張紅+沈斌

摘 要：該文簡介了所設(shè)計的數(shù)控龍門銑床整體結(jié)構(gòu)，功能原理及相關(guān)參數(shù)，結(jié)合設(shè)計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設(shè)計的過程，包括零部件的設(shè)計，裝配和虛擬調(diào)試，以及二維工程圖的生成。

關(guān)鍵詞：UG 數(shù)控龍門銑床 設(shè)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(shù)控技術(shù)起步較晚，新技術(shù)的普及應(yīng)用也相對要慢一些，因此，一些數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產(chǎn)品設(shè)計的周期變長，更新?lián)Q代的速度也慢了很多。為了使自己的產(chǎn)品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)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(yīng)用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設(shè)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(xiàn)各種復(fù)雜實體的三維造型設(shè)計，能進行設(shè)備關(guān)鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數(shù)控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設(shè)計的要求。UG軟件具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)對機械產(chǎn)品的快捷的修改能力，在產(chǎn)品的設(shè)計初期能完美的呈現(xiàn)產(chǎn)品的三維立體圖像，便于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和修改，由于UG軟件部件導(dǎo)航器是智能化的樹結(jié)構(gòu)，無論在產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品進行更新?lián)Q代，UG軟件都能輕松完成。以UG數(shù)控龍門銑床的設(shè)計為例來說明。

1 數(shù)控龍門銑床的結(jié)構(gòu)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(xiàn)各種類型零件的銑削加工。設(shè)計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現(xiàn)銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現(xiàn)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(jīng)編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產(chǎn)生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設(shè)計的過程和方法

2.1 設(shè)計的流程

應(yīng)用UG的拉伸、回轉(zhuǎn)、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(shè)計，經(jīng)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(jīng)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(jié)構(gòu)，內(nèi)部有很多加強筋，二維圖紙會很復(fù)雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，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(diào)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(guān)系抑制后，調(diào)節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內(nèi)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(diào)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(xiàn)問題。通過調(diào)節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應(yīng)的加工位置，通過調(diào)整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應(yīng)的確定了。在虛擬調(diào)試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設(shè)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(jù)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(yīng)，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(wù)。另外UG繪制的工程圖可以轉(zhuǎn)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(shù)人員之間進行交流合作。

3 結(jié)語

目前數(shù)控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學(xué)生的實習(xí)。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設(shè)計和開發(fā)，大大提高了產(chǎn)品設(shè)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(xiàn)的干涉，在實際的生產(chǎn)過程中運行良好。后期又在此設(shè)計的基礎(chǔ)上進行了多次的技術(shù)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(chǎn)品的開發(fā)周期，使新產(chǎn)品加速推廣和應(yīng)用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)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(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：該文簡介了所設(shè)計的數(shù)控龍門銑床整體結(jié)構(gòu)，功能原理及相關(guān)參數(shù)，結(jié)合設(shè)計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設(shè)計的過程，包括零部件的設(shè)計，裝配和虛擬調(diào)試，以及二維工程圖的生成。

關(guān)鍵詞：UG 數(shù)控龍門銑床 設(shè)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(shù)控技術(shù)起步較晚，新技術(shù)的普及應(yīng)用也相對要慢一些，因此，一些數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產(chǎn)品設(shè)計的周期變長，更新?lián)Q代的速度也慢了很多。為了使自己的產(chǎn)品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)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(yīng)用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設(shè)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(xiàn)各種復(fù)雜實體的三維造型設(shè)計，能進行設(shè)備關(guān)鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數(shù)控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設(shè)計的要求。UG軟件具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)對機械產(chǎn)品的快捷的修改能力，在產(chǎn)品的設(shè)計初期能完美的呈現(xiàn)產(chǎn)品的三維立體圖像，便于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和修改，由于UG軟件部件導(dǎo)航器是智能化的樹結(jié)構(gòu)，無論在產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品進行更新?lián)Q代，UG軟件都能輕松完成。以UG數(shù)控龍門銑床的設(shè)計為例來說明。

1 數(shù)控龍門銑床的結(jié)構(gòu)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(xiàn)各種類型零件的銑削加工。設(shè)計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現(xiàn)銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現(xiàn)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(jīng)編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產(chǎn)生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設(shè)計的過程和方法

2.1 設(shè)計的流程

應(yīng)用UG的拉伸、回轉(zhuǎn)、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(shè)計，經(jīng)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(jīng)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(jié)構(gòu)，內(nèi)部有很多加強筋，二維圖紙會很復(fù)雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，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(diào)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(guān)系抑制后，調(diào)節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內(nèi)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(diào)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(xiàn)問題。通過調(diào)節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應(yīng)的加工位置，通過調(diào)整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應(yīng)的確定了。在虛擬調(diào)試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設(shè)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(jù)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(yīng)，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(wù)。另外UG繪制的工程圖可以轉(zhuǎn)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(shù)人員之間進行交流合作。

3 結(jié)語

目前數(shù)控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學(xué)生的實習(xí)。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設(shè)計和開發(fā)，大大提高了產(chǎn)品設(shè)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(xiàn)的干涉，在實際的生產(chǎn)過程中運行良好。后期又在此設(shè)計的基礎(chǔ)上進行了多次的技術(shù)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(chǎn)品的開發(fā)周期，使新產(chǎn)品加速推廣和應(yīng)用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)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(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：該文簡介了所設(shè)計的數(shù)控龍門銑床整體結(jié)構(gòu)，功能原理及相關(guān)參數(shù)，結(jié)合設(shè)計過程中的一些問題，詳細論述了利用UG軟件進行設(shè)計的過程，包括零部件的設(shè)計，裝配和虛擬調(diào)試，以及二維工程圖的生成。

關(guān)鍵詞：UG 數(shù)控龍門銑床 設(shè)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(shù)控技術(shù)起步較晚，新技術(shù)的普及應(yīng)用也相對要慢一些，因此，一些數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)還在使用傳統(tǒng)二維CAD軟件，使得產(chǎn)品設(shè)計的周期變長，更新?lián)Q代的速度也慢了很多。為了使自己的產(chǎn)品能夠盡早搶占市場先機，很多企業(yè)的新產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)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(yīng)用最廣泛的高端三維機械CAD軟件之一，擁有計算機輔助設(shè)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(xiàn)各種復(fù)雜實體的三維造型設(shè)計，能進行設(shè)備關(guān)鍵零件的受力分析，還能在加工模塊完成零件的數(shù)控加工程序編制，完全可以滿足一般企業(yè)對于機械設(shè)計的要求。UG軟件具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)對機械產(chǎn)品的快捷的修改能力，在產(chǎn)品的設(shè)計初期能完美的呈現(xiàn)產(chǎn)品的三維立體圖像，便于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和修改，由于UG軟件部件導(dǎo)航器是智能化的樹結(jié)構(gòu)，無論在產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品進行更新?lián)Q代，UG軟件都能輕松完成。以UG數(shù)控龍門銑床的設(shè)計為例來說明。

1 數(shù)控龍門銑床的結(jié)構(gòu)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(xiàn)各種類型零件的銑削加工。設(shè)計的龍門銑床是靠主軸頭的移動來實現(xiàn)銑削運動，由三臺伺服電機帶動滾珠絲杠副實現(xiàn)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(jīng)編制好的加工程序，使主軸頭在各方向產(chǎn)生位移，最終完成工件的銑削加工。

2 設(shè)計的過程和方法

2.1 設(shè)計的流程

應(yīng)用UG的拉伸、回轉(zhuǎn)、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(shè)計，經(jīng)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(jīng)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(jié)構(gòu)，內(nèi)部有很多加強筋，二維圖紙會很復(fù)雜，利用UG造型，可以一邊造型一邊觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，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(diào)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(guān)系抑制后，調(diào)節(jié)各軸的行程，可以觀察各軸的行程是否符合設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)和縮放，全方位多視角的進行觀察，檢查裝配體有無內(nèi)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(diào)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(xiàn)問題。通過調(diào)節(jié)機床X，Y和Z三軸的位移，觀察是否能夠到達相應(yīng)的加工位置，通過調(diào)整最終得到最合理的裝配方案，各個零件的尺寸也就相應(yīng)的確定了。在虛擬調(diào)試的過程中可以直觀的看到銑床的加工范圍，使設(shè)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(jù)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(yīng)，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(wù)。另外UG繪制的工程圖可以轉(zhuǎn)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(shù)人員之間進行交流合作。

3 結(jié)語

目前數(shù)控龍門銑床在我校車間投入使用，用于學(xué)生的實習(xí)。因為龍門銑床是利用UG軟件在全三維環(huán)境中進行的設(shè)計和開發(fā)，大大提高了產(chǎn)品設(shè)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(xiàn)的干涉，在實際的生產(chǎn)過程中運行良好。后期又在此設(shè)計的基礎(chǔ)上進行了多次的技術(shù)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(chǎn)品的開發(fā)周期，使新產(chǎn)品加速推廣和應(yīng)用。

參考文獻

[1] 張云杰，陳鋒正，白晶.UG NX6.0零件與裝配設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)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(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2007（1）：31-33.endprint