本書以高等職業(yè)院校學(xué)生為對象，按照工作任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)模式，講解UG自動編程方法(以UG NX 8.5為例)，內(nèi)容由淺入深、由簡到繁，強調(diào)系統(tǒng)性和直觀性，詳細介紹UG CAM數(shù)控自動編程相關(guān)知識，引導(dǎo)讀者學(xué)會使用UG軟件進行數(shù)控編程加工。全書分為10個模塊，內(nèi)容包括CAM自動編程基礎(chǔ)、平面銑、面銑、型腔銑、深度加工輪廓銑、固定輪廓銑、孔加工、雕刻加工、可變輪廓銑和摩擦圓盤壓鑄模腔的自動編程加工綜合實例，分別以典型零件加工為載體，采用理論與實踐相結(jié)合的方法講解編程技巧。通過本書中工作任務(wù)的學(xué)習(xí)，能夠使讀者掌握自動編程知識和操作技能，達到舉一反三、靈活應(yīng)用的目的。
本書可作為高等職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)的教材，也可作為企業(yè)、職業(yè)培訓(xùn)班數(shù)控培訓(xùn)教材和廣大數(shù)控加工技術(shù)人員的參考資料。
本書采用典型編程加工任務(wù)的形式全面介紹了UG軟件的功能和具體操作，并配套了操作參考視頻、電子課件、案例和習(xí)題源文件，為學(xué)習(xí)效果提供的保障。操作參考視頻還可以用微信掃一掃功能直接在書上掃描觀看。
Unigraphics（簡稱UG）是目前數(shù)控加工行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的軟件之一，是由美國Unigraphics Solutions公司開發(fā)的集CAD、CAM、CAE于一體的多功能三維參數(shù)化軟件，它是世界最先進的計算機輔助設(shè)計、制造和分析軟件之一，在機械、汽車、模具、航空、航天和消費類電子產(chǎn)品等設(shè)計、制造企業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用，極大地提高了用戶的設(shè)計、制造能力和水平。
UG CAM提供了銑削加工、車削加工、點位加工和電火花線切割加工等多種加工方法，它主要承擔NC編程的任務(wù)，根據(jù)已有CAD模型數(shù)據(jù)進行刀位軌跡的自動計算，并保持與模型完全相關(guān)，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的加工制造。
為加強職業(yè)教育教材建設(shè)，保證教學(xué)資源基本質(zhì)量，本書根據(jù)職業(yè)教育形勢下數(shù)控專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)目標，結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)實際進行編寫。全書共分為10個模塊，內(nèi)容由淺入深、由簡到繁，強調(diào)系統(tǒng)性和直觀性，詳細介紹了UG CAM數(shù)控自動編程相關(guān)知識，采用理論與實踐相結(jié)合的方法，培養(yǎng)學(xué)生完整的思想體系，特別在解決問題的方式、方法上注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，以幫助學(xué)生明確意圖，理清思路，掌握技巧，達到舉一反三、靈活應(yīng)用的學(xué)習(xí)目的。本書教學(xué)建議采用48學(xué)時，教師也可以根據(jù)實際情況，對本書內(nèi)容適當取舍。
模塊1主要介紹CAM自動編程基礎(chǔ)知識，包括進入編程環(huán)境、檢查與分析加工幾何體、建立加工坐標系、創(chuàng)建基本信息、后處理輸出G代碼等，并以可樂瓶底零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊2主要介紹平面銑，包括創(chuàng)建平面銑操作、設(shè)置操作參數(shù)、平面銑的二次粗加工等，并以墊塊零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊3主要介紹面銑，包括創(chuàng)建面銑操作、面銑粗加工、面銑和平面銑精加工的區(qū)別等，并以階梯臺零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊4主要介紹型腔銑，包括創(chuàng)建型腔銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以連桿零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊5主要介紹深度加工輪廓銑，包括創(chuàng)建深度加工輪廓銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以錐度體零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊6主要介紹固定輪廓銑，包括創(chuàng)建固定輪廓銑操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以圓頂盔凸模零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊7主要介紹孔加工，包括創(chuàng)建孔加工操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以定位臺板零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊8主要介紹雕刻加工，包括創(chuàng)建雕刻操作，設(shè)置操作參數(shù)等，并以工作室標牌零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊9主要介紹可變輪廓銑，包括創(chuàng)建可變輪廓銑操作、設(shè)置操作參數(shù)、創(chuàng)建順序銑等，并以凸輪槽零件的加工貫穿整個學(xué)習(xí)過程。模塊10利用摩擦圓盤壓鑄模腔零件的典型綜合加工實例完整地講解了自動編程加工的基本過程及操作方法。
本書由閻競實、王銳任主編，王萍、于濟群、高玉俠任副主編。由閻競實編寫模塊6和模塊7，王銳編寫模塊1、模塊2、模塊3和模塊9，王萍編寫模塊8和模塊10，于濟群編寫模塊4，于濟群和高玉俠共同編寫模塊5，參與編寫的還有王剛、于周男、王叢瑞、孫增暉。閻競實和高玉俠負責制作電子課件，王銳負責錄制視頻文件。
為便于廣大讀者的學(xué)習(xí)，本書配有豐富的學(xué)習(xí)素材，包含電子課件、案例源文件、操作參考視頻和習(xí)題源文件等，可通過清華大學(xué)出版社網(wǎng)站（www.tup.tsinghua.edu.cn）的本書頁面下載。書中的任務(wù)實施配有參考視頻，可通過微信掃一掃功能掃描觀看，文件亦可推送至郵箱后下載觀看。
本書既可作為高等職業(yè)院校數(shù)控專業(yè)的教材，也可以作為企業(yè)、職業(yè)培訓(xùn)班的數(shù)控培訓(xùn)教材； 本書不但適用于CAM初學(xué)者，也是專業(yè)數(shù)控加工技術(shù)人員的參考資料。
在本書編寫過程中，編者參閱了大量UG軟件方面的有關(guān)教材和資料，對相應(yīng)作者表示衷心的感謝。由于作者水平有限，書中難免有紕漏和不足之處，懇請各校師生及廣大讀者批評指正。
編者2017年6月
模塊1CAM自動編程基礎(chǔ)——可樂瓶底加工一般過程
任務(wù)1.1進入UG編程環(huán)境
1.1.1UG概述
1.1.2進入UG編程環(huán)境
任務(wù)實施： 導(dǎo)入可樂瓶底模型文件、進入加工環(huán)境
任務(wù)1.2檢查與分析加工幾何體
1.2.1加工幾何體的檢查
1.2.2加工幾何體的分析
任務(wù)實施： 檢查、分析可樂瓶底模型質(zhì)量與尺寸
任務(wù)1.3建立加工坐標系
1.3.1工序?qū)Ш狡鞯膽?yīng)用
1.3.2坐標系統(tǒng)的分類
1.3.3加工坐標系的建立
任務(wù)實施： 創(chuàng)建加工坐標系與相關(guān)性的安全平面
任務(wù)1.4創(chuàng)建四類基本信息
1.4.1創(chuàng)建程序、創(chuàng)建加工方法
1.4.2創(chuàng)建刀具、創(chuàng)建幾何體
任務(wù)實施： 可樂瓶底模型自動編程的一般過程
拓展知識： 后處理輸出G代碼
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 三角星編程加工
模塊2平面銑——墊塊自動編程加工
任務(wù)2.1創(chuàng)建平面銑操作
2.1.1平面銑加工原理
2.1.2平面銑的五種幾何體
任務(wù)實施： 創(chuàng)建墊塊加工的平面銑操作
任務(wù)2.2設(shè)置操作參數(shù)
2.2.1切削模式
2.2.2切削步進和切削層
2.2.3切削參數(shù)
2.2.4非切削參數(shù)
2.2.5進給率和速度
任務(wù)實施： 設(shè)置墊塊加工的平面銑參數(shù)
拓展知識： 平面銑二次粗加工
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 平面銑編程加工
模塊3面銑——階梯臺自動編程加工
任務(wù)3.1創(chuàng)建面銑操作
3.1.1面銑基本加工原理
3.1.2面銑的四種幾何體
任務(wù)實施： 創(chuàng)建階梯臺面銑操作
任務(wù)3.2面銑粗加工
3.2.1面銑的粗加工
3.2.2面銑和平面銑粗加工的區(qū)別
任務(wù)實施： 創(chuàng)建階梯臺面銑粗加工操作
拓展知識： 面銑和平面銑精加工的區(qū)別
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 面銑編程加工
模塊4型腔銑——連桿自動編程加工
任務(wù)4.1創(chuàng)建粗加工的型腔銑工序
4.1.1型腔銑的加工原理及應(yīng)用
4.1.2型腔銑工序的幾何體
4.1.3型腔銑工序的刀軌設(shè)置
任務(wù)實施： 創(chuàng)建連桿粗加工工序
任務(wù)4.2創(chuàng)建精加工的型腔銑工序
4.2.1切削參數(shù)
4.2.2非切削移動
任務(wù)實施： 創(chuàng)建連桿精加工的型腔銑工序
拓展知識： 拐角加工
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 型腔銑編程加工
模塊5深度加工輪廓銑——錐度體自動編程加工
任務(wù)5.1創(chuàng)建粗加工的型腔銑工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建錐度體型腔銑粗加工操作
任務(wù)5.2創(chuàng)建精加工的深度加工輪廓工序
5.2.1深度加工輪廓銑概念
5.2.2深度加工輪廓銑參數(shù)設(shè)置
任務(wù)實施： 創(chuàng)建錐度體深度加工輪廓銑精加工操作
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 錐臺編程加工
模塊6固定輪廓銑——圓頂盔凸模自動編程加工
任務(wù)6.1創(chuàng)建粗加工的型腔銑工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建粗加工工序步驟
任務(wù)6.2創(chuàng)建半精加工的深度加工輪廓工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建半精加工的深度加工輪廓工序
任務(wù)6.3創(chuàng)建陡峭壁面精加工的深度加工輪廓工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建陡峭壁面精加工
任務(wù)6.4創(chuàng)建淺面區(qū)域精加工的輪廓區(qū)域工序
6.4.1固定輪廓銑
6.4.2區(qū)域銑削驅(qū)動
任務(wù)實施： 創(chuàng)建輪廓區(qū)域工序
拓展知識： 固定輪廓銑的清根驅(qū)動
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 固定軸輪廓銑編程加工
模塊7孔加工——定位臺板自動編程加工
任務(wù)7.1創(chuàng)建鉆孔加工的鉆工序
7.1.1鉆孔加工工序的創(chuàng)建
7.1.2指定孔
7.1.3頂面與底面
7.1.4鉆孔加工的刀具
7.1.5鉆孔加工的循環(huán)參數(shù)設(shè)置
7.1.6鉆孔工序參數(shù)設(shè)置
7.1.7孔加工工藝
任務(wù)實施： 創(chuàng)建定位臺板孔加工工序
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 夾具基座編程加工
模塊8雕刻加工——工作室標牌自動編程加工
任務(wù)8.1創(chuàng)建平面文本銑削工序
8.1.1幾何體的選擇
8.1.2文本深度
任務(wù)實施： “自主創(chuàng)新工作室”標牌平面文本銑削工序
任務(wù)8.2創(chuàng)建文本驅(qū)動的固定輪廓銑削工序
8.2.1文本幾何體
8.2.2文本深度
任務(wù)實施： “自主創(chuàng)新工作室”標牌輪廓文本銑削工序
拓展知識： UG高速加工與輸出車間工藝文件
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 曲面刻字編程加工
模塊9可變輪廓銑——凸輪槽自動編程加工
任務(wù)9.1創(chuàng)建可變輪廓銑操作
9.1.1多軸加工介紹
9.1.2可變輪廓銑的特點和原理
任務(wù)實施： 創(chuàng)建凸輪槽可變輪廓銑操作
任務(wù)9.2可變輪廓銑參數(shù)設(shè)置
9.2.1可變輪廓銑驅(qū)動方法
9.2.2可變輪廓銑刀具軸控制
任務(wù)實施： 設(shè)置凸輪槽加工的可變輪廓銑參數(shù)
拓展知識： 順序銑的操作
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 可變輪廓銑編程加工
模塊10摩擦圓盤壓鑄模腔的自動編程加工綜合實例
任務(wù)10.1創(chuàng)建粗加工的型腔銑工序
10.1.1粗加工工序安排
10.1.2粗加工參數(shù)的設(shè)置
任務(wù)實施： 創(chuàng)建摩擦圓盤壓鑄模腔粗加工的型腔銑工序
任務(wù)10.2創(chuàng)建二次粗加工的剩余銑工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建二次粗加工的操作的剩余銑
任務(wù)10.3創(chuàng)建精加工的固定輪廓銑工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建精加工銑削操作的固定輪廓銑
任務(wù)10.4創(chuàng)建清根加工的固定輪廓銑工序
任務(wù)實施： 創(chuàng)建清根驅(qū)動的固定輪廓銑工序
拓展知識： 變換刀軌(CAM Transformation)
實戰(zhàn)訓(xùn)練： 鼠標模型編程加工
參考文獻
模塊1CAM自動編程基礎(chǔ)——可樂瓶底加工一般過程本模塊主要講述自動編程加工的基本過程，其構(gòu)建思路為首先進入UG編程環(huán)境； 其次對幾何體進行分析和檢查，建立加工坐標系與安全平面； 再次體驗UG編程的基本過程，包括創(chuàng)建程序、創(chuàng)建方法、創(chuàng)建刀具和創(chuàng)建操作等內(nèi)容； 最后介紹后處理的相關(guān)知識。通過本模塊的學(xué)習(xí)，使讀者能夠了解UG CAM基礎(chǔ)知識(以UG NX 8.5為例)，同時掌握自動編程的一般過程，為后續(xù)編程加工的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
任務(wù)1.1進入UG編程環(huán)境【學(xué)習(xí)目標】本任務(wù)使讀者認識UG軟件，了解軟件基本界面，學(xué)會新建、打開以及導(dǎo)入文件的一般方法，學(xué)會選擇操作模板的方法，以及掌握常用工具條的含義。
【任務(wù)引領(lǐng)】獨立操作新建文件、打開文件、導(dǎo)入已有文件的過程，選擇操作模板類型，定制常用編程工具條。
【知識鏈接】1.1.1UG概述Unigraphics(簡稱UG)是集CAD、CAE、CAM于一體的三維參數(shù)化軟件，是當今世界最先進的計算機輔助設(shè)計、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。
計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design，CAD)，運用計算機軟件制作并模擬實物設(shè)計，展現(xiàn)新開發(fā)商品的外形、結(jié)構(gòu)、色彩、質(zhì)感等特色。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展CAD應(yīng)該不僅僅適用于工業(yè)，還被廣泛運用于平面印刷出版等諸多領(lǐng)域。它同時涉及軟件和專用的硬件。
計算機輔助工程(Computer Aided Engineering，CAE)是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。其基本思想是將一個形狀復(fù)雜的連續(xù)體的求解區(qū)域分解為有限的形狀簡單的子區(qū)域，即將一個連續(xù)體簡化為由有限個單元組合的等效組合體； 通過將連續(xù)體離散化，把求解連續(xù)體的場變量(應(yīng)力、位移、壓力和溫度等)問題簡化為求解有限的單元節(jié)點上的場變量值。此時求解的基本方程將是一個代數(shù)方程組，而不是原來描述真實連續(xù)體場變量的微分方程組，得到的是近似的數(shù)值解，求解的近似程度取決于所采用的單元類型、數(shù)量以及對單元的插值函數(shù)。
計算機輔助制造(Computeraided Manufacturing，CAM)是工程師大量使用產(chǎn)品生命周期管理計算機軟件的產(chǎn)品元件制造過程。CAD中生成的元件三維模型用于生成驅(qū)動數(shù)字控制機床的計算機數(shù)控代碼。這包括工程師選擇工具的類型、加工過程以及加工路徑。
Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。UG面向過程驅(qū)動的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過程驅(qū)動技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。
該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能； 而且，在設(shè)計過程中可進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性； 同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/Open GRIP、UG/Open API簡單易學(xué)，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。
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