(中职)CADCAM技术应用项目一教学课件().pptx
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1、YCF(中职)CADCAM技术应用项目一教学课件CADCAM技术应用项目一本项目以UG NX 12.0 为例,介绍CAD/CAM软件的工作环境、系统参数设置、文件管理基本操作、UG坐标系、常用基准工具、对象选择的方法、图层管理、特征的显示与隐藏、测量距离等内容。知识目标(1)熟悉uGnx 12.0的界面、特点及功能。(2)掌握基准工具的使用。(3)熟练掌握UG NX 12.0文件管理的基本操作。技能目标(1)掌握UGNX 12.0 系统的安装。(2)能正确启动与退出UGNX 12.0系统。(3)能够完成“项目描述”中的操作任各。一、UG NX 12.0软件的认识UGNX12.0是Siemens
2、PLMSoftware公司推出的一-种交互式计算辅助设计、辅助制造和辅助分析(CAD/CAM/CAE)高度集成的软件系统。UG NX 12.0功能强大,适用于产品的整个开发过程,涵盖设计、建模、装配、模拟分析、加工制造和产品全生命周期管理等功能,在各行业中的应用越来越广泛。1.UGNX12.0的特点UG NX CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境,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过程。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
3、,从而有效实现并行工程。UG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、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性。同时,该软件可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,后处理程序支持多种类型的数控机床。另外,它所提供的二次开发语言UG/open GRIP、UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用的CAD系统。具体来说,该软件具有以下特点:(1)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,可采用复合建模技术将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参
4、数化建模融为-体。(2)用于特征(如孔、凸台、型腔、槽沟、倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型的基础,形象直观,类似于工程师传统的设计办法,并能用参数驱动。(3)曲面设计采用非均匀有理B样条作为基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。(4)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。(5)以Parasolid为实体建模核心,实体造型功能处于领先地位。目前著名的CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体
5、造型基础。(6)提供了界面良好的二次开发工具GRIP和UFUNC,并能通过高级语言接口,使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。(7)具有良好的用户界面,绝大多数功能都可通过图标实现。进行对象操作时,具有自动推理功能,同时,在每个操作步骤中都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择。2.UG NX 12.0功能模块UGNX12.0包含的功能模块有几十个,调用不同的功能模块,可以实现不同的工作需要。在UG人口模块界面窗口上,单击工具条中的“开始”按钮,在弹出的下拉菜单中显示功能模块,包括建模、加工、运动仿真、装配、钣金、外观造型设计等-系列模块。根据本软件的实际应用,这些功能模块可分为
6、CAD模块、CAM模块和CAE模块。(1)CAD模块。CAD模块主要用于产品、模具等的设计,包括实体造型和曲面造型的建模模块、装配模块、制图模块、外观造型设计模块、模具设计模块、电极设计模块、钣金设计模块、管线设计模块、船舶设计模块等。UG广泛应用于军事、民航、船舶、电器、电子等多个行业,本书主要以机械行业为主、其他行业为辅,介绍UG的基础模块。(2)CAM模块。CAM将所有的编程系统中的元素集成到一起,包括刀具轨迹的创建与确认、后处理、机床仿真、流程规划、数据转换和车间文档,使制造过程根据参数的设定实现生产任务自动化。其模块包括加工基础模块、后处理器、车削加工模块、铣削加工模块、线切割加工模
7、块和样条轨迹生成器。(3)CAE模块。CAE模块的主要作用是进行产品分析,包括设计仿真、高级仿真、运动仿真。其中包括强向导、设计仿真模块、高级仿真模块、运动仿真模块、注塑流动分析模块等。3.UG NX 12.0新功能UG NX 12.0软件在原有功能的基础上增加了-些新功能和许多客户驱动的增强功能。这些改进有助于缩短创建、分析、交换和标注数据所需的时间。UG NX 12.0引入了一些新仿真功能,增加了新的优化和多物理场解算方式,有助于更快速地制作和更新精度更高的分析模型,并大幅缩短结构分析、热分析和流体分析的解算时间(幅度高达25%)。新的功能不仅能够加快NC编程和加工速度,形成质量检测闭环,
8、管理工装库,而且可以将NC工作数据包直接连接至车间,从而提升零件制造的生产效率。二、文件管理基本操作文件管理包括新建文件、打开文件、保存文件、关闭文件和文件的导人与导出等操作。这些操作可通过如图1-1所示的“菜单”上的工具来完成,或者通过选择如图1-2所示的“文件”菜单中的相关命令来完成。图1-1 图1-2技术指南技术指南:文件操作命令是常用命令,可以通过执行“定制”命令,打开“定制”对话框,将文件操作的相关命令添加到快速访问工具条中,如图1-3所示。图1-31.新建文件(1)新建一个UG的prt文件,执行“菜单”“文件”“新建”命令,或者单击“主页”选项卡“标准”组“新建”按钮,或者按Ctu
9、l+N组合键,打开如图1-4所示“新建”对话框。图1-4技术指南:UG XN 12.0 与旧版本不同的是可以创建中文名的文件,可以打开中文路径中的模型文件。这对于中国用户来说,无疑是一件好事。(2)保留程序默认的模型文件的创建,首先设置模型模板文件的单位(通常为毫米),在“模板”选项区的列表框中包括了多个模板,如模型、装配、外观造型设计、NX钣金等。(3)选择“模型”模板,在对话框下方的“新文件名”选项区中重命名文件及设置新文件存放的系统路径,最后单击该对话框中的“确定”按钮,完成新模型文件的创建。2.打扦文件(1)执行“菜单”“文件”“打开”命令,或者单击“主页”选项卡“标准”组“打开”,或
10、者按Ctrl+O组合键,打开如图1-5所示“打开”对话框,对话框中会出现当前目录下的所有有效文件以供选择。这里所指的有效文件是根据用户在“文件类型”中的设置来决定的。(2)通过该对话框,在存放模型文件的路径中选择一个 模型文件后,右边即刻显示该模型的预览,单击“OK按钮即可打开文件。图1-5技术指南技术指南:一般情况下,可通过“查找范围”下拉列表找到想要打开的文件的路径。在UG NX中包含文件转换接口,可将其他格式的文件导入并转换为UG图形文件,也可将UG图形文件转换为其他格式的文件。例如,可执行“文件”“导入”命令,在打开的“导入”子菜单中选择对应类型并设置导入方式,即可获得UG对应图形;执
11、行“文件”“导出”命令,使用相似方法可导出UG文件。(3)若想要打开先前打开过的模型文件,则通过资源条上的“历史记录”工具或在菜单栏的“窗口”菜单中选择该文件即可,如图1-6所示。图1-63.保存文件(1)保存文件时,既可以保存当前文件,又可以另存文件,还可以仅保存工作部件或者保存书签文件。执行“文件”菜单中的文件保存的相关命令,如图1-7所示。(2)若仅保存当前工作部件的编辑结果,则执行“文件”“保存”命令,或者单击“标准”工具条上的“保存”按钮。图1-7(3)若需要全部保存,则执行“全部保存”命令,弹出“命名部件”对话框,如图1-8所示。通过该对话框,可重新对文件进行命名及对保存路径进行更
12、改。图1-8(4)若需要将文件另外保存,则执行“文件”“另存为”命令,打开“另存为”对话框,如图1-9所示。在该对话框中选择保存路径、文件名及保存类型后再单击“0K按钮,即可对文件进行另外保存。图1-9技术指南技术指南:如果需要更改保存的方式,可执行“文件”“选项”“保存选项”命令,打开“保存选项”对话框,在该对话框中指定新的保存方式。4.关闭文件在完成建模工作以后,需要将文件关闭,这样就将用户所设计的相关数据及信息完全保存下来,以便后续工作。关闭文件可以通过执行“文件”“关闭”命令来完成,如图1-10所示(框选部分)。图1-105.文件的导人与导出文件的导人是指加载以其他格式类型保存的文件,
13、此类文件可以是UG保存的,也可以是其他三维/二维软件保存的。文件的导出是指在UG中以其他格式类型来保存文件。文件的导人与导出有两种方法:一是直接导人与导出,二是使用UG转换工具。.(1)在打开或另存为文件时,可以直接将其他格式的文件导人与导出。在打开文件时,在“打开”对话框的“文件类型”下拉列表中选择要打开的文件类型,单击“0K按钮即可,如图1-11示。图1-11(2)在保存文件时,执行“文件”“另存为”命令,在弹出的“另存为”对话框的“保存类型”下拉列表中选择要保存的文件类型,单击“0K 按钮即可保存为指定的文件类型,如图1-12所示。图1-12(3)在“文件”菜单中的“导入”和“导出”命令
14、就是利用UG自身的格式转换工具来进行文件的导人与导出的。若要导人其他格式文件,如STEP,则执行“文件”“导入”“STEP203命令,弹出“导入STEP203”对话框,如图1-13所示。单击该对话框中的“浏览”按钮,在保存路径中找到stp格式的文件,再单击“确定”按钮即可打开该文件。(4)同理,若要导出其他格式文件,如IGES,则执行“文件”“导出”“ICES命令,接下来的操作与导人文件的操作相同。图1-13三、UG系统参数设置UG的系统参数配置一般为程序的默认设置,但为了满足设计个性化需要,用户可自定义配置参数。UG的系统参数配置分为用户默认设置、首选项设置和语言环境变量设置。1.用户默认设
15、置用户默认设置是指在站点、组、用户级别控制命令、对话框的初始设置和参数。在UG NX 12.0环境中,操作参数一般都可以修改。大多数的操作参数,如图尺寸的单位、尺寸的标注方式、字体的大小以及对象的颜色等,都有默认值。而参数的默认值都保存在默认参数设置文件中,当启动UG NX 12.0时,会自动调用默认参数设置文件中的默认参数。UG NX 12.0 提供了修改默认参数方式,用户可以根据自己的习惯预先设置默认参数的默认值,可显著提高设计效率。(1)执行“文件”“实用工具”“用户默认设置”命令,如图1-14所示。图1-14(2)系统弹出“用户默认设置”对话框,如图1-15所示。图1-15(3)该对话
16、框左边的下拉列表中包含所有的功能模块(站点)及模块中的各工具条(组),选择相应模块及工具条后,即可在对话框右边的参数设置选项卡中进行参数设置。参数设置完成后需重启UG软件才能生效。2.首选项设置首选项设置主要用于设置一些UG程序的默认控制参数。在菜单栏的“首选项”菜单中为用户提供了全部参数设置的功能,如图1-16所示。在设计之初,用户可根据需要对这些项目进行设置,以便后续的工作顺利进行。图1-16技术指南技术指南:需要注意的是,首选项中的许多设置只对当前工作部件有效,打开或新建部件时,需要重新设置。下面以对象设置为例介绍参数设置。对象设置主要用于编辑对象(几何元素、特征)的属性,如线形、线宽、
17、颜色等。执行“首选项”“对象”命令,弹出“对象首选项”对话框。“对象首选项”对话框中包含3个功能选项卡:“常规”选项卡、“分析”选项卡和“线宽”选项卡。(1)“常规”选项卡。“常规”选项卡主要进行工作层的默认显示设置;模型的类型、颜色、线型和宽度的设置;实体和片体的着色、透明度显示设置,如图1-17所示。(2)“分析”选项卡。“分析”选项卡主要控制曲面连续性显示、截面分析显示、偏差测量显示和高亮线显示等,如图1-18所示。图1-17 图1-18(3)“线宽”选项卡。“线宽”选项卡设置原有宽度转换,如图1-19所示。图1-193.语言环境变量设置在Windows 7操作系统中,软件的工作路径是由
18、系统注册表和环境变量来设置的。在安装UGNX12.0后,会自动创建UG的语言环境变量。语言环境变量的设置可使UG操作界面语言由中文改为英文或其他语言,或者由英文或其他语言改为中文。技术指南:UGNX12.0不再支持WindowsXP系统。(1)在桌面上右击“我的电脑”选择执行“属性”命令,弹出“系统”主页窗口。在窗口左侧选择“高级系统设置”选项,弹出“系统属性”对话框,如图1-20所示。图1-20(2)在“系统属性”对话框中进入“高级”选项卡,然后在此选项卡中单击“环境变量”按钮,如图1-21所示。(3)随后弹出“环境变量”对话框。在“系统变量”选项组的下拉列表中选择要编辑的系统变量UCGII
19、_ LANG simpl_ _chinese,接着单击“编辑”按钮,如图1-22所示。图1-21图1-22(4)将“编辑系统变量”对话框中的变量值simpl_chinese改为simplenglish,并单击“确定”按钮完成由中文改为英文的环境变量设置,如图1-23所示。(5)重新启动UG软件,相应设置的环境变量参数即刻生效。图1-23四、UG坐标系坐标系是软件用来进行工作的空间基准,所有的操作都是相对于坐标系进行的。UG软件中包含3种坐标系,分别是绝对坐标系(absolutecoordinatesystem,ACS)、机械坐标系(machinecoordinate system,MCS)和工
20、作坐标系(work coordinate system,WCS),这些坐标系都满足右手法则。(1)ACS:默认坐标系,其原点位置永远不变,在用户新建文件时就已经存在,是软件开发人员预置的内定坐标。(2)MCS:用于模具设计、数控加工、配线等向导操作中。(3)WCS:UG提供给用户的坐标系,用户可以根据需要任意移动位置,也可以进行旋转及新建wCS等操作。在通常的设计工作中,用户可以通过对WCS的调整,快速变换工作方位,提高设计工作的效率。执行“格式”“WCS”命令,即可对wCS进行操作,如图1-24所示。图1-24动态。动态wCS命令可以通过鼠标直接控制动态坐标系上的平移手柄和旋转WCS,也可以
21、直接在输人框中输人平移的距离和旋转的角度,如图1-25所示。图1-25原点。通过定义当前坐标系的原点来更改wCS的位置。该命令只能改变坐标系的位置,不会改变坐标轴的朝向。采用原点定义wCS主要用在不需要调整轴向、只需要调整坐标系原点位置的情况,此时只需选取一个点即可完成操作。旋转。旋转WCS命令通过使当前的wCS绕其中一条轴旋转-定的角度,来定义一个新的WCS。执行“格式”“WCS”“旋转”命令,弹出“旋转WCS绕.”对话框,如图1-26所示。该对话框用来选取旋转的轴和输人旋转的角度。正值为逆时针旋转,负值为顺时针旋转。图1-26定向。定向wCS是对wCS采用对话框定义的方式进行定向的,定向的
22、方式有多种。执行“格式”“WCS”“定向”命令,弹出“坐标系”对话框,如图1-27所示。在该对话框中单击“类型”栏下拉按钮,弹出下拉列表,显示多种定向类型。技术指南:可以通过按W键快速显示wCS,然后直接双击WCS,即可动态调整WCS。图1-27五、常用基准工具在使用UG进行建模、装配的过程中,经常需要使用到点构造器、矢量构造器、坐标系等工具,这些工具不直接建构模型,但能起到很重要的辅助作用。下面将进行详细讲解。1.基准点工具无论是创建点,还是创建曲线,甚至是创建曲面,都需要使用到点构造器。执行“插入”“基准”“点”命令,弹出“点”对话框,如图1-28所示。图1-28使用点构造器时,点的类型有
23、自动判断、光标位置、端点等。一般情况下默认用自动判断完成点的捕捉。其他类型的点在自动判断不能完成的情况下再选择使用点过滤器进行构造。各选项含义如下:(1)端点:捕捉曲线或者实体、片体边缘端点。(2)交点:捕捉线与线的交点、线与面的交点。(3)存在点:捕捉存在点的位置。(4)象限点:捕捉圆、圆弧、椭圆的四分点。(5)圆心点:捕捉圆心点、球心点、椭圆中心点。(6)控制点:捕捉样条曲线的端点、极点,直线的中点等。(7)面上的点:设置点在U向和V向的位置捕捉点。如图1-29所示,需要选择面,然后输入U向参数、V向参数即可完成点的捕捉。图1-29(8)曲线/边上的点:设置点在曲线上的位置捕捉点。需要选择
24、曲线,然后输人位置参数完成点的捕捉,如图1-30所示。图1-30(9)两点之间:在两点之间按位置的百分比创建点。需要选择两个点,然后输人百分比完成点的捕捉,如图1-31所示。(10)圆弧/椭圆上的角度点:设置点与圆弧或椭圆所成的角度捕捉点。需要选择圆弧或椭圆,然后输入角度完成点的捕捉。图1-31 2.基准平面工具平面构造器主要用于绘图时定义基准平面、参考平面或切割平面等。执行“插入”“基准”“基准平面”命令,弹出“基准平面”对话框,如图1-32所示。在“基准平面”对话框中单击“类型”栏下拉按钮,弹出下拉列表,列表中列出了多种创建基准平面的方法。图1-32 3.基准轴工具和矢量工具直接应用基准轴
25、工具的情况并不多,通常被矢量工具代替。矢量工具经常用于拉伸、创建基准轴、拔模等命令,以及移动、变换方向矢量中。执行“插入”“基准”“基准轴”命令,弹出“基准轴”对话框,在该对话框单击“类型”栏下拉按钮,即可弹出“类型”下拉列表,如图1-33所示。矢量工具不能直接调出,通常镶嵌在其他工具内,如执行“编辑”“移动对象”命令,弹出“移动对象”对话框。在“移动对象”对话框中选择“距离”运动类型,再单击“矢量”按钮,弹出“矢量”对话框,如图1-34所示。“矢量”对话框与“基准轴”对话框相似,用来定义矢量方向。图1-34 图1-33 4.基准坐标系具基准坐标系工具用来创建基准坐标系。执行“插入”“基准”“
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