随着计算机辅助设计和辅助制造技术的飞速发展,工程设计业和制造业的内涵及其相关技术已经发生了深刻变化,这一点在机械工程领域里的结构设计和功能设计方面表现尤为显著。虚拟现实技术、三维造型技术、参数设计技术等新概念已渗透到传统的结构设计中来,相应的计算机程控刀具轨迹设定和计算机自择加工工艺参数等新方法正发挥着前所未有的作用,推动着工程设计技术和制造技术的发展。 光行天下.NET-http://www.opticsky.net
笔者多年以来一直以机械设计和结构设计的CAD/CAM技术为研究方向,在教学、科研和生产的实践中坚持探索产品设计的虚拟现实技术、三维造型技术和参数设计技术,并将其融入到新产品的开发研制中去。近年来,笔者利用美国EDS公司开发的机械设计集成化软件UnigraphicsⅡ(UGⅡ)做了大量的辅助设计和辅助制造工作,尤其在产品的创新造型方面取得了一定经验。在实践中,笔者体会到虚拟现实技术、三维造型技术、参数设计技术是机械设计的发展方向,也是CAD/CAM技术的关键。
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目前,机械工程领域使用的CAD/CAM软件“百花齐放、百家争鸣”,而UGⅡ软件能够在其中脱颖而出主要是因为它具有卓越的CAD/CAM功能。在造型功能方面,除却其他软件所具有的通用功能外,它还拥有灵活的复合建模、齐备的仿真照相、细腻的动画渲染和快速的原型工具,仅复合建模就可让用户在实体建模(Solid)、曲面建模(Surface)、线框建模 (Wireframe)和基于特征的参数建模中任意选择,使设计者可根据工程设计实际情况确定最佳建模方式,从而得到最佳设计效果。在加工功能方面,UGⅡ软件针对计算机辅助制造的实用性、适应性和效能性,通过覆盖制造过程,实现制造的自动化、集成化和用户化,从而在产品制造周期、产品制造成本和产品制造质量诸方面都给用户提供了极大的收益。UGⅡ软件的强大功能为人们进行各种复杂零件的虚拟现实造型和虚拟现实制造提供了帮助。现以新型鼠标器下座的造型设计与模具加工为例,说明基于UG软件的新产品开发的方法与步骤。
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1、基于UG的鼠标器下座的虚拟现实造型设计 光行天下.NET - www.opticsky.net
鼠标器是计算机设备中体积虽小但引人注目的器件之一。其造型的新颖性、使用的方便性以及功能的齐备性往往是决定性的要素。设计并制造出造型美观、结构简单、经济实用的新型鼠标器是笔者本次工作的目标。在确定选用UGⅡ软件作为新型鼠标器下座设计与制造的开发平台后,即可按下述步骤开始具体工作:
①首先进入UGⅡ软件环境,打开一个新文件并选择APPLICATION-MODELING模块;接着选择TOOLBOX菜单下的CURVE子功能,利用该功能中的SPLINE及LINE命令在XOY平面勾画出构思中的鼠标器下座的外轮廓线,并将具有尖角的地方用FILLET功能倒圆角,此后即可作鼠标器下座的分模线。由于在UG软件中所画任意二维线都会被自动放置在XOY平面内,而该鼠标器下座的分模线处于垂直位置,因此要先通过WCS菜单下的ROTATE WCS将XOY平面进行旋转,使之处于垂直位置,然后就可利用CURVE中的ARC功能画出它的分模线,最后选择WCS-ORIENT和WCS-ABSOLUTE CSYS功能使坐标系恢复初始状态;

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