UG的圆珠笔的设计与装配
目录
引言 1
一、 UG的概述 2
（一） UG的发展与特点 2
（二） 论文的内容 2
二、 圆珠笔主要零件的建模绘制 3
（一） 笔筒的绘制 3
（二） 笔后端盖的绘制 6
（三） 笔前端盖的绘制 9
（四） 笔芯的绘制 12
三、圆珠笔的装配 13
四、 装配成果展示 15
参考文献 17
谢辞 18
引言
UG是德国西门子公司推出的一款功能强大的三维CAD/CAM软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出到生产加工成品的全过程，应用范围涉及汽车、机械、航天、造船、通用机械、数控加工、医疗、玩具和电子等诸多领域。
随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式所取代。在这场技术革命中，逐步掌握三CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。 我国模具工业发展前景非常广阔。国内外模具及模具加工设备厂商己普遍看好中国市场。随着对模具设计质量与制造要求的不断提高，以及CAD/CAM技术在模具制造业中的大规模推广应用，急需大批熟悉CAD/CAM技术应用的模具设计与制造的技术人才。这是企业最为宝贵的财富，也是企业走向世界、提高产品竞争力最根本的基础。
UG的概述
UG的发展与特点
Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。
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、击构运动分析、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。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、汽轮击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。
论文的内容
本文利用UG对圆珠笔主要零件进行三维设计，并通过把零件装配起来完成对圆珠笔的设计。其主要内容包括：
（1）对圆珠笔的基础零件三维绘制；
（2）三维建模、装配约束；
圆珠笔是由，笔筒，笔后端盖，笔前端盖和笔芯组成的，本文主要是对圆珠笔这四个主要部分的建模，然后进行装配。
圆珠笔主要零件的建模绘制
笔筒的绘制
1．启动UG。
2．单击新建图标“”或者下拉菜单“文件”里面的“新建”，会弹出2-1的对话框，取名“bitong”进入UG界面。
2-1新建对话框
3．点击下拉菜单“开始”，选择建模，进去建模模块。
4．创建圆柱体，单击圆柱体图标“”或下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆柱体”，弹出如图2-2所示的对话框。在“直径”和“高度”中分别输入“10”和“120”点击确定按钮，生成圆柱体。
2-2圆柱体对话框
5．创建圆台，单击凸台图标“”或下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆台”，弹出如图2-3所示的对话框。在“直径”、“高度”、“锥角”选项里分别输入“8”、“6”、“0”，按系统提示选择援助地面为放置面，点击“确定”按钮，生成一凸台并弹出“定位”对话框，在对话框中单击“点到点”图标“”，弹出“点到点”对话框，按系统提示选择圆柱底面圆弧边为目标对象，弹出“设置弧的位置”对话框，单击“圆心”按钮，生成的凸台位于圆柱体底面圆弧中心。同上创建另一个凸台，放置于圆柱体的顶端面，直径、高度和锥角分别是10、15和12．5，创建的模型如图2-4所示。
2-3圆台对话框 2-4模型
6．创建圆弧，单击基本曲线图标“”或者下拉菜单“插入”→“曲线”→“基本曲线”弹出“基本曲线”对话框，创建一个以（0，0，,115）为圆心，10为半径的圆。
7．创建软管，单击管道图标“”或者下拉菜单“插入”→“扫掠”→“管道”弹出如图2-5所示“管道”的对话框，在对话框“外直径”和“内直径”选项中分别输入“1”和“0”，单击“选择曲线”选择步骤6中创建的圆弧，单击“确定”按钮，生成如图2-6所示。
2-5管道对话框 2-6模型
8．变换坐标系，动态调整坐标系，绕XC轴旋转“90°”。使YC轴与笔筒轴向方向相同。
9．创建实例特征，单击实例特征图标“”或下拉菜单“插入”→“关联复制”→“实例特征”，弹出“实例”对话框，如图2-7所示，单击对话框中的“矩形阵列”按钮，弹出“引用特征”对话框，在屏幕中选择步骤7中的软管。单击“确定”按钮，弹出“输入参数”对话框，如图2-8所示，在“方法”选项中选择“常规”，在“沿XC向的数”和“XC偏移”选项中分别输入“1”和“0”，“沿YC向的数”和“YC偏移”选项中分别输入“15”和“-2”，单击“确定”按钮，弹出“创建引用”对话框，单击“是”按钮，完成引用特征操作，单击“是”按钮，完成引用特征操作，单机“取消”按钮，关闭对话框，生成的模型如图2-9所示。
2-7实例对话框 2-8输入参数对话框
引言 1
一、 UG的概述 2
（一） UG的发展与特点 2
（二） 论文的内容 2
二、 圆珠笔主要零件的建模绘制 3
（一） 笔筒的绘制 3
（二） 笔后端盖的绘制 6
（三） 笔前端盖的绘制 9
（四） 笔芯的绘制 12
三、圆珠笔的装配 13
四、 装配成果展示 15
参考文献 17
谢辞 18
引言
UG是德国西门子公司推出的一款功能强大的三维CAD/CAM软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出到生产加工成品的全过程，应用范围涉及汽车、机械、航天、造船、通用机械、数控加工、医疗、玩具和电子等诸多领域。
随着CAD/CAM软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式所取代。在这场技术革命中，逐步掌握三CAD/CAM软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造是其中的关键。 我国模具工业发展前景非常广阔。国内外模具及模具加工设备厂商己普遍看好中国市场。随着对模具设计质量与制造要求的不断提高，以及CAD/CAM技术在模具制造业中的大规模推广应用，急需大批熟悉CAD/CAM技术应用的模具设计与制造的技术人才。这是企业最为宝贵的财富，也是企业走向世界、提高产品竞争力最根本的基础。
UG的概述
UG的发展与特点
Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术,在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。
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、击构运动分析、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。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、汽轮击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。
论文的内容
本文利用UG对圆珠笔主要零件进行三维设计，并通过把零件装配起来完成对圆珠笔的设计。其主要内容包括：
（1）对圆珠笔的基础零件三维绘制；
（2）三维建模、装配约束；
圆珠笔是由，笔筒，笔后端盖，笔前端盖和笔芯组成的，本文主要是对圆珠笔这四个主要部分的建模，然后进行装配。
圆珠笔主要零件的建模绘制
笔筒的绘制
1．启动UG。
2．单击新建图标“”或者下拉菜单“文件”里面的“新建”，会弹出2-1的对话框，取名“bitong”进入UG界面。
2-1新建对话框
3．点击下拉菜单“开始”，选择建模，进去建模模块。
4．创建圆柱体，单击圆柱体图标“”或下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆柱体”，弹出如图2-2所示的对话框。在“直径”和“高度”中分别输入“10”和“120”点击确定按钮，生成圆柱体。
2-2圆柱体对话框
5．创建圆台，单击凸台图标“”或下拉菜单“插入”→“设计特征”→“圆台”，弹出如图2-3所示的对话框。在“直径”、“高度”、“锥角”选项里分别输入“8”、“6”、“0”，按系统提示选择援助地面为放置面，点击“确定”按钮，生成一凸台并弹出“定位”对话框，在对话框中单击“点到点”图标“”，弹出“点到点”对话框，按系统提示选择圆柱底面圆弧边为目标对象，弹出“设置弧的位置”对话框，单击“圆心”按钮，生成的凸台位于圆柱体底面圆弧中心。同上创建另一个凸台，放置于圆柱体的顶端面，直径、高度和锥角分别是10、15和12．5，创建的模型如图2-4所示。
2-3圆台对话框 2-4模型
6．创建圆弧，单击基本曲线图标“”或者下拉菜单“插入”→“曲线”→“基本曲线”弹出“基本曲线”对话框，创建一个以（0，0，,115）为圆心，10为半径的圆。
7．创建软管，单击管道图标“”或者下拉菜单“插入”→“扫掠”→“管道”弹出如图2-5所示“管道”的对话框，在对话框“外直径”和“内直径”选项中分别输入“1”和“0”，单击“选择曲线”选择步骤6中创建的圆弧，单击“确定”按钮，生成如图2-6所示。
2-5管道对话框 2-6模型
8．变换坐标系，动态调整坐标系，绕XC轴旋转“90°”。使YC轴与笔筒轴向方向相同。
9．创建实例特征，单击实例特征图标“”或下拉菜单“插入”→“关联复制”→“实例特征”，弹出“实例”对话框，如图2-7所示，单击对话框中的“矩形阵列”按钮，弹出“引用特征”对话框，在屏幕中选择步骤7中的软管。单击“确定”按钮，弹出“输入参数”对话框，如图2-8所示，在“方法”选项中选择“常规”，在“沿XC向的数”和“XC偏移”选项中分别输入“1”和“0”，“沿YC向的数”和“YC偏移”选项中分别输入“15”和“-2”，单击“确定”按钮，弹出“创建引用”对话框，单击“是”按钮，完成引用特征操作，单击“是”按钮，完成引用特征操作，单机“取消”按钮，关闭对话框，生成的模型如图2-9所示。
2-7实例对话框 2-8输入参数对话框
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