UG在數控龍門銑床設計中的應用

張紅+沈斌

摘 要：該文簡介了所設計的數控龍門銑床整體結構，功能原理及相關參數，結合設計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設計的過程，包括零部件的設計，裝配和虛擬調試，以及二維工程圖的生成。

關鍵詞：UG 數控龍門銑床 設計

中圖分類號：TG65 ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我國數控技術起步較晚，新技術的普及應用也相對要慢一些，因此，一些數控設備生產企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產品設計的周期變長，更新換代的速度也慢了很多。為了使自己的產品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產品設計已經從傳統(tǒng)的二維CAD設計逐漸過渡到三維CAD開發(fā)。

UG是目前在我國機械行業(yè)應用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）和計算機輔助制造（CAM）三大模塊，它功能強大，能實現各種復雜實體的三維造型設計，能進行設備關鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設計的要求。UG軟件具有在整個產品周期內對機械產品的快捷的修改能力，在產品的設計初期能完美的呈現產品的三維立體圖像，便于產品結構的調整和修改，由于UG軟件部件導航器是智能化的樹結構，無論在產品設計的哪個階段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者對原有產品進行更新換代，UG軟件都能輕松完成。以UG數控龍門銑床的設計為例來說明。

1 數控龍門銑床的結構及工作原理

如圖1所示，龍門銑床主要包括工作臺、底座、龍門和Z軸裝置等。龍門銑床屬于三軸機床，通過機床主軸在X、Y和Z三個方向的運動來實現各種類型零件的銑削加工。設計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現X、Y和Z三軸的運動，工作時把工件的毛坯裝夾在工作臺上，通過已經編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設計的過程和方法

2.1 設計的流程

應用UG的拉伸、回轉、掃掠、鉆孔和陣列等建模功能，完成龍門銑床的龍門、底座、工作臺等零件的三維造型設計，經過多次的修改和完善最終得到最合理的零件三維模型。由于大部分尺寸較大的零件是鑄造件，我們可以利用UG編輯外觀顯示的功能把需要經加工的工作面位置用不同顏色表示出來，使鑄造廠留精加工余量，這種方法比二維圖紙更直觀，利用UG軟件完成的銑床底座如圖2所示，底座如圖3所示。由于龍門和底座都是空心結構，內部有很多加強筋，二維圖紙會很復雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內部結構，有問題可以隨時修改，避免了不必要的失誤。

2.2 運用UG軟件進行裝配和虛擬調試

所有零件建模完成后，進入裝配模塊，裝配的過程中可以通過同心、同軸、共面、距離和固定等裝配約束先把各零件的位置一一定位好，把某些裝配約束關系抑制后，調節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設計意圖，最終可以確定絲杠的長度、絲杠軸承座的安裝位置和可加工零件的尺寸范圍。如果修改零件，裝配體也會實時更新它所引用的零件，使我們重新審視我們的裝配體結構是否合理。

在龍門銑床裝配完成后，可以按著鼠標中鍵進行旋轉和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內部干涉。我們可以通過“移動組件”命令使工作臺前后位移，使Z軸裝置上下和左右移動，在虛擬調試的過程中觀察各軸的部件是否存在干涉，避免實物安裝過程中出現問題。通過調節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應的加工位置，通過調整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應的確定了。在虛擬調試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設計的準確性提高。

2.3 生成二維工程圖

龍門銑床裝配完成之后，進入UG制圖模塊，利用各方向視圖的投影功能生成裝配體和各零件的二維工程圖，利用圖紙完成零件的加工制造和龍門銑床的裝配。UG軟件可根據三維模型的尺寸自動生成二維尺寸，二維尺寸和三維模型一一對應，修改零件的尺寸或形狀時，二維工程圖也會自動更新。利用此模塊生成工程圖非常的方便快捷，而且可以完成所有傳統(tǒng)的二維軟件的標注任務。另外UG繪制的工程圖可以轉化為DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等繪圖軟件也可以打開UG 畫的工程圖，方便不同企業(yè)的技術人員之間進行交流合作。

3 結語

目前數控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學生的實習。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設計和開發(fā)，大大提高了產品設計的效率，并且零件的形狀和尺寸都完全正確，避免了裝配過程中出現的干涉，在實際的生產過程中運行良好。后期又在此設計的基礎上進行了多次的技術改造，由于零部件的修改和更新是用UG軟件操作的，節(jié)約了成本，縮短了新產品的開發(fā)周期，使新產品加速推廣和應用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設計[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2] 朱萬勝，李延龍，張作龍.基于Solid Works的油管試壓機造型設計[J].機械設計與制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：該文簡介了所設計的數控龍門銑床整體結構，功能原理及相關參數，結合設計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設計的過程，包括零部件的設計，裝配和虛擬調試，以及二維工程圖的生成。

關鍵詞：UG 數控龍門銑床 設計

中圖分類號：TG65 ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我國數控技術起步較晚，新技術的普及應用也相對要慢一些，因此，一些數控設備生產企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產品設計的周期變長，更新換代的速度也慢了很多。為了使自己的產品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產品設計已經從傳統(tǒng)的二維CAD設計逐漸過渡到三維CAD開發(fā)。

UG是目前在我國機械行業(yè)應用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）和計算機輔助制造（CAM）三大模塊，它功能強大，能實現各種復雜實體的三維造型設計，能進行設備關鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設計的要求。UG軟件具有在整個產品周期內對機械產品的快捷的修改能力，在產品的設計初期能完美的呈現產品的三維立體圖像，便于產品結構的調整和修改，由于UG軟件部件導航器是智能化的樹結構，無論在產品設計的哪個階段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者對原有產品進行更新換代，UG軟件都能輕松完成。以UG數控龍門銑床的設計為例來說明。

1 數控龍門銑床的結構及工作原理

如圖1所示，龍門銑床主要包括工作臺、底座、龍門和Z軸裝置等。龍門銑床屬于三軸機床，通過機床主軸在X、Y和Z三個方向的運動來實現各種類型零件的銑削加工。設計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現X、Y和Z三軸的運動，工作時把工件的毛坯裝夾在工作臺上，通過已經編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設計的過程和方法

2.1 設計的流程

應用UG的拉伸、回轉、掃掠、鉆孔和陣列等建模功能，完成龍門銑床的龍門、底座、工作臺等零件的三維造型設計，經過多次的修改和完善最終得到最合理的零件三維模型。由于大部分尺寸較大的零件是鑄造件，我們可以利用UG編輯外觀顯示的功能把需要經加工的工作面位置用不同顏色表示出來，使鑄造廠留精加工余量，這種方法比二維圖紙更直觀，利用UG軟件完成的銑床底座如圖2所示，底座如圖3所示。由于龍門和底座都是空心結構，內部有很多加強筋，二維圖紙會很復雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內部結構，有問題可以隨時修改，避免了不必要的失誤。

2.2 運用UG軟件進行裝配和虛擬調試

所有零件建模完成后，進入裝配模塊，裝配的過程中可以通過同心、同軸、共面、距離和固定等裝配約束先把各零件的位置一一定位好，把某些裝配約束關系抑制后，調節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設計意圖，最終可以確定絲杠的長度、絲杠軸承座的安裝位置和可加工零件的尺寸范圍。如果修改零件，裝配體也會實時更新它所引用的零件，使我們重新審視我們的裝配體結構是否合理。

在龍門銑床裝配完成后，可以按著鼠標中鍵進行旋轉和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內部干涉。我們可以通過“移動組件”命令使工作臺前后位移，使Z軸裝置上下和左右移動，在虛擬調試的過程中觀察各軸的部件是否存在干涉，避免實物安裝過程中出現問題。通過調節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應的加工位置，通過調整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應的確定了。在虛擬調試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設計的準確性提高。

2.3 生成二維工程圖

龍門銑床裝配完成之后，進入UG制圖模塊，利用各方向視圖的投影功能生成裝配體和各零件的二維工程圖，利用圖紙完成零件的加工制造和龍門銑床的裝配。UG軟件可根據三維模型的尺寸自動生成二維尺寸，二維尺寸和三維模型一一對應，修改零件的尺寸或形狀時，二維工程圖也會自動更新。利用此模塊生成工程圖非常的方便快捷，而且可以完成所有傳統(tǒng)的二維軟件的標注任務。另外UG繪制的工程圖可以轉化為DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等繪圖軟件也可以打開UG 畫的工程圖，方便不同企業(yè)的技術人員之間進行交流合作。

3 結語

目前數控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學生的實習。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設計和開發(fā)，大大提高了產品設計的效率，并且零件的形狀和尺寸都完全正確，避免了裝配過程中出現的干涉，在實際的生產過程中運行良好。后期又在此設計的基礎上進行了多次的技術改造，由于零部件的修改和更新是用UG軟件操作的，節(jié)約了成本，縮短了新產品的開發(fā)周期，使新產品加速推廣和應用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設計[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2] 朱萬勝，李延龍，張作龍.基于Solid Works的油管試壓機造型設計[J].機械設計與制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：該文簡介了所設計的數控龍門銑床整體結構，功能原理及相關參數，結合設計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設計的過程，包括零部件的設計，裝配和虛擬調試，以及二維工程圖的生成。

關鍵詞：UG 數控龍門銑床 設計

中圖分類號：TG65 ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我國數控技術起步較晚，新技術的普及應用也相對要慢一些，因此，一些數控設備生產企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產品設計的周期變長，更新換代的速度也慢了很多。為了使自己的產品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產品設計已經從傳統(tǒng)的二維CAD設計逐漸過渡到三維CAD開發(fā)。

UG是目前在我國機械行業(yè)應用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）和計算機輔助制造（CAM）三大模塊，它功能強大，能實現各種復雜實體的三維造型設計，能進行設備關鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設計的要求。UG軟件具有在整個產品周期內對機械產品的快捷的修改能力，在產品的設計初期能完美的呈現產品的三維立體圖像，便于產品結構的調整和修改，由于UG軟件部件導航器是智能化的樹結構，無論在產品設計的哪個階段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者對原有產品進行更新換代，UG軟件都能輕松完成。以UG數控龍門銑床的設計為例來說明。

1 數控龍門銑床的結構及工作原理

如圖1所示，龍門銑床主要包括工作臺、底座、龍門和Z軸裝置等。龍門銑床屬于三軸機床，通過機床主軸在X、Y和Z三個方向的運動來實現各種類型零件的銑削加工。設計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現X、Y和Z三軸的運動，工作時把工件的毛坯裝夾在工作臺上，通過已經編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設計的過程和方法

2.1 設計的流程

應用UG的拉伸、回轉、掃掠、鉆孔和陣列等建模功能，完成龍門銑床的龍門、底座、工作臺等零件的三維造型設計，經過多次的修改和完善最終得到最合理的零件三維模型。由于大部分尺寸較大的零件是鑄造件，我們可以利用UG編輯外觀顯示的功能把需要經加工的工作面位置用不同顏色表示出來，使鑄造廠留精加工余量，這種方法比二維圖紙更直觀，利用UG軟件完成的銑床底座如圖2所示，底座如圖3所示。由于龍門和底座都是空心結構，內部有很多加強筋，二維圖紙會很復雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內部結構，有問題可以隨時修改，避免了不必要的失誤。

2.2 運用UG軟件進行裝配和虛擬調試

所有零件建模完成后，進入裝配模塊，裝配的過程中可以通過同心、同軸、共面、距離和固定等裝配約束先把各零件的位置一一定位好，把某些裝配約束關系抑制后，調節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設計意圖，最終可以確定絲杠的長度、絲杠軸承座的安裝位置和可加工零件的尺寸范圍。如果修改零件，裝配體也會實時更新它所引用的零件，使我們重新審視我們的裝配體結構是否合理。

在龍門銑床裝配完成后，可以按著鼠標中鍵進行旋轉和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內部干涉。我們可以通過“移動組件”命令使工作臺前后位移，使Z軸裝置上下和左右移動，在虛擬調試的過程中觀察各軸的部件是否存在干涉，避免實物安裝過程中出現問題。通過調節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應的加工位置，通過調整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應的確定了。在虛擬調試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設計的準確性提高。

2.3 生成二維工程圖

龍門銑床裝配完成之后，進入UG制圖模塊，利用各方向視圖的投影功能生成裝配體和各零件的二維工程圖，利用圖紙完成零件的加工制造和龍門銑床的裝配。UG軟件可根據三維模型的尺寸自動生成二維尺寸，二維尺寸和三維模型一一對應，修改零件的尺寸或形狀時，二維工程圖也會自動更新。利用此模塊生成工程圖非常的方便快捷，而且可以完成所有傳統(tǒng)的二維軟件的標注任務。另外UG繪制的工程圖可以轉化為DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等繪圖軟件也可以打開UG 畫的工程圖，方便不同企業(yè)的技術人員之間進行交流合作。

3 結語

目前數控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學生的實習。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設計和開發(fā)，大大提高了產品設計的效率，并且零件的形狀和尺寸都完全正確，避免了裝配過程中出現的干涉，在實際的生產過程中運行良好。后期又在此設計的基礎上進行了多次的技術改造，由于零部件的修改和更新是用UG軟件操作的，節(jié)約了成本，縮短了新產品的開發(fā)周期，使新產品加速推廣和應用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設計[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2] 朱萬勝，李延龍，張作龍.基于Solid Works的油管試壓機造型設計[J].機械設計與制造，2007（1）：31-33.endprint