机械专业综合实训报告(ug)设计水瓶.doc

专业综合实训报告

题 目： （UG）设计水瓶
班 级： 机械1431班
学生姓名： 索忠帅 学号： 14703119
指导老师： 金璐玫
完成日期： 2016年5月25日

机电工程系
目 录
目 录 2
摘 要 3
第一章 绪论 5
1.1UG设计的重要性 5
1.2UG的组成及分类 7
1.3UG的特点 8
1.4本课题研究的主要内容 9
第二章 零件的绘制 10
2.1零件的二维图. 10
2.2零件的三维建模. 11
第三章 零件的装配 12
3.1零件的装配图. 12
第四章 实训分析与总结 13
4.1实训分析. 14
4.2实训总结. 14
致谢 15
参考文献 16

摘 要
随着我国经济的快速发展和机械制造业的日益蓬勃，对于电脑辅助制图的要求越来越高，并且现在的制图软件功能也越来越强大，所以UGCAD的应用也越来越广泛，现在，这些制图软件已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等得到过
泛应用。
随着近些年先进工业国家对模具行业的重视与开发模具的制造/设计和应用的软件也得到了快速的发展,变革的速度也越来越快,这就需要专业的软件的大力支持并需要在一系列的CAD/CAE/CAM软件中加入数字化设计/加工/分析以及数字化制造中的管理技术.
Unigraphics(以下简称UG)是当今世界上最先进的紧密级成的集CAD/CAE/CAM一体的三维参数化软件,它为制造行业产品开发的全过程提供解决方案,功能包括:概念设计/工程设计/性能分析和制造,它自1990年进入中国市场以来发展迅速,目前以广泛应用在航空/航天/汽车/造船/通用机械和电子工业等领域.其中UG/Mold Wizard是UG系列软件中一个独立的应用模块,也是应用于注朔模具设计的专用应用模块。
CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD），其概念和内涵正在不断地发展中。1972年10月，国际信息处理联合会（IFIP）在荷兰召开的“关
于CAD原理的工作会议上给出如下定义：
CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。cad 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了cad 的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的cad 系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了cad技术的发展。80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，cad 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为cad 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在cad中的应用，极大地提高了cad系统的性能；人工智能和专家系统技术引入cad，出现了智能cad技术，
使cad 系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。

第一章 绪论
1.1 UG设计的重要性
　CAD CAD（计算机辅助设计）。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。 计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统，而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成，兼有计算、图形处理、数据库等功能，并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。计算机辅助设计的过程,首先进行功能设计,选择合适的科学原理或构造原理,然后进行产品总图的初步设计、产品选型和外型的初步设计;从总图派生出零件,对零件的造型、尺寸、色彩等进行设计。常用件模块以菜单的方式结合在UG软件中,这具有良好的可扩充性和可移植性。
1.2 UG的组成及分类
1.2.1、UG的组成
　　UG/Gateway进口模块是连接UG软件所有其它的基本框架，是启动UG软件运行的第一个模块，该模块为UG软件其它各模块运行提供底层同一数据库支持和一个窗口化的图形交互环境，执行包括打开、创建、存储UG模型、屏幕布局、视图定义、模型显示、消隐、着色、放大、旋转、模型周游、图层治理、绘图输出、绘图机队列治理、模块使用权浮动治理等关键功能，同时该模块还包括以下方面功能：
包括表达式查询、特征查询、模型信息查询、坐标查询、间隔丈量、曲线曲率分析、曲面光顺分析、实体物理特性自动计算功能在内的对象信息查询和分析功能
用于定义标准化零件族的电子表格功能
按可用于互联网主页的图片文件格式天生UG零件或装配模型的图片文件，这些格式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG
输进、输出CGM、UG/Parasolid等几何数据
Macro宏命令自动记录、回放功能
User Tools用户自定义菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发的功能
UG/Solid Modeling实体检模模块将基于约束的特征造型功能和显示直接几何造型功能无缝地集成一体，提供业界最强大的复合建模功能，使用户可以充分利用集成在先进的参数化特征造型环境中的传统实体、曲面和线架功能。该模块提供用于快速有效地进行概念设计的变量化草图工具、尺寸驱动编辑和用于一般建模和编辑的工具，使用户既可以进行参数化建模，又可以方便地使用非参数化方法天生２维、３维线架模型、扫掠和旋转实体以及进行布尔运算，也可以部分参数化或将非参数化模型后参数化，方便地天生复杂机械零件的实体模型。
UG/Features Modeling特征建模模块用工程特征来定义设计信息，在UG/Solid Modeling实体建模基础上进步用户设计意图表达的能力。该模块支持标准设计特征的天生和编辑，包括各种孔、键槽、凹腔、方形凸台、圆形凸台以及圆柱、方块、圆锥、球体、管道、杆、倒圆、倒角等等，同时也包括实体模型抽空产生薄壁实体的能力。这些特征均被参数化定义，可对其大小及位置进行尺寸驱动编辑。除系统定义特征外，用户还可使用在UG/User Defined Featuer用户自定义特征模块中定义的用户特殊特征。所有特征均可相对其它特征或几何体定位，可以编辑、删除、压缩、复制、粘贴、引用以及改变特征顺序，并提供特征历史树记录所有特征。
UG/User Defined Feature用户自定义特征模块提供交互式方法来定义和存储基于用户自定义特征（UDF）概念的，便于调用和编辑的零件族，形成用户专用的UDF 库，进步用户设计建模效率。该模块包括从已天生的UG参数化实体模型中提取参数、定义特征变量、建立参数间相关关系、设置变量缺省值、定义代表该UDF的图标菜单的全部工具。在UDF天生之后，UDF即变成可通过图标菜单被所有用户调用的用户专有特征，当把该特征添加到设计模型中时，其所有预设变量参数均可编辑并将按UDF建立时的设计意图而变化。
UG/Drafting支持ANSI、ISO、DIN、JIS和GB等主要的产业制图标准，并提供一套完整的基于图标菜单的绘图及标注工具，提供坐标捕捉、动态导航、热键、动态拉动、主题相关自动联机帮助等辅助功能，还可方便输进各种汉字标注。通过UG/Assembly装配模块产生的装配模型，可以方便地绘制装配图，并能快速天生装配爆炸图、剖视图，特别是剖视图中能自动区分不同零件的剖面线方向和角度，还能根据装配结构信息自动天生零件明细表，明细表内容支持汉字，可随装配结构变化而自动更新。不能绘制单页还是多页具体装配图和零件图，UG/Drafting都能减少绘图时间和本钱。
UG/Assembly Modeling装配建模模块提供并行的自顶而下和自下而上的产品开发方法，其天生的装配模型中零件数据是对零件本身的链接映象，保证装配模型和零件设计完全双向相关，并改进了软件操纵性能，减少了存储空间的需求，零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计。该模块提供包括坐标系定位和逻辑对齐、贴合、偏移等灵活的定位方式和约束关系在装配中安放零件或子装配件，并可定义不同零件或组件间的参数关系。参数化的装配建模提供描述组件间配合关系的附加功能，也可用于说明通用紧固件组和其它重复部件。该模块还提供独特的装配导航、零件搜索、零件装机数目统计、调用目录、参考集、装配部分着色显示、标准件库调用以及重量控制等丰富功能。通过装配导航，可在装配层次中快速切换，并答应直接访问任何零件或子装配件，使装配结构定义、维护、查询、统计、选取、切换等装配设计任务非常方便地完成，并可天生支持汉字的装配明细表，当装配结构变化时装配明细表可自动更新。UG装配功能的内在结构使得设计团队能创建和共享非常大的产品级装配模型，使得团队成员保持其工作与他人同步进行。另外，通过用户定义的命名规则或UG/Manager项目组数据治理模块，可对设计数据进行版本治理，确保项目组成员访问正确的部件版本。该模块和UG软件其它模块一样，具有并行计算能力，支持多CPU硬件平台，可充分利用硬件资源。
UG/Advanced Assemblies高级装配模块为UG/Assembly Modeling模块添加对产品级大装配设计的特殊功能，包括答应用户灵活过滤装配结构的数据调用控制、高速大装配着色和大装配干涉检查功能。该模块治理、共享和检查用于确定复杂产品布局的数字模型，完玉成数字化的电子样机装配。用它提供的各种工具，可提供用户对整个产品、指定的子系统或子部件进行可视化和装配分析的效率，利用其特有的模型表示方式可以对特大型装配快速进行干涉检、着色和消隐。已定义的各种干涉检查工况可以储存起来多次使用，并可选择以批处理方式运行。假如需要，该模块可提供软、硬干涉的精确报告。对于大型产品，设计组可定义、共享产品区段和子系统，以进步从大型产品结构中选取进行设计更改的部件时软件运行的响应速度。该模块的使用可大大地缩短大型产品装配布局和验证的设计周期。该模块和UG软件其它模块一样，具有并行计算能力，支持多CPU硬件平台，可充分利用硬件资源。
Studio Visualize 功能为实时创建和评估一个模型的可视化表现提供了工具，包括控制纹理和材料、定义特殊效果和引进光栅图象等功能。所有光线、色彩、背景、阴影和纹理都可以进行改变，以得到所需的效果。
UG/WAVE的主要组成：
UG/WAVE相关性治理器： 提供用户对设计更改传递提供关于对象和零件的具体信息 UG/WAVE几何导引器 提供相关设计几何的信息答应沿几何相关关系查找相关部件与零件 处理零件或部件之间的相关关系UG/WAVE控制结构编辑器 建立产品顶层控制结构及与之相关的下层部件关系层层递增建立下一层的零件结构，并建立新建零部件与其上层结构的相关关系。在WAVE层次结构中切换显示到父装配或WAVE源零件等。
1.2.2、UG的分类
UG图层分类的标准

图1-1 UG图层分类
1.3 UG的特点
Unigraphics 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。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/OPen GRIPUG/open API简单易学实现功能多便于用户开发专用CAD系统。具体来说该软件具有以下特点:
(l)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可实施并行工程。 (2)采用复合建模技术可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。 （3）用基于特征如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等的建模和编辑方法作为实体造型基础形象直观类似于工程师传统的设计办法并能用参数驱动。 （4）曲面设计采用非均匀有理B样条作基础可用多种方法生成复杂的曲面特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。 （5）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。 （6）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CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。 （7）提供了界面良好的二次开发工具GRIPGRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING 和UFUNCUSER FUNCTION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。 （8）具有良好的用户介面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。

1.4本课题研究的主要内容
1.4.1本课题研究此轮啮合
研究主要是此轮啮合的方法，总结零件的的加工，提高所加工工件的质量，完善产品，满足要求，提高经济效益和劳动生产率。一般齿轮轴有两个支撑轴径，工作时通过轴径支撑在轴承上，这两个支撑轴径便是其装配基准，通常也是其他表面的设计基准，所以它的精度和表面质量要求较高。对于一些重要的轴，支撑轴除规定较高的尺寸精度外，通常还规定圆度、圆柱度以及两轴径之间的同轴度等形状精度要求等。对于其他工作轴径，如安装齿轮、带轮、螺母、轴套等零件的轴径，除了有本身的尺寸精度和表面粗糙度外，通常还要求其轴线与两支承轴径的公共线同轴，以保证轴上各运动部件的运动精度。轴为支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据轴线形状的不同，轴可以分为曲轴和直轴两类。根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等；②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等；③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。 本课题缩小到对齿轮轴的研究，本课题中的加工精度高，因此对技术也就会随之提高，包括尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度等。使齿轮轴起到它的作用，更好的支撑传动部件、传递扭矩和承受载荷。从而使产品更加畅销，寿命延续更长，具有长远的意义，齿轮轴机件的损坏、磨损、变形以及失去动平衡，严重时会导致相关部件的损坏。

第二章 零件的绘制

2.1 零件的二维图

2.2 零件的三维建模

第三章 零件的装配
3.1 零件的装配图

第四章 实训分析与总结
4.1 实训分析
首先，通过实训让我知道UG NX是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。UG NX7是NX系列的最新版本，在原有基础上做了大量的改进。而我们数控专业学生学习UG软件将会对将来的工作有很大的用处，并且可以感官的认识一些抽象事物。而此次UG实训我们主要学习了草图绘制、实体建模、装配建模。这三个星期进行的UG实训使我们对建模软件的一个学习与认识，亦是对我们数控专业的建模方面补充。
与大一时CAD实训不同的是，CAD是从空白处学习，而本次UG实训则是在CAD的基础上进行的学习，属于在拥有绘图基础上进行的巩固与加深。并且通过在图形绘制的基础上进行简单的建模，因此此次UG实训对与我来说还是学习到很多也掌握了一定的操作技巧，实训期间让我学到很多东西，不仅在理论上让我对数控领域有了全新的认识，在实践能力上也得到了很大的提高，真正的学到了学以致用，更学到很多做人的道理，对我来说受益匪浅。 接着这次实训也让我深刻的了解到，不管在工作中还是在生活中要和老师、同学保持良好的关系是很重要的。做事首先要先做人，要明白做人的道理，如何与人相处是现代社会的做认得一个最基本的问题，对已自己这样一个即将步入社会的人来说，需要学习的东西很多。
从一起学习的同学身上我看到了谦虚谨慎、细心努力的态度，在以后我的生活中我还会留意身边同学的优点，从他们身上找寻我所缺少的品质，不断学习。而且此次学习也让我们将那些专业知识进行了系统的联系，让我们能将专业知识系统拥有更好的拓展以及完善，也对我们面对将来的工作有了简单初步的了解，即开阔了视野，又增长了见识，为我们日后走向工作岗位做了铺垫。 重要的是这次实训不仅是学习应用软件，更是学习一种学习方法以及考虑问题的方法，一种面临难题的解决思路，当然也注意到了一些自身的问题，就想遇到卡住没有理解的问题多次做都没有解决就会产生急躁的情绪，难以心平气和的去检查问题出现的原因，但通过这么长时间的学习以及老师的讲解，这一问题还是得到了控制，并且因为老师的全面讲解也造成了很少会产生急躁的情绪，不过这也让我意识到了团队协作的重要性，因为一个人的能力终究是有限的，多与同学之间进行讨论研究会得到一想不到的效果，而且通过敢于动手实践，也让我们学到了一些老师忽略到的一些技巧。
4.2 实训总结
世界上最快而又最慢、最长而又最短、最平凡而又最珍贵、最容易被忽视、而又最令人后悔的就是时间。感叹时光如流水，短暂的四周UG实训结束了。首先很诚恳的对老师说一句：您辛苦了！特别是遇到我这种接收新鲜事物较慢的学生您更辛苦了！初学UG时认为它只是一个三维软件，对于具有高智商的人来说、没什么难度，可以说是抱着必胜的信心来学习UG的。然而幻想终成不了现实，幻想有多么完美、现实就有多么残酷，睁开眼睛你还要面对现实。四周的UG实训我认为我战败了。在老师传授新知识时、由于长时间不锻炼大脑的原因，有时候在接收的过程中会出现短路现象，大脑一片空白，导致我所能理解的知识有限。心情真是十分的沮丧，加上天气的炎热、真的令我快要窒息，很想趴在电脑桌上睡一觉一了百了。可是抬头看见目不转睛盯着电脑思索的同学们，让我想起了一个故事：在非洲大草原上、有两只跑的最快的动物狮子和羚羊，每天天一亮羚羊便迅速的向前方奔跑，因为它知道如果不跑便会被狮子吃掉。而此时狮子听见羚羊的奔跑声便会立即打足精神向前方追去，因为它知道如果赶不上羚羊便会被饿死。同样人也要不断的奔跑才能到达理想的彼岸。我不想当也不能当懒惰的羚羊和狮子。所以我必须跟上同学们前进的脚步，遇见不会的UG命令我会虚心向同学们请教，以至于把同学问烦，在这里像帮助过我的同学说声谢谢了！别人一天学会的命令我可能会花两天，三天能学会，但只要能获取果实，我不会吝啬我的汗水。
在UG学习过程中，大家的学习气氛很浓烈，在这种浓烈的学习气氛下，我受到了约束。不过我很高兴自己受到了约束，正是这种约束让我克制了许多在学习中的小毛病。在这个加工班的团队里每为同学都很乐于把自己的知识与其他同学共享。仔细观察你会发现，优等生正带着中等生向前走，中等生正带着理解较慢的学生向前走，因为大家心中都有一个信念：团队一起进步！可能也有个别同学像我这样理解能力较差，老师付出了两倍的努力来传授我们新知识，可是我们往往只学到了老师一倍的成果，但老师没有放弃过我们，我们也没有放弃自己，我坚信只要努力过，终会有丰收的一天。
很高兴也很珍惜与加工班同学一起学习的这段时光，可能以后每位同学都会陆续的步入社会，参加工作，也许没有机会在一起学习了，但我会把这段时光留在我最美好的记忆里。

致 谢
在结束本次工作前首先中心的感谢我的导师金璐玫老师的指导，从选题到完成完成、从理论的探讨到实际应用中问题的解决，在资料方面提供方面，无不包含着金老师的心血。老师的悉心指导和建议，对我在日后的生活和生产中都是极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在日后的工作中使我充满信心。
在此还要感谢为我们提供优良的上机条件的老师他们不辞辛苦的为我们提供最好的工作环境，使我们在一个适宜的环境里舒适的完成了我们工作。我还要感谢与我一起奋斗的同学，感谢他们在这段时间内给予我的支持和帮助，为我完成工作给予了极大的助力和方便，使我能够顺利的完成此次工作。在此我谨向金璐玫老师以及在此期间内给予我帮助的老师致以深深的谢意和崇高的敬意，最后借此机会向在这几年里教导过我的老师表示深深的谢意，感谢你们在这几年里对我的谆谆教导，感谢你们的无私付出，谢谢你们！

参考文献
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