柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫(kù)的建立設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　0 緒 論1</b></p><p>　　0.1 國(guó)內(nèi)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀4</p><p>　　0.2 國(guó)內(nèi)外CAD的發(fā)展及應(yīng)用狀況4</p><p>　　0.3 柴油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用CAD技術(shù)的比較5</p&g

2、t;<p>　　0.4 選題依據(jù)及本文主要內(nèi)容5</p><p>　　1 柴油機(jī)的設(shè)計(jì)理論8</p><p>　　1.1柴油機(jī)的組成8</p><p>　　1.2柴油機(jī)的設(shè)計(jì)試制過(guò)程及總體設(shè)計(jì)8</p><p>　　1.3 柴油活塞組部件設(shè)計(jì)10</p><p>　　2 實(shí)例庫(kù)建立的關(guān)鍵技術(shù)

3、12</p><p>　　2.1建立實(shí)例庫(kù)的基本標(biāo)準(zhǔn)及方法12</p><p>　　2.2 建模技術(shù)12</p><p>　　2.3 成組技術(shù)15</p><p>　　2.4 CBR技術(shù)16</p><p>　　3 UG modeling建立模型實(shí)例19</p><p>　　3.1

4、UG modeling建模19</p><p>　　3.2 UG模型建立的方法20</p><p>　　3.3 MODELING 造型實(shí)例21</p><p>　　4 UG/OPEN GRIP建立模型實(shí)例30</p><p>　　4.1 UG/OPEN GRIP建模30</p><p>　　4.2 UG中的

5、特征建模與GRIP語(yǔ)言設(shè)計(jì)的比較36</p><p><b>　　5 結(jié)論38</b></p><p><b>　　致 謝39</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　附件清單41</b></

6、p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文針對(duì)柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中零件模型以及實(shí)例庫(kù)的建立問(wèn)題，通過(guò)對(duì)柴油機(jī)組成，柴油機(jī)零件設(shè)計(jì)及CAD技術(shù)的分析，提出用UG modeling 與二次開發(fā)工具 GRIP建立兩種方案，基于UNIGRAPHICS軟件平臺(tái)，利用CBR技術(shù)，成組技術(shù)，及參數(shù)化建模技術(shù)，運(yùn)用UG modeling 與二次開發(fā)工具 GRI

7、P建立了零件模型以及實(shí)例庫(kù),其中GRIP建立了活塞，活塞銷，上下平衡軸，螺母，及止退墊片零件；UG modeling建立了活塞，齒輪，凸輪軸，活塞環(huán)，彈簧，活塞銷，連桿，連桿瓦，螺拴，箱體殼等零件。該實(shí)例庫(kù)同類形零件成組化，以及實(shí)例庫(kù)中的模型參數(shù)化。實(shí)例庫(kù)的建立對(duì)柴油機(jī)零件的開發(fā)和生產(chǎn)都有很大作用，可滿足企業(yè)的需要。</p><p>　　關(guān)鍵詞 柴油機(jī) UGII MODELING GRIP 實(shí)例

8、庫(kù)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Designing the model of part and setting-up question of the instance storehouse in the system fast to the digitalization of diesel engine in this t

9、ext, Through succeeding to diesel oil aircrew, diesel engine design by part and the analyses of CAD technology, Propose that sets up two kinds of schemes with developing instrument two times GRIP with UG modeling, becaus

10、e of UNIGRAPHICS software platform, Utilizing CBR technology, the technology in groups, the modeling technology and the parameter izat</p><p>　　Keywords: Diesel engine UGII MODELING GRIP the stor

11、ehouse of parts</p><p><b>　　0 緒 論</b></p><p>　　0.1 國(guó)內(nèi)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、工藝、可靠性、性能指標(biāo)與國(guó)外同類產(chǎn)品相比有較大差距，開發(fā)設(shè)計(jì)的能力也較為低下，大都是采用引進(jìn)國(guó)外一些即將淘汰的圖紙、生產(chǎn)線進(jìn)行二次開發(fā)，主要的關(guān)鍵零部件、毛坯還依賴進(jìn)

12、口，真正能完全吸收和消化國(guó)外技術(shù)達(dá)到國(guó)外水平的還不多。還有的廠家在引進(jìn)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化時(shí)任意更換質(zhì)量上并不過(guò)關(guān)或不匹配的關(guān)鍵部件以降低成本，使柴油機(jī)可靠性大為降低。此外，大多數(shù)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)的排放、噪音等性能也不盡人意，隨著國(guó)家嚴(yán)格的環(huán)保條例逐步出臺(tái)，排放不合格的柴油機(jī)將被禁止生產(chǎn)，這無(wú)疑會(huì)給現(xiàn)有低水平國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)帶來(lái)更大的沖擊。 </p><p>　　總之，我國(guó)現(xiàn)有的柴油機(jī)整體水平還比較低，制造水平落后于先進(jìn)國(guó)家1

13、0~20年。柴油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是手工繪制和早期的CAD平面繪圖，是單個(gè)單個(gè)零件的設(shè)計(jì)，不容易發(fā)現(xiàn)其中的裝配等錯(cuò)誤，而期早期的設(shè)計(jì)方法比較笨拙不方便，改起錯(cuò)誤沒(méi)有系統(tǒng)性，因此，設(shè)計(jì)量大,設(shè)計(jì)工作復(fù)雜。在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，用戶對(duì)柴油機(jī)的技術(shù)先進(jìn)性、質(zhì)量可靠性以及供貨周期都要求很高，而保證這諸多因素的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的要求，采用先進(jìn)的CAD技術(shù)，已成為當(dāng)前技術(shù)革命的潮流，勢(shì)在必行。</p>

14、<p>　　在柴油機(jī)的設(shè)計(jì)中只有采用CAD技術(shù)，才能加快產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，從而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　　0.2 國(guó)內(nèi)外CAD的發(fā)展及應(yīng)用狀況</p><p>　　CAD技術(shù)開始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了50年代與60年代的形成、70年代的發(fā)展與80年代的興旺，到現(xiàn)在已在二維繪圖、三維幾何造型等方面取得了很大的成就

15、并且在某種程度上達(dá)到普遍應(yīng)用的程度?；仡櫄v史，CAD系統(tǒng)軟件的發(fā)展歷程大致如下：</p><p>　　第一代CAD系統(tǒng)出現(xiàn)于60年代，這一代系統(tǒng)主要用于二維繪圖，其技術(shù)特性是利用解析幾何的方法定義有關(guān)點(diǎn)、直線、曲線等圖素。</p><p>　　第二代CAD系統(tǒng)始于70年代，主要是二維交互式繪圖系統(tǒng)及早期的三維幾何造型系統(tǒng)。在幾何造型方面分別采用了三維線框模型、實(shí)體模型和曲面模型。在實(shí)體造型

16、上采用了實(shí)體幾何構(gòu)造法（CSG）和邊界表示法（B-rep），并在系統(tǒng)內(nèi)部采用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了少數(shù)商品化系統(tǒng)。</p><p>　　第三代CAD系統(tǒng)始于80年代中期，直至現(xiàn)在。這一時(shí)期可以說(shuō)是CAD軟件發(fā)展的黃金時(shí)代，涌現(xiàn)出了眾多商業(yè)化、成熟度、普及率都比較高的CAD系統(tǒng)軟件。這一時(shí)期普遍開始采用基于特征的參數(shù)化建模，以及約束求解和尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法，在顯示精度和渲染效果上也有突破性的進(jìn)展。由于這些系統(tǒng)在

17、二、三維模型之間以及與CAM/CAPP/PDM系統(tǒng)之間有內(nèi)部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型與結(jié)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)二、三維模型之間的相互關(guān)聯(lián)，有助于CAX各系統(tǒng)之間的信息集成。</p><p>　　目前流行的CAD技術(shù)基礎(chǔ)理論主要是以UG為代表的參數(shù)化造型理論流派，它們都屬于基于約束的實(shí)體造型技術(shù)。只有這兩種理論是在近十年產(chǎn)生并且贏得了廣泛的認(rèn)同。在這兩種理論之前，基本上是以表面及線框造型技術(shù)為代表的無(wú)約束自由造型技術(shù)?，F(xiàn)在，CAD

18、技術(shù)仍在向前發(fā)展，這將是一種支持新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的大綜合性環(huán)境支持系統(tǒng)，它能全面支持異地的、數(shù)字化的、采用不同設(shè)計(jì)哲理與方法的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，有人稱之為第四代CAD系統(tǒng)。目前，這一類系統(tǒng)還處在理論探索階段，沒(méi)有真正意思上實(shí)用的商品化產(chǎn)品出現(xiàn)。</p><p>　　盡管我國(guó)在CAD技術(shù)推廣應(yīng)用方面，取得了很大的成績(jī)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在應(yīng)用的廣度和深度上，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在：(1)國(guó)內(nèi)CAD技術(shù)的推廣應(yīng)用還很

19、不普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在制造業(yè)領(lǐng)域，真正用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，其覆蓋率還不足5%；(2)雖然引進(jìn)了不少CAD軟件，但其功能都沒(méi)有充分利用。</p><p>　　0.3 柴油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用CAD技術(shù)的比較</p><p>　　傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法主要依賴于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn),利用圖板進(jìn)行手工繪圖設(shè)計(jì)，全憑工程人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，也有少許運(yùn)用二維電字圖板進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)，它也是全二維圖形，與手工設(shè)

20、計(jì)無(wú)多大區(qū)別，只是把圖板搬到了電腦里。</p><p>　　而目前的CAD特別是現(xiàn)代的三維CAD使零件設(shè)計(jì)達(dá)到了空前的方便，例如：PR/E，UG等等，它們使的零件設(shè)計(jì)三維話，使設(shè)計(jì)更直觀，更形象。使設(shè)計(jì)更具系統(tǒng)性?？梢赃\(yùn)用全周期設(shè)計(jì)，敏捷設(shè)計(jì)，并行設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，使零件的設(shè)計(jì)合理化，簡(jiǎn)單化，使零件的更新?lián)Q代更加容易。</p><p>　　與柴油機(jī)CAD設(shè)計(jì)相比，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法存在以下不

21、足：</p><p>　　·整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程周期長(zhǎng)、效率低；</p><p>　　·對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求較高。設(shè)計(jì)人員不僅要有豐富的柴油機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且要較強(qiáng)的繪圖能力，這樣才能在柴油機(jī)的設(shè)計(jì)中少出差錯(cuò)。</p><p>　　·無(wú)法進(jìn)行相鄰部件之間或部件內(nèi)各零件間的裝配干涉檢查；</p><p>　　·無(wú)法進(jìn)行

22、運(yùn)動(dòng)仿真以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉檢查；</p><p>　　·設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員要查閱大量手冊(cè)和圖文檔案，并進(jìn)行許多數(shù)學(xué)運(yùn)算。</p><p>　　0.4 選題依據(jù)及本文主要內(nèi)容</p><p>　　現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是面向市場(chǎng)，面向用戶的設(shè)計(jì)，企業(yè)制造出來(lái)的產(chǎn)品要面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)速度的快慢，產(chǎn)品開發(fā)一次成功率的高低，不僅決定著企業(yè)產(chǎn)品在市

23、場(chǎng)上所占份額的大小，更決定著一個(gè)企業(yè)的命運(yùn)。</p><p>　　江蘇江動(dòng)集團(tuán)在目前的柴油機(jī)的開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，雖然采用二維CAD技術(shù)（主要軟件有CAD等）通過(guò)修改已有的工程圖來(lái)設(shè)計(jì)柴油機(jī)，較之以前手工繪圖設(shè)計(jì)提高了生產(chǎn)效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，二維設(shè)計(jì)有它的局限性，無(wú)法進(jìn)行數(shù)字模擬仿真，無(wú)法避免產(chǎn)品的出錯(cuò)率，可以發(fā)覺(jué)， 二維繪圖在許多情況下， 不能 完全表述其設(shè)計(jì)意圖， 難于完全表現(xiàn)出思維中零部件的材料、形狀、

24、尺寸、相關(guān)聯(lián)零件等三維實(shí)體。由于以前手段的限制， 人們不得不通過(guò)若干個(gè)二維圖來(lái)描述一個(gè)三維設(shè)想， 而它的不唯一和完整性， 必須不斷修正和完善， 才能表達(dá)清楚。因此，要想真正提高產(chǎn)品開發(fā)能力，就必須掌握好三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)，充分利用三維CAD技術(shù)。</p><p>　　在三維的CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可以調(diào)節(jié)渲染所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的一些基本屬性，如光源設(shè)置，模型屬性(顏色、透明度、反射系數(shù)等)， 還可以設(shè)置模型的顏色、紋理、反射

25、、景深、陰影等效果， 從而達(dá)到渲染產(chǎn)品外觀的效果。 只有在三維的CAD設(shè)計(jì)中， 才可能建立進(jìn)行有限元分析的原始基本數(shù)據(jù)， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。用三維模型在裝配狀態(tài)下進(jìn)行零件設(shè)計(jì)， 可避免實(shí)際的干涉現(xiàn)象起到事半功倍的作用。 凡此種種， 二維的繪圖設(shè)計(jì)只能在局部勉強(qiáng)達(dá)到， 因此， 采用三維設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)理念的一種變革，是CAD的真正應(yīng)用的開始。</p><p>　　在機(jī)械設(shè)計(jì)中， 設(shè)計(jì)模型， 就是各種機(jī)械零件的實(shí)際模

26、型。所有的模型均可以分解成有限品種的構(gòu)成特征， 而每一種構(gòu)成特征， 又可以用有限的參數(shù)完全約束， 即參數(shù)化。因而， 現(xiàn)在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中， 全部可以用參數(shù)化的三維模型來(lái)表述。實(shí)例庫(kù)的建立是就是參數(shù)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。它是用戶和科技工作者所面臨的重要課題之一，對(duì)它的研究具有很大的市場(chǎng)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　為了提高柴油機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短柴油機(jī)的設(shè)計(jì)周期，減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，我們針對(duì)柴油機(jī)的特點(diǎn)基于UGII軟

27、件建立了實(shí)例庫(kù)。實(shí)例庫(kù)故名思意就是實(shí)例零件的集中，是把零件造出來(lái)放到一個(gè)庫(kù)，就行成了實(shí)例庫(kù)，運(yùn)用CBR和成組技術(shù)建立了實(shí)例庫(kù)有利于企業(yè)的生產(chǎn)和開發(fā)，其中主要內(nèi)容安排如下：</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　簡(jiǎn)述了CAD技術(shù)，對(duì)柴油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用CAD技術(shù)進(jìn)行了比較，說(shuō)明了柴油機(jī)三維設(shè)計(jì)及實(shí)例庫(kù)建立的重要性，以此來(lái)確定論文的選題依據(jù)。&l

28、t;/p><p><b>　　柴油機(jī)設(shè)計(jì)理論</b></p><p>　　介紹了柴油機(jī)的一般設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)步驟，對(duì)影響柴油機(jī)設(shè)計(jì)和各種因素進(jìn)行了概括和總結(jié)</p><p>　　2 柴油機(jī)實(shí)例庫(kù)建立中的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　重點(diǎn)探討了UG建模技術(shù)，以及設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　3 通

29、過(guò)UG modeling建立模型實(shí)例 </p><p>　　介紹利用UG modeling建立模型實(shí)例，并說(shuō)明利用UG modeling造型的方法。</p><p>　　4 通過(guò)UG/OPEN GRIP建立實(shí)例模型</p><p>　　介紹利用UG/OPEN GRIP建立實(shí)例庫(kù)的實(shí)例，并說(shuō)明利用UG/OPEN GRIP造型的方法。</p><p&

30、gt;<b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　總結(jié)全文的主要內(nèi)容和應(yīng)用實(shí)例庫(kù)的成效。</p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 柴油機(jī)的設(shè)計(jì)理論</p><p><b

31、>　　1.1柴油機(jī)的組成</b></p><p>　　普通柴油機(jī)的組成圖如下：</p><p>　　單缸四沖程柴油機(jī)主要由機(jī)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)及照明系統(tǒng)等組成。</p><p>　　1.2柴油機(jī)的設(shè)計(jì)試制過(guò)程及總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2.1柴油機(jī)的

32、設(shè)計(jì)試制過(guò)程 </p><p>　　1.2.2 計(jì)包括以下幾項(xiàng)工作：</p><p>　　首先進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，即確定內(nèi)燃機(jī)的類形和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)以及總體布局，繪制出縱橫剖面圖和外形圖。在總體方案設(shè)計(jì)時(shí)，通常要擬定幾種方案，進(jìn)行分析比較，反復(fù)修改，確定一種方案，并在此方案的基礎(chǔ)上繪制系列產(chǎn)品和個(gè)種變形產(chǎn)品的總布圖，以便統(tǒng)一考慮產(chǎn)品的系列化和變形等問(wèn)題，必要時(shí)，還要進(jìn)一步修改總體方案設(shè)計(jì)。&l

33、t;/p><p>　　柴油機(jī)一般都是根據(jù)市場(chǎng)要求，大批大量生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量做到采用先進(jìn)的工藝方案；正確選擇柴油機(jī)通用部件及機(jī)體布局型式；要十分注意保證加工精度和生產(chǎn)效率的措施以及操作使用方便性，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)出技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理和工作可靠的柴油機(jī)。</p><p>　　1.3 柴油活塞組部件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一，活塞</b>

34、</p><p>　　1）活塞工作情況幾設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　活塞的工作情況可以概括如下：</p><p><b>　?、?很大的機(jī)械負(fù)荷</b></p><p><b>　?、?很高的熱負(fù)荷</b></p><p><b>　?、?強(qiáng)烈的磨損</b

35、></p><p>　　根據(jù)活塞的工作情況，在進(jìn)行活塞設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　?、僭诒Ｕ銐虻膹?qiáng)度與剛度的條件下具有最小質(zhì)量</p><p><b>　?、诰哂辛己玫拿芊庑?lt;/b></p><p><b>　?、凼軣嵘儆直闩c散熱</b></p><p>

36、;<b>　?、茏钚〉哪p</b></p><p><b>　　2）活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　活塞的基本結(jié)構(gòu)，根據(jù)所起作用不同，可分以下幾個(gè)部分：</p><p>　　①活塞頭部 包括塞頂，頂岸及活塞環(huán)帶。</p><p>　　②活塞裙部 環(huán)帶以下的部分，起導(dǎo)向作用并承受側(cè)壓力。&l

37、t;/p><p>　　③活塞銷座 位于裙部中央上方，銷座中安放活塞銷。</p><p>　　3）活塞主要尺寸有：</p><p>　?、倩钊叨菻 盡可能選擇較小的H。</p><p><b>　　②壓縮高度H1 </b></p><p>　?、垌敯陡叨萮1 頂岸高度確定了第一環(huán)的位置。<

38、;/p><p>　?、墉h(huán)帶高度h2 環(huán)帶高度取決于活塞環(huán)數(shù)，環(huán)高及環(huán)岸高度。[17]</p><p><b>　　二，活塞銷</b></p><p>　　活塞銷設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　①在保正足夠強(qiáng)度與剛度的條件下具有最小的質(zhì)量；</p><p>　?、谕獗砟湍?，而內(nèi)部沖擊韌性好；

39、</p><p><b>　?、圩銐虻某袎好娣e</b></p><p>　　由以上基礎(chǔ)內(nèi)容看出活塞組零件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在最小重量下達(dá)到工作要求。</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)柴油機(jī)設(shè)計(jì)及活塞組設(shè)計(jì)的研究，可以掌握設(shè)計(jì)柴油機(jī)時(shí)要注意的地方，可以分析出零件中拼合模塊及其中的參數(shù)，為后面的造型打下基礎(chǔ)。</p><p>　　2 實(shí)

40、例庫(kù)建立的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　2.1建立實(shí)例庫(kù)的基本標(biāo)準(zhǔn)及方法</p><p>　　2.1.1建立實(shí)例庫(kù)的基本標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　1. 每個(gè)零件都應(yīng)有一個(gè)中心基準(zhǔn)（如基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)軸或基準(zhǔn)面，主要使用三面基準(zhǔn)），建立零件時(shí)，坐標(biāo)系（相對(duì)坐標(biāo)和絕對(duì)坐標(biāo)）應(yīng)在該零件的對(duì)稱中心位置。</p><p>　　2. 應(yīng)盡量減少特征數(shù)，特征間

41、尺寸用關(guān)系表達(dá)式表示。將特征參數(shù)分為主參數(shù)和次要參數(shù)，用主參數(shù)去控制和約束次要參數(shù)。 </p><p>　　3 . 每個(gè)零件應(yīng)在菜單“裝配”中設(shè)置“參考集”，調(diào)出時(shí)僅顯示特征實(shí)體。</p><p>　　4. 對(duì)于一個(gè)由幾個(gè)零件裝配在一起而組成的部件，要注意建立部件內(nèi)各個(gè)零件之間的參數(shù)值傳遞，即建立各個(gè)零件之間的尺寸鏈接關(guān)系，并用一個(gè)主要的零件去控制和約束其它的次要零件。 

42、;</p><p>　　2.1.2用UG建立實(shí)例庫(kù)的方法</p><p>　　1． 用戶自定義特征（.udf）法</p><p>　?。?） File→New輸入一個(gè)零件Part文件名，Application→Modeling生成一個(gè)Part文件。</p><p>　?。?） Toolbox→Expression對(duì)參數(shù)表達(dá)式進(jìn)行用戶化命名（R

43、ename）和編輯（Edit）。 </p><p>　　（3） File→Export，生成、定義、存儲(chǔ)一個(gè)udf文件。</p><p>　?。?） Toolbox→Features→User Defined實(shí)現(xiàn)調(diào)用。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：創(chuàng)建比較容易；可建立特征參數(shù)之間的關(guān)系，定義特征變量，設(shè)置缺省值，提示輸入關(guān)鍵值；易于恢復(fù)和編輯。缺點(diǎn)：須建立一

44、個(gè)新的part零件才能輸入用戶自定義特征。</p><p>　　2． 用程序設(shè)計(jì)（＊.grx或*.dll）：UG／Open GRIP和／或UG／Open API(UFUN)開發(fā)編程實(shí)現(xiàn)零件的生成和調(diào)用</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：使用交互調(diào)入最方便，應(yīng)用層次最高。缺點(diǎn)：需用程序?qū)懭?，工作量大?#160;</p><p><b>　　2.2 建模技術(shù)<

45、/b></p><p>　　基于實(shí)例庫(kù)的設(shè)計(jì)可顯著提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。通過(guò)對(duì)實(shí)例庫(kù)中的約束參數(shù)的修改，方便地創(chuàng)建出一系列功能和形狀相似的設(shè)計(jì)模型。</p><p><b>　　2.2.1特征建模</b></p><p>　　在三維造型中，實(shí)體模型已經(jīng)比較完善，但它僅僅是零件的幾何形狀描述，沒(méi)能滿足產(chǎn)品開發(fā)整個(gè)生命周期內(nèi)集

46、成所需的信息，如加工特征、材料、裝配、公差和表面粗糙度等信息。此外，在幾何形狀設(shè)計(jì)中，采用點(diǎn)、線、面或一些簡(jiǎn)單的體素通過(guò)布爾運(yùn)算等方法進(jìn)行造型，不太符合設(shè)計(jì)、制造對(duì)構(gòu)型的實(shí)際要求與工程師的設(shè)計(jì)習(xí)慣。因此，產(chǎn)品信息模型不完整，設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)之間的共享同一數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)的問(wèn)題并沒(méi)有得到根本性解決。也就是說(shuō)，幾何形狀的描述和它在制造中被加工成形并沒(méi)有形成一一對(duì)應(yīng)的，可為CAD/CAM所理解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系。這些導(dǎo)致了集成的先天困難。<

47、;/p><p>　　一個(gè)零件的形狀主要由其使用功能及加工工藝性所決定。因此，在設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)者往往采用具有某些使用功能和能夠加工的形狀特征進(jìn)行組合和拼接。采用這樣的構(gòu)型思維方式稱之為特征建模。</p><p>　　特征建模通過(guò)計(jì)算機(jī)將工程圖紙所表達(dá)的產(chǎn)品信息抽象為特征的有機(jī)集合，它不僅構(gòu)造了按一定拓?fù)潢P(guān)系組成形狀，而且反映了特定的工程語(yǔ)義，支持了零件從設(shè)計(jì)到制造成整個(gè)生命周期內(nèi)各種應(yīng)用所

48、需的幾乎全部信息，其中包括管理信息，形狀信息與工藝信息。</p><p>　　特征建模是一種全面表示零件特征的定義方法，利用特征描述零件，不僅可以提供諸如幾何、拓?fù)?、功能、尺寸公差及制造工藝要求等信息，而且還可以同參數(shù)設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)等先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想相結(jié)合，提供全新的設(shè)計(jì)環(huán)境。</p><p>　　特征一般可以劃分成以下幾類。</p><p><b>　　⑴

49、　形狀特征</b></p><p>　　描述一定工程意義的功能幾何形狀信息。形狀特征分為主要形狀特征和輔助形狀特征。主要形狀特征用于構(gòu)造零件的主要形狀，輔助形狀特征用于對(duì)主要零件形狀特征的局部修飾（如倒角、鍵、中心孔等）。</p><p><b>　　⑵　精度特征</b></p><p>　　描述產(chǎn)品、零件和特征幾何形狀和尺寸的許可

50、變動(dòng)量或誤差。精度特征可分為：尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度。尺寸公差可分為定位尺寸公差、定形尺寸公差。幾何公差可分為形狀公差與位置公差。</p><p><b>　　⑶　管理特征</b></p><p>　　用于描述零件的管理信息（如標(biāo)題欄里的零件名稱、圖號(hào)、批量、設(shè)計(jì)者等）。</p><p><b>　　⑷　技術(shù)特征</b&

51、gt;</p><p>　　用于描述產(chǎn)品、零件特征的工藝要求，如熱處理等。</p><p><b>　?、伞〔牧咸卣?lt;/b></p><p>　　用于描述零件材料的組成和條件，如性能、規(guī)劃、熱處理方式、表面處理方式和條件等。材料特征分為整體材料特征、表面處理材料特征及局部處理特征。整體材料特征作為零件的屬性，記錄在零件信息數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)上，它包括材料

52、種類代號(hào)、性能、整體熱處理方法，如表面處理包括表面淬火、滲碳、氮化等。</p><p><b>　　⑹　裝配特征</b></p><p>　　用于表達(dá)零件裝配過(guò)程中需使用的信息。</p><p><b>　?、朔治鎏卣?lt;/b></p><p>　　描述有限元網(wǎng)格特點(diǎn)，類型以及力作用點(diǎn)和方向。<

53、/p><p><b>　　⑻制造特征</b></p><p>　　描述零件的特征加工方法，切削用量，機(jī)床、刀具、量具等特征描述。</p><p><b>　?、唾|(zhì)量特征：</b></p><p>　　質(zhì)量是指產(chǎn)品、零件和特征的性能、功用等指標(biāo)滿足用戶要求的程序，產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中諸環(huán)節(jié)有關(guān)，主要由

54、評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)描述。</p><p>　　在上述特征中，形狀特征和精度特征是與零件建模直接相關(guān)的特征，而管理特征、技術(shù)特征、材料特征和裝配特征等雖不直接參與零件的建模，但它們是實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)集成必不可少的特征。</p><p>　　2.2.2參數(shù)化設(shè)計(jì)</p><p>　　通過(guò)一組參數(shù)建立有關(guān)曲線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,給出不同的參數(shù),即可得到不同的曲線,這就

55、是最基本的參數(shù)化原理.參數(shù)化設(shè)計(jì)就是根據(jù)這種基本原理,建立的一組參數(shù)與一組圖形基本元素或多組圖形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,給出不同的參數(shù),即可得到不同的結(jié)構(gòu)圖形.實(shí)際上,參數(shù)化也就是現(xiàn)在所說(shuō)的數(shù)字化.一個(gè)復(fù)雜的圖形可以分解成一系列簡(jiǎn)單和易于描述的基本圖形元素,如線、圓、圓弧、曲線等，因此任何一個(gè)結(jié)構(gòu)圖形都可以用一系列的控制尺寸及位置尺寸來(lái)完整、唯一地描述.基于以上原則,我們把尺寸標(biāo)準(zhǔn)看作是一種符號(hào)變量,只要改動(dòng)一個(gè)尺寸,參數(shù)化系統(tǒng)便能正確、快速地

56、修改整個(gè)結(jié)構(gòu)和部件；同樣,只要用戶改變結(jié)構(gòu)圖形,參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)也能自動(dòng)修改相應(yīng)的尺寸.我們也可以通過(guò)改變參數(shù)來(lái)獲得不同的實(shí)體形狀,從而得到不同的設(shè)計(jì)方案.所以參數(shù)的應(yīng)用可以大大提高CAD系統(tǒng)的圖形輸入和幾何建模的效率</p><p>　　結(jié)構(gòu)對(duì)象的參數(shù)化一般應(yīng)具有以下特征</p><p>　?、俦仨毦哂休^好的通用性,能適用于同種類型的不同結(jié)構(gòu)；</p><p>　　

57、②用戶能根據(jù)自己的需要和習(xí)慣指定參數(shù)；</p><p>　?、勰芨鶕?jù)用戶指定的參數(shù),自動(dòng)計(jì)算結(jié)構(gòu)的幾何點(diǎn)坐標(biāo)；</p><p>　?、懿粌H能指定結(jié)構(gòu)的形狀控制參數(shù),而且能指定結(jié)構(gòu)或部件的位置控制參數(shù)；</p><p>　?、菟O(shè)計(jì)的部件容易組裝；</p><p>　?、弈苁褂媒Y(jié)構(gòu)形狀參數(shù)、位置參數(shù)、關(guān)系描述性參數(shù)、材料參數(shù)和施工要求參數(shù)等,并

58、建立統(tǒng)一的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；</p><p>　　⑦對(duì)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng),還應(yīng)具有平面和空間的描述性參數(shù),以便于用戶根據(jù)設(shè)計(jì)意圖，正確合理地選用參數(shù).</p><p>　　參數(shù)化設(shè)計(jì)不僅可以使ＣＡＤ系統(tǒng)具有交互式繪圖的功能,還可以使其具有自動(dòng)繪圖的功能。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)開發(fā)出來(lái)的專用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng),可以使設(shè)計(jì)人員從大量繁瑣的繪圖工作中解脫出來(lái),可以大大提高設(shè)計(jì)速度,并減少信息的存儲(chǔ)量。因而進(jìn)行參數(shù)

59、化設(shè)計(jì)技術(shù),是ＣＡＤ技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的任務(wù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)經(jīng)常利用原有設(shè)計(jì),提取一些主要的定形、定位或裝配尺寸作為自定義變量,修改這些變量的同時(shí)由一些公式計(jì)算出并變動(dòng)其它相關(guān)尺寸,即可得到所需的新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。</p><p>　　參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過(guò)修改尺寸而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙的修改的設(shè)計(jì)方法。在參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，用戶無(wú)需進(jìn)行干預(yù)，由CAD系統(tǒng)對(duì)整個(gè)圖形的約束集進(jìn)行分析和求解。參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等

60、，目前參數(shù)化技術(shù)大致可分為如下三種方法：（1）基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法；（2）基于幾何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。其中數(shù)學(xué)方法又分為初等方法（Primary Approach）和代數(shù)方法（Algebraic Approach）。初等方法利用預(yù)先設(shè)定的算法，求解一些特定的幾何約束。這種方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但僅適用于只有水平和垂直方向約束的場(chǎng)合；代數(shù)法則將幾何約束轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，形成一個(gè)非線性方程組。該方程組求解較困難，

61、因此實(shí)際應(yīng)用受到限制；人工智能方法是利用專家系統(tǒng)，對(duì)圖形中的幾何關(guān)系和約束進(jìn)行理解，運(yùn)用幾何原理推導(dǎo)出新的約束，這種方法的速度較慢，交互性不好；特征造型方法是三維實(shí)體造型技術(shù)的發(fā)展，目前正在探討之中。</p><p><b>　　2.3 成組技術(shù)</b></p><p>　　成組技術(shù)(GT-group technology)揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類

62、成組，同組事物能夠采用同一方法進(jìn)行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。在機(jī)械制造工程中，成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)，將成組哲理用于設(shè)計(jì)、制造和管理等整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，改變多品種小批量生產(chǎn)方式，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族（組），按零件族制定工藝進(jìn)行加工，從而擴(kuò)大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、

63、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎(chǔ)，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面所導(dǎo)出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。</p><p>　　成組工藝實(shí)施的步驟為：</p><p><b>　?、倭慵诸惓山M； </b></p><p>　?、谥朴喠慵某山M加工工藝； </p><p>　　③設(shè)計(jì)成組工

64、藝裝備； </p><p>　?、芙M織成組加工生產(chǎn)線。 </p><p>　　零件分類成的方法有：</p><p>　　①代碼分組法：利用零件分類編碼系統(tǒng)對(duì)零件進(jìn)行編碼，按零件代碼，采用一定的相似性準(zhǔn)則進(jìn)行分組。各個(gè)國(guó)家或大企業(yè)均有自己的零件分類編碼系統(tǒng)，比較典型的應(yīng)用比較廣泛的系統(tǒng)有捷克的VUOSO系統(tǒng)、德國(guó)的OPITZ系統(tǒng)、日本的KK-3系統(tǒng)和我國(guó)的JLBM-1

65、系統(tǒng)；分組方法有特征位法、碼域法和特征位碼域法； </p><p>　?、谏a(chǎn)流程分析法(PFA-production flow analysis)：是以零件的加工工藝過(guò)程為依據(jù)，通過(guò)分析進(jìn)行分類，具體方法有關(guān)鍵機(jī)床法、順序分枝法、聚類分析法、鍵合能法等。此外尚有勢(shì)函數(shù)法、模糊模式識(shí)別法等。 </p><p>　　制訂零件的成組加工工藝的方法有：</p><p>　

66、　①?gòu)?fù)合零件法：在一個(gè)零件族中，設(shè)計(jì)一個(gè)能包含這組零件全部的幾何特征的零件，作為復(fù)合零件，其加工工藝則為該族零件的成組工藝； </p><p>　　②復(fù)合工藝路線法：根據(jù)一個(gè)零件族中全部零件的工藝路線，制訂一個(gè)能包含全部零件加工工序的工藝路線，作為該族零件的成組</p><p>　　近年來(lái)，成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，水平有了很大提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、生產(chǎn)

67、組織與管理等方面均有顯著的應(yīng)用效果，如新零件設(shè)計(jì)數(shù)可減少52%、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間可減少 69%、勞動(dòng)生產(chǎn)率可提高33%、生產(chǎn)周期可關(guān)70%、零件成本可減少43%，并已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　2.4 CBR技術(shù)</b></p><p>　　2.4.1 CBR技術(shù)主要內(nèi)容</p><p><b&g

68、t;　　1、CBR概述：</b></p><p>　　CBR的研究起源于1982年Schank的論著”Dynamic Memory”;1983年Kolodner在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)；CBR開始時(shí)用于法律、醫(yī)學(xué)等方面。目前已開始向工程領(lǐng)域滲透。</p><p>　　2、1 CBR的基本思想</p><p><b>　　圖2.4-1</b>&

69、lt;/p><p>　　2、2 CBR的特點(diǎn)</p><p>　　* CBR是一種類比推理，屬歸納推理，能創(chuàng)造新知識(shí)，這與演繹性不同； * CBR實(shí)現(xiàn)分“學(xué)習(xí)”與“開創(chuàng)”兩部分：</p><p>　　* CBR系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)效率取決于實(shí)例源的多少和實(shí)例索引方式；</p><p>　　* 實(shí)例的歸納式修正是生成新解的關(guān)鍵；</p><

70、;p><b>　　3 實(shí)例的表示</b></p><p>　　從邏輯上看，對(duì)實(shí)例的描述涉及三個(gè)方面：</p><p>　　* 問(wèn)題狀態(tài)的描述：索引</p><p>　　* 解描述：用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（一階謂詞、框架、數(shù)據(jù)庫(kù)的紀(jì)錄項(xiàng)）表述實(shí)例的文本描述；</p><p>　　* 解執(zhí)行討論的描述；</p>

71、<p><b>　　4、實(shí)例的索引</b></p><p>　　* 實(shí)例的索引：對(duì)實(shí)例進(jìn)行標(biāo)識(shí)，建立歸納操作的前提；</p><p>　　* 實(shí)例索引的實(shí)現(xiàn)方法：</p><p>　　1）相似矩陣法：類似于GT中的特征矩陣；</p><p><b>　　2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法</b></p

72、><p>　　* 索引過(guò)程所采用的編碼模式：</p><p>　　1. 鏈?zhǔn)酱a 2. 層次碼 3. 混合碼 </p><p><b>　　5、 實(shí)例的歸納</b></p><p>　　根據(jù)待求問(wèn)題描述，并比較索引所提取的實(shí)例的問(wèn)題描述，進(jìn)行歸納式的解的生成。具體有以下方法：(應(yīng)用歸納規(guī)則)</p><p&

73、gt;　　* Ruler-bared Reasoning</p><p>　　* Newral Netwnks</p><p>　　6、 解釋的模型的建立</p><p>　　設(shè)計(jì)成本、參數(shù)等：1）定性；2）定量 （與應(yīng)用公式有關(guān)）</p><p>　　在CAPP中，工藝過(guò)程的圖形仿真：實(shí)際上是一種結(jié)合人的思維的定性方法。</p>

74、<p>　　7、CBR與Rule-based 系統(tǒng)的結(jié)合</p><p><b>　　8、特點(diǎn)：</b></p><p>　　屬類比歸納推理，能創(chuàng)造新知識(shí)，這與演繹不同；</p><p>　　* “求解”于“學(xué)習(xí)”能很的結(jié)合；</p><p>　　* 但要求實(shí)例豐富，否則不佳；</p><

75、;p>　　* 索引方法對(duì)推理效率、成功率等影響最大；</p><p>　　基于實(shí)例的推理(Case-Based Reasoning，CBR)是一種典型的利用以前的實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理的、新的問(wèn)題求解機(jī)制.它求解問(wèn)題簡(jiǎn)單快速、效率高；實(shí)例庫(kù)的建立比較方便，不一定需要專家參與；實(shí)例庫(kù)的維護(hù)、學(xué)習(xí)比較方便.這些優(yōu)越性使得CBR在知識(shí)抽取比較困難或知識(shí)比較缺乏的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中非常有用.</p><

76、p>　　2.4.2 CBR技術(shù)的缺現(xiàn)</p><p>　　利用基于實(shí)例推理技術(shù)時(shí)首先要深入研究它的優(yōu)缺點(diǎn)。是一種以實(shí)例為知識(shí)載體的知識(shí)供應(yīng)方法。當(dāng)前它仍有如下不足：首先，系統(tǒng)為了達(dá)到實(shí)用通常建立龐大的實(shí)例庫(kù)，這導(dǎo)致管理困難，系統(tǒng)運(yùn)行效率低；其次，通過(guò)檢索得到的只是一個(gè)或很少實(shí)例，而其它不符合檢索要求但含有適用知識(shí)的實(shí)例沒(méi)有利用，支持創(chuàng)新的力度不夠；最后，實(shí)例調(diào)整嚴(yán)重依賴領(lǐng)域知識(shí)，難度大，所以很多cbr系統(tǒng)簡(jiǎn)

77、化為實(shí)例檢索系統(tǒng)。導(dǎo)致這三項(xiàng)缺點(diǎn)的深層原因是實(shí)例是獨(dú)立的，不同實(shí)例所蘊(yùn)含的知識(shí)難以組合利用。</p><p>　　成組和CBR技術(shù)是實(shí)例庫(kù)建立過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，利用成組技術(shù)可使零件歸類，在幾何尺寸和拓?fù)潢P(guān)系方面找出它們之間的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，而利用CBR技術(shù)進(jìn)行推理，可以從以有的零件推理新零件的構(gòu)造，可以推理出新問(wèn)題的解法。在此次實(shí)例庫(kù)建立過(guò)程中有很多地方用到成組和CBR技術(shù)。</p><p&g

78、t;　　3 UG modeling建立模型實(shí)例</p><p>　　3.1 UG modeling建模 </p><p>　　UGII是美國(guó)UGS公司開發(fā)的三維CAD/CAM系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以精確地描述幾乎任一幾何形狀，通過(guò)組合這些形狀，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析和建立工程圖。</p><p>　　UG 是一套集CAD/CAM/CAE 的于一體的三維參數(shù)化軟件， 具有強(qiáng)大的

79、建模、分析和加工功能。 其建模技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)建模和參數(shù)化建模的優(yōu)點(diǎn)， 采用尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù)， 具有全相關(guān)的參數(shù)化功能， 是一種“ 復(fù)合建?！?工具。 應(yīng)用UG 的建模功能，設(shè)計(jì)工程師可快速進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，交互建立和編輯各種復(fù)雜 的零部件模型。根據(jù)已建立的三維零件模型， UG 的各種應(yīng)用功能既可對(duì)模型進(jìn)行裝配操作、創(chuàng)建二維工程圖； 也可對(duì)模型進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析和有限元分析， 進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估和 優(yōu)化； 同時(shí)， 還可根據(jù)模型設(shè)計(jì)工裝

80、夾具、進(jìn)行加工處理， 直接生成數(shù)控程序， 用于產(chǎn)品的 加工。在建立三維數(shù)據(jù)模型時(shí)， 模型的性能直接影響到模型的可編輯性以及在各相關(guān)應(yīng)用中的處理速度。</p><p>　　1．UGII的主要功能模塊</p><p><b>　　⑴ 建模</b></p><p>　　UGII將基于約束的特征建模和顯式幾何模型方法無(wú)縫地結(jié)合起來(lái)，提供以當(dāng)今業(yè)界最強(qiáng)有

81、力的“復(fù)合建模”工具，使用戶可以充分利用集成于先進(jìn)、基于特征環(huán)境中的傳統(tǒng)的實(shí)體、面、線框造型的優(yōu)勢(shì)。該模塊可使用戶能夠很方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體經(jīng)及進(jìn)行布爾運(yùn)算及參數(shù)化編輯。它還提供用于快速、有效的概念設(shè)計(jì)的變量草圖工具和更通用的建模和編輯任務(wù)的工具。</p><p><b>　　裝配建模</b></p><p>　　裝配建模模塊提供了并行的、自上

82、而下的產(chǎn)品開發(fā)方法，裝配的主模型在整個(gè)裝配過(guò)程中可以進(jìn)行設(shè)計(jì)和編輯。部件可靈活地配對(duì)或定位，并且一直保持其關(guān)聯(lián)性。這樣既改進(jìn)了性能，又節(jié)約了磁盤的存儲(chǔ)空間。它還提供了數(shù)據(jù)裝載控制功能，允許用戶對(duì)裝配結(jié)構(gòu)的部件進(jìn)行過(guò)濾分析。它可以管理、共享和評(píng)估數(shù)字模型，以完成一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品的全數(shù)字化裝配模型。用它提供的各種工具，用戶可對(duì)整個(gè)產(chǎn)品、指定的子系統(tǒng)或零件進(jìn)行可視化及裝配分析。</p><p><b>　?、?工

83、程圖</b></p><p>　　工程圖模塊可以使設(shè)計(jì)者、工程師和繪圖員從三維實(shí)體模型得到完全相關(guān)的二維工程圖。利用UG的復(fù)合建模技術(shù)，該模塊可以生成尺寸與實(shí)體模型相關(guān)的工程圖，并保證隨著實(shí)體模型的改變而同步更新工程圖尺寸，減少了因模型改變二維圖紙更新所需的時(shí)間。利用裝配模塊的數(shù)據(jù)可以方便地繪制裝配圖，并能快速生成裝配爆炸圖。無(wú)論繪制單頁(yè)還是多頁(yè)詳細(xì)裝配圖及零件圖，工程圖模塊都能減少時(shí)間和成本。<

84、;/p><p><b>　?、?WAVE技術(shù)</b></p><p>　　該模塊提供了一個(gè)參數(shù)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的平臺(tái)，它把概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的變化自始自終地貫穿到整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。在此平臺(tái)上，WAVE技術(shù)使其高級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的定義、控制和評(píng)估成為可能。這一被稱為“控制結(jié)構(gòu)”的可重復(fù)利用的設(shè)計(jì)模板被用來(lái)表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念，這是通過(guò)定義幾何形體框架和關(guān)鍵設(shè)計(jì)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p

85、><p><b>　?、?開發(fā)工具</b></p><p>　　圖形交互編程（GRIP）</p><p>　　GRIP是類似于FORTRAN語(yǔ)言的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，采用類似英語(yǔ)句子的語(yǔ)法，在句法、編譯、聯(lián)接等方面與FORTRAN語(yǔ)言具有相同的特征，可以執(zhí)行UGII中絕大部分操作，在有些情況下，GRIP可以執(zhí)行高級(jí)的定制操作，比在交互方式下更加有效，

86、幾乎所有交互方式下執(zhí)行的操作，都可以使用GRIP程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　用戶功能程序（UFUNC）</p><p>　　提供了與UG的直接編程接口，允話用戶使用當(dāng)今流行的大多數(shù)編程語(yǔ)言，如C、C++建立自已的應(yīng)用程序。它通過(guò)使用自定義對(duì)象，提供了一個(gè)“全擴(kuò)展數(shù)據(jù)模型”。用戶可以開發(fā)應(yīng)用程序擴(kuò)展UG，也可以充分利用UG的構(gòu)造功能建立完全獨(dú)立的實(shí)用工具。</p>

87、<p>　　此外，UGII軟件CAD模塊還包含許多其它功能模塊，例如虛擬現(xiàn)實(shí)、逼真著色、幾何公差等功能模塊；UGII軟件CAM模塊中包含后置處理、車加工、型芯的型腔銑削、固定軸銑削、清根切削、可變軸銑削、順序銑切削、切削仿真等功能模塊；UGII軟件CAE模塊中包含：有限元分析、有限元、機(jī)構(gòu)學(xué)、注塑模分析等功能模塊。</p><p>　　2．UG中的特征造型</p><p>　　U

88、G的造型模塊是基于特征的復(fù)合建模技術(shù)，它提供的尺寸驅(qū)動(dòng)和基于約束功能給設(shè)計(jì)者以很大的靈活性，并大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。“特征”意為著可以在可許的范圍內(nèi)進(jìn)行修改，即參數(shù)化設(shè)計(jì)。UG的特征不僅包括建模特征，如形體特征，曲面特征；而且還有操作特征，順序特征，引用特征……等。復(fù)合建模是指UG的建模技術(shù)分為兩部分：零件一級(jí)的建模即特征建模和自由形狀建模；部分一級(jí)建模即裝配建模。</p><p>　　3，PART造型適用范圍：&

89、lt;/p><p>　　有些零件它們的外形一樣，或者說(shuō)差不多，只是它們的尺寸大小不一樣，在尺寸大小變化時(shí)，零件的拓樸關(guān)系不變，象這類零件就可用PART模塊來(lái)建模。這時(shí)改變模型中的表達(dá)式，就可生成其它零件。</p><p>　　3.2 UG模型建立的方法</p><p>　　用UG軟件進(jìn)行柴油機(jī)設(shè)計(jì)、制造時(shí)，很重要的一個(gè)問(wèn)題是如何利用軟件快速正確地建立柴油機(jī)的三維模型。一

90、個(gè)詳細(xì)而又復(fù)雜的設(shè)計(jì)模型的基本建立方法類似于加工過(guò)程：首先，通過(guò)基本體素或草圖建立零件的毛坯，即模型的基本形狀；其次，通過(guò)成形特征等功能類似于粗加工一樣在毛坯上開鍵槽，挖空，打孔等操作；再其次，通過(guò)類似于精加工倒圓角、倒角等方法對(duì)模型倒圓角等操作；最后，對(duì)所建模型再做適當(dāng)?shù)木庉?，這樣一個(gè)符合要求的零件模型就建立了。</p><p>　　UG 是一種復(fù)合建模工具， 它提供了多種建模方法。在建立零件模型時(shí)， 既可以用

91、基本體素建立簡(jiǎn)單的實(shí)體， 也可以通過(guò)對(duì)曲線、草圖的拉伸、旋轉(zhuǎn)建立各種掃描實(shí)體， 還可以用系統(tǒng)提供的特征創(chuàng)建各種特征體。對(duì)于同一零件模型， 盡管可以用不同方法和不同的順序建模， 但是， 不同建模方法所建立的實(shí)體模型， 其編輯性能不同。例如： 要?jiǎng)?chuàng)建一根階梯軸的三維模型， 可用基本體素圓柱體來(lái)逐段建立， 也可逐段繪制圓再對(duì)其進(jìn)行拉伸來(lái)建立， 還可先建一個(gè)基本體素圓柱體再用凸臺(tái)特征來(lái)建立。在這三種建模方法中， 第一種方法建立的軸編輯性不好，

92、如果縮短中間某個(gè)臺(tái)階的長(zhǎng)度，則會(huì)出現(xiàn)更</p><p>　　新失效的提示。而第三種方法從建模的方便性和各參數(shù)的可編輯性來(lái)說(shuō)都是最好的方法.</p><p>　　3.3 MODELING 造型實(shí)例</p><p><b>　　活塞</b></p><p><b>　　圖3.3-1</b></p&

93、gt;<p><b>　　一 文件操作</b></p><p>　　1）建立一個(gè)新的部件文件 選擇FILE NEW 命名為：ZH1120.4-3</p><p>　　2）打開一個(gè)部件文件 選擇FILE NEW 名為：ZH1120.4-3</p><p><b>　　二 圖層的設(shè)置</b>&l

94、t;/p><p>　　層類似與透明薄膜，每個(gè)層可以安放不同類形的對(duì)象。層用于組織部件文件的數(shù)據(jù)，在每個(gè)部件中提供256層。層的狀態(tài)分四種：可選層，使為工作層，不可見(jiàn)層，僅可見(jiàn)。</p><p><b>　　圖層一般分配如下：</b></p><p>　　在此實(shí)例中，實(shí)體在LAYER 1層，草圖在LAYER 21，22，23，24，25層，基準(zhǔn)在LA

95、YER 2，61，62，63，64，65層。</p><p><b>　　所建草圖如下：</b></p><p><b>　　圖3.3-2</b></p><p><b>　　所建基準(zhǔn)如下：</b></p><p><b>　　圖3.3-3</b><

96、/p><p><b>　　三 表達(dá)式</b></p><p>　　表達(dá)式有自己的語(yǔ)言：</p><p>　　左側(cè)：變量名 右側(cè)：表達(dá)式字符串</p><p><b>　　此零件中表達(dá)式為：</b></p><p>　　p6=60

97、 // 60</p><p>　　p7=111 // 111</p><p>　　p8=17 //

98、 17</p><p>　　p9=3 // 3</p><p>　　p10=3 // 3</p><p>　　p11=2

99、 // 2</p><p>　　p12=178 // 178</p><p>　　p13=102

100、 // 102</p><p>　　p14=21 // 21</p><p>　　p15=10 // 10</p><p>　　p16=35

101、 // 35</p><p>　　p19=68.05+62.7 // 130.75</p><p>　　p20=16

102、 // 16</p><p>　　p21=67.7 // 67.7</p><p>　　p22=0 // 0</p><p>　　p2

103、3=360 // 360</p><p>　　p24=5 // 5</p><p>　　p25=-5

104、 // -5</p><p>　　p26=0 // 0</p><p>　　p41=23 // 23</p><p>

105、　　p42=15 // 15</p><p>　　p43=33 // 33</p><p>　　p45=12

106、 // 12</p><p>　　p46=5 // 5</p><p>　　p47=28 // 28</p><p

107、>　　p48=9 // 9</p><p>　　p49=0 // 0</p><p>　　p50=360

108、 // 360</p><p>　　p51=-1 // -1</p><p>　　p52=-34.5/2 // -17.25</p>

109、;<p>　　p53=-62.7 // -62.7</p><p>　　p54=54 // 54</p><p>　　p55=0 // Used By ..

110、. // 0</p><p>　　p58=-8 // Used By ... // -8</p><p>　　p59=36 // Used By ... // 36&l

111、t;/p><p>　　p60=60 // Used By ... // 60</p><p>　　p61=0 // Used By ... // 0</p><p>　　p62=0.0

112、 // 0</p><p>　　p63=7 // 7</p><p>　　p64=180-15 // 16

113、5</p><p>　　p65=360-20 // 340</p><p>　　p66=4.75 // 4.75</p><p>　　p67=54