简易把手的模型设计与工艺分析
简易把手的模型设计与工艺分析[20200123191654]
日期： 2012年11月10日 【摘要】
本次毕业设计设计的简易把手主要从产品的使用性能和要求出发，从几个方面进行设计，重点阐述了把手的UG建模、数控工艺分析、把手主体的CAM等几个方面。本次设计主要任务是掌握利用UG NX进行制造设计的全过程，熟练UG运用技巧。随着UG NX的推广使用，UG NX已成为当今电子及机械两大行业的设计主力，用UG NX进行制造设计可以大大提高工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】简易把手；UGNX；三维制造设计
引言 1
一、把手的加工工艺图纸 2
二、CAD/CAM软件技术 3
（一）CAD/CAM技术的发展现状 3
（二）UG NX 3
三、利用UG软件进行三维制造设计 4
（一）把手最终效果图 4
（二）把手建模思路 4
（三）把手建模过程 5
四、模型的加工工艺分析 11
（一）工件材料 11
（二）加工设备的选择 12
（三）夹具的选用 12
（四）刀具的选用 12
五、模具的CAM三维制造与数控编程 14
（一）实体建模 14
（二）加进入工环境模块 14
（三）确定加工坐标系和安全平面距离 15
（四）创建刀具 15
（五）创建几何体 15
（六）创建加工方法 16
（七）创建操作 16
（八）检视走刀轨迹 17
（九）生成NC程序 17
（十）重难点分析 19
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，即机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。
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。CAD/CAM常用的软件有UG、CATIA、MASTER-CAM、AUTO-CAD、PRO/ENGINEER等等。
本次设计主要任务就是熟练掌握用UG NX进行机械创新设计的全过程，主要从对简易把手的工艺分析、零件产品的UG建模、数控工艺分析、把手主体的CAM等几个方面来阐述。
一、把手的加工工艺图纸
图1-1所示为把手的加工工艺图纸。
图1-1 把手工艺图纸
该图纸可以进行UG的三维设计与建模如图1-2所示为整体UG工程图。
图1-2 整体图
二、CAD/CAM软件技术
（一）CAD/CAM技术的发展现状
CAD/CAM 技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。是一种设计人员借助于计算机进行设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有机地结合起来。设计人员通过人－机交互操作方式进行产品设计构思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息。
由于计算机技术的引进，大大地促进了设计和制造能力的提高，这种能力的提高，不但体现在工作效率和工作质量方面，更体现在先进的计算机技术对传统的工作方式的促进和变革方面。 但要指出，CAD/CAM技术不能代替人们的设计和制造行为，而只是实现这些行为的先进手段和工具，而人们的设计和制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验，以及现代设计方法等提供的科学思维方法和实施办法来确定。
目前，以CAD/CAM一体化形式的软件已成为数控加工自动编程系统的主流。这些软件可采用人机交互的方式对零件的几何模型进行绘制、编辑和修改，从而得到零件的集合模型，然后对机床和刀具进行定义和选择，确定刀具相当于零件表面的运动方式、切削加工参数，便能生成刀具轨迹，最后进行后置处理，即按照特定机床规定的文件格式生成加工程序。某些软件还具有加工轨迹的仿真功能，以用于验证走刀轨迹和加工程序的正确性。
常用的CAD/CAM软件有很多， 比如UG、CATIA、MASTER-CAM、AUTO-CAD、PRO/ENGINEER等等。本人建模此把手时运用了UG，故在此只着重介绍UG软件。
（二）UG NX
这次毕业设计运用的就是这款软件，它是目前世界上应用最广的3D实体模型设计软件，操作风格简单，以特征为基础的参数式模型结构，这款软件的特点有：
1．完善的3D实体模型设计系统。
UG涵盖实体模型设计、曲面设计、平面绘图、零件组合、加工制造、模具设计等。
2．用户界面窗口化，易学易用。
大部分命令选项都可在右键快捷菜单找到，并且可以直接在模型上设置；UG系统还提供了简短的选项即时说明和完整的在线辅助说明。用户界面与Windows操作环境类似，使UG既容易学习又容易操作。
3．以3D特征为基础的参数式模型结构。
以最自然的思考方式进行设计，充分掌握设计意图，能随时对特征合理但不违反几何原理的重定义、顺序调整、删除、插入等操作。另一方面UG视尺寸为可变的参数，修改实体模型尺寸可立即重新产生。
4．数据关联性，自动更新。
UG设计理念是从3D实体模型产生2D绘图面，并且自动标注相关尺寸，不论设计者在3D或2D环境下修改任何尺寸，其相关的2D或3D实体模型均自动改变。产品开发过程中，用户在任何时候所做的改变，都会传送到整个设计中，自动更新所有的工程文件数据。
UG已广泛用于模具、工业设计、汽车、航天、玩具等行业。随着科技的发展，UG的应用将会越来越广泛。
三、利用UG软件进行三维制造设计
（一）把手最终效果图
把手是一种大众化的事物，生活中随时随地都可以见到，也可以接触到。如图3-1所示，我所设计的是一款简易的漏斗式把手，看起来非常简易。
图3-1 简易把手的最终效果图
（二）把手建模思路
用拉伸命令将草图拉伸为一个多面体，用来制作把手的底部，再制作把手上面的部分，结果如图3-2所示。
图3-2 建模思路
（三）把手建模过程
启动NX6，新建文档，设置单位为毫米，输入文件名ba shou，单击确定按钮后进入绘图环境，选择【应用】→【建模】命令，启动建模模板。
选择【插入】→【基准/点】→【基准平面】命令，系统弹出【基准平面】对话框，类型选择“Xc-Yc平面”，点击确定。
日期： 2012年11月10日 【摘要】
本次毕业设计设计的简易把手主要从产品的使用性能和要求出发，从几个方面进行设计，重点阐述了把手的UG建模、数控工艺分析、把手主体的CAM等几个方面。本次设计主要任务是掌握利用UG NX进行制造设计的全过程，熟练UG运用技巧。随着UG NX的推广使用，UG NX已成为当今电子及机械两大行业的设计主力，用UG NX进行制造设计可以大大提高工作效率。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】简易把手；UGNX；三维制造设计
引言 1
一、把手的加工工艺图纸 2
二、CAD/CAM软件技术 3
（一）CAD/CAM技术的发展现状 3
（二）UG NX 3
三、利用UG软件进行三维制造设计 4
（一）把手最终效果图 4
（二）把手建模思路 4
（三）把手建模过程 5
四、模型的加工工艺分析 11
（一）工件材料 11
（二）加工设备的选择 12
（三）夹具的选用 12
（四）刀具的选用 12
五、模具的CAM三维制造与数控编程 14
（一）实体建模 14
（二）加进入工环境模块 14
（三）确定加工坐标系和安全平面距离 15
（四）创建刀具 15
（五）创建几何体 15
（六）创建加工方法 16
（七）创建操作 16
（八）检视走刀轨迹 17
（九）生成NC程序 17
（十）重难点分析 19
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，即机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。
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。CAD/CAM常用的软件有UG、CATIA、MASTER-CAM、AUTO-CAD、PRO/ENGINEER等等。
本次设计主要任务就是熟练掌握用UG NX进行机械创新设计的全过程，主要从对简易把手的工艺分析、零件产品的UG建模、数控工艺分析、把手主体的CAM等几个方面来阐述。
一、把手的加工工艺图纸
图1-1所示为把手的加工工艺图纸。
图1-1 把手工艺图纸
该图纸可以进行UG的三维设计与建模如图1-2所示为整体UG工程图。
图1-2 整体图
二、CAD/CAM软件技术
（一）CAD/CAM技术的发展现状
CAD/CAM 技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计。是一种设计人员借助于计算机进行设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有机地结合起来。设计人员通过人－机交互操作方式进行产品设计构思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息。
由于计算机技术的引进，大大地促进了设计和制造能力的提高，这种能力的提高，不但体现在工作效率和工作质量方面，更体现在先进的计算机技术对传统的工作方式的促进和变革方面。 但要指出，CAD/CAM技术不能代替人们的设计和制造行为，而只是实现这些行为的先进手段和工具，而人们的设计和制造行为，则由专业技术人员的创造能力和工作经验，以及现代设计方法等提供的科学思维方法和实施办法来确定。
目前，以CAD/CAM一体化形式的软件已成为数控加工自动编程系统的主流。这些软件可采用人机交互的方式对零件的几何模型进行绘制、编辑和修改，从而得到零件的集合模型，然后对机床和刀具进行定义和选择，确定刀具相当于零件表面的运动方式、切削加工参数，便能生成刀具轨迹，最后进行后置处理，即按照特定机床规定的文件格式生成加工程序。某些软件还具有加工轨迹的仿真功能，以用于验证走刀轨迹和加工程序的正确性。
常用的CAD/CAM软件有很多， 比如UG、CATIA、MASTER-CAM、AUTO-CAD、PRO/ENGINEER等等。本人建模此把手时运用了UG，故在此只着重介绍UG软件。
（二）UG NX
这次毕业设计运用的就是这款软件，它是目前世界上应用最广的3D实体模型设计软件，操作风格简单，以特征为基础的参数式模型结构，这款软件的特点有：
1．完善的3D实体模型设计系统。
UG涵盖实体模型设计、曲面设计、平面绘图、零件组合、加工制造、模具设计等。
2．用户界面窗口化，易学易用。
大部分命令选项都可在右键快捷菜单找到，并且可以直接在模型上设置；UG系统还提供了简短的选项即时说明和完整的在线辅助说明。用户界面与Windows操作环境类似，使UG既容易学习又容易操作。
3．以3D特征为基础的参数式模型结构。
以最自然的思考方式进行设计，充分掌握设计意图，能随时对特征合理但不违反几何原理的重定义、顺序调整、删除、插入等操作。另一方面UG视尺寸为可变的参数，修改实体模型尺寸可立即重新产生。
4．数据关联性，自动更新。
UG设计理念是从3D实体模型产生2D绘图面，并且自动标注相关尺寸，不论设计者在3D或2D环境下修改任何尺寸，其相关的2D或3D实体模型均自动改变。产品开发过程中，用户在任何时候所做的改变，都会传送到整个设计中，自动更新所有的工程文件数据。
UG已广泛用于模具、工业设计、汽车、航天、玩具等行业。随着科技的发展，UG的应用将会越来越广泛。
三、利用UG软件进行三维制造设计
（一）把手最终效果图
把手是一种大众化的事物，生活中随时随地都可以见到，也可以接触到。如图3-1所示，我所设计的是一款简易的漏斗式把手，看起来非常简易。
图3-1 简易把手的最终效果图
（二）把手建模思路
用拉伸命令将草图拉伸为一个多面体，用来制作把手的底部，再制作把手上面的部分，结果如图3-2所示。
图3-2 建模思路
（三）把手建模过程
启动NX6，新建文档，设置单位为毫米，输入文件名ba shou，单击确定按钮后进入绘图环境，选择【应用】→【建模】命令，启动建模模板。
选择【插入】→【基准/点】→【基准平面】命令，系统弹出【基准平面】对话框，类型选择“Xc-Yc平面”，点击确定。
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