基于UG的CAD/CAM技术

　　内容简介目录 本书以UG软件为载体，以CAD／CAM基础知识为主线，将CAD／CAM技术基础知识的了解和UG软件的学习有机地结合起来，以达到快速入门和应用的目的，着重讲述了制造业中的CAD／CAM技术及应用，包括计算机图形处理与建模技术、装配建模技术、数控加工编程、基于UG的CAD／CAM技术及其基本操作方法。本书可作为机械设计、一制造及自动化专业本科生和研究生的教材，也可作为制造业CAD／CAM技术和UG软件培训技术的实用教材和参考书。CAD／CAM技术是随着信息技术的发展而形成的一门新技术。随着人类进入21世纪，经济全球化的进程大大加快，作为20世纪工程领域最杰出的成就之一的CAD／CAM技术，在制造业中正发挥着越来越重要的作用。而Unigraphics（简称UG）作为当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造业CAD／CAE／CAM的高端软件之一，为制造行业产品的迅捷制造和新产品开发的全过程提供了一种最优的解决方案。UG软件作为知识驱动制造业自动化技术领域的领先者之一和推进制造业信息化工程的一个重要的技术支撑，很好地体现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合。目前以UG高端软件为载体的CAD／CAM技术已经在航天航空、汽车、机械工程、家电产品等领域的设计和制造中得到了广泛的应用，不仅显著简化了复杂产品的设计，提高了产品的设计档次和水平，而且降低了产品的制造成本，捉高了企业的迅捷制造能力和快速响应市场的能力。随着市场竞争的日益加剧和全球化经济市场的不断形成，对于制造业，21世纪企业竞争的核心将是新产品的开发能力、制造能力和企业快速响应市场的能力。而企业竞争过程中的关键又是对掌握先进技术的专业技术人才的竞争。因此学习CAD／CAM技术，特别是能够掌握和自如应用1～2种流行的高端三维CAD／CAE／CAM软件，对于广大工程技术人员，特别是即将走向社会，参与竞争的机械工程学科的莘莘学子就显得格外重要。CAD／CAM技术涉及的内容广泛并自成体系，而UG作为目前知识体系最庞大、内容最完整和领先的CAD／CAE／CAM集成软件之一，对于一个初学者，要掌握其全部的内容和精华并运用自如也决非易事。为使读者能够在较短的时间内了解CAD／CAM技术并初步掌握其应用，作者首次尝试以UG软件为载体，以CAD／CAM技术的讲解为主线，试图将对CAD／CAM技术基础知识的了解和UG软件的学习有机地结合起来，达到快速入门和应用的目的。对于本书的学习，要求读者具有计算机基础、计算机编程语言、计算机绘图以及机械制造技术基础、数控机床等前期知识。本书可作为机械设计、制造及自动化专业和机械类相近专业本科生与研究生的教材，也可作为制造业CAD／CAM技术培训和UG软件技术培训的实用教材与参考书。本书由高航（大连理工大学）、张耀满（东北大学）、王世杰（沈阳工业大学）领衔编著，万立新和李舒（沈阳万龙信息科技有限公司）、陆颖（东北大学）、赵文辉（沈阳工业大学）参与了部分章节的编写和文字整理工作。各章编著人员：第1章和第2章：高航：第3章：张耀满；第4章：王世杰、赵文辉；第5章：高航、陆颖；第6章：张耀满、赵文辉；第7章：万立新、李舒：第8章：王世杰、赵文辉。全书由高航统稿，由高航担任主编，张耀满、王世杰担任副主编。全书由中国区技术部UG／CAD资深培训专家洪如瑾教授和东北大学王仁德教授联合审校。本书作者在规划、编写过程中参考了多本国内流行的CAD／CAM技术教材，参考了UGNX2．0和UGNXl．0软件的相关技术手册、资料以及UG技术方面的著作，特别是得到了沈阳万龙信息科技有限公司的鼎立协助，为本书的编写提供了宝贵的UG软件工程应用方面的一些成功实例。此外，东北大学研究生高长才、张逸鹏协助进行了部分书稿图表的整理工作，在此一并表示衷心的感谢。由于作者水平有限，对CAD／CAM技术和UG软件的了解和掌握还很肤浅，而将CAD／CAM技术与UG技术综合在一本书中讲解尚属首次尝试，错误和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。编者2004年6月 第1章CAD／CAM技术的发展与UG技术1．1 CAD／CAM技术概述1．1．1 基本概念1．1．2 CAD／CAM系统的组成1．1．3 CAD／CAM系统的支撑技术1．2制造业应用计算机的基本模式1．3制造业CAD／CAM技术及信息化工程的发展1．4 UG技术及其在现代制造业中的作用1．4．1 UG技术概述1．4．2产品的创新与开发在UG中的体现1．4．3 UG的协同制造工程1．5 UG软件主要功能模块简介1．5．1 UG／WAVE1．5．2 UG／CAM1．5．3 UG／CAE1．5．4 UG／OPEN1．5．5 UG／Web1．5．6 UG／数据交换1．5．7 UG／SE程应用第2章 计算机辅助图形处理和CAD／CAM建模技术基础2．1基本概念2．1．1计算机辅助图形处理2．1．2图形软件的种类及其功能2．1．3几种常见图形软件标准2．1．4计算机内部表示与建模的含义2．2计算机辅助图形处理技术2．2．1 图形生成方法2．2．2窗口、视区的变换2．2．3二维图形的几何变换原理2．2．4三维图形的几何变换原理2．2．5交互式绘图2．2．6参数化变量化绘图2．3 CAD／CAM建模技术2．3．1概述2．3．2几何建模2．3．3特征建模第3章基于UG的实体建模技术3．1 UG的用户界面及其操作3．1．1用户界面概述3．1．2文件管理3．1．3 212具栏的定制3．1．4通用工具3．1．5 212作坐标系（WCS）3．1．6层（Layer）3．1．7视图布局（Layout）3．1．8建模的基本步骤3．2 212作环境的参量设置3．2．1对象设置3．2．2显示设置3．2．3显示控制（Visualization Performance）3．2．4选择（Selection）3．2．5用户界面设置3．2．6三维输入设备3．2．7 212作平面3．3体素特征3．3．1块（Block）3．3．2 圆柱（Cylinder）3．3．3 锥（Cone）3．3．4球（Sphere）3．3．5基本体素的编辑3．4 UG草图绘制3．4．1概述3．4．2建立草图3．4．3对草图名称进行修改3．4．4建立草图对象3．4．5约束定位3．4．6草图编辑3．4．7草图参数预设置3．5 UG的扫描特征3．5．1 拉伸体（Extruded Body）3．5．2旋转体（Revolved Body）3．5．3沿引导线扫描（Sweep Along Guide）3．5．4管道（Tube）3．6 UG的成型特征3．6．1概述3．6．2孔3．6．3 凸台（Boss）3．6．4腔（Pocket）3．6．5凸垫（Pad）3．6．6键槽（Slot）3．6．7 沟槽（Groove）3．7 UG的特征操作3．7．1 参考特征3．7．2特征操作的分类3．7．3边缘操作3．7．4面操作3．7．5引用特征（Instance）3．7．6修剪操作3．7．7特殊操作第4章基于UG的装配建模技术4．1 装配综述4．1．1装配术语与定义4．1．2 UG装配的主要特征4．1．3装配中部件的不同状态4．2 自底向上装配方法4．3配对条件4．3．1配对条件的基本概念4．3．2配对条件对话框4．3．3配对类型4．3．4配对选择步骤4．3．5配对条件过滤器4．3．6配对条件树4．3．7按配对条件进行装配的一般步骤4．3．8 自底向上装配建模实例4．4装配导航器4．4．1 装配导航器定义及其打开4．4．2装配导航器中的图标含义4．4．3装配导航器的弹出菜单4．4．4在装配导航器中选择组件4．5引用集4．5．1创建引用集（Create Reference Set）4．5．2替换引用集（Replace Reference Set）4．6组件阵列4．6．1产生基于特征的组件阵列4．6．2产生线性阵列4．6．3产生环形阵列4．6．4组件阵列的编辑4．7 自项向下装配设计方法4．7．1 自顶向下装配方法4．7．2建立新组件步骤4．7．3 自顶向下装配实例4．8部件间建模4．9装配爆炸视图4．9．1概述4．9．2建立爆炸视图4．9．3生成爆炸视图简单实例4．9．4添加爆炸视图到装配工程图实例第5章基于UG的工程制图技术5．1概述5．2 UG建立二维图的过程示例5．3 512程图的建立、删除和编辑5．3．1新建工程图5．3．2打开已存工程图5．3．3删除工程图5．3．4编辑工程图5．4添加视图5．4．1概述5．4．2输入模型视图5．4．3用户自定义视图5．4．4添加辅助视图5．4．5添加局部放大视图5．4．6添加剖视图5．4．7添加阶梯剖视图5．4．8半剖视图5．4．9旋转剖视图5．4．10展开剖视图5．5尺寸的标注与编辑5．6制图常用辅助工具简介5．6．1文本编辑器5．6．2绘制表格数据5．6．3表面粗糙度符号5．7 512程图纸的输出第6章 自由形状特征6．1 自由曲线曲面理论基础6．1．1 概述6．1．2微分几何基础6．1．3非均匀有理B样条曲线曲面6．2 UG自由曲线6．2．1样条曲线6．2．2：．次曲线6．2．3偏置曲线6．2．4投影曲线（Project Curve）6．2．5抽取曲线6．3 自由形状曲面6．3．1 自由曲面特征概述6．3．2 UG自由形状曲面第7章数控加工编程技术基础7．1 概述7．1．1零件数控加工编程的步骤与内容7．1．2数控编程方法7．1．3 CAD／CAM集成编程的基本概念7．1．4数控编程系统中的基本概念和术语7．1．5数控编程中数学处理7．2数控编程中的工艺设计7．2．1 数控加工工艺的特点7．2．2数控加工工艺选择7．3数控语言自动编程7．3．1计算机辅助数控程序编制过程7．3．2语言编程系统的信息处理7．3．3数控自动编程语言7．4图形交互自动编程7．4．1 图形交互自动编程原理、组成和特点7．4．2图形交互自动编程的基本步骤7．5加工过程的仿真7．5．1概述7．5．2 33具中心运动轨迹仿真7．5．3加工过程动态仿真第8章基于UG的CAM技术8．1建立加工操作8．2设置初步操作选项8．3走刀方式8．4加工轨迹部分参数设置8．4．1轨迹间隔（Stepover）8．4．2零件余量（part Stock）、底面余量（Final floor Stock）和坯料余量（Blank Stock）8．4．3进33／退33（Engage／Retract）8．4．4加工参数（Machining Parameters）8．5驱动方式（Drive Method）8．5．1 曲面区域驱动方式（Surface Area Drive Method）介绍8．5．2驱动方式对话框8．5．3 33具轴（Tool Axis）8．6 UG数控编程过程8．6．1 UG数控编程过程概述8．6．2平面铣操作8．7叶轮的加工实例8．8六辅轮毂下模模具底层的加工8．9实例：三维人像模型的加工8．10概述参考文献

　　高航，男，1962年生，工学博士，大连理工大学机械工程学院、教育部精密与特种加工重点实验室教授。辽宁省机械制造学科首届中青年学科带头人、国家机械设计制造专业课指委委员、沈阳市企业信息化专家咨询组数字化设计小组组长。主要在先进制造与自动化、CAD/CAM领域从事教学与科研工作。近几年来作为负责人完成的重大科研项目有：国家自然科学基金项目“超高速磨削热损伤与对策的研究”，国家“九五”重点科技攻关计划项目和沈阳市重点科技攻关计划项目“高压辊磨技术与设备的研究”，国家“十五”重点科技攻关计划专题项目“装备产品3D数字化设计应用关键技术攻关”。获得多项国家级奖励，国家专利4项、发表论文40多篇、出版教材和著作5部。TOP目录 第1章CAD／CAM技术的发展与UG技术 1.1 CAD／CAM技术概述 1.1.1基本概念 1.1.2CAD／CAM系统的组成 1.1.3CAD／CAM系统的支撑技术 1.2制造业应用计算机的基本模式 1.3制造业CAD／CAM技术及信息化工程的发展 1.4UG技术及其在现代制造业中的作用 1.4.1UG技术概述 1.4.2产品的创新与开发在UG中的体现 1.4.3UG的协同制造工程 1.5UG软件主要功能模块简介 1.5.1UG／WAVE 1.5.2UG／CAM 1.5.3UG／CAE 1.5.4UG／OPEN 1.5.5UG／Web 1.5.6UG／数据交换 1.5.7UG／SE程应用 第2章计算机辅助图形处理和CAD／CAM建模技术基础 2.1基本概念 2.1.1计算机辅助图形处理 2.1.2图形软件的种类及其功能 2.1.3几种常见图形软件标准 2.1.4计算机内部表示与建模的含义 2.2计算机辅助图形处理技术 2.2.1图形生成方法 2.2.2窗口、视区的变换 2.2.3二维图形的几何变换原理 2.2.4三维图形的几何变换原理 2.2.5交互式绘图 2.2.6参数化变量化绘图 2.3CAD／CAM建模技术 2.3.1概述 2.3.2几何建模 2.3.3特征建模 第3章基于UG的实体建模技术 3.1UG的用户界面及其操作 3.1.1用户界面概述 3.1.2文件管理 3.1.3212具栏的定制 3.1.4通用工具 3.1.5212作坐标系（WCS） 3.1.6层（Layer） 3.1.7视图布局（Layout） 3.1.8建模的基本步骤 3.2 212作环境的参量设置 3.2.1对象设置 3.2.2显示设置 3.2.3显示控制（Visualization Performance） 3.2.4选择（Selection） 3.2.5用户界面设置 3.2.6三维输入设备 3.2.7212作平面 3.3体素特征 3.3.1块（Block） 3.3.2圆柱（Cylinder） 3.3.3锥（Cone） 3.3.4球（Sphere） 3.3.5基本体素的编辑 3.4 UG草图绘制 3.4.1概述 3.4.2建立草图 3.4.3对草图名称进行修改 3.4.4建立草图对象 3.4.5约束定位 3.4.6草图编辑 3.4.7草图参数预设置 3.5UG的扫描特征 3.5.1拉伸体（Extruded Body） 3.5.2旋转体（Revolved Body） 3.5.3沿引导线扫描（Sweep Along Guide） 3.5.4管道（Tube） 3.6UG的成型特征 3.6.1概述 3.6.2孔 3.6.3凸台（Boss） 3.6.4腔（Pocket） 3.6.5凸垫（Pad） 3.6.6键槽（Slot） 3.6.7沟槽（Groove） 3.7UG的特征操作 3.7.1参考特征 3.7.2特征操作的分类 3.7.3边缘操作 3.7.4面操作 3.7.5引用特征（Instance） 3.7.6修剪操作 3.7.7特殊操作 第4章基于UG的装配建模技术 4.1装配综述 4.1.1装配术语与定义 4.1.2UG装配的主要特征 4.1.3装配中部件的不同状态 4.2自底向上装配方法 4.3配对条件 ……第5章基于UG的工程制图技术 第6章自由形状特征 第7章数控加工编程技术基础 第8章基于UG的CAM技术 参考文献 TOP 其它信息 装帧：平装页数：280 版次：1版开本：16正文语种：中文

第1章  CAD/CAM技术的发展与UG技术 11.1  CAD/CAM技术概述 11.1.1  基本概念 11.1.2  CAD/CAM系统的组成 21.1.3  CAD/CAM系统的支撑技术 31.2  制造业应用计算机的基本模式 51.3  制造业CAD/CAM技术及信息化工程的发展 61.4  UG技术及其在现代制造业中的作用 81.4.1  UG技术概述 81.4.2  产品的创新与开发在UG中的体现 91.4.3  UG的协同制造工程 121.5  UG软件主要功能模块简介 141.5.1  UG/WAVE 141.5.2  UG/CAM 171.5.3  UG/CAE 201.5.4  UG/OPEN 211.5.5  UG/Web 221.5.6  UG/数据交换 221.5.7  UG/工程应用 23第2章  计算机辅助图形处理和CAD/CAM 建模技术基础 262.1  基本概念 262.1.1  计算机辅助图形处理 262.1.2  图形软件的种类及其功能 272.1.3  几种常见图形软件标准 282.1.4  计算机内部表示与建模的含义 292.2  计算机辅助图形处理技术 312.2.1  图形生成方法 312.2.2  窗口、视区的变换 322.2.3  二维图形的几何变换原理 342.2.4  三维图形的几何变换原理 362.2.5  交互式绘图 392.2.6  参数化变量化绘图 402.3  CAD/CAM建模技术 422.3.1  概述 422.3.2  几何建模 422.3.3  特征建模 52第3章  基于UG的实体建模技术 543.1  UG的用户界面及其操作 543.1.1  用户界面概述 543.1.2  文件管理 543.1.3  工具栏的定制 563.1.4  通用工具 563.1.5  工作坐标系（WCS） 613.1.6  层（Layer） 633.1.7  视图布局（Layout） 653.1.8  建模的基本步骤 663.2  工作环境的参量设置 663.2.1  对象设置 673.2.2  显示设置 683.2.3  显示控制（Visualization Performance） 743.2.4  选择（Selection） 753.2.5  用户界面设置 773.2.6  三维输入设备 783.2.7  工作平面 793.3  体素特征 803.3.1  块（Block） 803.3.2  圆柱（Cylinder） 813.3.3  锥（Cone） 823.3.4  球（Sphere） 833.3.5  基本体素的编辑 833.4  UG草图绘制 843.4.1  概述 843.4.2  建立草图 853.4.3  对草图名称进行修改 853.4.4  建立草图对象 863.4.5  约束定位 883.4.6  草图编辑 943.4.7  草图参数预设置 953.5  UG的扫描特征 963.5.1  拉伸体（Extruded Body） 963.5.2  旋转体（Revolved Body） 1003.5.3  沿引导线扫描（Sweep Along Guide） 1013.5.4  管道（Tube） 1023.6  UG的成型特征 1033.6.1  概述 1033.6.2  孔 1033.6.3  凸台（Boss） 1043.6.4  腔（Pocket） 1053.6.5  凸垫（Pad） 1063.6.6  键槽（Slot） 1073.6.7  沟槽（Groove） 1093.7  UG的特征操作 1113.7.1  参考特征 1113.7.2  特征操作的分类 1153.7.3  边缘操作 1163.7.4  面操作 1193.7.5  引用特征（Instance） 1243.7.6  修剪操作 1263.7.7  特殊操作 126第4章  基于UG的装配建模技术 1294.1  装配综述 1294.1.1  装配术语与定义 1294.1.2  UG装配的主要特征 1314.1.3  装配中部件的不同状态 1324.2  自底向上装配方法 1324.3  配对条件 1344.3.1  配对条件的基本概念 1344.3.2  配对条件对话框 1344.3.3  配对类型 1354.3.4  配对选择步骤 1384.3.5  配对条件过滤器 1384.3.6  配对条件树 1394.3.7  按配对条件进行装配的一般步骤 1404.3.8  自底向上装配建模实例 1404.4  装配导航器 1434.4.1  装配导航器定义及其打开 1434.4.2  装配导航器中的图标含义 1434.4.3  装配导航器的弹出菜单 1444.4.4  在装配导航器中选择组件 1454.5  引用集 1454.5.1  创建引用集（Create Reference Set） 1454.5.2  替换引用集（Replace Reference Set） 1464.6  组件阵列 1474.6.1  产生基于特征的组件阵列 1484.6.2  产生线性阵列 1484.6.3  产生环形阵列 1494.6.4  组件阵列的编辑 1504.7  自顶向下装配设计方法 1504.7.1  自顶向下装配方法 1514.7.2  建立新组件步骤 1514.7.3  自顶向下装配实例 1534.8  部件间建模 1544.9  装配爆炸视图 1614.9.1  概述 1614.9.2  建立爆炸视图 1614.9.3  生成爆炸视图简单实例 1624.9.4  添加爆炸视图到装配工程图实例 164第5章  基于UG的工程制图技术 1665.1  概述 1665.2  UG建立二维图的过程示例 1665.3  工程图的建立、删除和编辑 1685.3.1  新建工程图 1685.3.2  打开已存工程图 1695.3.3  删除工程图 1705.3.4  编辑工程图 1705.4  添加视图 1705.4.1  概述 1705.4.2  输入模型视图 1705.4.3  用户自定义视图 1715.4.4  添加辅助视图 1725.4.5  添加局部放大视图 1735.4.6  添加剖视图 1745.4.7  添加阶梯剖视图 1765.4.8  半剖视图 1775.4.9  旋转剖视图 1775.4.10  展开剖视图 1775.5  尺寸的标注与编辑 1795.6  制图常用辅助工具简介 1815.6.1  文本编辑器 1815.6.2  绘制表格数据 1845.6.3  表面粗糙度符号 1855.7  工程图纸的输出 187第6章  自由形状特征 1896.1  自由曲线曲面理论基础 1896.1.1  概述 1896.1.2  微分几何基础 1896.1.3  非均匀有理B样条曲线曲面 1916.2  UG自由曲线 1916.2.1  样条曲线 1926.2.2  二次曲线 1956.2.3  偏置曲线 1966.2.4  投影曲线（Project Curve） 1986.2.5  抽取曲线 2006.3  自由形状曲面 2006.3.1  自由曲面特征概述 2006.3.2  UG自由形状曲面 201第7章  数控加工编程技术基础 2067.1  概述 2067.1.1  零件数控加工编程的步骤与内容 2067.1.2  数控编程方法 2087.1.3  CAD/CAM集成编程的基本概念 2097.1.4  数控编程系统中的基本概念和术语 2097.1.5  数控编程中数学处理 2127.2  数控编程中的工艺设计 2137.2.1  数控加工工艺的特点 2137.2.2  数控加工工艺选择 2147.3  数控语言自动编程 2157.3.1  计算机辅助数控程序编制过程 2157.3.2  语言编程系统的信息处理 2167.3.3  数控自动编程语言 2177.4  图形交互自动编程 2187.4.1  图形交互自动编程原理、组成和特点 2187.4.2  图形交互自动编程的基本步骤 2197.5  加工过程的仿真 2207.5.1  概述 2207.5.2  刀具中心运动轨迹仿真 2217.5.3  加工过程动态仿真 221第8章  基于UG的CAM技术 2238.1  建立加工操作 2248.2  设置初步操作选项 2258.3  走刀方式 2298.4  加工轨迹部分参数设置 2328.4.1  轨迹间隔（Stepover） 2328.4.2  零件余量（part Stock）、底面余量（Final floor Stock）和坯料余量（Blank Stock） 2338.4.3  进刀/退刀（Engage/Retract） 2348.4.4  加工参数（Machining Parameters） 2438.5  驱动方式（Drive Method） 2478.5.1  曲面区域驱动方式（Surface Area Drive Method）介绍 2478.5.2  驱动方式对话框 2478.5.3  刀具轴（Tool Axis） 2498.6  UG数控编程过程 2508.6.1  UG数控编程过程概述 2508.6.2  平面铣操作 2518.7  叶轮的加工实例 2618.8  六辅轮毂下模模具底层的加工 2698.9  实例：三维人像模型的加工 2758.10  概述 279参考文献 281