电吹风外壳建模与数控加工.docx

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电吹风外壳建模与数控加工

摘要

本文对UG的三维曲面造型和数控加工模块进行了初步的介绍。

主要通过利用UG这款软件来实现对吹风机的三维曲面造型和数控加工。

首先根据吹风机的曲面特点，运用了扫掠、曲线网格曲面、拉伸还有曲面偏置等方法对吹风机进行了三维曲面造型。

然后利用UG数控加工模块，对吹风机模型进行了整体的加工，其中加工的过程大致分为型腔铣、轮廓铣铣削、表面铣削和多刀路清根铣等这几个部分，确认走刀路线之后，对吹风机模型的加工进行了模拟加工仿真，最后利用UG的自动编程功能根据吹风机模型的走刀路线进行后处理，导出G代码程序。

关键字：

吹风机造型；UG；加工

Abstract

Inthispaper,three-dimensionalsurfacemodelingUGandCNCmachiningmoduleswereintroducedpreliminary.MainlythroughtheuseofthissoftwaretoachievethethreeUGsurfacemodelingofahairdryerandCNCmachining.Firstly,accordingtothesurfacecharacteristicsofahairdryer,usingasweep,curvemeshsurface,thesurfacetensionaswellasothermethodsofhairdryersbiascarriedoutathree-dimensionalsurfacemodeling.ThenuseUGCNCmachiningmodule,hairdryermodeltheoverallprocess,theprocessinwhichtheprocessisroughlydividedintoseveralpartsofthecavitymilling,contourmillingmilling,surfacemillingandmulti-gougingmillingtoolpathsconfirmfeedpathafterthat,theprocessingofahairdryermodelsimulatedmachiningsimulation,andfinallyusetheautomaticprogrammingfunctionaccordingtoUGfeedpathhairdryertreatmentafterthemodelderivedG-codeprogram.

Keywords:

hairdryersmodeling;UG;processing

目录

第一章绪论…………………………………………………………………………1

1.1UG的介绍…………………………………………………………………1

1.2UG的产品特点……………………………………………………………1

第二章吹风机的造型设计…………………………………………………………3

2.1电吹风模型的参考造型和总体参考尺寸…………………………………3

2.2创建回转圆弧………………………………………………………………4

2.3创建圆形凸台………………………………………………………………4

2.4生成把手……………………………………………………………………5

2.5创建吹风道…………………………………………………………………5

2.6创建壳体……………………………………………………………………6

2.7建立通风槽口草图…………………………………………………………6

2.8创建槽口……………………………………………………………………6

2.9倒边角………………………………………………………………………7

第三章吹风机外壳凸模的加工……………………………………………………9

3.1项目初始化…………………………………………………………………9

3.2创建刀具…………………………………………………………………9

3.3创建几何体………………………………………………………………10

3.4创建操作…………………………………………………………………10

3.5自动编程…………………………………………………………………13

参考文献……………………………………………………………………………16

致谢…………………………………………………………………………………17课程设计总结………………………………………………………………………18

第一章绪论

1.1UG的介绍

UG（UnigraphicsNX）是SiemensPLMSoftware公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手UnigraphicsNX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。

1.2UG的产品特点

UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。

UGNX的结构：

一个如UGNX这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。

UG具有三个设计层次，即结构设计（architecturaldesign）、子系统设（subsystemdesign）和组件设计（componentdesign）。

至少在结构和子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用所有陈述的信息被分布于各子系统之间。

优势来自SiemensPLM的NX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。

NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。

UG设计图:

如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。

为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。

NX是UGSPLM新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。

NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。

NX可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。

NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。

通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，NX的成功已经得到了充分的证实。

这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。

主要功能:

工业设计，NX为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。

利用NX建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的

产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。

产品设计,NX包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。

NX具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。

NX优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。

仿真、确认和优化，NX允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。

通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

NC加工:

UGNX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UGNX所有加工模块提供一个相同的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：

如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。

该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。

该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。

UG软件所有模块都可在实体模型上直接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。

NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于2～5轴或更多轴的铣削加工、2～4轴的车削加工和电火花线切割。

模具设计:

UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。

模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。

分模有两种：

一种是自动的，另一种是手动的，当然也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向。

第二章吹风机的造型设计

2.1电吹风模型的参考造型和总体参考尺寸。

电吹风建模设计参数和尺寸如下：

三维网格布局图如下：

2.2建立回转圆弧

在四个平行基准平面中分别建立四个不同半径圆，通过建立与四个平面都垂直的平面分别创建四个与Y-Z平面分别相交的四个不同的的点，在四点间利用圆弧命令创建三段如图1-1的连续圆弧。

如图生成图1-1。

图1-1回转圆弧

2.3创建圆形凸台

通过回转

命令选取图1-1所创建的圆弧并使用回转命令以最下面的圆的圆心为回转中心和Z轴为回转中心线得到图1-2；

图1-2圆形凸台

2.4生成把手

以圆台的底面为准建一个共面基面然后在此基面上创建草图建立如图1-3右边手柄的上面草图并选取草图曲线使用拉伸

命令并圆台求和在圆凸台的右边建立如上图的把手；

图1-3把手

2.5创建吹风道

以圆台的底面为准建一个共面基面然后在此基面上创建草图在X-Z平面建立半圆带直径图形并使用拉伸

命令在圆凸台的下方建立吹风的吹风管道；

图1-4吹风道口

2.6创建壳体

对图1-4所形成的实体图形在抽壳

命令下选取下面进行抽壳，生成图1-5图形；

图1-5壳体

2.7建立通风槽口草图

在圆凸台的顶面创建基面并且在此基面上选用圆命令和圆弧命令创建如图1-6草图并完成草图进而进行使用拉伸命令拉伸并与整体求差。

图1-6通气槽口

2.8创建槽口

用对特征形成图形

命令，选取图1-6的特征实体以顶面圆心为圆形阵列中心进行实体圆形阵列创建图1-7的图形；

图1-7圆形阵列槽口

2.9倒边角

选用外壳手柄与凸圆台相接区域的相连曲线以及拉伸把手前所创建的曲线进行倒圆角生成图1-8实体图形。

图1-8对圆台接口处倒边角

第三章吹风机外壳凸模的加工

3.1项目初始化

单击“起始”按钮的的下拉菜单选择“加工”，进入加工环境菜单，选择如图3-2所示选项，单击“初始化”按钮，系统自动初始化项目。

图3-1环境菜单图3-2初始化

3.2创建刀具

单击“创建刀具”在“名称”一栏中修改数值为pd8，如图3-3所示，粗加工用，单击“确定”按钮；在弹出的“刀具参数”对话框中按图3-3所示修改参数，单击“确定”按钮退出。

同样的方法创建一把pd6的到为精加工用，再创建一把pdr4的刀来加工电吹风面上的8个槽及陡角如图3-4。

图3-3创建刀具图3-4创建刀具

3.3创建几何体

单击“创建几何体”，如图3-5所示，单击第一项在跳出的复选框中单击“选择”选择加工对象，单击第二项选择毛胚，由于未设定毛胚，故如图3-6所示选择“自动块”。

图3-5创建几何体图3-6设置包容块

3.4创建操作

单击“创建操作”在弹出的菜单中选择参数，如图3-7所示，单击对话框中的“切削”按钮，修改弹出的对话框中的参数如图3-8，单击对话框中的“进給率”按钮，修改弹出的对话框中的参数如图3-9，单击“生成”图标，去掉弹出的显示参数，单击“确定”按钮得到如图3-10所示的刀具路径，单击“确定”按钮退出操作。

再次单击“创建操作”，在弹出的菜单中选择参数，如图3-11所示，重复先前的步骤直到生成刀具路径如图3-12所示。

再次单击“创建操作”，在弹出的菜单中选择参数，如图3-13所示，重复先前的步骤直到生成刀具路径如图3-14所示

图3-7创建操作图3-8切削参数

图3-9进给率设定图3-10生成刀具路径

图3-11创建操作图3-12生成刀具路径

图3-13创建操作图3-14生成刀具路径

在刀具路径模拟出来后，点击生成可视化刀轨轨迹如图3-15，3-16，3-17所示，图3-15为粗加工所成型的图，图3-16为精加工所成的图，图3-17为最终成型图。

图3-15模拟刀具路径图3-16模拟刀具路径

图3-17模拟刀具路径

3.5自动编程

点击“输出CLSF”如图3-18所示，点击“确定”生成如图3-19所示的文件。

由于是选用加工中心来加工零件，故生成一个文件。

图3-18输出程序

图3-19程序代码

后处理：

单击加工操作中的“后处理”弹出“后处理”菜单，选择参数如图3-20所示，单击“确定”按钮，得到如图3-21所示程序列表。

图3-20后处理

图3-21程序代码

参考文献

[1].安杰，邹昱章.UG处理技术[M].北京：

清华大学出版社,2003.

[2].展廸优.UGnx7.0曲面设计教程[M].北京：

机械工业出版社，2012.

[3].展廸优.UGnx7.0数控加工教程[M].北京：

机械工业出版社，2012.

[4].朱凯，李晓武.UGNX中文版机械设计基础教程[M].北京：

人民邮电出版社，2006.

[5].曹岩.UGNX7.0装配与运动仿真实例教程[M].西安：

西北工业大学出版社，2010.

[6].吴德军.UG加工基础[M].重庆：

重庆大学出版社，1993.

[7].耿鲁怡，徐六飞.UG结构分析培训教程[M].北京：

清华大学出版社，2005.

[8].赵波，张琴.UG相关参数化设计培训教程[M].北京：

清华大学出版社，2005.

[8].过小容，李坤.UG三维造型与数控加工编程实例精解[M].辽宁：

辽宁科学技术出版社，2009.

致谢

转眼之间大学四年将随着毕业设计的完成而宣告结束，人生的道路也将开启新的篇章，我将步入一个新的起点。

大学四年的时间，我学到了很多，也收获了很多。

毕业设计是对大学四年所学的一个检测，也可以说是一个考验，对自己所学的考验，刚了解这个课题的时候，还真的是有些不知所措。

虽然大学四年学的东西不少，但其实还是有很多东西都不会，因而这对于我来说也是一个挑战。

其实，我们大学四年，所学习的课程并不少，但是，我们学的并不深，对于每一门课程，我们仅仅只是学了一点粗浅的知识而已，但对于毕业设计，我们所要做的就是，通过将自己所学的东西付诸于实践，将所学的知识利用起来，做到实践中去。

虽然一开始，这对我们来说，有点难度，但通过老师细心与耐心的指导，让我有了些初步的思路。

再通过老师的讲和自己查找相关资料，自己的毕业设计便有了个初步的模型。

但是，经过多次修改，还有老师的细心指导，毕业设计终于在几个月后，得到完成。

在本次毕业设计中，使我学到了不少东西，说句真心话，在毕业设计开始之前，和毕业设计结束之后，我感触良多，很多东西，虽然学了，但要真正的运用到实践之中，并不是那么容易的事情。

在此，首先感谢文理学院为我提供了一个如此良好的学习环境，其次感谢我的老师们在这年里对我的细心教导，让我充实的度过了这四年的大学生活，

老师们的教诲将是我最宝贵的财富。

最后，感谢我的指导老师汪超老师对我的毕业设计的悉心指导和耐心帮教。

在这里我衷心的祝愿所有的老师们，身体健康，工作顺利。

也祝同学学业有成，开心快乐每一天！

设计小结

通过2个星期的课程设计，使我们在原来的基础上更进一步了解了UG的使用方法。

虽然只有2周短短两周的课程设计，但是让我们很清楚的认识到UG的强大功能。

两个星期的设计我们主要是学习UG加工的一般操作，主要有画草图，建模，初始化，各种工具条的使用，创建操作中的各个功能命令的调用，操作导航器的调用和使用方法。

从中我们也发现UG的CAM功能非常强大，在实际中应用非常广泛，可以用于许多行业，诸如汽车，飞机，通讯，电子等行业。

通过学习我们基本掌握了一般零件的加工步骤，操作界面的调用和各个工具条的使用方法。