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模具设计基础教案
闽北职业技术学院
教案
2011~2012 学年第一学期
课程名称:
UG三维实体软件设计
授课教师:
冯上建
课程所属系(部):
信息与工程系
课程名称:
UG三维实体软件设计
授课班级:
10数控技术应用
课程类型:
□理论课 □实践课
总学时:
64学时(理论32实践32)
学分:
4
使用教材:
(主编、书名、出版社、出版时间)
《UGNX6.0中文版基础教材》清华大学出版社2011年4月
教学方法、手段:
讲授与实践操作
考核方式:
考试
主要参考书目:
1.邓劲莲王艳主编《机械CAD/CAM综合实训教程》机械工业出版社2008年
2.王先逵主编《计算制机辅助造》清华大学出版社2008年12月
3.张云杰主编《UGNX6.0中文版工程图设计》清华大学出版社2010年10月
第一章基本概念(2课时)
授课日期:
9月5日(2课时)
标题:
第1章概论
内容:
UG6.0简介,UG6.0的功能模块,UG6.0的基本操作,系统参数设置
要求:
熟悉UG的基本功能模块;掌握UG6.0的基本操作。
第一课时
1.1UGNX6软件简介
UG软件作为UGS公司的旗舰产品,是当今最流行的CAD/CAE/CAM一体化软件,为用户提供了最先进的集成技术和一流实践经验的解决方案,能够把任何产品的构思付诸实际。
UGNX6是UG系列软件的最新版本,2008年7月发布。
其不仅具有UG以前版本的强大功能,而且用户界面更加灵活。
并由多个应用模块组成,使用这些模块,可以实现工程设计、绘图、装配、辅助制造和分析一体化。
随着版本的不断更新和功能的不断补充,使其向专业化和智能化不断迈进,例如机械布管、电器布线、航空钣金、车辆设计等。
本节主要介绍其主要功能模块及特点。
1.1.1软件特点
•UGNX6采用复合建模技术,融合了实体建模、曲面建模和参数化建模等多方面的技术,摒弃了传统建模设计意图传递与参数化建模严重依赖草图,以及生成和编辑方法单一的缺陷。
用户可根据自身需要和习惯选择适合自身的建模方法。
•UGNX6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。
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,用户的全部产品以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,从而有效地实现了并行工程。
•该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,可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。
另外,它所提供的二次开发语言UG/OpenGRIP、UG/OpenAPI简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。
1.1.2主要功能模块
UGNX6功能非常强大,其所包含的模块也非常多,涉及到工业设计与制造的各个层面。
通过不同的功能模块,来实现不同的用途,下面简要介绍各常用模块。
•1.建模模块
•2.制图模块
•3.装配模块
1.1.3其它模块
除了以上介绍的常用模块外,UG还有其他一些功能模块。
如用与钣金设计的板金模块、用于管路设计的管道与布线模块、供用户进行二次开发的,由UG/OpenGRIP、UG/OpenAPI和UG/Open++组成的UG开发模块(UG/Open)等等。
以上总总模块构成了UG的强大功能。
1.2UGNX6工作界面
工作界面是设计者与UGNX6系统的交流平台,对于初级用于,有必要对UGNX6的工作界面进行介绍,在后续进一步学习后,可根据个人的应用情况及习惯,定制适合自己的工作界面。
本节主要介绍系统默认的工作面。
1.2.1软件启动
启动UGNX6中文版,常用的有以下两种方法。
(1)双击桌面上UGNX6的快捷方式图标,便可启动UGNX6中文版。
(2)执行“开始”|“所有程序”|“UGNX6.0”|“UGNX6.0”命令,启动UGNX6中文版。
UGNX6中文版启动界面如图1.1所示。
1.2.2操作界面
启动UGNX6软件后,打开零件,进入UGNX6的操作界面,如图1.2所示。
第二课时
1.3文件管理
文件管理是UG中最为基本和常用的操作,在开始创建零部件模型前,都必须有文件存在。
本节将主要介绍文件管理的基本操作方法。
1.3.1新建文件
•在UGNX6工程设计前,需要新建一个文件,其操作步骤如下所述
1.3.2打开已有文件
•要打开文件,可以通过单击标注工具栏上的“打开”按钮,也可以执行“文件”|“打开”命令,进入“打开”对话框,如图1.7所示。
•在该对话框文件列表框中选择需要打开的文件,此时在“预览”窗口将显示所选模型。
单击“ok”按钮即可将选中的文件打开。
1.3.3保存文件
•一般建模过程中,为避免意外事故发生造成文件的丢失,通常需要用户及时保存文件。
UGNX6中常用的保存方式有以下几种。
•1.直接保存
•2.仅保存工作部件
•3.另存为
•4.全部保存
1.4常用工具栏
•工具栏是选择菜单栏中相关命令的快捷图标的集合。
快捷图标图标只是将一些常用的命令制作成快捷方式,便于常用命令的选择。
工具栏可以随意停放在主工作区的四周,也可以鼠标将停靠状态下的任何工具栏向主工作区拖动,工具栏将会出现自己的标题栏,以便于分类识别。
•UGNX6菜单中的命令基本上都可以在工具栏中找到,但有些命令不常用。
本节主要介绍几种常用的工具栏。
•1.4.1标准工具栏
•标准工具栏包括文件系统的基本操作命令,与“文件”菜单中的某些命令相对应,如图1.17所示。
1.4.2视图工具栏
1.4.3曲线工具栏
1.4.4特征工具栏
第二章草绘和曲线设计(8课时)
内容:
草图的作用,草图平面,草绘设计,曲线设计
要求:
了解草图的作用与曲线设计,掌握草绘设计,草图平面
授课日期:
9月8号(2课时)
第一课时
要求:
掌握草图界面的常用功能,如直线,圆,圆弧,派生,镜像等。
熟知草图尺寸约束和位置约束。
并能熟练一些经典的草图绘制。
难道:
草图的约束。
注意事项:
建立约束的次序
1、加几何约束:
固定一个特征点。
2、按设计意图加充分的几何约束。
3、设计意图加少量的尺寸约束(要频繁更改的尺寸)。
授课内容:
草图作用,草图平面
一什么是草图?
草图是组成一个轮廓曲线的集合,是一种二维成形特征。
轮廓可以用于拉伸或者旋转特征,轮廓可以用于定义自由形状的特征或过曲线片体的截面。
尺寸和几何约束可以用于建立设计意图及提供参数驱动改变模型的能力。
二为什么使用草图?
1.当明确知道一个设计意图是,约束可以快速作用以满足那个意图。
2.当需要迭代许多解决方案去验证某一设计意图时。
3.何时你应该使用草图?
4.当你需要参数化控制曲线时。
5.如果使用一组特征去建立模型会使该图形编辑困难时。
6.从部件到部件尺寸改变但有一共同的形状,草图应考虑作为一个用户定义特征的一部份。
7.如果形状本身适用于拉伸或者旋转,草图可以作为一个模型的基础特征。
8.考虑草图用作扫描特征的引导路径或者用作自由形状特征的成母线。
三使用草图的一般步骤
1、为你要建模的特征或者部件建立设计意图。
设计考虑:
在实际部件上的几何需求,包括决定部件细节配置的过程和设计规则。
潜在的改变区域:
称之为设计改变或迭代,它们影响部件配置。
2、检查和修改草图参数预设置。
3、建立和编辑草图。
4、按你的设计意图约束草图。
5、使用草图建立在你的模型上的特征。
四草图的访问
打开UG软件,新建——建模——草绘。
这里需要注意的是新建文件名时,必须以英文名做为文件名,所放目录文件夹必须不能含有中文字符。
五相应的功能介绍
1创建直线
点击【插入】-【曲线】-【基本曲线】菜单,弹出下图
2创建圆弧点击【插入】-【曲线】-【基本曲线】菜单,弹出下图
3创建圆
第二课时
实例:
线框造型(1课时)
①作中心线
在主功能菜单中点击【插入】-【曲线】-【基本曲线】—【直线】,在提示栏中填写相应的尺寸做出中心线。
(注意:
输入完参数以后,按Enter键确定。
)
②作80×50的外轮廓线
利用中心线偏置作出外轮廓。
点击【插入】—【矩形】。
确定一个角的坐标,再输入长和宽。
点击确定。
③作外圆圆角
点击【插入】—【圆角】弹出对话框给出圆角半径做出外圆圆角如图所示。
做内圆点击【插入】—【圆】弹出对话框给出圆心坐标,再输入圆的半径。
④再做出四个小圆,先做一个,位置要定位好,半径为5,然后再用镜像的功能复制出四个圆。
⑤利用派生功能,定位内轮廓的具体位置。
⑥做两个圆弧,两圆心之间距离为60,先任意做一个,再用尺寸定位功能来确定位置。
再利用上两说的镜像功能做出灵位一个。
⑦最后裁剪掉多余的线条。
点击【快速修剪】,剪去多余的线条。
授课日期9月15日(2课时)
草绘(续)
授课内容:
草绘设计(草图曲线,草图操作,草图约束)
第一课时
一建立草图对象
1快速修剪
快速修剪曲线到选择的边界,CTRL加MB1选择边界。
2快速延伸
3草图圆角
预览草图圆角:
Trimlnputs选项:
利用GWIF输入半径值,用移动光标决定圆角尺寸和位置。
4建立样条
。
草图点
草图求解器分析点称为草图点,控制这些草图点位置控制草图曲线。
自由度与约束
未加约束的草绘曲线在它们的草图点上显示黄色自由度箭头,意味着该点可以沿该箭头方向移动。
加约束将消除自由度。
二草图约束
1草图的约束状态
欠约束草图:
草图上尚有自由度箭头存在,状态行显示:
“NeedNConstraints”.
充分约束草图:
草图上已无自由箭头存在,状态行显示:
“SketchisfullConstrainrd”.
过约束草图:
多余约束被添加,草图曲线和尺寸将变成黄色,状态行显示“Sketchcontainsoverconstrainedgeometry”。
注意事项:
1、每加一个约束,草图解算器及时求解几何体并即时更新。
2、UG允许欠约束草图拉伸,旋转,自由形状扫描等。
3、可通过显示/移去约束移去过约束。
第二课时
2尺寸约束
一个尺寸约束建立一个草图对象的尺寸(如一条线的长度,一个弧的半径等)或在两个对象的关系(如两点间的距离)。
3几何约束
建立草图对象的几何特性(如要求一条线是固定长度)或在两个或更多的草图对象间的关系类型(如要求两条线是正交或者平行,或几个弧有相同半径).
约束类型与标记
显示所有约束。
4建立几何约束过程
选择几何对象
从图形窗口左上角,选择要求的约束图标(仅显示对所选几何对象可能的约束图标)
三草图操作
1镜像
过在草图中任一已存在直线,镜像草图几何体。
镜像几何约束作用到与镜像操作相关的所有几何体,原来选择的几何体与新的拷贝。
注意:
1在镜像操作过程中,镜像中心线自动转变成一参考线。
2镜像操作适用于对称图形。
2偏置抽取的曲线
偏置抽取的曲线相关地在草图中偏置投射的曲线,并建立以偏置约束。
修改原几何对象,投射到曲线与偏置曲线被更
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