基于ug的变速箱设计及cam技术研究_毕业论文(编辑修改稿)

基于ug的变速箱设计及cam技术研究_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

设计产品及其开发的过程。 他 要求产品开发人员在产品设计阶段就考虑产品整个生命周期的所有要求，包括成本，质量，进度用户要求等，以便更大限度的提高产品开发效率及一次成功率。 沈阳航空航天大学毕业设计 (论文 ) 5 并行工程的关键是用并行设计方法代替串行设计方法，把串行方法中信息流向的单向性变成双向的。 随着市场竞争的日益激烈，并行工程势必引起越来越多的重视，但其实施也绝非一朝一夕的事情，目前应为并行工程的实施创造条件和环境。 （ 6）标准化 随着 CAD/CAM 技术的发展和应用，工业标准化问题日益越来越显得重要。 目前已制定了一系列相关标准，如面向图形设备的标准计算机图形接口（ CGI） 、面向图形应用软件的标准 GKS 和 PHIGS、面向不同 CAD/CAM 系统的产品数据交换标准IGES 和 STEP，此外还有窗口标准以及最新颁布的《 CAD 文件管理》、《 CAD 电子文件应用光盘存储与档案管理要求》等标准。 这些标准规范了 CAD/CAM 技术的应用与发展。 CAD/CAM 系统的集成一般建立在异构的工作台之上，为了支持异构跨平台的环境，要求 CAD/CAM 系统必须是开放的系统，必须采用标准化技术。 完善的标准化体系是我国 CAD/CAM 软件开发几技术应用与世界接轨的必由之路。 CAD/CAM 技术开发热点 （ 1）基于知识工程的 CAD 技术 知识工程 (Knowledge Based Engineering 简称 KBE) 的实质是知识捕捉和知识重用。 知识工程的最终表现形式是过程引导，在使用 KBE 时首先进行工程配置再定义工程规则，最后实现产品建模。 以最快的速度开发出高知识含量的优质的新产品，这正是知识工程要解决的问题。 知识工程的应用是制造业的 CAD 技术的一个质的飞跃。 （ 2）三维超变量化技术 超变量化几何技术是 CAD 建模技术发展的里程碑，他在变量化技术基础上充分利用了形状约束和尺寸约束分开处理以及全约 束的灵活性，让设计者针对一个完整的三维产品数字模型，从建模到约束都可以直接以拖动方式实时的进行图形化的编辑操作。 因此， VGX 技术被业界称为 21 世纪 CAD 领域具有革命性突破的新技术。 CAD/CAM技术的应用 （ 1）我国的 CAD/CAM 技术 我国 CAD/CAM 技术的研发始于 20 世纪 70 年代，当时主要集中在少数高校及航空领域等极小范围。 80 年代初，开始成套引进 CAD/CAM 系统，并在此基础上进行开发和应用；同时国家在 CAD/CAM 技术应用开发方面实施重点投资，支持对国基于 UG 的变速箱设计及 CAM 技术研究 6 民经济有影响的重点机械产品 CAD 进行开发和研制，取得了一些成果，为我国CAD/CAM 技术的发展奠定了基础。 通过近 30 多年坚持不懈的努力，我国 CAD/CAM 技术在理论与算法研究、硬件设备生产、支撑软件的开发与商品化、专业应用软件的研制与应用，以及在人才培养与技术普及等方面均取得了丰硕的成果。 近年来，我国 CAD/CAM 技术发展迅速，应用日趋成熟，范围不断拓宽，水平不断提高，应用领域几乎渗透到所有制造工程领域，尤其机械、电子、建筑、造船、轻工业等行业在 CAD/CAM 技术开发应用上有了一定规模，取得了显著成效。 我国已自行开发了大量实用的 CAD/CAM 软件，国内计算机生产厂家已能够为 CAD/CAM 系统提供良好的计算机和工程工作站。 少数大型企业已经建立起较完善的 CAD/CAM 系统并取得较好的效益，中小企业也开始使用 CAD/CAM 技术并初见成效；一些企业已着手建立以实现制造过程信息集成为目标的企业级 CIMS 系统，以实现系统集成、信息共享。 尽管我国 CAD/CAM 技术的应用已取得了巨大成就，但与发达国家相比仍有巨大差距。 随着 CAD/CAM 技术应用的日益深入，我国制造企业在今后一段时间将面临的问题是：如何将 CAD 技术由二维绘图向三维建模发展，进一步提高 设计效率；怎样充分发挥 CAE 技术的作用，提升产品的竞争力；如何尽快将 CAM/CAPP 技术应用于数控编程及工艺设计上，提高数控设备的应用水平，提高工艺设计及工艺管理的计算机应用水平；如何在现有计算机辅助单元技术应用的基础上，提高 CAD/CAM 应用的集成化程度；如何在将来把 CAD/CAM 系统与产品数据管理系统有机地结合起来，形成企业级信息集成管理系统；面对先进设计理论和先进制造模式的发展，怎样抓紧时机迎接新的机遇与挑战等。 这些都需要在今后的工作中不断的探索和研究CAD/CAM 领域先进技术、不断地吸收及应用 CAD/CAM 领域的最新成果。 综观先进制造技术的发展，可以看到，未来的制造是基于集成化和智能化的敏捷制造和“全球化”、“网络化”制造，未来的产品是基于信息和知识的产品。 CAD/CAM技术是当前科技领域的前沿课题，它的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，从而带动制造业技术的快速发展，已经产生并将继续产生巨大的社会效益。 （ 2）数控编程 数控编程是指根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要求，将零件加工的工艺顺序、工序内的工步安排、刀具相对于工件运动的轨迹与方向、工艺参数及辅助动作等，用数控系统 所规定的规则、代码和格式编制成文件，并将程序单的信息制作成控沈阳航空航天大学毕业设计 (论文 ) 7 制介质的整个过程。 用数控机床来加工零件，加工前必须按要求编写零件加工程序，加工过程中机床按零件加工程序自己完成加工任务。 数控机床编程是数控加工的基础。 数控编程就是用特定的符号和规定的语法规则书写的机床数控系统能够识别的计算机程序，该程序指挥机床的不同部分按一定的动作顺序、运动轨迹 (包括速度、加速度 )、主轴转速等进行工件的切削加工工件。 数控机床编程前要对所加工零件进行工艺分析并作必要的数值计算，然后按所使用的数控系统和机床厂家提供的编程手册要求编写零 件加工程序。 编写好的复杂零件加工程序还要进行仿真、试切等调试工作，才能用于零件的加工。 由此可见，数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其独有特点。 数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样、确定加工工艺过程、计算走刀轨迹、得出刀位数据、编写数控加工程序、制作控制介质、校对程序及首件试切。 有手工编程和自动编程两种方法。 总之，它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。 UG软件介绍 UG NX 系统简介 （ 1） UG 的 发展历史 Unigraphics(简称 UG)是集 CAD\CAE\CAM 于一体的三维参数化软件，包含计算机辅助工业设计、知识驱动自动化、数据交换和其他特殊应用等功能。 从 20 世纪 70年代以来， UG 的开发经历了基于图纸（ 1974 年）、基于特征（ 1988 年）、基于过程（ 1995 年）和基于知识（ 20xx 年）的发展阶段，功能不断地得到扩展，在CAD\CAE\CAM\PLM 等领域占有的市场份额不断扩大，具有独领风骚之势。 UG NX基于 Windows 平台，是当今世界上最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，广泛应用于航 空、汽车、造船、通用机械、模具和家电等领域。 （ 2） UG 系统的特点 UG NX 软件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，而且可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析、提高了产品设计的可靠性。 同时，可用三维模型直接生成数控代码进行加工制造，其后处理程序支持多种类型的数控机床。 另外，它可应用多种语言进行二次开发。 该软件具有以下特点： ① 集成的产品开发环境。 ② 产品设计相关性与并行协作。 基于 UG 的变速箱设计及 CAM 技术研究 8 ③ 基于知识的工程管理。 ④ 设计的客户化。 ⑤ 采用复杂的复合建模技术，可将各种建模技术融 为一体，支持多实体，支持参数化与非参数化。 ⑥ 用基于特征的参数驱动建模和编辑方法作为实体造型基础。 ⑦ 便捷的复杂曲面设计能力。 ⑧ 强大的工程图功能，增强了绘制工程图的实用性。 ⑨ 提供了丰富的二次开发工具。 （ 3） UG NX 常用的应用模块 UG NX 系统常用的应用模块有以下几种： ① 基本环境（ Gateway）：提供了所有应用模块所共有的常规工具，是必须安装的模块，它为其他应用模块提供支持。 ② 建模模块（ Moldeling）：提供了设计产品几何结构的工具。 ③ 制图模块（ Drafting）：提供 了创建和维护设计模型图纸的工具。 ④ 装配模块（ Assembling）：提供了构造部件装配的工具。 ⑤ NX 钣金（ NX Sheet Metal）：提供了设计直形制动器钣金部件的工具。 ⑥ 加工模块（ Manufacturing）：提供了交互式编程和后处理铣、钻、车和线切割刀轨的工具。 （ 4） UG NX 的新增功能 本次设计我所使用的是 UG NX 版本， NX 极大地提高了我们的生产力。 建立在新的同步建模技术基础之上的 UG NX 的新功能在各个应用模块中都有体现，下面仅列举部分新功能。 ① NX 整个系统的创新 a. 创新性用户界面把高端功能与易用性和易学性结合在一起。 b. 屏幕实际使用面积的最大化利用增加了对设计工作的关注。 c. 实时着色。 ② NX 工程过程管理 a. Teamcenter 项目支持 b. 4 层客户机支持 c. 支持重用方案 d. Geolus 集成 沈阳航空航天大学毕业设计 (论文 ) 9 为了提高进行特别形状搜索的功能， NX 以嵌入式访问为特征，能够搜索可能存在的任何 Geolus 数据库。 该搜索可以基于几何结构特征，比如形状和尺寸； 或者用户也可以创建一些核心的基本几何结构 ，这些基本几何结构形成形状搜索功能的基础。 Geolus 搜索结果可以包括 NX 零件、 JT 数据或者来自其他系统（比如，SolidWorks 和 CATIA）的数据。 ③ NX 工业设计和造型 a. 在创建自由形状的时候进行立即反馈 b. 利用小平面几何结构进行逆向工程的速度更快 c. 为设计人员定制的用户界面 d. 更快、更简单的几何机构分析 e. 更快的可视化 ④ NX 设计 a. 由同步建模技术驱动的无约束设计 b. 对几何结构编辑的立即反馈 c. 提示性选择在需要的时候为设计添加智能 d. 三维尺寸驱 动的编辑 e. 剪贴簿建模 d. 同步化（无历史记录模式） e. 替换助手 ⑤ NX 的装配设计 a. 在处理 NX 装配时的生产力提高 b. 动态剖切改进了装配评审过程 ⑥ NX 图纸和创建工具 a. 快速的图纸创建工具 b. 统一的草图环境 c. 更好的模型动态交互操作 d. 自动化孔表 UG 的发展现状、应用及其发展前景 近年来， UG 机械设计软件被广泛应用于家电生产企业、汽车配件的生产企业、汽车发动机的生产企业、航空航天所需零部件的生产制造企业、医疗器械的生产企业、基于 UG 的变速箱设计及 CAM 技术研究 10 模具生产企业等。 UG 中文版是全球最著名的 3D 机械设计软件之一，该软件自开发以来，凭借强大的功能、易学性和易用性广受设计师们的好评。 UG 使企业在产品设计中更加直观，更容易检查设计中的错误以及不足。 UG 机械设计软件还具有无与伦比的性能和价值，它是技术创新领域的先驱，并且还拥有最大的用户群。 没有其他CAD 系统可以像 UG 那样帮助我们快速准确地完成产品设计工作。 目前，在计算机三维机械设计软件市场中， UG 属于主流的设计软件，在全球的销量已达到几十万套，位于 3D CAD 软件销售榜首，远远地领先于其它同类产品。 UG 易学易用的特点使它成 为大部分设计人员及从业者的首选设计软件，成为工程应用的通用 CAD 平台。 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 维 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 本课题的主要任务是对变速箱进行设计并运用 UG 对变速箱实体建模，在 UG 软件中加工仿真，以达到 CAD/CAM 技术的研究目的。 CAD/CAM 技术已经发展成为比较成熟的一项技术，而 UG 作为一款强大的 3D建模软件自然会在此技术中得到广泛应用。 本设计通过对变速箱的建模和工艺分析，在 UG 软件中进行仿真加工，在仿真加工中要对各项工序进行加工参数设置，刀具路径生成及刀具路径检验， 最后还要进行后置处理，将计算出的刀轨依照规定的标准格式转化为 NC 代码并输出保存。 本课题实现。