UGNX 篇1
关键词：UG NX,塑料模具,塑料盖
0 引言
UG NX作为全球应用最广泛、最普及的软件之一,其强大的模具设计及制造功能给塑料模具的现代化、自动化设计提供了强有力的保证。下面以一塑料盖制件为例,基于UG NX对塑料模具分型过程进行阐述。
1 产品导入准备工作
在产品的导入前应该先对产品的结构进行必要的修改,比如产品的拔模斜度、壁厚、圆角是否易于成型等。产品的导入主要包括产品的初始化、收缩率设置、模具坐标系的设置、模具毛坯的设置等。
1.1 产品初始化
图1为塑料盖零件图。对其初始化过程如下:进入UG NX注塑模向导模块后,点击“项目初始化”命令→选择塑料产品→“确定”,弹出如图2所示的对话框;对该产品进行相应单位、材料和收缩率等设置后,单击“确定”即可完成产品的项目初始化工作。
1.2 模具设计的准备工作
1.2.1 模具坐标系的设计
首先利用建模模块“坐标系”变换功能,修改坐标系“Z轴”,使其指向定模方向。然后进入注塑模向导模块,单击“模具坐标系”命令,在弹出的如图3所示的“模具坐标系”对话框中单击“确定”,完成模具坐标系的设置。
1.2.2 型芯、型腔毛坯尺寸的设置
型芯、型腔毛坯尺寸的设置取决于塑料制件的尺寸、结构和模具结构方式,本模具采用组合方式。单击“工件”命令,在弹出的如图4所示的“工件尺寸”对话框中设置尺寸,再单击“确定”,完成型芯、型腔毛坯尺寸的设置。
1.2.3 型腔布局
塑料模具的型腔布局取决于企业的现有设备状况、生产批量、模具外形尺寸等。本模具采用一模四件。
2 分型的准备工作
塑料制件的分型准备工作是整个型腔、型芯设计中的重要部分,也是最关键的部分,如果有其中某一步出错,后续的分型工作将无法正常完成。分型准备工作主要包括:碰穿面的“补面”或“补实体”;分型线的选取;分型面的选取以及塑料制件表面的“抽取区域”等。这些步骤缺一不可,只有按要求认真完成各部分的设置操作,才能分出模具型芯和型腔。
2.1 补孔
补孔主要用于塑料制件有通孔(碰穿面)的情况,可以以曲面的方式补孔,也可以以实体的方式进行补孔。区别在于曲面补孔后,通孔的部分直接存在于模具型腔或型芯部分;而实体补孔后,通孔的部分作为实体零件单独存在,需和模具型腔或型芯一起进行求和布尔运算。
单击“补孔”命令,在弹出的对话框中选取如图5所示的表面,单击“确定”即可完成塑料零件补孔操作。
2.2 分型线和分析面的选择
分型线和分析面的选取应遵守以下几个原则:①保证产品的外观质量和精度;②保证模具零件成型时的刚性;③有利于侧向抽芯;④有利于塑件脱模;⑤有利于加工制造。
本产品比较简单,直接选取产品底部最大轮廓线作为分型线即可。选择分型线的操作步骤为:单击“分型”→“编辑分型线” ,在弹出的如图6所示的对话框中选取“搜索环”, 去掉如图7所示的“按面的颜色引导搜索”选项,选取产品底部最大轮廓线作为分型线,单击“确定”,结果如图8所示。
创建分型面的操作步骤为:单击“分型”→“创建分型面” ,在弹出的如图9所示的对话框中选取“创建分型面”→“确定”,结果如图10所示。
2.3 产品表面的“抽取区域”
产品外表面的抽取区域主要是把产品外表面和分型面作为最终成型的模具型腔,而把产品内表面和分型面作为最终成型的模具型芯。这一步非常关键,如果忽略了这一步,那么分型将无法进行。此外主要型腔表面的数目和型芯表面的数目总和应该等于总模具表面数量,一般会出现以下3种情况:①型腔表面数目+型芯表面数目=总模具表面数量,此类为正确;②型腔表面数目+型芯表面数目<总模具表面数量,此类为错误,原因是出现碰穿面的产品为修补不完整;③型腔表面数目+型芯表面数目>总模具表面数量,此类为错误,原因是出现碰穿面的产品为修补有重复。后两种情况应加以避免,才能正确分型。
3 分型
分型成功与否,关键在于前面的准备工作是否充分、正确,只要前面的准备工作都按要求完成,本次分型工作就显得简单了。其主要操作步骤如下:单击“分型”→“创建型腔和型芯” ,在弹出的如图11所示的对话框中分别选取“创建型腔”→“确定”; “创建型芯”→“确定”, 整个分型过程结束。结果分别如图12、图13所示。
4 结束语
在模具设计的整个过程中,“分型”是其最关键也是最核心的部分,分型质量的好坏直接影响到模具的成本、加工难易以及最终成型产品的质量。在当今,数控加工是模具加工的主要手段,模具设计人员除了要具有扎实的模具理论知识外,熟练应用UG NX等软件于模具设计与制造中也是不可缺少的。
参考文献
[1]何华妹,杜智敏,吴柳机.UG NX4注塑模具设计实例精简[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]唐海翔.UG NX4注塑模具设计培训教程[M].北京:清华大学出版社,2007.
[3]杨安.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:北京理工大学出版社,2007.
UGNX 篇2
关键词：UGNX8.0,叶片,仿真加工
1概述
NX作为SiemensProductLifecycleManagement SoftwareInc.的核心产品,是目前世界上最先进的紧密集成CAID/CAD/CAM/CAE的系统。NX/CAM加工模块包括NX/CAM平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、等高轮廓铣、插铣、点位加工、车削、线切割、可变轴轮廓铣、顺序铣、高 速铣及基 于特征的 加工等。UGNX的CAM模块具有很高的计算速度、强大的插补功能、全程自动过切检查及处理、自动刀柄与夹具干涉检查、进给率优化处理、刀具轨迹编辑优化和加工残余分析等功能。
2叶片建模
叶片的造型较复杂,本文通过UGNX8.0的建模功能模块中的曲线、旋转、扫掠、曲面等命令对其建模,图1为叶片模型和毛坯(透明体)。
3叶片加工工艺规划及仿真加工
UGNX8.0具有独立的叶片加工模块,选取millmulti-blade叶片加工 方法,并对叶片 几何体multiblade-geom进行选择。
3.1叶片几何体 multi-blade-geom 的选取
multi-blade-geom的选择包 括叶毂、包覆、叶 片、叶根圆角和分流叶片5部分,如图2所示。
3.2叶片加工工艺
根据零件特点,单个叶片加工分为4步:
(1)粗加工。采用mill-multi-blade方法进行 开粗加工,选择工序子类型MULTI_BLADE_ROUGH进行粗加工,开粗刀具为球头铣刀,前缘叶片边缘点采用沿部件轴的方法,切削模式采用往复上升式,根据设定生成刀路轨迹见图3,粗加工完成图见图4。
(2)精加工。采用mill-multi-blade方法中的工序子类型BLADE_FINISH进行叶片精加工,精加工选择球头铣刀,根据设定生成刀路轨迹见图5,单个叶片精加工完成图见图6。
((33))分分流流叶叶片片 精精加加工工。。采采用用mmiillll---mmuullttii---bbllaadde方法法中中的的工工序序子子类类型型SSPPLLIITTTTEERR__FFIINNIISSHH进进行行叶叶片精加加工工,,根根据据设设定定生生成成刀刀路路轨轨迹迹如如图图77所所示示。。叶叶片片弧面精加工完成图如图8所示。
(4)流道精加工。对叶片流道进行精加工,采用mill-multi-blade方法中的工序子类型HUB_FINISH精加工叶片流道。单个叶片流道刀路轨迹如图9所示。单个叶片流道加工完成图如图10所示。
(5)所有叶片加工。对上述刀路轨迹采取变换旋转的方法,阵列出其他刀路轨迹,完成整体叶片的加工。
4结束语
UGNX 篇3
关键词：UGNX 机械创新设计 实验平台 UG/Open API
高职院校是我国培养创新专业人才的基地，必须以启发学生的创新能力为主要发展方向。虽然我国开展高职教育以来，培养出了众多机械专业的人才，但是这些毕业生往往社会应用性和就业时效性以及创新能力都不高，这无论从质量上还是数量上仍与社会对机械专业人才的需求有很大差距。当前各高校对于学生机械创新能力的培养仍处于初级阶段，依旧借助于一些比较简单的、老旧的构件组合实验平台，高价的实验平台使得普通高职院校很难满足人手一台的需求。同时，在这些实验平台上设计的构件数量也有限，不能完全满足设计者的设计意图。因此，开发和应用机械创新设计实验平台就显得非常必要。机械创新设计不仅仅是功能的叠加与创新，更应该是机构的创新。机械创新设计已成为目前高职机械专业亟待解决的研究课题。
一、 基于UGNX机械创新设计实验平台建立
1.1 关系表达式法
关系表达式法第一步就是要在构件库当中建立一个具体的零件，系统操作的用户根据所需调用这个零件的时候，必须要将该零件的存储名进行修改。第二步，在修改尺寸变量表达式的参数值时参照构件手册对应的数据。最终这个零件就可转成装配图当中的工作零件。其具体步骤可表示为（File→New→输入构件名→Application/Modeling→Tools/Expression→参数编辑→存储该零件→零件调用）。虽然这种关系表达式法创建起来较为简单快捷，但是用户必须要在完成查找零件模板基础之上，再进行改名以及参照构件手册进行尺寸修改等操作，这些操作交互繁琐，应用起来效率不高。
1.2用户自定义特征法
用户自定义特征法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，第二步根据参数表达式对该零件进行命名与编辑。最终生成该零件，并定义存储为 .udf 的文件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动以后再构件库当中创建一个新的实体。第三，通过Tools/Expression查看所新建实体的参数值与参数名，修改以后确认退出。最后再通过File→Export→User Defined Feature 输出该零件用户的自定义特征。用户自定义特征法的主要有点表现为：可以建立各零件特征之间的关系，定义当中的特征变量，设置变量的缺省值，用户操作时可以提示相关关键值。其缺点主要表现为必须要在创建新的零件之后参照构建手册才能对零件输入用户自定义特征。
1.3 零件族法
零件族法第一步也是要在构件库当中建立一个具体的零件，可以称之为零件模版，第二步根据参数表达式对该零件进行命名，来确定该零件的尺寸，将命名后的零件参数添加到电子表格内，第三步就是将这些族内零件所对应的参数值填写完整，在调用构件需要修改零件模板的尺寸变量的时候就可以直接通过选择参数来调整，就可以得到所需选择的构件。其具体操作步骤为：首先要启动UGNX，其次在UGNX成功启动后通过File-New，输人模具构件名。再通过Application-Modeling建立一个具体零件（Template Part），然后通过Tools-Expression来进行参数表达式的命名与编辑。最后通过Tools-Part Families选择Available Columns，在栏目下选定参数。零件族法主要优点在于创建起来比较直观，相对容易一些。由于这种方法具有子装配功能，所以成为建立UGNX构件库系统的最常用的方法。零件族法的缺点表现为用户在标准建库查找型号各异的零件比较繁琐，必须在电子表格参数表内输入正确参数，稍有差错都不能查找出，故工作量比较大。
1.4 编程法
编程法主要采用的是UGNX/Open Grip或是UGNX/Open API对每类零件进行参数化程序编写。编程法主要优点就是调用最方便，应用层次在各种方法当中最高，缺点主要表现为编写程序所需要的工作量比较大。
二、基于UGNX机械创新设计实验平台用户界面设计
2.1 UGNX/Open Menu Script
用户可以通过文本编辑器来对UGNX菜单文件进行编辑，这样才可以生成用户化的菜单，进而可以在平台上集成特殊应用。UGNX/Open Menu Script支持UGNX菜单修改，来执行用户User Tools文件、程序及操作系统命令等二次开发。
2.2 UGNX/Open UIStyler
用户可以通过可视化工具开发UGNX对话框，具有的功能比UGNX/Open Menu Script更加强大。UGNX/Open UIStyler可以避免复杂的GUI编程，利用实时可见的基本控件的组合生成不同的对话框，可与UGNX/open MenuScript， UGNX/Open API，UGNX/Open GRIP等进行集成。
三、基于UGNX机械创新设计实验平台构件库的建立
3.1 图库的构成
通过子程序来实现建立构件的功能，并自动形成装part文件，即可节省大量磁盘空间。图库当中的同一类构件中相似性比较大，所以同一类构件中各个子程序可以通用，大大减少了编程工作量。每一构件图库的建立可以实现构件模型的全部参数化问题。
3.2 图库的实现
二次开发结果的目录存放在指定才的UGNX-env.dat文件中，并在该目录下建立startup和application两个子目录。利用UGNX/Open UIStyler创建出的对话框基本和UGNX风格保持一致，交互过程也与UGNX的习惯完全符合，因此数据输入方便灵活。一旦输入了非法数据，就会有足够的信息提示用户，并在数据输入合法情况下才可以进行下一步。UGNX/Open UIStyler对话框自动生成*.dlg 、*._ template.c和*.h这三个文件。其中，*.dlg是UIstyler对话框界面文件，封装了对话框的图形界面；*._ template.c是UIStyler对话框当中的模版文件，而*.h则是UIStyler对话框c语言头文件。MenuScript的菜单编辑样本由*._template.c文件来提供，相关的菜单文件也可以可以借助于*._template.c文件来编辑，修改*._template.c模板文件工作可以通过应用UGNX/Open API函数来实现。在VisualC++6.0基础平台下，即可完成所有操作，最终和*.h文件编译链接生成可调用的*.DLL文件。把生成*.dll文件和*.dlg文件分别存入application和startup目录下，重新启动UGNX时，即可自动加入客户定制菜单模块。
结语
我国当前各高职院校培养学生的机械创新能力基本还是依托于简单的构件组合实验，建立基于UGNX的实验平台，有效克服了机构组合不当的问题，切实能提高学生的机械创新能力和电子计算机动手应用能力，适于在各高校推广。
参考文献
[1] 樊仕龙. 机械创新设计优化系统[J]. 知识经济. 2010（11）
[2] 李秋娟，张兵. 论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J]. 化学工程与装备. 2010（03）
UGNX通用练习图 篇4
1-1、1-2、1-31-41-51-6
第一部分：线框图
1-1、1-2、1-31-41-51-61-71-81-91-101-11第二部分： 实体造型练习2-1、轴承支架2-2、2-3、2-4、弹簧：螺旋线极坐标参数方程为：ρ（t）=100,Z(t)=20 X t / 6.28, t的取值范围是：0.1~ 62.8弧度（共10圈）；弹簧截面圆钢直径为φ18mm，
UGNX通用练习图
UGNX 篇5
UG其缩写为Unigraphics, 是由美国UGS公司研发的三维CAD/CAM/CAE软件系统。该软件功能强大, 可用于产品从三维造型设计、分析计算、仿真模拟、工程图输出, 直至模具设计、钣金设计等生产加工的全过程。在强调制造业是国家经济发展基础的大环境下, UG的应用范围涉及汽车、船舶、航空等领域。随着版本的不断更新, 其功能越来越完备, 更能满足人性化设计的需求, 提高设计的效率, 并缩短新产品的设计周期。本文从UGNX8.0在产品设计领域的应用出发, 结合其优势, 并基于该软件设计了一款手机后盖, 具体阐述了利用UGNX8.0进行产品设计的思路与流程。
1 UG NX8.0在产品设计中的常用模块
UGNX8.0的多种功能是通过不同模块来实现的, 各模块之间既相互独立又相互关联, 可以通过“开始”下拉菜单进行切换。下面简要介绍UGNX8.0中涉及产品设计的常用模块及功能。
1) 基本环境。这是一个交互环境, 主要用于打开、创建、保存部件文件, 工程图创建、模块选择等一般性功能;提供视图显示操作、工作坐标系操控、屏幕布局和层功能、对象信息和分析等。
2) 零件建模。主要可分为实体建模、曲面建模、特征建模和钣金特征建模。用户可通过实体建模进行二维和三维的参数化或非参数化模型的创建及相关编辑。曲面设计模块主要用于设计造型复杂的产品, 由于曲面的创建方法和过程具有一定的特殊性与技巧性, 对于初级用户而言不太容易掌握。特征建模可用于孔、螺纹、凸起等特征的创建与编辑;允许实体面相对于指定的拔模方向成一角度, 以便于部件与模具分离;可通过抽壳创建有一定壁厚值的壳体;可对特征进行一个或多个有规律性的关联复制, 如线性布局、圆形布局、多边形布局等。钣金特征建模主要用于创建基本钣金特征、附加钣金特征。在钣金模块下可进行钣金弯边、折弯、冲孔、拐角等操作。用户可针对所设计产品的特点选择相应的建模方式, 同时不同建模方式下所对应的工具栏下拉菜单或工具条按钮中均有具体的命令, 操作简单、快捷, 使建模效率得以提高。
3) 装配。产品往往是由一定数量的零件和部件组成的。如需按照设计要求, 将这些零件和部件按一定方式组合成产品, 则需要用到装配模块。UGNX8.0可支持“自顶向下”和“自底向上”的装配方式。所谓的自顶向下装配是从装配体中展开设计工作, 直接创建新的零件。而自底向上装配是较为常用的设计方法, 是先将零件设计好, 然后再按顺序插入到装配体中。用户可通过装配导航器查询、编辑、删除组件和约束;利用爆炸图工具可生成装配图爆炸图, 清楚地反映装配体的结构, 判断装配的合理性;而虚拟装配功能可有效定位组件和设置组件间所对应的位置关系, 缩短设计周期。
4) 工程图。该模块出图功能强大, 可快捷地将三维模型直接转换为二维工程图。“视图”功能可根据图纸页的大小创建基本、标准等视图, 同时也支持自动生成图纸布局, 并能按ISO标准和国标标注尺寸、表面粗糙度符号和注释等;能直接对模型做简单/阶梯剖、半剖、旋转剖、轴测剖、局部剖等操作以生成各类剖视图。同时可通过插入“表格”功能, 创建标题栏、孔表、明细表等。
2 UG NX8.0在产品设计中的优势与特点
1) 草图功能完备, 便于对象的绘制与修改。在创建模型拉伸、回转等特征时, 截面形状需在草图环境中进行绘制、编辑与约束。在进行二维草图绘制时, 草图对象 (如直线、矩形、圆、样条曲线、圆角等) 的绘制与Auto CAD的二维绘图功能操作基本相当, 熟悉Auto CAD操作的用户可轻松上手。UGNX8.0的“约束”功能可对对象进行定位或确定对象之间的相互关系, 如:固定长度、相切、等半径、共线等, 有效提高了绘图的精准性。用户对对象进行标注后, 可直接修改标注尺寸值从而改变对象的大小。而利用Auto CAD进行二维绘图与编辑时, 不能通过直接修改尺寸值改变对象的大小, 因此需首先确定对象的相对位置和精确绘制对象的尺寸, 否则会导致后期的修改困难。与Auto CAD不同的是, 利用UGNX8.0可首先绘制出对象的大致轮廓, 再利用约束和尺寸关联对象的功能确定对象的精准位置和尺寸, 从而大大提高了产品设计的灵活性、节省了修改的时间。
2) 与Pro/E相比较, UG的建模优势在于可以进行复合建模, 支持传统的显示建模、参数化建模、基于约束的建模, 并将这些工具汇集在同一建模环境下, 体现了操作的便捷性。在三维建模中曲线是建模的基础, 将关系到生成曲面和实体的精度质量。在曲面造型方面, UG的曲面功能更为突出, 提供了更为丰富的曲面构造工具与曲面分析工具, 曲面的创建方法有20多种, 方便用户设计不规则曲面的产品。与3ds Max相比, UG设计出的是实体, 而3ds Max只是设计图像, 主要用于工业设计、广告、影视制作、装饰设计等领域, 如动画、角色、效果图渲染等, 无法用于制造领域。Auto CAD虽然也有三维建模功能, 但功能不够完备, 仅能创建一些简单的三维模型, 因此该软件多用于二维平面图的绘制。
3) 能有效创建三维模型的二维工程图, 并与之相关联。二维工程图是便于工程技术人员相互沟通的一种重要图样形式。目前, 行业中大部分仍利用Auto CAD软件设计出产品并按照装配关系进行二维工程图的绘制, 这样不仅设计效率低、设计人员劳动强度大且不直观、易出错。而UGNX8.0制图界面简洁、归类清晰直观, 能够将三维模型准确转换为二维工程图, 插入父视图后, 系统可自动对齐其余视图, 并能生成轴测视图。且三维模型中所做的更改可自动关联至二维工程图中, 有效防止转换过程中产生的错漏和不规范, 增强了绘制二维工程图的准确性、快捷性, 使用户能够将更多的时间与精力投入到产品设计本身而非繁杂的二维工程图绘制上。对于习惯利用Auto CAD绘制二维工程图的用户而言, 可先用UG软件进行三维建模, 转换为二维工程图后以dwg格式导出, 最后在Auto CAD上添加符合要求的标注、图框和表格等内容。
3 设计实例
随着计算机辅助设计 (英文缩写为CAD) 技术的发展, CAD技术越来越多的应用于产品设计中。设计者仅通过电脑的鼠标操作便可干净、高效、直观地完成繁琐的设计工作, 从而掀起了一场“无纸化设计”革命。本文以手机后盖为例, 详细介绍了利用UGNX8.0进行产品设计的过程。
3.1 设计流程与建模方式
产品设计流程会根据不同的产品类型、特点、工艺技术和设计软件有所不同, 下面提供利用UGNX8.0进行产品设计的流程与建模方式以供参考。
首先, 进行概念设计, 形成设计模型, 把握好设计中关键的结构与约束;其次, 理顺三维建模思路, 以尽可能少的建模步骤、更直观的建模过程、更易修改的模型为前提, 提取产品的细节特征、草图特征、设计特征。在平面内完成二维草图截面或轨迹绘制后, 利用拉伸、回转、扫掠等方式完成三维建模, 各特征之间可以通过布尔操作进行组合;然后, 根据实际需要进行产品的分析、优化与外观处理, 如疲劳分析、应力分析、NC仿真及优化、动态仿真等。最后, 进入工程图环境, 进行图纸页的创建。在基本视图创建完成后可适当地创建剖视图、局部放大图等高级视图, 再添加标注、注释、表格等内容, 完成三维模型向二维工程图的转换。
在建模方式上, 主要运用“特征添加”的方式。这是一种更有效、更直观、更易提取关键要素、表达更符合设计者设计习惯的方式。各特征之间是相互独立的, 可以根据需要随时更改相关参数, 但各特征之间又是相互关联的, 可通过布尔操作组合, 且建模的过程与后续的加工过程可以共通, 在添加特征时, 可顺带添加与之相关的工程制造等信息。
3.2 设计步骤
手机后盖的整体设计尺寸为121 mm×60 mm×8 mm, 在UGNX8.0中选择[建模]模块进行三维造型, 具体步骤如下:
1) 创建长方体特征。选择[拉伸]命令, 在绘制截面中选择YZ基准平面为草图平面绘制尺寸为60 mm×8 mm的矩形, 完成草图后选择结束的距离值为121 mm, 拉伸矢量为X轴, 得到一个符合设计尺寸的长方体。
2) 选择[边倒圆]命令, 对长方体的边分别进行半径为3 mm和10 mm的边倒圆操作, 以完成边倒圆特征的创建, 如图1所示。
3) 创建抽壳特征。选择[偏置/缩放]中的抽壳命令, 抽壳类型为移除面, 然后抽壳, 抽壳厚度为1 mm, 确保手机后盖的整体壳厚为1 mm, 如图2所示。
4) 手机后盖上各类型特征的创建。后盖上需设计有摄像头、闪光灯、耳机、开关等功能孔。这些孔特征可通过[拉伸]命令创建, 以功能孔所在平面为草图平面进行草图的绘制后, 选择结束的距离值为2 mm, 然后对壳体进行布尔求差, 完成各特征的创建, 如图3所示。值得注意的是拉伸矢量会根据草图平面方位的不同而有所不同, 在选择矢量方向的时候要视具体的方位而定。后盖内卡扣的创建操作基本如前, 选择结束的距离值为0.3 mm, 然后对壳体进行布尔求和, 如图4所示。为确保卡扣在两侧边的对称性, 在完成一边的卡扣特征创建后, 可选择[关联复制]中的镜像特征命令, 以XZ为镜像平面进行镜像操作。
5) 外观处理。这一步骤主要是对手机后盖进行着色、凹凸和透明度等参数的设置, 以得到符合该产品设计理念、时尚、流行的外观造型。本产品的外表面采用具有皮革质感的防刮花设计, 制品材料为ABS+PC。选择[可视化]中的材料/纹理命令后, 在“部件中的材料”选项卡空白处右击新建可视化材料, 对材料外观进行相应的常规、凹凸、透明度等设置, 以得到所需的外观效果, 如图5所示。
4 结语
“三维设计”已逐步成为设计行业中的主流, 对于设计师而言要与时俱进, 具备先进的三维设计理念。UGNX8.0的功能强大, 通过手机后盖设计实例可知, 该软件有着模块分类清晰、操作直观、相互转换方便、建模快速等特点, 是一款值得学习与运用的软件。利用UGNX8.0设计手机后盖为本项目的前段工作与成果, 设计好的模型可直接导入到该软件中进行后阶段的注射模具设计。
参考文献
[1]展迪优.UGNX8.0快速入门教程[M].北京:机械工业出版社, 2013.
[2]吉海云.UG开发技术在三维零部件设计中的应用[J].科技传播, 2012 (24) :126-128.
[3]邓婕.浅谈UG软件在机械设计中的应用与研究[J].露天采矿技术, 2010, 27 (2) :61-63.
UGNX 篇6
1 UG NX6简介
U GN X 6是一个交互式的C A D/C A M系统, 它功能强大, 可以轻松实现多种复杂实体及造型的建构, 同时该软件具有高性能的机械设计和制图功能, 为机械设计提供了高性能和灵活性, 以满足机械类复杂零件建模的需要, 也为培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。
2 使用UG NX6展示机械零件结构
通过UG NX6软件创建的机械零件虚拟模型, 在教学中可以代替实物模型, 从而避免了实物模型不能观察到内部结构的缺点。同时, UG NX6虚拟模型不仅形象逼真、色彩丰富, 而且能将复杂形体的内腔任意剖切开进行展示, 对于装配体中零件之间的连接、装配关系也可充分地展示出来, 并能进行装拆动画演示, 使教学中的知识难点更加清晰生动 (如图1所示的轴承) 。同时我们利用UG NX6软件还可以很方便地进行机械零件模型的修改与新建, 这样不仅能够及时补充符合新教学内容的模型, 还可以针对不同的教学对象、教学要求调整已建立的模型, 充分满足教学中对机械零件模型种类及数量的需要, 达到降低教学成本, 并提高教学质量。
3 使用UG NX6展示零件的运动仿真
在机械类课程课中有很多运动机构的介绍, 我们通常使用的挂图及机构模型的教学方式, 学生不易深刻理解。我们使用UG NX6展示零件的运动仿真, 不仅形直观象, 而且可以从多个角度进行运动的特点。通过展示零件和装配体的工作方式及零件在装配体中的装配关系, 使学生细致观察到机械装配体的工作原理和各个零件之间的装配关系。同时UG NX6软件能够将制作的装配体实体模型制成栩栩如生的动画文件, 并且还能够模拟一些简单的运动功能 (见图2) 。
4 UG NX6在机械课程中的其他运用
除了上面所述的内容, 在很多机械类知识点教学中都可以使用UG NX6来进行教学辅助。比如在讲解减速箱装配时, 可利用装配功能检查干涉、装配动画设置, 让学生实现由点到面的跨越。比如在讲解螺栓、螺母、垫圈、轴承等标准件时, 我们就可以利用UG NX6的标准工具库, 快速建立所需要的标准件的模型, 教学时能直接从数据库里调取相关的实体模型, 并根据标准件的规格参数, 进行三维模型的重新构建, 让学生加深对机械标准件、常用件结构的理解。我们还可将它用于机械设计部分的教学, 利用UG NX6高效的建模功能, 构造出三维模型, 提高学生的分析问题以及解决问题的能力。
5 对教学的启发
通过我们的教学实践证明, 把UG NX6软件应用于机械类课程教学中, 可以拓展学生的视野, 提高他们的学习主动性, 降低老师授课的难度, 同时深化了课堂的教学内容, 培养了学生分析问题的能力。U G NX6在机械教学中应用, 为我们创新教学提供了新的思路和解决方案。
参考文献
[1]於星, 黄益华.UG NX 6.0CAD情境教程[M].大连:大连理工大学出版社, 2010.
[2]云杰漫步多媒体科技CAX设计教研室.UG NX 6.0中文版基础教程[M].北京:清华大学出版社, 2009.
UGNX 篇7
本文利用三维设计软件UG NX4.0对齿轮进行实体建模, 通过软件数据接口实现数据传递, 从而把所建立的实体模型导入有限元分析软件ANSYS11.0中, 然后通过ANSYS对齿轮进行网格划分, 加载求解, 进行应力场分析, 计算出轮齿传动过程中所受的最大应力、应变等, 得到了齿根处最大弯曲应力, 进行了齿根弯曲强度校核。
1 直齿圆柱齿轮几何实体模型的建立
由于ANSYS有限元分析软件几何建模功能的限制, 采用UG NX6.0建立直齿渐开线圆柱齿轮实体模型。鉴于渐开线轮齿的复杂性, 本文采用了UG NX6.0的齿轮插件来绘制齿轮。输入想要绘制的齿轮参数 (模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶系系数、齿轮厚度、齿轮孔直径) , 如图1所示, 就可生成齿轮几何模型, 完成建模, 为了便于分析, 提高运算效率, 通过实体修剪, 取三齿几何模型进行分析, 将其保存为.prt文件格式。
本文所要分析的齿轮参数如下:齿轮转速n=1460r/min, 传动功率P=50kW, 模数m=4, 齿轮齿数z=19, 压力角α=20°, 齿轮厚度34mm。
2 数据传递
在UG 6.0中创建的保存为.prt文件格式的几何模型, ANSYS软件可以自动识别和导入.prt三维实体数据格式, 从而实现UG和ANSYS的数据传递, 齿轮几何模型以体形式导入到ANSYS中。
3 ANSYS有限元分析
3.1 选择材料及网格单元划分
齿轮的材料为45钢, 查其力学性能为弹性模量E=1.93×105MPa, 泊松比=0.29, 对齿轮模型用Solid92网格划分, Solid92是三维10节点四面体结构实体单元, 在保证精度的同时允许使用不规则的形状, Solid92有相同的位移形状, 适用于曲边界的建模。每个节点有三个自由度, 同时Solid92有塑性、蠕变、应力强化、大变形和大应变的功能。网格划分后的单元数是6997个, 节点数为11407个。
3.2 约束条件和施加载荷
(1) 约束条件。
本文是对齿轮采取静强度分析, 将齿轮内孔固定, 使其在x, y, z方向位移为0, 绕x, y和z轴的转动角度为0。
(2) 施加载荷。
齿轮是靠外界输入转矩而转动的, 轮齿在啮合时, 沿啮合线作用在齿面上的法向载荷Fn垂直于齿面, 对轮齿的加载, 从安全性的角度出发, 在齿顶圆的顶部施加法向载荷。为了加载方便, 将法向载荷Fn在齿顶接触线上分解为两个相互垂直的分力即圆周力Ft与径向力Fr, 其计算公式为:
式中:T为传递的转矩, N·mm;
D为分度圆直径, mm。
由齿轮转速n=1460r/min, 传动功率P=5 0 k W, 计算得到F t=8 6 0 6.7 1 N Fr=3569.35N, 在ANSYS中加载到X和Y方向。
3.3 计算求解及后处理
通过加载转动力矩, 由于齿轮内孔已被约束, 使轮齿产生变形, 利用ANSYS软件的强大求解功能, 可以求解出每个节点的应力场和应变场, 如图2、图3所示, 并通过不同的颜色反映在实体模型上, 计算的结果可以从应力图及应变图上看出, 轮齿产生的最大应力为166MPa, 发生在齿根的边缘, 这与实际情况相符轮齿, 产生的最大应变为0.0123mm, 发生在齿顶。
查有关手册, 从计算结果可以看出, 轮齿所受的拉应力没有超过材料的许用压应力, 齿轮的校核满足强度要求。
4 结语
通过UG NX4.0建立齿轮几何模型ANSYS进行有限元分析计算, 能够真实地反映轮齿的实际受力状态, 说明了有限元模型建立的正确性。从轮齿应力云图可以看出, 其应力集中主要发生在齿根圆处, 在正常的齿轮啮合过程中此处最容易折断这是齿轮的主要失效形式。齿轮在高速转动时沿齿面切向会产生摩擦, 因而会产生热应力, 在某些重要场合下, 不可忽略温度因素, 用ANSYS软件可进一步作热应力以及热—力藕合分析。
摘要：通过三维机械设计软件UG NX构建直齿圆柱齿轮几何实体模型, 运用有限元分析软件ANSYS对齿根进行应力分析计算, 计算出齿轮的最大应力和最大应变。通过与理论分析结果的比较, 说明ANSYS在齿轮计算中的有效性。有限元分析有利于对齿轮传动过程中力学特性进行深入研究, 为齿轮传动的优化设计提供了基础理论。
关键词：直齿圆柱齿轮,应力分析,ANSYS,UG,失效
参考文献
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