入数据，分别做出R25 和 R20 圆角，分别如图 1-3-1 与图 1-3-2，单击 “确定”图标按钮 ，完成边倒圆。基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 4 图 1-3-1图 1-3-2最后倒圆出如图 1-3-3基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 5 图 1-3-31.4 单击“成形特征”工具栏中的 “基准平面”图标按钮 ，系统弹出“基准平面”对话框，选择“按一定距离”，单击模型底座，在“偏置”选择框中输入数据，单击 “确定”图标按钮 ，完成基准平面的创建。如图 1-4-1图 1-4-1基于 UG4.0 的鼠标模型建模与加工 6 1.5 单击 “成形特征 ”工具栏中的 “草图”图标按钮 ，选择基准平面，进入草图环境，画出如图 1-5-1图 1-5-11.6 单击“成形特征”工具栏中的“完成草图”图标按钮 ，完成草图绘制进入三位界面，单击“成形特征”工具栏中的“基准平面”图标按钮 ，系统弹出“基准平面”对话框，选择“平分平面”，单击模型两侧，单击 “确定”图标按钮 ，完成基准平面 的创建。如图 1-6-1图 1-6-1基于 UG4.