本科论文-三维飞机模型设计及加工

毕业设计题目： 三维飞机模型设计及加工 院 (系)： 机电工程系 专 业： 数控技术 姓 名： 学 号： 指导教师： 二一一年十一月十五日毕业设计任务书学生姓名学号专 业数控技术院（系）机电工程系毕业设计题目三维飞机模型设计及加工 任务与要求任务：对凹凸模三视图进行分析后，确定绘图软件。利用软件完成三视图以及实体图，并完成后处理以及加工出实体零件。要求：本次设计用UG画出飞机模型三视图、用UG做出实体图并完成后处理以及加工出实体。完成时间段2011年11月4日 至2012年3月20日 共18周指导教师单位重庆科创职业学院职称院（系）审核意见毕业设计进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2011.11.4-2011.11.18查找资料，选题2011.11.18-2011.12.20完成论文的初稿2011.12.21-2012.1.20完成论文二稿的写作2012.1.21-2012.2.10完成论文的终稿及格式修改2012.2.11-2012.2.25定稿，打印论文，做好答辩的准备2011.3月论文答辩教师对进度计划实施情况总评 签名： 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计中期检查记录表写三维飞机模型设计及加工学生姓名: 学号：5专业：数控技术指导教师姓名:韩亚军职称:讲师 检查教师填写毕业设计题目工作量毕业设计题目难度毕业设计题目涉及知识点毕业设计题目价值学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计工作进度填写情况指导次数学生工作态度其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师签字: 年 月 日院（系）意见(加盖公章): 年 月 日摘 要本设计主要介绍UG的设计原理以及数控加工的应用，对飞机模型产品提出了基本的设计原则；并对平面图进行了设计，生成飞机模，通过制定数控加工工艺，对零件的飞机模进行加工仿真，生成加工代码。在这个设计环节里，利用CAD软件对零件进行生成工程图及生成模需型，利用UG软件对飞机模型进行自动生成加工代码，并利用加工代码做出实体零件。通过本设计，可以对UG作图有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及数控加工仿真；通过对UG的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词:平面图设计、UG、仿真 目录第一章 绪言1第二章 飞机模型设计的具体方案22.1 UG的具体功能22.2飞机模型的平面设计图42.3飞机模型实体图的生成6第三章 飞机模刀具路径与模拟图73.1 飞机模的处理路径73.2飞机模型的后处理程序12第四章 数控铣削加工工艺22结 论24致 谢25参考文献26第一章 绪言CAD技术于20世纪50年代末期起源于美国，它经历了一个由二维设计技术向三维设计技术发展的过程。早期的CAD技术仅仅是手工绘图的替代品，不具有现代意义上的辅助设计功能。CAD技术是企业提高竞争能力的关键技术之一，它的应用主要体现在以下几个方面：用于产品的辅助设计，并使设计结果以图形方式输出；用于机械制造过程，进行计算机辅助工艺设计和辅助制造；用于企业管理，进行生产规划及生产调度最优化、生产过程的材料消耗、成本核算、仓库自动管理和产品销售等。UG起源于美国（MD）公司，1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分布。UG由其独立子公司Unigraphics Solutions 开发，是当今世界最先进的集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。UG的CAM模块提供了一种产生精确刀具路径的方法，该模块允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑刀轨，其所带的后处理程序支持各种数控机床。利用CAD/UG对飞机模模块进行简单的设计，完成后处理及其零件的加工，并对三年来所学知识作一个总结。了解绘图软件在世界上的地位，以及它的发展方向。26第二章 飞机模型设计的具体方案2.1 UG的具体功能1.UG具体功能基本功能：平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。 绘图辅助工具。UG提供了对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。 编辑图形。ug具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。 标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。 书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。 图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。 三维绘图。可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。 网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。 数据交换。UG提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。2. UG具体功能实体建模 UG/Solid Modeling是所有其它几何建模产品的基础。实体操作 利用实体体素块，圆柱，圆锥，球。布尔操作求和，求差，求交。显示编辑命令移动，旋转，删除，偏置，代替几何体。从拉伸和旋转草图外形生成实体。为高级的相关定位的基准平面和基准轴。片体和实体集成缝合片体到实体。分割和修剪实体允许转换片体形状到实体。从实体表面抽取片体。特征编辑编辑和删除特征参数化编辑和重定位。特征抑制，特征重排序，特征插入。特征建模：特征建模设计可以以工程特征术语定义，而不是低水平的CAD几何体。特征被参数化定义为基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑。特征面向工程的成形特征键槽、孔、凸垫、凸台、腔捕捉设计意图和增加生产率。特征引用阵列矩形和圆形阵列在阵列中，个别的和所有特征是与主特征相关的。 倒圆和倒角 固定和可变的半径倒圆 。 能够倒角任一边缘。 设计的尖锐边缘倒圆不适合完全的倒圆半径，但仍然需要倒圆。高级建模操作 轮廓可以被扫描，拉伸或旋转形成实体。高级的挖空体命令在几秒钟内使实体变成薄壁设计。如果需要，内壁拓扑将不同于外壁。对共同的设计元素的用户定义特征User. Defined Features。自由形状建模: UG/Freeform Modeling用于设计高级的自由形状外形，或直接在实体上，或作为一独立的片体， 除了它们不必闭合空间体积外，类似于实体。片体建模完全与实体建模集成并允许自由形状独立建立之后作用到实体设计。许多自由形状建模操作可以直接产生或修改实体。自由形状片体和实体与它们定义的几何体相关，允许重访早期设计决策及自动更新下游工作。自由形状构造功能强大的构造方法组直纹，扫描，过曲线，网格曲面，点，偏置曲面。自由形状可以定义以光顺通过多于外形；定义外形尖形拐角并可以包含不同数量的曲线, 外形可以由线框, 实体边缘, 或也可以是草图, 结果星是参数化的自由形状。二次锥曲面与圆角。固定与可变半径圆角曲面。操纵自由形状可以编辑定义的参数；数学参数(如rho或公差) 及构造几何体可以重定义。通过下列任一方式直接操纵自由形状控制多边形，改变曲面阶数，曲面上点，边缘。2.2 飞机模型的平面设计图1. 飞机模型平面设计如下图所示2.1、2.2、2.3、2.4：图2.1俯视图图2.2左视图图2.3侧视图 图2.4附加图2.3 飞机模型实体图的生成1.利用UG画出飞机模型实体，实体图如所示1.5：图2.5飞机实体生成图第三章 飞机模刀具路径与模拟图3.1 飞机模的处理路径1.飞机模粗加工路劲如图3.1、3.2所示： 图3.1粗加工参数图图3.2粗加工路径图2.半精加工路径如图3.3、3.4所示：图3.3半精加工参数图图3.4 半精加工路径图3.飞机模型精加工路径如图3.5、3.6所示：图3.5精加工参数图图3.6精加工路径图4.平面加工路径如图3.7、3.8所示：图3.7洗平面参数图图3.8平面路径图3.2 飞机模型的后处理程序1.飞机模型的后处理程序：粗加工=列出信息创建者： DELL日期 ： 2011/12/14 10:24:06当前工作部件 ： D:JIAGONG1.prt节点名 ： dell.pc=%1112N0010 G40 G17 G90 G70N0040 G0 G90 X0.0 Y.58.545 S3000 M03N0050 Z3.N0060 Z2.5N0070 G1 Z.5 F270. M08N0080 Y.49.545N0090 X.52.55 F300.N0100 G2 X.52.595 Y.49.5 I0.0 J.045N0110 G1 Y49.5N0120 G2 X.52.5526 Y49.5449 I.045 J0.0N0130 G1 X.52.55 Y49.545N0140 X52.55N0150 G2 X52.595 Y49.5 I0.0 J.045N0160 G1 Y.49.5N0170 G2 X52.55 Y.49.545 I.045 J0.0N0180 G1 X0.0N0190 Y.43.545N0200 X.46.595N0210 Y43.545N0220 X46.595N0230 Y.43.545N0240 X0.0N0250 Y.37.545N0260 X.40.595N0270 Y37.545N0280 X40.595N0290 Y.37.545N0300 X0.0N0310 Y.31.545N0320 X.34.595N0330 Y31.545N0340 X34.595N0350 Y.31.545N0360 X0.0N0370 Y.25.545N0380 X.28.595N0390 Y25.545N0400 X28.595N0410 Y.25.545N0420 X0.0N0430 Y.19.545N0440 X.22.595N0450 Y19.545N0460 X22.595N0470 Y.19.545N0480 X0.0N0490 Y.13.545N0500 X.16.595N0510 Y13.545N0520 X16.595N0530 Y.13.545N0540 X0.0N0550 Y.7.545N0560 X.10.595N0570 Y7.545N0580 X10.595N0590 Y.7.545N0600 X0.0N0610 Y.1.545N0620 X.4.595N0630 Y1.545N0640 X4.595N0650 Y.1.545N0660 X0.0N0670 G0 Z2.5N0680 X.61.595 Y46.5489N0690 Z.6591N0700 G1 Z.2.3409 F270.N0710 X.58.5934 Y49.6387N0720 G2 X.52.2104 Y55.545 I58.5932 J.56.92 F300.N0730 G1 X.42.2097N0740 G3 X.58.595 Y40.6294 I42.2095 J.62.8263N0750 G1 Y30.4436N0760 G2 X.30.1561 Y55.545 I58.5948 J.37.7249N0770 G1 X.10.4459N0780 G3 X.58.595 Y17.6768 I10.4457 J.62.8263N0790 G0 X.61.595 Y10.6336N0800 Z.6591N0810 Z2.5N0820 X48.6 Y58.545N0830 Z.6591N0840 G1 Z.2.3409 F270.N0850 X52.21 Y55.545N0860 G2 X58.5934 Y49.6383 I.52.2102 J.62.8263 F300.N0870 X58.595 Y49.5 I.6.0434 J.1383N0880 G1 Y40.6289N0890 G3 X42.2093 Y55.545 I.58.5952 J.47.9102N0900 G1 X30.1557N0910 G2 X58.595 Y30.443 I.30.1559 J.62.8263N0920 G1 Y17.6759N0930 G3 X10.4455 Y55.545 I.58.5952 J.24.9572N0940 G0 X.4.2514 Y58.545N0950 Z.6591N0960 Z2.5N0970 X52.4832 Y.58.545N0980 Z.6591N0990 G1 Z.2.3409 F270.N1000 X54.3516 Y.55.2703N1010 G3 X58.595 Y.46.223 I.54.3615 J31.0157 F300.N1020 G0 X61.595 Y.38.2199N1030 Z.6591N1040 Z2.5N1050 X.61.595 Y.38.2948N1060 Z.6591N1070 G1 Z.2.3409 F270.N1080 X.58.595 Y.46.2759N1090 G3 X.54.3758 Y.55.2627 I58.5851 J22.0213 F300.N1100 X.52.55 Y.55.545 I1.8258 J5.7627N1110 G1 X.47.1588N1120 G2 X.56.5495 Y.26.5746 I47.1489 J31.2904N1130 X.57.6054 Y.10.0237 I1706.7849 J117.2041N1140 G1 X.57.7005 Y.8.4109N1150 X.57.6869 Y.6.7954N1160 G2 X57.6865 I57.6867 J.4859N1170 G1 X57.7001 Y.8.4045N1180 X57.6058 Y.10.0109N1190 G2 X56.498 Y.27.246 I.1543.3605 J90.545N1200 X47.1389 Y.55.545 I.56.5079 J2.9914N1210 G1 X39.7389N1220 G3 X50.509 Y.26.8796 I.39.7488 J31.2904N1230 X51.6161 Y.9.6595 I.1536.2637 J107.4137N1240 G1 X51.6986 Y.8.2539N1250 X51.6867 Y.6.8459N1260 G3 X.51.6871 I.51.6869 J.4354N1270 G1 X.51.699 Y.8.2595N1280 X.51.6158 Y.9.6707N1290 G3 X.50.5578 Y.26.2483 I1701.8512 J100.3002N1300 X.39.7588 Y.55.545 I50.5479 J1.9937N1310 G1 X.31.7735N1320 G2 X.44.5657 Y.25.927 I31.7636 J31.2904N1330 X.45.6262 Y.9.3177 I1694.8011 J116.5565N1340 G1 X.45.6975 Y.8.1081N1350 X.45.6873 Y.6.8965N1360 G2 X45.6869 I45.6871 J.3848N1370 G1 X45.6971 Y.8.1033N1380 X45.6264 Y.9.3081N1390 G2 X44.5198 Y.26.5163 I.1531.3811 J89.8422N1400 X31.7536 Y.55.545 N1780 X.29.4412 Y.55.545N1790 G2 X.29.53 Y.55.4073 I29.4412 J19.0931 F300.N1800 X.37.7013 Y.55.3032 I4.7213 J691.4423N1810 G1 X.38.1056 Y.55.2957N1820 X.38.5093 Y.55.2745N1830 G2 X.58.595 Y.48.4674 I2.0471 J39.0771N1840 G1 Y.40.8507N1850 G3 X.38.1955 Y.49.2828 I22.1328 J24.6533N1860 G1 X.37.8926 Y.49.2986N1870 X.37.5894 Y.49.3043N1880 G3 X.26.0387 Y.49.4223 I12.7807 J685.3393N1890 X.21.9477 Y.55.545 I26.0387 J12.9704N1900 G1 X.12.9852N1910 G2 X.20.6681 Y.46.7471 I12.9852 J19.0931N1920 X.20.8824 Y.46.3053 I20.6681 J10.2952 F180.N1930 G1 X.20.9587 Y.46.1436N1940 X.21.0302 Y.45.9796N1950 G2 X.22.1169 Y.43.4181 I129.6953 J56.5356N1960 X.26.028 Y.43.4223 I.2.6918 J679.4531N1970 X.37.4775 Y.43.3053 I1.2193 J679.4573 F300.N1980 G1 X.37.6797 Y.43.3016N1990 X.37.8816 Y.43.291N2000 G2 X.58.595 Y.31.8887 I1.4194 J27.0936N2010 G1 X.53.7003 Y.28.4185N2020 G2 X.53.4508 Y.3.6317 I17.2381 J12.2211N2030 G1 X.53.3526 Y.3.4989N2040 X.53.2472 Y.3.3718N2050 G2 X.25.2612 Y29.8246 I1952.4399 J.1617.5966N2060 X.24.8223 Y32.6482 I174.8295 J.25.7326N2070 G1 X.24.8165 Y32.6837N2080 X.24.8102 Y32.7191N2090 G2 X24.8102 I24.8102 J.4.3686N2100 G1 X24.8128 Y32.7048N2110 X24.8152 Y32.6904N2120 G2 X25.2722 Y29.7998 I.113.9735 J.19.4984N2130 G1 X51.936 Y.1.7706N2140 G2 X37.57aN2370 X19.5519 Y27.3588 I.108.0594 J.18.4866N2380 G1 X20.0597 Y26.6726N2390 X47.4516 Y.5.7598N2400 G2 X37.2538 Y.31.3187 I.11.0191 J.10.4173N2410 X18.0782 Y.31.3539 I.13.612 J2189.9999N2420 X14.3284 Y.31.3412 I5.5636 J2190.0351 F180.N2430 G1 X13.7351 Y.31.6786N2440 G2 X12.4506 Y.35.2321 I.122.4001 J42.234a M05M302.飞机模型的后处理：半精加工%1000(程式名称=JIAGONG2 日期:Wed Dec 14 14:52:48 2011)(刀具名称:D8R4 直径=8.00 R=4.00 刃长=50.00 刀长=75.00)(底面余量=0.30 侧壁余量=0.00)N0010 G40 G17 G90N0020 G00 X.6.08 Y.24.482 S2419 M03N0030 Z10N0040 Z2.006N0050 G01 Z.994 F200.N0060 G03 X.3.449 Y.19.012 I.4.369 J5.47N0070 X.3.464 Y.18.55 I.7. J0.0N0080 G02 X.3.628 Y.16.056 I6221.319 J411.438N0090 X.4.162 Y.7.849 I6221.483 J408.944 F300.N0100 X.4.166 Y.7.673 I4.162 J.176N0110 X0.0 Y.3.507 I4.166 J0.0N0120 X4.166 Y.7.673 I0.0 J.4.166N0130 X4.162 Y.7.849 I.4.166 J0.0N0140 X3.085 Y.24.261 I.7026.383 J452.872N0150 G01 Y.24.274N0160 G02 X.001 Y.27.359 I.3.084 J0.0N0170 X.3.084 Y.24.274 I0.0 J3.085N0180 G01 Y.24.261N0190 G02 X.3.792 Y.13.561 I6220.939 J417.149N0200 G03 X.7.16 Y.8.024 I.6.985 J.456N0210 Z2.006N0220 G00 X.6.833 Y.24.835N0230 Z1.512N0240 G01 Z.1.488 F200.N0250 G03 X.4.226 Y.19.385 I.4.393 J5.45N0260 X.4.242 Y.18.908 I.7. J0.0N0270 G02 X.4.411 Y.16.414 I1485.95 J101.567N0280 X.4.957 Y.7.849 I1486.119 J99.073 F300.N0290 X.4.961 Y.7.659 I4.957 J.19N0300 X0.0 Y.2.698 I4.961 J0.0N0310 X4.961 Y.7.659 I0.0 J.4.961N0320 X4.957 Y.7.849 I.4.961 J0.0N0330 X3.815 Y.24.975 I.1476.445 J89.824N0340 X0.0 Y.28.16 I.3.815 J.693N0350 X.3.815 Y.24.975 I0.0 J3.878N0360 X.4.575 Y.13.919 I1485.523 J107.634N0370 G03 X.7.941 Y.8.381 I.6.985 J.454N0380 Z1.512N0390 G00 X.7.408 Y.24.838N0400 Z1.018N0410 G01 Z.1.982 F200.N0420 G03 X.4.795 Y.19.383 I.4.387 J5.455N0430 X.4.811 Y.18.907 I.7. 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