三維軟件在機械加工中應用

許魯江

摘要：以往的機械加工過程中，二維技術是一種常用的技術手段。隨著時代的發(fā)展，越來越多的三維技術開始被應用于加工過程中，并發(fā)揮出重要的作用。通過對三維軟件在機械加工中的應用相關問題進行分析，可以進一步提高對三維軟件的認識水平，將其更好的應用于各種機械加工過程中。本文，筆者即以目前應用較為廣泛的三維UG軟件為例，對其在季節(jié)加工中的具體應用相關問題予以簡要的分析。

關鍵詞：三維技術;機械加工;UG軟件;設計應用

前言

以往的機械加工過程中，大多使用各種二維技術。但隨著人們實際加工需求的不斷提高等因素的影響，二維技術日益無法滿足實際機械加工的需求。于是，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，軟件應用越來越普及，逐漸發(fā)展為現(xiàn)在的三維應用，并對機械加工領域產(chǎn)生極大的影響。UG軟件是目前應用較為廣泛的三維軟件，具有多方面的強大功能，例如工程設計以及零件性能分析等，被廣泛應用于汽車、機械加工等制造行業(yè)。

1.三維技術概述

較之二維CAD，CAPP系統(tǒng)，三維CAD（計算機輔助設計）軟件具有形象直觀、設計變更容易、設計效率高等優(yōu)勢，傳統(tǒng)二維CAD設計正快速邁進三維CAD時代，全三維CAD正逐步成為設計軟件的主流。三維CAD技術具有多重強大的功能，包括三維模擬建模以及仿真分析等，較之以往的二維技術，具有諸多十分明顯的應用優(yōu)勢。例如較強的易操作性以及較高的設計速度等，從而有效提高實際機械加工的效率，為工程設計人員等節(jié)省更多的時間。CAD系統(tǒng)工作流程如圖1所示：

圖1??CAD系統(tǒng)工作流程圖

2.UG軟件在三維機械加工工藝設計中的應用分析

目前，在機械加工過程中，使用的三維軟件有很多，其中，UG軟件是目前應用較為廣泛的一種三維計算機輔助設計分析和制造應用軟件，下面，筆者即以UG軟件為例，對UG軟件在三維機械加工工藝設計中的應用相關問題進行分析。

2.1UG軟件模塊

UG軟件包含多個功能各異的模塊，包括CAD模塊和CAM模塊以及CAE模塊和其他模塊等，不同的模塊具有各自獨特的功能和作用。其中，CAD模塊包括建模模塊和外觀造型設計模塊、裝配模塊，以及工程繪圖模塊等。而CAM模塊則可以按照已經(jīng)構建完畢的三維模型生成相應的數(shù)控代碼，以更好的指導實際的機械產(chǎn)品加工過程。CAE模塊則涉及到加工過程中的分析以及仿真等內(nèi)容，在保證加工質(zhì)量方面具有十分重要的作用。另外還包括一些專用模塊，例如注塑模向?qū)K等，可以更好的滿足不同加工的獨特需要。

2.2UG軟件在機械加工中的應用

（1）將傳統(tǒng)的用二維工序圖傳達加工信息的方式轉(zhuǎn)換為使用三維實體模型來傳達。在利用UG軟件進行機械加工的時候，可以對以往的二維加工信息傳達方式予以改變，轉(zhuǎn)而利用三維實體模型進行表達。利用三維技術，對機械加工不同工序的內(nèi)容予以細化，并利用一定的表達方式，將機械加工相關工藝信息在三維環(huán)境中充分的展示出來。從而有效保證了零件設計與工藝設計的同步性，幫助工作人員更加清晰直觀的了解到加工的整個情況。

（2）快速輸出機械加工工藝卡片。工藝過程卡片的單位是工序，通過卡片，可以對模具或零、部件的加工（或裝配）過程予以簡要的說明。將工藝文件的內(nèi)容，填入一定格式的卡片，簡要地列出整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線。工藝過程卡片的內(nèi)容大多十分簡單，但從中可以基本了解到整個零件的工藝流程以及相應的加工方案等。在利用UG軟件進行機械加工的過程中，可以實現(xiàn)機械加工工藝卡的快速輸出，及時將整個機械加工的過程和流程等顯示出來，從而幫助人們更好的掌握零件加工的整個流程。

（3）NC程序編制或數(shù)控加工數(shù)據(jù)生成。數(shù)控編程（NC?programming）?指的是制備數(shù)控加工程序的過程，

NC程序的正確性和合理性會對各種機械產(chǎn)品的加工過程以及最終的加工治療等產(chǎn)生極大的影響。以往在生成NC程序的時候，大多采用手動生成的方式，且大多需要較長時間的程序驗證等，加工效率低下。而通過利用三維軟件，則可以快速生成NC程式，提高加工效率。且生產(chǎn)過程更靈活、自由，多樣化，可以更好的滿足人們的多方面需求。

（4）運動模擬仿真動畫。以往在生成NC程式之后，為了驗證其準確性等，大多需要進行機床空運行等，需要耗費較長的時間，整體效率較低。而如果可以采取有效方式對NC程序予以仿真，通過圖形方式，計算機屏幕上模擬出NC的實際加工過程，可以更好的對整個程序予以檢查，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的錯誤，并積極的進行修改，從而保證整個機械加工的效率和質(zhì)量。通過三維模擬仿真動畫，則可以直觀、快速的展示出來，提高技工效率。另外，通過三維運動模擬仿真動畫，還可以更好的對各種機械加工產(chǎn)品的動態(tài)效果予以直觀的展示。模擬機械的外形、材質(zhì)、零部件和內(nèi)部構造，把機械的設計原理、工作過程、性能特征、使用方式等立體呈現(xiàn)出來。例如：模具的工作原理三維動畫、工程機械的生產(chǎn)過程動畫、機器的拆分組裝三維仿真、流水線機械設備三維動畫演示運作流程、系統(tǒng)型設備的運轉(zhuǎn)方式、產(chǎn)品的使用方法等所有機械設備三維動畫的模擬、產(chǎn)品寫實三維演示動畫這種直觀、形象的動畫表現(xiàn)方式可以更好的對最終產(chǎn)品的結構和裝配過程等予以演示，有利于各種機械產(chǎn)品的市場宣傳。

3.結束語

較之以往的二維技術，三維技術具有十分明顯的優(yōu)越性。通過上文對傳統(tǒng)二維軟件和三維軟件的比較分析，以及UG軟件在機械加工中的具體應用相關問題的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)：利用UG軟件進行機械加工，可以構建起零件的三維實體模型，并按照其設計過程，建立與模型參數(shù)相關的三維模型加工方案，從而有效提高加工效率，并保證最終的加工質(zhì)量。另外，在機械加工過程中積極的使用各種三維軟件，還可以加入設計者的思想，增強設計的自由性，提高加工質(zhì)量?？傊S軟件在機械加工過程中具有較高的應用價值，可以獲得來良好的應用效果。關于其應用相關細節(jié)問題，值得在今后予以進一步分析。

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