本書(shū)以高等職業(yè)院校學(xué)生為對(duì)象，按照工作任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)模式，講解UG自動(dòng)編程方法(以UG NX 8.5為例)，內(nèi)容由淺入深、由簡(jiǎn)到繁，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和直觀性，詳細(xì)介紹UG CAM數(shù)控自動(dòng)編程相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)讀者學(xué)會(huì)使用UG軟件進(jìn)行數(shù)控編程加工。全書(shū)分為10個(gè)模塊，內(nèi)容包括CAM自動(dòng)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(pán)壓鑄模腔的自動(dòng)編程加工綜合實(shí)例，分別以典型零件加工為載體，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法講解編程技巧。通過(guò)本書(shū)中工作任務(wù)的學(xué)習(xí)，能夠使讀者掌握自動(dòng)編程知識(shí)和操作技能，達(dá)到舉一反三、靈活應(yīng)用的目的。
本書(shū)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(shū)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(shū)上掃描觀看。
Unigraphics（簡(jiǎn)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(guó)Unigraphics Solutions公司開(kāi)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(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和分析軟件之一，在機(jī)械、汽車(chē)、模具、航空、航天和消費(fèi)類電子產(chǎn)品等設(shè)計(jì)、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(jì)、制造能力和水平。
UG CAM提供了銑削加工、車(chē)削加工、點(diǎn)位加工和電火花線切割加工等多種加工方法，它主要承擔(dān)NC編程的任務(wù)，根據(jù)已有CAD模型數(shù)據(jù)進(jìn)行刀位軌跡的自動(dòng)計(jì)算，并保持與模型完全相關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工制造。
為加強(qiáng)職業(yè)教育教材建設(shè)，保證教學(xué)資源基本質(zhì)量，本書(shū)根據(jù)職業(yè)教育形勢(shì)下數(shù)控專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)階段的教學(xué)實(shí)際進(jìn)行編寫(xiě)。全書(shū)共分為10個(gè)模塊，內(nèi)容由淺入深、由簡(jiǎn)到繁，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和直觀性，詳細(xì)介紹了UG CAM數(shù)控自動(dòng)編程相關(guān)知識(shí)，采用理論與實(shí)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(wèn)題的方式、方法上注重對(duì)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(dá)到舉一反三、靈活應(yīng)用的學(xué)習(xí)目的。本書(shū)教學(xué)建議采用48學(xué)時(shí)，教師也可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)本書(shū)內(nèi)容適當(dāng)取舍。
模塊1主要介紹CAM自動(dòng)編程基礎(chǔ)知識(shí)，包括進(jìn)入編程環(huán)境、檢查與分析加工幾何體、建立加工坐標(biāo)系、創(chuàng)建基本信息、后處理輸出G代碼等，并以可樂(lè)瓶底零件的加工貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(tái)零件的加工貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(tái)板零件的加工貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(biāo)牌零件的加工貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)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(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。模塊10利用摩擦圓盤(pán)壓鑄模腔零件的典型綜合加工實(shí)例完整地講解了自動(dòng)編程加工的基本過(guò)程及操作方法。
本書(shū)由閻競(jìng)實(shí)、王銳任主編，王萍、于濟(jì)群、高玉俠任副主編。由閻競(jìng)實(shí)編寫(xiě)模塊6和模塊7，王銳編寫(xiě)模塊1、模塊2、模塊3和模塊9，王萍編寫(xiě)模塊8和模塊10，于濟(jì)群編寫(xiě)模塊4，于濟(jì)群和高玉俠共同編寫(xiě)模塊5，參與編寫(xiě)的還有王剛、于周男、王叢瑞、孫增暉。閻競(jìng)實(shí)和高玉俠負(fù)責(zé)制作電子課件，王銳負(fù)責(zé)錄制視頻文件。
為便于廣大讀者的學(xué)習(xí)，本書(shū)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(guò)清華大學(xué)出版社網(wǎng)站（www.tup.tsinghua.edu.cn）的本書(shū)頁(yè)面下載。書(shū)中的任務(wù)實(shí)施配有參考視頻，可通過(guò)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(shū)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(shū)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(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，編者參閱了大量UG軟件方面的有關(guān)教材和資料，對(duì)相應(yīng)作者表示衷心的感謝。由于作者水平有限，書(shū)中難免有紕漏和不足之處，懇請(qǐng)各校師生及廣大讀者批評(píng)指正。
編者2017年6月
模塊1CAM自動(dòng)編程基礎(chǔ)——可樂(lè)瓶底加工一般過(guò)程
任務(wù)1.1進(jìn)入U(xiǎn)G編程環(huán)境
1.1.1UG概述
1.1.2進(jìn)入U(xiǎn)G編程環(huán)境
任務(wù)實(shí)施： 導(dǎo)入可樂(lè)瓶底模型文件、進(jìn)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(shí)施： 檢查、分析可樂(lè)瓶底模型質(zhì)量與尺寸
任務(wù)1.3建立加工坐標(biāo)系
1.3.1工序?qū)Ш狡鞯膽?yīng)用
1.3.2坐標(biāo)系統(tǒng)的分類
1.3.3加工坐標(biāo)系的建立
任務(wù)實(shí)施： 創(chuàng)建加工坐標(biāo)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(shí)施： 可樂(lè)瓶底模型自動(dòng)編程的一般過(guò)程
拓展知識(shí)： 后處理輸出G代碼
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 三角星編程加工
模塊2平面銑——墊塊自動(dòng)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(shí)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(jìn)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(jìn)給率和速度
任務(wù)實(shí)施： 設(shè)置墊塊加工的平面銑參數(shù)
拓展知識(shí)： 平面銑二次粗加工
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 平面銑編程加工
模塊3面銑——階梯臺(tái)自動(dòng)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(shí)施： 創(chuàng)建階梯臺(tái)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(shí)施： 創(chuàng)建階梯臺(tái)面銑粗加工操作
拓展知識(shí)： 面銑和平面銑精加工的區(qū)別
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 面銑編程加工
模塊4型腔銑——連桿自動(dòng)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(shí)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(dòng)
任務(wù)實(shí)施： 創(chuàng)建連桿精加工的型腔銑工序
拓展知識(shí)： 拐角加工
實(shí)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(dòng)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(shí)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(shí)施： 創(chuàng)建錐度體深度加工輪廓銑精加工操作
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 錐臺(tái)編程加工
模塊6固定輪廓銑——圓頂盔凸模自動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)
任務(wù)實(shí)施： 創(chuàng)建輪廓區(qū)域工序
拓展知識(shí)： 固定輪廓銑的清根驅(qū)動(dòng)
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 固定軸輪廓銑編程加工
模塊7孔加工——定位臺(tái)板自動(dòng)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(shí)施： 創(chuàng)建定位臺(tái)板孔加工工序
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 夾具基座編程加工
模塊8雕刻加工——工作室標(biāo)牌自動(dòng)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(shí)施： “自主創(chuàng)新工作室”標(biāo)牌平面文本銑削工序
任務(wù)8.2創(chuàng)建文本驅(qū)動(dòng)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(shí)施： “自主創(chuàng)新工作室”標(biāo)牌輪廓文本銑削工序
拓展知識(shí)： UG高速加工與輸出車(chē)間工藝文件
實(shí)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(dòng)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(diǎn)和原理
任務(wù)實(shí)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(dòng)方法
9.2.2可變輪廓銑刀具軸控制
任務(wù)實(shí)施： 設(shè)置凸輪槽加工的可變輪廓銑參數(shù)
拓展知識(shí)： 順序銑的操作
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 可變輪廓銑編程加工
模塊10摩擦圓盤(pán)壓鑄模腔的自動(dòng)編程加工綜合實(shí)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(shí)施： 創(chuàng)建摩擦圓盤(pán)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(shí)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(shí)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(shí)施： 創(chuàng)建清根驅(qū)動(dòng)的固定輪廓銑工序
拓展知識(shí)： 變換刀軌(CAM Transformation)
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練： 鼠標(biāo)模型編程加工
參考文獻(xiàn)
模塊1CAM自動(dòng)編程基礎(chǔ)——可樂(lè)瓶底加工一般過(guò)程本模塊主要講述自動(dòng)編程加工的基本過(guò)程，其構(gòu)建思路為首先進(jìn)入U(xiǎn)G編程環(huán)境； 其次對(duì)幾何體進(jìn)行分析和檢查，建立加工坐標(biāo)系與安全平面； 再次體驗(yàn)UG編程的基本過(guò)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(shí)。通過(guò)本模塊的學(xué)習(xí)，使讀者能夠了解UG CAM基礎(chǔ)知識(shí)(以UG NX 8.5為例)，同時(shí)掌握自動(dòng)編程的一般過(guò)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(jìn)入U(xiǎn)G編程環(huán)境【學(xué)習(xí)目標(biāo)】本任務(wù)使讀者認(rèn)識(shí)UG軟件，了解軟件基本界面，學(xué)會(huì)新建、打開(kāi)以及導(dǎo)入文件的一般方法，學(xué)會(huì)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(dú)立操作新建文件、打開(kāi)文件、導(dǎo)入已有文件的過(guò)程，選擇操作模板類型，定制常用編程工具條。
【知識(shí)鏈接】1.1.1UG概述Unigraphics(簡(jiǎn)稱UG)是集CAD、CAE、CAM于一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、造船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design，CAD)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件制作并模擬實(shí)物設(shè)計(jì)，展現(xiàn)新開(kāi)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(yùn)用于平面印刷出版等諸多領(lǐng)域。它同時(shí)涉及軟件和專用的硬件。
計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering，CAE)是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)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(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問(wèn)題的一種近似數(shù)值分析方法。其基本思想是將一個(gè)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(jiǎn)單的子區(qū)域，即將一個(gè)連續(xù)體簡(jiǎn)化為由有限個(gè)單元組合的等效組合體； 通過(guò)將連續(xù)體離散化，把求解連續(xù)體的場(chǎng)變量(應(yīng)力、位移、壓力和溫度等)問(wèn)題簡(jiǎn)化為求解有限的單元節(jié)點(diǎn)上的場(chǎng)變量值。此時(shí)求解的基本方程將是一個(gè)代數(shù)方程組，而不是原來(lái)描述真實(shí)連續(xù)體場(chǎng)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(duì)單元的插值函數(shù)。
計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)軟件的產(chǎn)品元件制造過(guò)程。CAD中生成的元件三維模型用于生成驅(qū)動(dòng)數(shù)字控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)數(shù)控代碼。這包括工程師選擇工具的類型、加工過(guò)程以及加工路徑。
Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個(gè)基于過(guò)程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)從設(shè)計(jì)到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。UG面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)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(kāi)發(fā)全過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了并行工程。
該軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能； 而且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性； 同時(shí)，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(jī)床。另外它所提供的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言UG/Open GRIP、UG/Open API簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶開(kāi)發(fā)專用CAD系統(tǒng)。
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