电子课件-机械CADCAM应用技术(第二版)完整全部教学课件

UG是SiemensPLMSoftware公司旗舰数字化产品开发解决方案,它为用户的产品设计及加工过程提供数字化造型和验证手段,这些解决方案可以全面提高设计过程的效率,削减成本,并缩短产品进入市场的时间。

UG使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。它包含了企业中应用较广泛的CAD/CAE/CAM集成应用套件,可用于产品设计、分析和制造全范围的开发过程,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件。UG面世以来,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得到广泛的应用。

UG进入中国以后,很快就以其先进的管理理念、强大的工程背景、完善的技术功能以及专业化的技术服务队伍赢得了广大中国用户的赞誉,在中国的业务有了很大的发展。

UGNX8.0是西门子公司2011年下半年正式发布的新版本。UGNX8.0建模模块UGNX8.0产品设计模块UGNX8.0装配模块UGNX8.0工程图模块UGNX8.0模具设计模块UGNX8.0数控加工模块UGNX8.0注塑分析UGNX8.0钣金设计模块UGNX8.0机构运动仿真模块

(1)具有统一的数据库,实施并行工程。

(2)采用复合建模技术,融为一体。真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无缝集成,可实现实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模。

(3)用基于特征(如孔、凸台、键槽、倒角等)的建模和编辑方法作为实体建模基础,形象直观,类似于工程师传统的设计方法,并能用参数驱动。

(4)曲面设计采用非均匀有理B样条作基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合于汽车外形、汽轮机叶片等具有复杂曲面的产品的建模。

(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标准和国家标准标注尺寸、几何公差和汉字说明等,并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测剖等形成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。

(6)以Parasolid为实体建模核心,其实体建模功能处于领先地位。目前大部分CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体建模基础。

(7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP和UFUNC,并能通过高级语言接口,使UGNX8.0的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。随着计算机技术的发展,工程人员设计的手段从传统的手工图板制图逐渐向计算机辅助设计方向发展。计算机辅助设计是当代十项最杰出的工程技术之一,CAD技术的发展已经经历了二维绘图阶段、通用图形处理阶段、微机工作站三个阶段。在CAD技术发展的第三阶段(20世纪80年代初期)出现了变量化设计技术和参数化设计技术。变量化设计(variationaldesign)一词是美国麻省理工学院Gossard教授于1980年提出的。Gossard的理论在当时并未引起CAD界重视,直到1987年底ParametricTechnology公司推出以参数化、变量化、特征设计为基础的新一代实体造型软件Pro/ENGINEER后,CAD界才真正认识到参数化、变量化设计的巨大潜能。之后,参数化和变量化设计引起国内外CAD软件界的极大关注,并成为CAD界的研究热点。表达式是UGNX8.0参数化建模的重要工具,表达式记录了设计过程中所有的特征参数,并以变量的形式出现,给变量赋予数值,其结构形式为:变量名=数值(一个数学语句或条件语句)当模型的结构发生变化时,变量的数值也随之改变,反过来,当变量的参数发生变化时,模型也随之改变,因此,可以通过参数来控制产品的结构特征。1.5.1表达式的概念

UGNX8.0中的表达式有自己的语法,类似于C语言中的表达式的用法。表达式语言中常遇到的一些元素有:表达式名、算数表达式及运算符、运算符的优先顺序和相关性、内部函数及条件表达式。1.表达式名表达式名又称变量名,是由字母与数字组成的字符串,但第一个字符必须为字母,表达式名可含下划线“-”,表达式名的长度必须限制在132个字符以内,表达式中的字符不区分大小写,如“a”和“A”是同一个表达式名。2.算术表达式及运算符算术表达式的形式如下:

p0=3,p1=p0-1,p2=p1*3,p3=p1^2

UGNX8.0运算符分为算术运算符、关系运算符和逻辑运算符三种,与其他计算机语言的概念相同。各运算符的优先级别及运算顺序见表1-1,在表1-1中,上一行的运算符优先级别高于下一行的运算符。3.内部函数在创建表达式时,常常会用到一些函数。在UGNX8.0中提供的内部函数见表1-2。4.条件表达式条件表达式就是利用ifelse语法结构建立起来的表达式,其句法为:

VAR=if(exp1)(exp2)else(exp3)语法中各项的含义如下:

VAR—变量名。

exp1—判断条件表达式。

exp2—当判断条件表达式为真时执行的表达式。

exp3—当判断条件表达式为假时执行的表达式。例如,有一个条件表达式为:

width=if(1ength<15(10)else(11))该条件表达式的含义是:如果length的值小于15,则width的值为10;如果length的值不小于15,则width的值为11。1.5.2创建表达式在UGNX8.0建模过程中,系统就会自动地建立表达式,而且其变量名字默认由一个小写字母p开头,后面加上从0开始的阿拉伯数字组成。除了系统自动生成一些表达式外,用户也可以自己来建立表达式。用户可通过选择下拉菜单命令和导入表达式文件的方法来手工创建或编辑所需的表达式。1.直接创建表达式选择菜单“工具”→“表达式”命令,弹出“表达式”对话框,如图1-14所示;在下部的“表达式编辑器”中的“名称”文本框中输入创建的表达式名称,在“公式”文本框中输入参数值,然后为该参数选择相应的单位,单击“确定”按钮即可直接创建表达式。2.由数据文件导入表达式单击“表达式”对话框的“导入表达式文件”按钮,弹出如图1-15所示的“导入表达式文件”对话框,选中所需要的表达式数据文件(扩展名为.exp的文件),单击“OK”按钮即可将文件中的数据导入到表达式列表框内,以供后面设计使用。1.5.3编辑表达式1.修改表达式在“表达式列表框”中选中需要修改的表达式,然后在“表达式编辑器”中的“公式”文本框内输入新的表达式,单击“接受编辑”按钮,则新的表达式就会出现在“表达式列表框”内。2.重命名表达式在“表达式列表框”中选中需要重命名的表达式,然后在“表达式编辑器”中的“名称”文本框内输入新的表达式名称,单击“接受编辑”按钮,则新的表达式就会出现在“表达式列表框”内。3.删除表达式在“表达式列表框”中选中需要删除的表达式,然后单击“删除”按钮或按键盘上的“Delete”键即可完成表达式的删除。4.利用Excel对表达式进行编辑单击“表达式”对话框中的“用Excel编辑”按钮,调用Excel工作表,从中可以对表达式进行编辑,如图1-16所示。5.调用内部函数在“表达式编辑器”的“公式”文本框中输入函数时,单击“函数”按钮,如图1-17所示,在弹出的“插入函数”对话框中的“函数列表框”里选择需要的函数,单击“确定”按钮即可调用内部函数。2.1.1标题栏标题栏用来显示软件版本、当前使用的应用模块的名称和文件名等信息。2.1.2菜单栏菜单栏主要用来调用UGNX8.0各功能模块和各功能命令以及对UGNX8.0系统的参数进行设置。对于不同的功能模块,菜单略有不同。2.1.3工具栏在UGNX8.0软件中,操作系统提供了大量的工具条,每个工具条的按钮都对应着菜单中的一个命令。不同功能模块显示的工具条和命令也各不相同。UGNX8.0的工具条和命令非常丰富,不可能所有工具条和命令同时布置到工作界面上,因此,为了方便工作,我们需要根据工作目的布置工作界面,提高工作效率。

1.显示或隐藏工具条2.添加命令按钮3.定制菜单栏和工具条2.1.4资源管理器资源管理器在设计过程中起着十分重要的辅助作用,能够详细地记录设计的全过程。设计过程所用的特征、特征操作和参数等都有详细的记录,包括装配导航器(assemblynavigator)、部件导航器(modelingnavigator)、浏览器(internetexplorer)、历史(history)、系统材料(systemmaterial)等,如图2-8所示。单击资源管理器的某个图标将弹出该资源窗口。在默认的情况下,资源管理器位于主界面的左侧,也可以将其设置为显示在主界面的右侧。选择菜单“首选项”→“用户界面选项”命令,弹出如图2-9所示的“用户界面首选项”对话框,选择“布局”选项卡,在“显示资源条”选项组中选择“在右侧”选项,然后单击“确定”或“应用”按钮,则资源条就会在主界面右侧显示。2.2.1打开布局图2-11系统预定义布局2.2.2自定义布局2.2.3删除布局

UGNX8.0软件提供了256个图层供用户使用,图层的恰当应用对用户的绘图工作会有很大的帮助。用户可以设置图层的名称、分类、属性和状态等,还可以进行有关图层的一些编辑操作。不同的用户对于图层的使用习惯不同,但同一设计单位要保证图层设置一致,UGNX8.0对前80层定义如下(也可不按照定义设置使用)。

(1)1~20层:实体(SOLIDS)。

(2)21~40层:草图(SKETCHES)。

(3)41~60层:曲线(CURVES)。

(4)61~80层:基准(DATUMS)。通过菜单“格式”命令或如图2-14所示的“实用工具”工具条上的相关命令来实现图层的操作和管理。2.2.2自定义布局2.3.2工作图层设置2.3.3图层操作2.4.1坐标系1.坐标系分类2.移动工作坐标系3.旋转坐标系4.动态坐标系2.4.2点在UGNX8.0的许多操作中,都涉及对象的目标点、参考点、中心点或端点等操作,需要创建一个或一组点(前面的一些操作中,已经多次涉及)。选择菜单“插入”→“基准/点”→“点”命令或者单击“特征操作”工具条中“基准”下拉菜单的“点”按钮,将会弹出“点”对话框,如图2-25所示。2.4.3基准轴2.4.4基准平面2.4.5基准坐标系图2-31“基准CSYS”对话框2.5.1机械产品设计的一般过程2.5.2三维造型设计的步骤1.理解设计模型2.主体结构造型3.零件相关设计4.细节特征造型在“建模”应用模块中,选择菜单“插入”任务环境中的“草图”命令或单击“特征”工具条上的“草图”按钮,弹出如图3-1所示的“创建草图”对话框,利用该对话框可以创建所需要的草图平面,确定草图平面以后,选择“确定”按钮,即可进入草图模式,单击“取消”按钮,可以退出草图平面选择。3.1.1草图平面选项草图平面选项有“路径草图”“草图平面”“XC-YC平面”“YC-ZC平面”“XC-ZC平面”“基准平面”和“基准CSYC”6个选项。现介绍几种常用的创建草图平面的方法。1.草图平面该选项为系统默认选项,用于指定草图平面,可以选择实体平面的表面、工作坐标系平面、基准面或者基准坐标系上的一个平面作为草图平面,如不选择,则系统默认指定XC-YC平面为草图平面。2.XC-YC平面、YC-ZC平面和XC-ZC平面这3个选项用于指定某个坐标平面作为草图平面。3.基准平面该选项用于指定某一个基准平面作为草图平面,可以直接在此过程中创建基准平面。3.1.2草图首选项3.2.1草图曲线绘制3.2.2编辑草图曲线

1.快速修剪该按钮具有2个选项“快速修剪”和“快速延伸”。2.圆角在绘制出草图大概形状后,需要对草图进行约束,以满足设计要求。草图约束分为“几何约束”和“尺寸约束”两类。其中“几何约束”用于确定草图对象形状以及在坐标平面中的位置,“尺寸约束”用于确定草图对象的大小。“草图工具”工具条如图3-15所示。3.自动约束单击“自动约束”按钮,将会弹出如图3-18所示的“自动约束”对话框,选择在绘制草图曲线时就需要保证的约束,随后就会在已绘制的草图中自动创建所选择的约束类型。4.显示所有约束单击“显示所有约束”按钮,即在草图上显示已存在的所有约束。5.显示/移除约束单击“显示/移除约束”按钮,弹出如图3-19所示的“显示/移除约束”对话框。主要用作检查草图对象是否过约束或欠约束,选择显示约束窗口中的约束项目,单击“移除高亮显示的”按钮,再单击“确定”按钮,完成移除约束操作。6.转移至/自参考对象单击“转移至/自参考对象”按钮,弹出如图3-20所示的“转移至/自参考对象”对话框。选中“参考曲线或尺寸”选项后再用鼠标选择需要转换的草图曲线,单击“确定”按钮,即可将其转换为参考线,如图3-21所示。7.自动判断约束和尺寸在进行草图绘制之前,可预先设置相应的约束选项,在绘制草图时,系统会自动在相应的对象间添加相应的约束项,这样可有效地提高草图绘制速度。在“草图工具”工具条上单击“自动判断约束和尺寸”按钮,将会弹出如图3-22所示的“自动判推断约束和尺寸”对话框,从中可选择需要的约束选项。1.草图的定位2.草图的重新附着3.5.1案例预览参考用时:15min。本节将介绍一个零件草图曲线的绘制过程。该零件的轮廓基本全部由圆弧构成,主要问题是解决圆心定位问题,可利用绘制辅助曲线的方式确定圆弧的圆心点。最终效果如图3-26所示。3.5.2案例分析3.5.3常用命令3.5.4设计步骤操作步骤如下:

1.新建零件文件参考用时:1min。

(1)在桌面上双击UGNX8.0快捷方式图标进入基本环境,然后执行“文件夹”→“新建”命令,给新文件指定路径和文件名后,单击“确定”按钮。

(2)在工具条中选择“起始”→“建模”命令,或者使用ctrl+M组合快捷键切换到建模模式。2.曲线轮廓的绘制参考用时:14min。

(1)绘制两个整圆曲线。

(2)约束两个圆。(3)绘制定位参考线。(4)约束参考线。(5)转换为参考线。(6)绘制顶部圆弧。(7)约束顶部圆弧。(8)绘制相切圆弧。(9)圆弧的约束。(10)修剪草图曲线。(11)偏置曲线。(12)绘制连接曲线。(13)约束两圆角尺寸。(14)绘制两个圆并进行约束。3.6.1案例预览参考用时:20min。本节将介绍一个零件草图曲线的绘制过程。该草图曲线的绘制重点是先定位几个圆心位置,然后通过连接几个圆弧,可以得到轮廓曲线,再绘制内部的轮廓曲线。最终效果如图3-41所示。3.6.2案例分析3.6.3常用命令3.6.4设计步骤操作步骤如下:

1.新建零件文件参考用时:1min。

(1)在桌面上双击UGNX8.0快捷方式图标进入基本环境。然后执行“文件夹”→“新建”命令,给新文件指定路径和文件名后,单击“确定”按钮。

(2)在工具条中选择“起始”→“建模”命令,或者使用Ctrl+M组合快捷键,切换到建模模式。2.曲线轮廓的绘制参考用时:19min。

(1)绘制四个定位圆。

(2)约束四个圆。(3)绘制外形轮廓线。(4)约束直线2角度。(5)曲线圆角。(6)约束圆角尺寸。(7)修剪草图曲线。(8)绘制六个圆。(9)约束六个圆。(10)绘制相切圆弧。(11)圆弧的约束。(12)绘制两条直线。(13)修剪曲线。案例预览参考用时:20min。

1.完成一个边长为100×50×20的长方体的创建。2.用圆柱体、圆锥、球命令完成图示零件的建模。4.1.1实体设计环境界面介绍4.1.2特征命令及工具条介绍4.2.1块的创建4.2.2圆柱体的创建4.2.3圆锥体的创建4.2.4球体的创建4.3.1孔特征的创建孔的类型包括常规孔、钻形孔、螺钉间隙孔、螺纹孔和孔系列等。在“特征”工具条上单击孔按钮或者选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“孔”将弹出“孔”对话框。不同类型的孔对话框各不相同。

1.常规孔2.螺纹孔4.3.2圆形凸台的建立圆形凸台是构建在平面上的形体。在“特征”工具条上单击按钮或者选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“凸台”,弹出构建凸台对话框。

1.在长方体中心创建凸台2.在圆柱体表面创建拔模凸台4.3.3垫块的建立4.3.4腔体的建立腔体创建于实体或者片体上,其类型包括柱形腔体、矩形腔体和常规腔体。在“特征”工具条上单击腔体按钮或者选择菜单栏中的“插入”→“设计特征”→“腔体”,弹出“腔体”对话框。在对话框中可以选择柱形、矩形或者常规构造方式,对于柱形、矩形腔体,选择实体表面或者基准平面作为腔体放置平面来构建。而对于常规类型腔体,则利用创建常规腔体对话框来创建。

1.创建圆柱腔体2.创建矩形腔体4.3.5键槽的建立选择菜单“插入”→“设计特征”→“键槽”命令或单击“特征”工具条上“键槽”按钮,弹出“键槽”对话框,如图4-15所示。键槽的类型包括矩形槽、球形端槽、U形槽、T形键槽和燕尾槽5种,同时各种类型键槽都可设置为“通槽”方式。1.矩形槽2.球形端槽3.U形槽4.T形键槽5.燕尾槽4.3.6槽的建立选择菜单“插入”→“设计特征”→“槽”命令或单击“特征”工具条上“槽”按钮,将会弹出“槽”对话框,如图4-21所示。在实体上创建环形槽的一般步骤如下:先选择环形槽类型,再指定圆柱面或圆锥面作为环形槽放置面,然后设置环形槽参数,最后确定环形槽在实体上的位置。另外,环形槽可以在实体表面上或实体内部。图4-22所示的就是关于槽的图例。沟槽类型包括矩形、球形端槽和U形槽三种。1.矩形2.球形端槽3.U形槽4.3.7螺纹此命令用于在具有圆柱面的特征上创建符号螺纹或详细螺纹。这些圆柱特征包括圆柱孔、圆柱、凸台等。符号螺纹以符号表示螺纹,占用内存少,且能在制图模块以标准简化画法表达,详细螺纹则在实体模型上构造样式的详细螺纹效果。创建详细螺纹,如图4-28所示。4.4.1拉伸特征拉伸是将线条或闭合的曲线作为剖面曲线,按指定的方向拉伸一个线性距离而形成片体或实体的操作。4.4.2课堂练习一:肋板零件本例将介绍肋板零件的设计过程。在设计过程中,综合使用各种基本建模方法逐一在肋板零件已有模型上添加新的特征,直到完成模型的设计。肋板零件如图4-31所示。4.4.3回转特征将剖面线串绕指定的轴线旋转一定的角度而生成的实体称为回转体,主要用于创建沿圆周方向具有相同剖面的复杂实体。4.4.4课堂练习二:方向盘本例将介绍方向盘的设计过程。在设计过程中,综合使用各种基本建模方法逐一在已有模型上添加新的特征,直到完成模型的设计。方向盘零件如图4-46所示。4.5.1布尔运算布尔运算操作用于确定在UGNX8.0建模中多个实体之间的合并关系。布尔操作中的实体称为目标体和工具体。目标体是首先选择的需要与其他实体合并的实体;工具体是用来修改目标体的实体。在完成布尔运算操作后,工具体成为目标体的一部分。布尔运算操作包括求和、求差和求交运算,它们分别用于实体之间的结合、实体之间相减或产生相交实体的操作。

1.求和2.求差3.求交4.5.2细节特征操作

1.边倒圆选择菜单“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令或单击“特征操作”工具条上的“边倒圆”按钮,将会弹出“边倒圆”对话框,如图4-62所示。利用该功能可以创建4种类型的边倒圆。

(1)恒定半径(2)变半径(3)拐角倒角(4)拐角突然停止2.课堂练习:倒圆角练习——创建如图4-70所示的倒圆角。4.5.3关联复制操作在建模过程中经常需要建立一些按照一定规律分布且完全相同的特征,如对称体或某相同要素关于某基准面对称等。对于这种情况可以先建立一个特征,然后通过“对特征形成图样”建立其余的特征,可以提高设计效率,而且这些特征相互关联,修改一个,其他都跟着变化。

1.对特征形成图样选择菜单“插入”→“关联复制”→“对特征形成图样”命令或单击“特征操作”工具条上的“对特征形成图样”按钮,弹出如图4-90所示的“对特征形成图样”对话框。

(1)线性阵列(2)圆形阵列2.镜像体3.镜像特征4.5.4修剪特征操作

1.修剪体修剪体是用实体表面、基准平面或片体修剪一个或多个实体。2.拆分体4.6.1编辑特征参数该命令的功能是编辑创建特征的基本参数,如长度、角度等。用户可以选择多种方式进入编辑特征功能。选择不同特征,编辑的参数也不相同。

1.进入编辑特征的方式

(1)工具条:在没有选择任何特征的情况下,在“编辑特征”工具条中单击“编辑特征参数”按钮,将弹出“编辑参数”对话框,如图4-100所示。该对话框列出了当前文件中所有可编辑参数的特征列表,在列表中选取需要编辑参数的特征后单击“确定”按钮,进入相应的编辑参数对话框。

(2)菜单:“编辑”→“特征”→“编辑参数”。

(3)部件导航器:在部件导航器中左键单击某个特征,然后单击鼠标右键弹出快捷菜单,选择“编辑参数”,如图4-101所示。

(4)在图形窗口中单击特征,右击弹出快捷菜单,该快捷菜单与上步的类似,在快捷菜单上选择“编辑参数”。

2.修改长方体上孔的尺寸和定位参数

(1)在长方体上选择孔,当孔高亮显示时,单击鼠标右键,弹出快捷菜单,在菜单上选择“编辑参数”,如图4-102所示。

(2)在弹出的“孔”对话框中将孔的直径尺寸由8改为10,也可在对话框中修改其他参数。双击图中宽边方向的定位尺寸,在弹出的输入框内输入20;双击图中长边方向的定位尺寸,在弹出的输入框内输入30。如图4-103所示。

(3)单击“确定”完成孔参数编辑。3.圆台参数编辑4.6.2编辑特征位置4.6.2编辑特征位置4.7.1案例预览参考用时:30min。本节将介绍一个法兰零件的绘制过程。该零件的主体是一个回转体,主要需解决的问题是孔、沟槽的定位以及修剪面的定位问题。法兰零件最终的效果如图4-108所示。4.6.2编辑特征位置4.7.3常用命令4.7.4设计步骤本案例的设计步骤如下:

1.新建零件文件参考用时:1min。

(1)在桌面上双击UGNX8.0快捷方式图标进入基本环境,然后执行“文件”→“新建”命令,给新文件指定路径和文件名,单击“确定”按钮。

(2)在工具条中选择“起始”→“建模”命令,或者使用ctrl+M组合快捷键,切换到建模模式。2.完成主体造型(1)绘制回转草图。(2)回转草图曲线。(3)创建沉头孔。(4)倒斜角操作。(5)倒圆角操作。(6)创建基准平面。(7)修剪外形。3.完成内部槽创建两个矩形沟槽创建两个球形沟槽4.完成孔的设计曲线创建曲线构造曲面点构造曲面曲面创建曲面设计综合实例2:安全帽主体造型曲面设计综合实例1:五角星造型在UGNX10.0系统中体特征分为两类:实体特征和片体特征,片体特征是厚度为0的实体特征。实际设计中,只使用实体特征建模的方法能够完成设计的产品是有限的,绝大多数实际产品的设计都离不开曲面特征的构建,曲面特征主要用于其他方法难以完成的轮廓和外形,或通过把几个曲面缝合到一起生成一个个体,或裁剪实体以生成特定的形状或轮廓。在曲面设计前需要做一定的预设置。选择菜单“首选项”→“建模”命令,弹出“建模首选项”对话框,如图所示。单击“自由曲面”选项卡,如图所示,包括“曲线拟合方法”“高级重新构建选项”“自由曲面构造结果”“动画”“样条上的默认操作”和“曲面延伸方法”等6个选项组。选择菜单“插入”→“曲面”→“网格曲面”或“扫掠”命令,或通过“曲面”工具条可以创建曲面以及对曲面进行操作。“曲面”工具条如图所示。曲线功能主要包含了曲线的生成、编辑和操作方法。可以选择菜单“插入”→“曲线”下拉菜单或者单击“曲线”工具条上的工具按钮来实现。“曲线”工具条如图所示。工具条分成两排:上一排为“简单曲线功能”包括直线、圆弧、样条曲线和文本等;下一排为“相对复杂的曲线功能”,包括椭圆、抛物线、双曲线和投影曲线等。5.2.1曲线

1.点作为一个独立的几何对象,以“+”标识,选择菜单“插入”→“基准/点”→“点”命令,将会出现“点”创建按钮。

2.点集点集是指通过一次操作,生成一组点,这些点一般依赖已存在的曲线或曲面,选择菜单“插入”→“基准/点”→“点集”或单击曲线工具条上的“点集”按钮,弹出如图所示的“点集”对话框,该对话框提供了多种生成方式,其操作方法基本相同。

3.课堂练习一:创建点集

4.直线选择菜单“插入”→“曲线”→“直线”命令或单击“曲线工具条”上“直线”按钮,弹出“直线”对话框,如图所示。该方式主要用于根据已有实体创建直线的场合。(1)起点选项(2)终点或方向(3)支持平面(4)限制5.圆弧/圆选择菜单“插入”→“曲线”→“圆弧/圆”命令或单击“曲线”工具条上“圆弧/圆”按钮,弹出“圆弧/圆”对话框,如图所示。(1)三点画圆弧(2)从中心开始的圆弧/圆6.基本曲线基本曲线是以前版本保留的工具,类似于草图曲线,它提供了最常用的曲线设计方法,但基本曲线没有参数,所以在使用上还有一定的局限性,基本曲线包括:中心、圆弧、圆、倒圆、修剪曲线和编辑曲线参数,其应用基本上与直线、圆弧/圆以及曲线编辑功能的应用相同,只是根据跟踪条来进行点的定位,这里不作详细讲述。7.艺术样条(1)根据极点(2)通过点8.文本9.矩形10.多边形5.2.2二次曲线1.椭圆2.抛物线3.双曲线4.螺旋线5.规律曲线6.课堂练习二:绘制y=x2曲线5.2.3曲线操作1.偏置曲线2.桥接曲线3.投影曲线4.抽取曲线5.2.4编辑曲线1.修剪曲线2.修剪拐角3.分割曲线4.编辑圆角5.编辑曲线长度5.2.5课堂练习三:修剪曲线5.3.1通过点5.3.2课堂练习:通过点5.3.3从极点5.3.4从点云5.4.1直纹面直纹面可以通过两条截面曲线生成片体或实体,每条截面曲线可以由多条连续曲线、边界或实体表面组成。5.4.2曲线组通过曲线组创建曲面功能可以让用户通过同一方向上的一组截面线生成一个曲面。通过曲线组创建曲面功能和直纹面的操作方法类似,但直纹面只使用两条截面曲线,而通过曲线组创建曲面允许最多使用150条截面线,直纹面只是通过曲线组创建曲面的一个特例。5.4.3曲线网格通过曲线网格创建曲面可以通过两个不同方向的曲线生成一个曲面,每新增完一条曲线后必须单击鼠标中键来确认。5.4.4扫掠曲面1.扫掠2.沿引导线扫掠5.4.5桥接利用桥接曲面可以建立一个连接两个修剪面的样条曲面片体。5.4.6偏置曲面偏置曲面可以通过一个或多个已有曲面,沿所选定的面的方向偏置一段距离生成偏置曲面。5.4.7缝合曲面缝合曲面就是将两片或两片以上相连接的曲面缝合成一片曲面,类似于实体的“求和”操作。5.5.1案例预览参考用时:25min。本节将介绍五角星的设计过程。在设计过程中,应先绘制曲线框,然后分别使用三种方法完成五角星的建立,从而使读者能够熟悉直纹面,曲线网格和扫掠曲面功能的使用,最终的设计效果如图所示。5.5.2案例分析5.5.3常用命令5.5.4设计步骤操作步骤如下:

1.新建零件文件参考用时:1min。

(1)在桌面上双击UGNX10.0快捷方式图标进入基本环境,然后执行“文件”→“新建”命令,给文件指定路径和文件名,单击“确定”按钮。

(2)在工具条中选择“起始”→“建模”命令,或者使用Ctrl+M组合快捷键,切换到建模模式。2.曲面线架的设计

(1)绘制五边形。

(2)绘制五角星。(3)修剪曲线。(4)删除五边形曲线。(5)绘制引导线。3.曲面的生成5.6.1案例预览参考用时:25min本节将介绍半遮式安全帽主体的设计过程。在设计过程中,将体现出一个曲面绘制的基本流程。该曲面是由一个椭圆球体裁剪而成,所以在实际工作中,先绘制两个椭圆曲线作为引导线;然后绘制一个截面曲线;通过扫掠曲面功能完成曲面造型。最终的效果如图所示。5.6.2案例分析5.6.3常用命令5.6.4设计步骤操作步骤如下:

1.新建零件文件参考用时:1min

(1)在桌面上双击UGNX10.0快捷方式图标进入基本环境,然后执行“文件”→“新建”命令,给新文件指定路径和文件名,单击“确定”按钮。

(2)在工具条中选择“起始”→“建模”命令,或者使用Ctrl+M组合快捷键,切换到建模模式。2.曲面线架的设计

(1)绘制椭圆截面1。(2)绘制椭圆截面2。(3)旋转椭圆2。(4)创建基准平面。(5)修剪曲线。(6)隐藏基准平面。(7)绘制样条曲线。(8)分割椭圆产生的曲线1。3.半遮式安全帽曲面的建立(1)扫掠曲面。(2)绘制直线。(3)绘制样条。(4)倒圆角1。(5)倒圆角2。(6)延伸产生实体。(7)修剪形体。(8)隐藏曲线、曲面。(9)建立抽壳特征。装配建模方法介绍爆炸图与装配序列干涉检查与装配间隙装配设计概述6.1.1装配的概念UGNX10.0装配模块不仅能快速组合零部件成为产品，而且在装配中，可参照其他部件进行部件关联设计，并可对装配模型进行间隙分析、质量管理等操作。装配模型生成后，可建立爆炸视图，并可将其引入到装配工程图中；同时，在装配工程图中可自动产生装配明细表，并能对轴测图进行局部挖切。在UGNX10.0中进行装配操作，首先要进入装配界面，在打开软件之后，可通过新建装配文件，或者打开装配文件，还可以在当前建模环境中调出“装配”工具栏，进入装配环境进行关联设计，装配环境如图7-1所示。利用该界面“装配”工具条中的各个工具即可进行相关的装配操作，也可以通过“装配”下拉菜单中的相应选项来实现同样的操作。6.1.2装配术语1.装配部件装配部件是由零件和子装配构成的部件。在UGNX10.0中允许向任何一个Part文件中添加部件构成装配部件，因此任何一个Part文件都可以作为装配部件。在UGNX10.0中，零件和部件不必严格区分。需要注意的是，当存储一个装配体时,各部件的实际几何数据并不是存储在装配部件文件中,而是存储在相应的部件文件(即零件文件)中。2.子装配子装配是在高一级装配中被用作组件的装配子装配也拥有自己的组件。子装配是一个相对的概念，任何一个装配部件可在更高级装配中用作子装配。3.组件对象组件对象是一个从装配部件链接到部件主模型的指针实体。一个组件对象记录的信息有：部件名称、层、颜色、线型、线宽、引用集和配对条件等。4.组件组件是装配中由组件对象所指的部件文件。组件可以是单个部件(即零件)，也可以是一个子装配。组件由装配部件引用而不是复制到装配部件中。5.单个零件单个零件是指在装配外存在的零件几何模型，它可以添加到一个装配中去，但它自身不含有下级组件。6.自顶向下装配自顶向下装配，是指在装配级中创建与其他部件相关的部件模型，是在装配部件的顶级向下产生子装配和部件(即零件)的装配方法。7.自底向上装配自底向上装配是先创建部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配部件的装配方法。8.混合装配混合装配是将自顶向下装配和自底向上装配结合在一起的装配方法。例如先创建几个主要部件模型，再将其装配在一起，然后在装配中设计其他部件，即为混合装配。在实际设计中,可根据需要在两种模式下切换。9.主模型主模型是供UGNX10.0模块共同引用的部件模型。同一主模型，可同时被工程图、装配、加工、机构分析和有限元分析等模块引用，当主模型修改时，相关应用自动更新。6.1.3引用集1.引用集的概念引用集是用户在零部件中定义的部分几何对象,它代表相应的零部件参与装配。引用集可包含下列数据:零部件名称、原点、方向、几何体、坐标系、基准轴、基准平面和属性等。引用集一旦产生,就可以单独装配到部件中。一个零部件可以有多个引用集。2.缺省引用集每个零部件有两个默认的引用集:

(1)整个部件：该缺省引用集表示整个部件,即引用部件的全部几何数据。在添加部件到装配体中时,如果不选择其他引用集,缺省是使用该引用集。

(2)空：该缺省引用集为空的引用集。空的引用集是不含任何几何对象的引用集,当部件以空的引用集形式添加到装配体中时,在装配体中看不到该部件。如果部件几何对象不需要在装配模型中显示,可使用空的引用集,以提高显示速度。3.打开引用集对话框4.删除引用集5.设为当前6.编辑属性6.2.1自底向上装配6.2.2自顶向下装配自顶向下的装配方法是一种全新的装配方法,主要是基于某些模型需根据实际情况来判断要装配零件的位置和形状,也就是说只能等其他组件装配完毕后,通过这些组件来定位他本身的位置和形状。UGNX10.0支持多种自顶向下的装配方法,其中最常用的装配方法有以下两种。

1.第一种自顶向下装配方法该装配方法先在装配体中建立一个几何模型,然后创建一个新组件,同时将该几何模型链接到新建组件中。2.第二种自顶向下装配方法这种装配方法是指先建立一个空的新组件，它不含任何几何对象,然后使其成为工作部件，再在其中建立几何模型。与上一种装配方法不同之处在于：该装配方法既可以建立在一个不包含任何部件和组件的新文件上，也可以建立在一个含有部件或装配部件的文件上，并且使用链接器将对象链接到当前装配环境中。表6-16.2.3课堂练习:滑轮机构的装配7.2.4课堂练习:千斤顶的装配6.3.1简单干涉6.3.2分析装配间隙的子命令表6-26.4.1爆炸图表6-31.新建爆炸图2.编辑爆炸图3.自动爆炸组件4.取消爆炸组件取消爆炸组件是指将组件恢复到先前的未爆炸位置，其操作方法和步骤如下:

(1)选择要取消爆炸状态的组件。

(2)在“爆炸图”工具栏中单击“取消爆炸组件”按钮，或者在菜单栏中选择“装配”→“爆炸图”→“取消爆炸组件”命令，则将所选组件恢复到先前的未爆炸位置(即原来的装配位置)。5.删除爆炸图6.切换爆炸图7.创建追踪线8.隐藏和显示视图中的组件9.装配爆炸图的显示和隐藏可以根据设计情况隐藏或显示工作视图中的装配爆炸图。在菜单栏中选择“装配”→“爆炸图”→“隐藏爆炸图”命令，则隐藏工作视图中的装配爆炸图,并返回到装配位置(状态)的模型视图。在菜单栏中选择“装配”→“爆炸图”→“显示爆炸图”命令，则显示工作视图中的装配爆炸图。6.4.2装配序列1.“装配序列”工具栏2.装配序列的主要操作(1)新建序列(2)插入运动(3)记录摄像位置(4)拆卸与装配(5)回放装配序列(6)删除序列图纸页和视图管理打印输出工程图标注工程图概述零件工程图综合实例:法兰零件7.1.1UGNX10.0工程图输出的一般过程

(1)启动UGNX10.0,打开零件或产品的实体模型或者创建零件或产品的实体模型。

(2)选择“开始”→“制图”命令,弹出“图纸页”对话框,如图所示,在其中设置图纸的名称、图幅、比例、单位以及投影角等参数。

(3)添加视图、剖视图等。

(4)调整视图布局。

(5)进行图纸标注,包括尺寸标注、文字注释、表面粗糙度和标题栏等内容。

(6)保存,打印输出。7.1.2工作界面基本设置1.工作界面在标准工具条中单击“开始”按钮,在弹出的菜单中单击“制图”命令,程序即进入工程图模块,该模块的工作界面如图所示。2.制图工具条3.“首选项”设置4.公共选项卡5.视图选项卡5.视图选项卡5.视图选项卡5.尺寸选项卡5.注释选项卡7.2.1图纸页管理在UGNX10.0环境中,任何一个三维模型都可以用不同的投影方法、不同的图样尺寸和不同的比例建立多张二维工程图。图纸页管理功能包括了新建图纸页、打开图纸页、删除图纸页和编辑图纸页等基本功能。7.2.2视图管理制图功能中的视图管理功能包括添加视图、删除、复制、粘贴视图、移动对齐视图和编辑视图等多项操作。利用这些功能,用户可以方便地管理图纸页中所包含的各类视图,并可修改各视图的缩放比例、角度和状态等参数。7.3.1尺寸标注1.常用尺寸标注方式(1)快速尺寸、线性尺寸标注(2)径向尺寸、角度尺寸2.尺寸公差标注3.添加尺寸附加文本4.尺寸标注的修改方法如果要修改已存在的标注尺寸时,先要在视图中选择要修改的尺寸,所选择的尺寸会在视图中高亮显示,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择相应的命令进行编辑操作。如果仅要移动尺寸标注的位置,则可单击该尺寸,并拖动其到理想的位置。至于尺寸的数值,由于它直接关联到对象的三维模型,一般不应在工程图中进行修改。但如果确实需要修改某些尺寸数值,则要到“注释编辑器”中选择尺寸文本再进行修改,这样将破坏尺寸与模型间的对应关系。7.3.2几何公差标注1.基准特征符号2.特征控制框7.3.3添加注释1.创建注释2.创建标签3.插入表格打印输出可以分成两种情况:输出到打印机和输出到绘图仪。下面就输出到打印机进行说明。操作比较简单:右击图纸,在弹出的快捷菜单中选择“适合窗口”命令,则整个图纸充满显示窗口(注意如屏幕的窗口与图纸边界不相符,可以通过导航器将空白的部分挡住,务必保证绘图区的显示窗口与图纸的边界相符),通过菜单“文件”→“打印”命令,将会弹出如图所示的“打印”对话框,单击“确定”按钮,将会驱动计算机所连接的打印机工作,图幅由打印机来控制。7.5.1案例预览7.5.2案例分析本案例是一个法兰零件工程图的实例。通过对图纸的基本分析可知,该零件为回转零件,为了表达圆周分布的孔,采用旋转剖视图;使用局部放大视图来表达球形沟槽。在标注过程中,应注意标注样式的修改,并且会使用附加文本的编辑。具体设计流程如图所示。7.5.3常用命令1.新建零件文件

(1)在桌面上双击UGNX10.0快捷方式图标进入基本环境,然后执行“文件夹”→“打开”命令,找到H:/PART/Drafting/2.prt,单击OK按钮,绘图区内将显示实体模型。

(2)在工具条中选择“起始”→“制图命令”,切换到工程图模式,将显示空白图纸。

2.制图参数预设置

(1)图纸设置。3.生成视图(1)放置视图。(2)删除视图。(3)生成旋转剖视图。(4)生成局部放大视图。4.工程图的标注(1)标注圆柱形尺寸。(2)标注直径尺寸。(3)调整直径尺寸样式。(4)编辑附加文本。(5)标注长度尺寸。(6)删除孔的中心线。(7)重新生成孔的中心线。(8)标注角度尺寸线。数控编程主要步骤机床坐标系与工件坐标系数控程序的格式及主要指令数控加工技术与原理手工编程综合实例常用数控指令8.1.1数控编程技术简介8.1.2数控加工基本原理数控机床是一种被数控系统控制的机床,而数控系统是一种计算机系统。数控编程的目的是编制能够运行于数控系统中的用于完成加工任务的应用程序。数控编程的主要步骤如下:1.分析零件图样和制订工艺方案2.数学处理3.编写零件加工程序4.程序检验1.增量尺寸与绝对尺寸指令2.坐标平面选择指令3.快速点定位指令G004.直线插补指令G015.圆弧插补指令G02、G036.刀具半径补偿指令7.刀具长度补偿指令平面铣简介平面铣综合实例2:奖牌基座加工平面铣综合实例1:花形凹模加工平面铣操作入门与编程步骤1.操作入门在完成零件、毛坯的CAD建模与装配后，即可进入加工环境。单击UGNX10.0左上角的“文件”按钮选择“加工”,进入加工模块，弹出“加工环境”配置对话框。在“加工环境”配置对话框中，“CAM会话配置”列表框列出了常用的会话配置，通常选择“cam_general”即可，在下方的“要创建的CAM设置”列表框中，各加工方法如图9-1所示。先选择“mill_planar”,单击“确定”按钮,进入加工环境。如图9-2所示。单击“确定”按钮进入刀具参数设置对话框,如图9-11所示。在该对话框中,可以设置刀具直径、下半径、锥角、尖角等参数。设置刀具直径为20mm,其他参数采用缺省值,单击“确定”按钮,结束刀具设定。本例中凹模拐角最小半径为10mm,选用一把直径为20mm的平底铣刀,完成零件的粗、精加工。设定完成后,工序导航器如图9-12所示。在铣削几何体设置对话框中，单击指定部件按钮,弹出部件选择对话框,此时在要加工的部件上单击选中心形凹模。此时指定部件旁边的按钮变为高亮显示，表示部件几何已被选中。单击指定毛坯按钮,弹出“毛坯几何体”选择对话框,毛坯选择有很多种形式,如图9-15所示，可以选择“几何体”“部件的偏置”“包容块”等。在此选择“包容块”，如图9-16所示,这是以工件最大体积的包容块方式形成毛坯，XM-、XM+等后面的数值表示毛坯表面从工件指定轴方向上偏置多少毫米。图9-16中ZM+后的数值为10，表示正Z方向上毛坯向上偏置10mm。设定好偏置值后，单击“确定”按钮，结束毛坯几何体的设定。回到如图9-14所示“铣削几何体”设置对话框，其他参数用缺省值，单击“确定”按钮。结束工件几何体(WORKPIECE)的编辑，单击创建几何体按钮，进入创建几何体对话框,选择边界几何类型，设置几何体的父节点为WORKPIECE，名称使用缺省值，如图9-17所示，单击“确定”按钮，进入铣削边界设定对话框。如图9-18所示，在“铣削边界”设定对话框中，单击指定部件边界按钮，弹出部件边界选择对话框，如图9-19所示。单击部件顶面，其他参数使用缺省设置，单击“确定”按钮，回到图9-18所示“铣削边界”设定对话框。在“铣削边界”设定对话框中，单击指定毛坯边界按钮,弹出如图9-20所示“毛坯边界”设定对话框。还是单击部件顶面，注意确认对话框中“忽略孔”复选框被勾上，其他参数使用缺省值。单击“确定”按钮，回到图9-18所示铣削边界设定对话框。在“铣