基于UG的小猪肥皂盒三维模型设计
基于UG的小猪肥皂盒三维模型设计[20200413193642]
摘要
UG是集和了CAD/CAE/CAM功能于一身的集成软件，是参数化和特征化的软件系统，是现代电脑辅助绘图应用最为广泛的软件。本次毕业设计是通过查阅资料，参考市场需求并且自己完成设计理念，使用UG6.0软件创建小猪肥皂盒模型，输出工程图，学习并掌握UG6.0软件的大多数的操作指令，熟练使用特征建模、曲面绘制、实体建模等功能。同时结合自己的专业知识对产品进行选材，根据自己的生活经验为产品设计上色方案。通过此次毕业设计，应掌握UG软件的三维建模方法，能够独立设计完成产品模型，能够在生产实际中运用自己的专业知识，为自己将来的工作打下扎实的基础。
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关键字:UG小猪肥皂盒三维设计
目录
1. 前言 1
1.1 UG简介 1
1.2 UG的特点 1
1.3 UG的功能模块 2
1.3.1 CAD模块 3
1.3.2 CAE模块 3
1.3.3 CAM模块 4
1.3.4其他模块 4
2. 小猪肥皂盒设计过程 5
2.1 进入建模界面，绘制截面草图 5
2.2 创建支撑体 6
2.3 创建装饰片体 7
2.4 创建支撑管道并将片体转化为实体 13
3. 结果与讨论 17
3.1输出工程图 17
3.2 对模型上色处理 17
3.3 小猪肥皂盒的材料选择 18
4. 结语 19
4.1建模中的构思 19
4.2注意事项 19
4.3小结 20
参考文献 22
致 谢 23
1.前言
1.1 UG简介
随州现代科技的迅速发展，工业上的技术与日俱新，人们对于电脑辅助制图功能的要求越来越高，促使了制图软件的快速发展，一些优秀的软件与之诞生，今天，这些制图软件已经在电子行业，机械行业，模具行业，电子动画行业，机械设计行业，土木建筑行业有了全方位、多领域的应用，文献[1]涉及AutoCAD、Pro/ENGINEER、UG、SolidWorks、MasterCAM、ANSYS等软件在机械设计、性能分析、制造技术方面的应用。
UG是美国 公司（现已经被西门子公司收购）的集CAD/CAM/CAE功能于一身的综合软件系统。 NX集合了线框模型、曲面造型以及实体造型技术，是特征化以及参数化的软件系统。UG NX的基本CAD功能[2]包括了零件建模、产品功能模块、模具设计、装配建模以及工程图绘制的基本方法。
UG作为新的虚拟网络作图模式，它在制造领域凸显出来的作用越来越明显。结合CAD/CAM技术，将虚拟制造技术使用在机械的设计分析中，虚拟制造技术实现了从产品最开始的设计过程、加工过程、制造到检验全过程的动态模拟。只需要对模型进行模拟测试就可以对产品评估，其软件的特性可提前发现产品设计的缺陷，实现产品的优化设计，提高精度，缩短产品的开发周期，在很大程度上解决了现代制造业的难题。文献[3] 介绍了基于UG软件对典型的肥皂盒模型进行了虚拟加工的过程，根据各个部件的参数和设计要求，确定加工路线、步骤和参数。依据零件模型的特征信息以及工艺规划信息来自动生成零件的NC代码，进而为后续过程的加工仿真提供依据。
UG具有强大的复合三维立体建模功能,同时还具有参数化建模的方法,应尽可能的采具有参数功能的模块[4]，如sketch、boss和Pad等等。这样更方便修改实体，还应当设立自己的模板以及缺省文件，以减少重复性工作，用关系表达式、电子表格法、曲线方程以及用户自定义特征法UDF、UG-open二次开发工具等创建企业的标准件库,在装配时只需要调用标准件即可，提高建模效率[5]。
1.2 UG的特点
UG的CAD/CAE/CAM系统提供了一个基于过程的产品设计环境，实现了从产品开发设计到加工实际生产中企业的标准件库数据的无缝链接，从而改良了企业的产品设计与制造过程[6]。UG虚拟产品开发的关键技术是面向过程驱动技术，在面向驱动技术的环境过程中，实际生产的全部产品和精确的数据模型可以在产品开发的各个环节中保持相关，从而有效的实现了并行工程[7]。
UG软件除了具有强大的曲面造型、实体造型、虚拟装配以及生产工程图等设计功能外，还可以在设计过程中进行有限元、机构运动和动力学的分析以及仿真模拟[7]，提高产品设计的可靠性；同时，可以使建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的生产加工中，并且其后处理程序支持多种类型的数控机床[8]。另外它所提供的二次开发语言 GPIP、APE易于学习，有利于用户开发专用的 系统。从整体来说，该软件具有以下几种特点：
(1）它有统一的数据库，可以实现CAD/CAE/CAM的各种模块之间的无数据交换的自由切换，还可以实施并行工程。
(2)采用了复合建模技术，可以将现况、实体、区面积、显示几何与参数化等建模方式融为一体。
(3)用基于产品特征的建模和编辑方法作为实体造型的基础，形象直观，并能够用参数驱动。
(4)能够通过多种方法创建各种复杂曲面，特别适合于机械外形设计轮以及各种风轮叶片等复杂曲面造型的设计[9]。
(5)具有十分强大的图形处理功能，能够准确的将三维图行转化为二维图形。可以按ISO标准和国际标准标注模型尺寸、汉字说明、公差等。并且能生产模型的各种剖视图，增强了绘制工程图的直观性和实用性。
(6)以Parasord为实体建模核心，实体造型功能十分强大。目前著名的CAD/CAM/CAE软件均是以此作为实体造型基础[10]。
(7)提供了简单易懂的用户操作界面，我们可以通过一些简单的操作指令完成命令，在实践操作中，会提供相应步骤的相关信息，便于操作。
1.3 UG的功能模块
UG NX软件有着许多不同功能的版块，其中主要由CAD、CAE、CAM、Web、质量工程应用、等多个应用模块，每个功能模块的基础运行环境都是gateway，它们之间既有联系又相互独立。
1.3.1 CAD模块
1）UG/solid Modeling（实体建模）
实体建模可以将特征建模以及显示几何建模融为一体，可以使用户取得在高级的基于特征环境内的一个集成传统实体，线框建模和曲线的功能，它是一个非常强大的复合建模模块[11]。
2）UG/features Modeling（特征建模）
特征建模能够使设计在工程特征的意义中定义，它提高了表达式的等级，对建立和编辑标准特征设计提供了支持。
3）UF/freeform Modeling（自由形状建模）
自由形状建模就像它的名字一样是用来自由形状的设计，比如汽车外形等设计，它是曲面建模技术的强大基础。。
4）UG/Assembly Modeling （装配建模）
装备模块的主模型可以在总装配的过程中中进行设计和编辑，组建不仅被灵活地定位或者配对，而且是相关的改进了性能和减少存储的需求，装配模块提供的是并行的自上向下的产品开发方法。。
5) UG/drawing (UG工程绘图)
UG工程绘图模块是根据已建立模型的三维视图进行投影生成二维图纸并进行标注的模块，生成的工程图与三维模型是完全相关的，同时改变，而且工程绘图模块可以快速方便的创建各种剖视图。
1.3.2 CAE模块
1）UG/FEA （有限元分析）
UG/FEA是世界上数一数二的FEA程序[12]，它是一个有限元解算器，它为环境内的建模和分析提供一个完整的解，它优良的性能在以往历史中为有限元的精确度和可靠性建立了统一的标注，而且随着科技的不断发展，它通过不断地发展结构分析的最新算法和功能的有点，去改良它的精确度有有效性，继续保持它的可靠的优良性能。
2）UG/Mechainism（机构）
机构可以直接在Unigraphics模块内随意的模拟任一模型二维或三维机构系统的设计仿真以及繁复的运动学分析，采用跟踪轨迹包络选项，最小距离以及干涉检测，可以执行各种类型研究，它可以同时控制多达五个运动副，使用者可以对反作用力，速度和加速度和图示最终速度进行分析，反作用力也能输入到FEA的轮廓中，机构使用的解算器是嵌入式的ADAMS/Kinematics，它来自于机构动力学公司，并如果要处理更为复杂的运动分析，可以给ADAMS/sollver ,MDI的完全的动力学的解算器建立一个输入。
摘要
UG是集和了CAD/CAE/CAM功能于一身的集成软件，是参数化和特征化的软件系统，是现代电脑辅助绘图应用最为广泛的软件。本次毕业设计是通过查阅资料，参考市场需求并且自己完成设计理念，使用UG6.0软件创建小猪肥皂盒模型，输出工程图，学习并掌握UG6.0软件的大多数的操作指令，熟练使用特征建模、曲面绘制、实体建模等功能。同时结合自己的专业知识对产品进行选材，根据自己的生活经验为产品设计上色方案。通过此次毕业设计，应掌握UG软件的三维建模方法，能够独立设计完成产品模型，能够在生产实际中运用自己的专业知识，为自己将来的工作打下扎实的基础。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:UG小猪肥皂盒三维设计
目录
1. 前言 1
1.1 UG简介 1
1.2 UG的特点 1
1.3 UG的功能模块 2
1.3.1 CAD模块 3
1.3.2 CAE模块 3
1.3.3 CAM模块 4
1.3.4其他模块 4
2. 小猪肥皂盒设计过程 5
2.1 进入建模界面，绘制截面草图 5
2.2 创建支撑体 6
2.3 创建装饰片体 7
2.4 创建支撑管道并将片体转化为实体 13
3. 结果与讨论 17
3.1输出工程图 17
3.2 对模型上色处理 17
3.3 小猪肥皂盒的材料选择 18
4. 结语 19
4.1建模中的构思 19
4.2注意事项 19
4.3小结 20
参考文献 22
致 谢 23
1.前言
1.1 UG简介
随州现代科技的迅速发展，工业上的技术与日俱新，人们对于电脑辅助制图功能的要求越来越高，促使了制图软件的快速发展，一些优秀的软件与之诞生，今天，这些制图软件已经在电子行业，机械行业，模具行业，电子动画行业，机械设计行业，土木建筑行业有了全方位、多领域的应用，文献[1]涉及AutoCAD、Pro/ENGINEER、UG、SolidWorks、MasterCAM、ANSYS等软件在机械设计、性能分析、制造技术方面的应用。
UG是美国 公司（现已经被西门子公司收购）的集CAD/CAM/CAE功能于一身的综合软件系统。 NX集合了线框模型、曲面造型以及实体造型技术，是特征化以及参数化的软件系统。UG NX的基本CAD功能[2]包括了零件建模、产品功能模块、模具设计、装配建模以及工程图绘制的基本方法。
UG作为新的虚拟网络作图模式，它在制造领域凸显出来的作用越来越明显。结合CAD/CAM技术，将虚拟制造技术使用在机械的设计分析中，虚拟制造技术实现了从产品最开始的设计过程、加工过程、制造到检验全过程的动态模拟。只需要对模型进行模拟测试就可以对产品评估，其软件的特性可提前发现产品设计的缺陷，实现产品的优化设计，提高精度，缩短产品的开发周期，在很大程度上解决了现代制造业的难题。文献[3] 介绍了基于UG软件对典型的肥皂盒模型进行了虚拟加工的过程，根据各个部件的参数和设计要求，确定加工路线、步骤和参数。依据零件模型的特征信息以及工艺规划信息来自动生成零件的NC代码，进而为后续过程的加工仿真提供依据。
UG具有强大的复合三维立体建模功能,同时还具有参数化建模的方法,应尽可能的采具有参数功能的模块[4]，如sketch、boss和Pad等等。这样更方便修改实体，还应当设立自己的模板以及缺省文件，以减少重复性工作，用关系表达式、电子表格法、曲线方程以及用户自定义特征法UDF、UG-open二次开发工具等创建企业的标准件库,在装配时只需要调用标准件即可，提高建模效率[5]。
1.2 UG的特点
UG的CAD/CAE/CAM系统提供了一个基于过程的产品设计环境，实现了从产品开发设计到加工实际生产中企业的标准件库数据的无缝链接，从而改良了企业的产品设计与制造过程[6]。UG虚拟产品开发的关键技术是面向过程驱动技术，在面向驱动技术的环境过程中，实际生产的全部产品和精确的数据模型可以在产品开发的各个环节中保持相关，从而有效的实现了并行工程[7]。
UG软件除了具有强大的曲面造型、实体造型、虚拟装配以及生产工程图等设计功能外，还可以在设计过程中进行有限元、机构运动和动力学的分析以及仿真模拟[7]，提高产品设计的可靠性；同时，可以使建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的生产加工中，并且其后处理程序支持多种类型的数控机床[8]。另外它所提供的二次开发语言 GPIP、APE易于学习，有利于用户开发专用的 系统。从整体来说，该软件具有以下几种特点：
(1）它有统一的数据库，可以实现CAD/CAE/CAM的各种模块之间的无数据交换的自由切换，还可以实施并行工程。
(2)采用了复合建模技术，可以将现况、实体、区面积、显示几何与参数化等建模方式融为一体。
(3)用基于产品特征的建模和编辑方法作为实体造型的基础，形象直观，并能够用参数驱动。
(4)能够通过多种方法创建各种复杂曲面，特别适合于机械外形设计轮以及各种风轮叶片等复杂曲面造型的设计[9]。
(5)具有十分强大的图形处理功能，能够准确的将三维图行转化为二维图形。可以按ISO标准和国际标准标注模型尺寸、汉字说明、公差等。并且能生产模型的各种剖视图，增强了绘制工程图的直观性和实用性。
(6)以Parasord为实体建模核心，实体造型功能十分强大。目前著名的CAD/CAM/CAE软件均是以此作为实体造型基础[10]。
(7)提供了简单易懂的用户操作界面，我们可以通过一些简单的操作指令完成命令，在实践操作中，会提供相应步骤的相关信息，便于操作。
1.3 UG的功能模块
UG NX软件有着许多不同功能的版块，其中主要由CAD、CAE、CAM、Web、质量工程应用、等多个应用模块，每个功能模块的基础运行环境都是gateway，它们之间既有联系又相互独立。
1.3.1 CAD模块
1）UG/solid Modeling（实体建模）
实体建模可以将特征建模以及显示几何建模融为一体，可以使用户取得在高级的基于特征环境内的一个集成传统实体，线框建模和曲线的功能，它是一个非常强大的复合建模模块[11]。
2）UG/features Modeling（特征建模）
特征建模能够使设计在工程特征的意义中定义，它提高了表达式的等级，对建立和编辑标准特征设计提供了支持。
3）UF/freeform Modeling（自由形状建模）
自由形状建模就像它的名字一样是用来自由形状的设计，比如汽车外形等设计，它是曲面建模技术的强大基础。。
4）UG/Assembly Modeling （装配建模）
装备模块的主模型可以在总装配的过程中中进行设计和编辑，组建不仅被灵活地定位或者配对，而且是相关的改进了性能和减少存储的需求，装配模块提供的是并行的自上向下的产品开发方法。。
5) UG/drawing (UG工程绘图)
UG工程绘图模块是根据已建立模型的三维视图进行投影生成二维图纸并进行标注的模块，生成的工程图与三维模型是完全相关的，同时改变，而且工程绘图模块可以快速方便的创建各种剖视图。
1.3.2 CAE模块
1）UG/FEA （有限元分析）
UG/FEA是世界上数一数二的FEA程序[12]，它是一个有限元解算器，它为环境内的建模和分析提供一个完整的解，它优良的性能在以往历史中为有限元的精确度和可靠性建立了统一的标注，而且随着科技的不断发展，它通过不断地发展结构分析的最新算法和功能的有点，去改良它的精确度有有效性，继续保持它的可靠的优良性能。
2）UG/Mechainism（机构）
机构可以直接在Unigraphics模块内随意的模拟任一模型二维或三维机构系统的设计仿真以及繁复的运动学分析，采用跟踪轨迹包络选项，最小距离以及干涉检测，可以执行各种类型研究，它可以同时控制多达五个运动副，使用者可以对反作用力，速度和加速度和图示最终速度进行分析，反作用力也能输入到FEA的轮廓中，机构使用的解算器是嵌入式的ADAMS/Kinematics，它来自于机构动力学公司，并如果要处理更为复杂的运动分析，可以给ADAMS/sollver ,MDI的完全的动力学的解算器建立一个输入。
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