UG高级曲面造型（精选5篇）

UG高级曲面造型 第1篇

1 前言

利用CAD/CAM软件进行三维造型是现代产品设计的重要实现手段，而曲面造型则是三维造型中的难点，

UG高级曲面造型

。我们在从事CAD/CAM培训的过程中发现，尽管现有的CAD/CAM软件提供了十分强大的曲面造型功能，但初学者面对众多的造型功能普遍感到无所适从，往往是软件功能似乎已经学会了，但面对实际产品时又感到无从下手。即使是一些有经验的造型人员，由于其学习过程中的问题，也常常在造型思路或功能使用上存在一些误区，使产品造型的正确性和可*性打了折扣。 针对上述情况，本文从整体上讨论了曲面造型的一般学习方法，并举例介绍了曲面造型的一般步骤。 『::好就好::中国权威模具网』2 曲面造型的学习方法

面对CAD/CAM软件所提供的众多曲面造型功能，要想在较短的时间内达到学会实用造型的目标，掌握正确的学习方法是十分必要的。

要想在最短的时间内掌握实用造型技术，应注意以下几点：(1)应学习必要的基础知识，包括自由曲线(曲面)的构造原理。这对正确地理解软件功能和造型思路是十分重要的，所谓“磨刀不误砍柴功”。不能正确理解也就不能正确使用曲面造型功能，必然给日后的造型工作留下隐患，使学习过程出现反复。其实，曲面造型所需要的基础知识并没有人们所想象的那么难，只要掌握了正确的讲授方法，具有高中文化水平的学员就能理解。(2)要针对性地学习软件功能。这包括两方面意思：一是学习功能切忌贪多，一CAD/CAM软件中的各种功能复杂多样，初学者往往陷入其中不能自拔。其实在实际工作中能用得上的只占其中很小一部分，完全没有必要求全。对于一些难得一用的功能，即使学了也容易忘记，徒然浪费时间;另一方面，对于必要的、常用的功能应重点学习，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通。 『::好就好::中国权威模具网』(3)重点学习造型基本思路。造型技术的核心是造型的思路，而不在于软件功能本身。大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短时间内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者常常遇到的问题。这就好比学射击，其核心技术其实并不在于对某一型号的枪械的操作一样。只要真正掌握了造型的思路和技巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。(4)应培养严谨的工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走”，在造型的每一步骤都应有充分的依据，不能凭感觉和猜测进行，否则贻害无穷。 『::好就好::中国权威模具网』3 曲面造型的基本步骤

曲面造型有三种应用类型：一是原创产品设计，由草图建立曲面模型;二是根据二维图纸进行曲面造型，即所谓图纸造型;三是逆向工程，即点测绘造型，

这里介绍第二种类型的一般实现步骤。

图纸造型过程可分为两个阶段：第一阶段是造型分析，确定正确的造型思路和方法。包括：(1)在正确识图的基础上将产品分解成单个曲面或面组。(2)确定每个曲面的类型和生成方法，如直纹面、拔模面或扫略面等;(3)确定各曲面之间的联接关系(如倒角、裁剪等)和联接次序;图1以图1所示的产品图(为清晰起见，图纸仅给出了部分标注)为例，可将其分解为图中所示的9个面或面组。其中面1为平面(由图纸标注确定)，面2、面3分别是两个半径为100和150的倒圆角面。4、5是两个面组，即由俯视图部分轮廓线(ABC和DEF)生成的两度拔模面。面6是直线段GH生成的零度拔模面。面7是一个变截面的扫略面。产品顶部的凸台由一个扫略面(顶面8)和一个拔模面组(面9)组成。各面和面组之间由倒圆角联接，其中面7与面1、2、3之间的倒圆半径为15，而面4、5与顶面1、2、3之间的倒圆半径为10，因此在其间拐角处(I到A，J到F)有变半径(从15到10)倒角过渡。第二阶段是造型的实现，包括：(1)根据图纸在CAD/CAM软件中画出必要的二维视图轮廓线，并将各视图变换到空间的实际位置，如图2所示。图2(2)针对各曲面的类型，利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型，如图3所示。图3(3)根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等工作，如图4所示。图4(4)完成产品中结构部分(实体)的造型;显然，第一阶段是整个造型工作的核心，它决定了第二个阶段的操作方法。可以说，在CAD/CAM软件上画第一条线之前，已经在其头脑中完成了整个产品的造型，做到“胸有成竹”。第二阶段的工作只不过是第一阶段工作的在某一类CAD/CAM软件上的反映而已。 在一般情况下，曲面造型只要遵守以上步骤，再结合一些具体的实现技术和方法，不需要特别的技巧即可解决大多数产品的造型问题。5 结语

本文介绍了曲面造型学习的方法和根据二维图纸进行曲面造型的一般步骤。当然，在具体实现过程中还需要掌握一些基本技术和方法，如单个曲面的制作、倒圆角等。另外还应了解一些常见问题(如曲面造型中的多义性问题)的处理和如何避免一些常见的错误(如拔模基准面的确定)。这些内容我们将在以后的文章中逐步介绍。

本文所介绍的曲面造型步骤虽然看起来简单，但要真正掌握它，还需在实践中不断体会和提高。

UG高级曲面造型 第2篇

1、curve和tanget chain的区别。比如做两个连续的四边曲面，曲面A引用了curve1，则在创建曲面B时，最好引用A的tangent chain而不是其原始curve。因为尽管原理上A的边(tangent chain)即curve1，但在生成曲面后，它的边已经和原始curve有了精度上的偏差。所以为了保证曲面的连续性，应尽量选用tangent chain。

补充：在定义边界条件时，tangent chain无须选择曲面(因为本来就在曲面上)，而curve则需选择相切曲面，也就是先前通过此curve创建的曲面。

2、变截面扫描时选项Pivot Dir(轴心方向)的理解。首先把原始轨迹线看成无数个原点的组合，在任一原点处的截面参照为：原点、原点处的切线、以及过原点且与datum面垂直的直线(可以把它理解为创建point-on-plane轴)。一个很好的例子是ice的鼠标面教程，以分模面作为变截面扫描的datum面，因此能保证任一扫描点处的脱模角。

3、创建连续的混合曲面，其curve要连续定义，以保证曲率连续;而曲面则可以先分开生成，再创建中间的连接面。

4、在通过点创建曲线时，可以用tweak进行微调，推荐选择基准平面进行二维的调节，然后再选择另一个基准进行调节，这样控制点就不会乱跑了，

5、如果曲面质量要求较高，尽可能用四边曲面。

6、扫描曲面尽可能安排在前面，因为它不能定义边界连接。

7、当出现>4边时，有时可以延长边界线并相交，从而形成四边曲面，然后再进行剪切处理。

8，变截面扫描之垂直于原始轨迹：原始轨迹+X向量轨迹

局部坐标系原点：原始轨迹可以视作无数个点的集合，这些点就是局部坐标系原点;

Z轴：原始轨迹在原点处的切线方向;

X轴：原始轨迹在任一点处形成与Z轴垂直的平面，该平面与X向量轨迹形成交点，原点指向交点即形成X轴;

Y轴：由原点、Z轴、X轴确定。

9,垂直于轨迹之曲面法向Norm to Surf：

局部坐标系原点：原始轨迹可以视作无数个点的集合，这些点就是局部坐标系原点;

Z轴：相切轨迹可以视作无数个点的集合，每个点的切线就是Z轴;

X轴：由Z轴可确定XY轴所在的平面，与另一个过原始轨迹的曲面相交，即得到X轴;

Y轴：由原点、Z轴、X轴确定。

10、垂直于轨迹之使用法向轨迹Use Norm Traj：

局部坐标系原点：原始轨迹可以视作无数个点的集合，这些点就是局部坐标系原点;

Z轴：相切轨迹可以视作无数个点的集合，每个点的切线就是Z轴;

X轴：原点指向法向轨迹，即为X轴;

UG高级曲面造型 第3篇

数控机床是按照编制好的加工程序自动地对零件进行加工的高效设备,数控程序的质量是影响数控机床的加工质量和使用效率的重要因素[1]。

对于简单的零件,可以采用手工编程;对于复杂的零件,我们一般采用基于CAD/CAM技术的图形交互的自动编程方法来编制程序。运用CAD/CAM进行复杂曲面零件的设计和制造,可以缩短编程时间,提高工作效率和编程质量,还可以有效地保证零件的加工精度。

本文以一个复杂曲面零件为例,简单介绍UG CAD/CAM系统在数控加工中的应用过程。

2 零件建模与数控加工

2.1 建立模型

设计的目的是为了生产,其效益最终通过CAM体现出来,所以零件的数字模型的建立就显得十分重要。模型应正确体现设计要求,造型是生产合格零件的保证。在零件建模之前,应该先应确定零件的主要特征。根据零件的主要特征建立特征曲线,并通过适当的拉伸和旋转等操作建立零件的主要结构,同时要确定建立特征的先后顺序,这是能否正确建立复杂零件的关键环节[2]。

本文所建复杂曲面零件为人脸零件。该零件被加工表面尺寸约为64mm50mm29mm。人脸零件CAD模型包括零件几何体PART_MODL、零件毛坯几何体PART_BLANK。人像零件毛坯需选择板料,数控加工前进行下料,然后加工成150mm140mm40mm的长方体。如图1(a)、(b)所示。

2.2 工艺方案分析

(1)工艺路线分析

人脸零件需要加工的部位是外轮廓面,零件的加工工艺性较好。在实验室里,我们采用毛坯材料为代木材料,在数控三轴立式机床上铣削加工得到。

(2)装夹方式选择

人脸零件外轮廓为规则长方体,用虎口钳夹持,一次装夹,完成全部加工表面的粗、精加工。

(3)数控加工工艺路线设计

人脸零件数控加工分粗、精铣分别进行。粗加工的目的是去除大部分零件加工余量,降低切削力,防止零件变形。精加工的目的是形成零件最终尺寸。数控加工工艺路线如表1所示。

2.3 刀具选择和切削参数选择

在数控铣削加工中,刀具的选择直接影响零件的加工质量、加工效率和加工成本,因此正确选择刀具十分重要[3]。根据经验和该人脸零件的结构特点,选取的铣加工刀具及切削参数如表2所示。

2.4 加工操作的创建

(1)坐标系的确定

在实验中,我们根据零件在机床上的安装方向和位置确定坐标轴的方向,用UG软件编程输出的刀位数据是刀具中心顶点数据,因此,操作者应按刀具顶点对刀。在图2中,坐标原点与工作坐标系原点重合,位于人脸零件的最高点,这样能够保证加工从最高层开始,到最低点结束,从而完成加工。

(2)刀具轨迹的建立

在UG软件中打开已经建立好的人脸曲面模型,进入Manufacturing模块,出现Machining Environment对话框,定义加工环境并初始化;依据完成的加工工艺方案,设置好相应的参数。由于篇幅所限,这里只列出粗加工刀具轨迹生成的具体步骤,精加工刀具轨迹的建立和粗加工类似。

第一步选择Creat Operation对话框:(a)从CAM Create工具栏中选择Create Opeation图标,出现Create Operation对话框;(b)确定Type类型为milling_contour,并选择Subtype为ZLEVEL_PROFILE;(c)选择Used Method为MILL_ROUGH,点击OK,进入下一步;

第二步设置ZLEVEL_PROFILE加工参数:(a)分别选择或创建刀具、方法和几何体父节点组;(b)选择加工几何体(Geomery),设置加工层高(Depth Per Cut)为△h,Cut Order为Level First;(c)选择Cut Level检验加工层是否正确,同时可以修改加工层区间以及增加一个区间,而这两个加工区间的层高可以不同;(d)选择进退刀方式(Engage/Retract),选择Automatic方式;(e)设置加工、进退刀等速度值,选择Feed Rates,进入设置对话框;(f)选择Generate生成加工轨迹,如图3所示,选择Verity验证加工轨迹,点击OK确认。

另外,利用UG软件提供的零件加工模拟功能,能够观察切削加工的全过程,检测工艺参数的设置是否合理,对加工前应完成的操作进行验证,如图4所示。

2.5 NC代码的生成

加工刀具轨迹生成后,就可以将其转化成刀源文件,刀源文件必须经过后处理程序进行转化格式转换,才能生成能够被机床接受的NC代码。不同的机床数控系统由不同的代码格式,因此针对不同的数控系统应编制不同的后处理程序。

UG系统里提供了一般性的后处理器程序UG/POST,它有很强的用户化能力,能适应从简单到任意复杂的机床及其控制系统的后处理。在这里我们只需在UG软件中选择(Postprocess)按钮,在出现的对话框中选择“可用机床”为3-Axis Milling,从而生成需要的NC代码。

2.6 数控机床上加工

将粗、精加工NC代码分别输入到数控机床,检查完程序后,为了安全起见要进行试切加工,发现问题要调试和调整;确定无误后,进行数控加工,如图5、图6所示。从图6我们可以看出零件的表面加工质量很好。

3 结语

本文以一个复杂曲面零件为例,利用UG软件进行建模和数控加工仿真,并在数控铣床上加工得到实体零件。UG软件解决了许多手工无法完成的复杂零件程序的编制的问题,缩短了零件的设计和制造周期,提高了零件的设计质量。

参考文献

[1]李安泰.UG软件在数控加工中的应用[J].电子工艺技术,2007(3):115-117.

[2]高行,张耀满,王世杰.基于UG的CAD/CAM技术[M].北京:清华大学出版社,2001.

UG高级曲面造型 第4篇

关键词：多媒体；项目化教学；曲面建模

一、教学设计

1.教学内容简介

本课是《UG》课程中的第5章节综合应用，是本书重点章节中最基础的知识点。本课程作为专业主干课程之一，是学生从事机电产品设计的理论基础，同时具有实践指导的意义。

2.教学目标

知识目标：能够综合应用曲面命令创建简单的实体模型。掌握“面倒圆”“抽取的面”“规律延伸”“通过曲线组”“通过曲线网格”创建曲面的命令。

能力目标：培养学生综合应用曲面建模命令设计简单零件的职业能力。

3.本课要解决的问题

（1）本课程是操作性很强的专业课程，如何把理论知识转化为职业能力，是本堂课甚至本课程要解决的最主要的一个问题。

（2）学生刚接触专业课时显得比较被动，如何引导学生入门，激发学习兴趣，养成自主学习、探索学习、质疑学习的能力是我们要解决的另一个棘手问题。

4.教学策略

（1）教学方法

讲授演示法：软件课采用讲授演示法，教师讲授重点、难点，学生动手操练的教学方式，以期达到教师和学生双向互动、形象生动的教学效果。教师讲解操作—学生听讲并操练—教师单独或全班指导—总结学生反馈的问题—学生深入操练—教师归纳总结升华课堂。

提问式互动教学法：在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。

视频教学法：利用CAMPLAY录屏软件，教师将操作过程录制视频分发给学生，以视频指导学生的动手操练，解决教师不能全面单独辅导学生的问题。

集体讨论法：针对学生提出的问题，组织学生进行集体和分组讨论，促使学生在学习中解决问题，培养学生团结协作的精神。

（2）课前准备

下发本章理论知识，要求每位学生认真学习，共同探讨思考教师提出的几个问题。预习书本第5章曲面建模综合应用——料斗的建模。

二、教学呈现

1.告知（教学内容、目的）

本次课要学习的主要内容和目的：曲面建模一料斗。

2.引入（任务项目）

新课导入解决前置作业，提问UG曲面功能分为哪三类？基于曲线创建曲面的命令有哪些？简述“规律延伸”“通过曲线组”“通过曲线网格”命令。

教师讲授演示料斗的建模，并录制视频分发学生。

3.操练

学生单独练习，遇到问题查看视频或请求教师指导。

4.反馈（根据学生课堂练习反馈、归纳、小结）

在练习时鼓励学生发现问题、提出问题。学生可能集中出现的问题有：（1）规律延伸中长度规律和角度规律的方向。（2）通过曲线组创建片体中截面方向不一致。（3）通过曲线网格创建片体中主辅曲线的方向问题等，根据教学情况待定。

5.深化（课堂练习曲面建模应用——饮料瓶）

6.展示（展示部分学生操作结果）

展示几组学生练习结果，指出存在的问题和改进的方法。

7.总结，学生质疑

让学生自己总结，教师梳理汇总。本课主要讲授了基于曲线建模的曲面命令，要求掌握“面倒圆”“抽取的面”“规律延伸”“通过曲线组”“通过曲线网格”创建曲面的命令，根据课堂反馈强调几个重难点。（1）规律延伸中长度规律和角度规律的方向。（2）通过曲线组创建片体中截面方向不一致。（3）通过曲线网格创建片体中主辅曲线的方向问题。

学生质疑：课堂操作的饮料瓶建模方法是不是最合适的？你有更好的建模方法和思路吗？

8.作业、撰写实验报告

继续完成饮料瓶的建模，撰写实验报告，强调实验报告规

范性。

三、教学反思

1.课前下发学习任务，要求学生利用网络资源和图书馆，认真学习理论知识，并对它进行消化和吸收。这些都能使学生养成自主学习、探索学习的能力。教师制作的多媒体课件、动画，激发学生学习的兴趣和积极性。

2.在教学内容的组织与安排环节中，教学内容选取“料斗”作为教学载体，以“下达任务—学生练习—检查反馈—深化练习—总结、学生质疑”为主线，在整个教学组织过程中，教师由传统的知识传授者变成教学的组织者、引导者，学生以真实的任务为工作背景，切实融“教、学、做”为一体，有效地实现了课程学习的工学交替。

3.教师利用CAMPLAY录屏软件录制课堂教学视频，在学生练习时下发，解决了教师不能全面辅导的问题，同时教学视频还是学生课后复习的助手。教师将课堂教学视频挂在校园网，作为师生课后交流互动的手段，将课堂延伸到课外。

参考文献：

[1]钟日铭.UGSNX6.0基础入门与范例.北京：清华大学出版社，2009-01.

[2]乔现玲，陈艳利.新手学UGNX8.0辅助设计.北京：电子工业出版社，2013-03.

[3]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[4]章振周，唐成棉.职业教育任务驱动课程模式的建构[J].中国职业技术教育，2008（16）：44-46.

（作者单位 江苏城市职业学院武进校区）

UG高级曲面造型 第5篇

关键词：UG,曲面造型,数控加工,自动编程

UG系统是一款集CAD/CAM的专业软件, 其设计比传统设计要大大地降低成本, 可很方便地进行修改, 分析受力情况, 计算零件的使用寿命等等。

UG系统强大的功能能够把产品从设计到制造过程全部模拟仿真出来, 将设计错误控制在源头上, 从而提高了材料的利用率, 提高了企业的综合竞争力。

对于零件加工, 数控机床具备了高速高精度的优点, 而程序是数控机床的核心, 利用UG系统的自动编程与数控机床相结合, 将大大提高生产率, 对于现代产品的制造有着深远的影响。

1 数控加工介绍

本文以拉手零件为例, 以其数控加工及NC代码的仿真, 对曲面零件的数控加工进行探讨。

根据零件图样及工艺要求等原始条件, 绘制拉手零件实体模型。该拉手为回转体零件, 底座部分为圆柱体, 如图1所示:

1.1 加工工艺流程规划

对于该零件, 在生产中, 不论是从加工精度还是从生产效率考虑, 采用数控车削加工合适。

根据数控加工工艺原则, 先进行型腔铣粗加工, 再进行可变轮廓和固定轮廓铣精加工。

具体加工步骤如图2:

对于UG的数控铣削加工, 主要分为平面铣和固定轴铣, 具体加工分类如下图:

对于本例, 主要采用型腔铣、可变轴曲面轮廓铣和固定轴曲面轮廓铣。

1.2 刀具选择

刀具刚性和几何形状是曲面加工刀具选择的主要因素。粗加工刀具一般选择圆柱平底铣刀。精加工选择锥柄球头刀具。为提高加工效率, 在不发生碰撞干涉的情况下一般选用大直径铣刀, 并优先选多刃铣刀。

2 加工编程

UG提供了大量多坐标数控加工编程方法及刀轴控制方式, 选择合适的加工方法, 选择粗精加工余量、切削工艺参数如加工步距、加工深度、主轴转速、机床进给率等, 对于提高产品的加工效率和质量至关重要。

2.1 型腔铣粗加工

粗加工采用型腔铣加工 (Cavity Mill) 。型腔铣以平面的切削层来切削材料, 刀具在每层沿着几何体的轮廓加工。由于开粗时余量大, 可以选取两个不同的方向进行开粗。这种方法的加工效率高, 但剩余的加工余量大且不规则, 还需进行补加工, 从而使余量均匀。型腔铣粗加工前后两半部分的路径如下图:

2.2 可变轮廓铣精加工

可变轮廓铣精加工中, 刀具的轴线方向可随着加工表面的法线方向不同而相应改变, 从而改善加工过程中刀具的受力情况, 放宽对加工表面复杂性的限制, 使得原来用固定轴加工时将陡峭的表面变成非陡峭表面而一次性加工完成。本例中的加工路径如图6:

2.3 固定轮廓铣

在固定轮廓铣中, 刀轴与指定的方向始终保持平行, 即刀轴固定。它将空间驱动几何投射到零件表面上, 驱动刀具以固定轴形式加工曲面轮廓, 相当于3轴加工。加工路径如下图:

2.4 后置处理

后置处理将CAM软件生成的刀位轨迹转化为适合数控系统加工的NC程序, 通过读取刀位文件, 根据机运动结构及控制指令格式, 进行坐标运动变换和指令格式转换。通用后置处理程序是在标准的刀位轨迹以及通用的CNC系统的运动配置及控制指令的基础上进行处理。它包含机床坐标运动变换、非线性运动误差校验、进给速度校验、数控程序格式变换及数控程序输出等方面的内容。

3 结束语

UG软件基于曲面零件的数控加工及NC代码的生成提供了极大的方便。其强大的CAM功能适合机械行业实际, 并能检验干涉, 还能进行加工过程的动态仿真和模拟校核。

参考文献

[1]孙建, 曾庆福.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社, 2008.

[2]林浩.数控加工程序编制.北京:航空工业出版社, 2008.

[3]许祥泰, 刘艳芳.数控加工编程实用技术.北京:机械工业出版社, 2009.

[4]贺建群, 徐宝林.UG NX7.0多轴加工教程.北京:清华大学出版社, 2011.

[5]骏毅科技, 何华妹.数控编程—UG NX 4中文版实例详解[M].北京:人民邮电出版社, 2008.