卡通台灯产品设计与模具加工毕业设计说明书

常 州 机 电 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 XXXXXXXX学院 毕业设计（论文）说明书 作 者： 香香 学 号： 系 部： 机械工程系 专 业： 计算机辅助设计与制造（CAD∕CAM） 题 目： 卡通台灯产品设计与模具加工 指导者： 波波 评阅者： 2013年 5月 毕业设计（论文）中文摘要 随着我国经济的快速发展和机械制造业的日益蓬勃，对电脑辅助制图的要求越来越高，并且现在的制图软件功能越来越强大，所以UG的应用也越来越广泛。UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大，包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。UG NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG NX为设计师和工程师提供了一个产品开发的崭新模式，它不仅对几何的操作，更重要的是团队能够根据工程需求进行产品研发。UG NX能够有效地捕捉、利用和共享数字化工程完整过程中的知识，事实证明为企业带来了战略性的收益。UG NX允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。现在，UG NX软件已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、模具、工厂自动化、土木建筑、地质、家电等各个领域得到了广泛应用。 利用Siemens.UG，可以对卡通台灯的外形设计，工程图，渲染，加工等实现一体化操作，可以方便的对卡通台灯的参数进行更改，一体化的设计到加工，完全体现了UG全能、高效、方便的特点。 关键词：Siemens.NX、 卡通台灯、 模具加工 66 目录 一、引言----------------------------------------------------------4 二、台灯的建模----------------------------------------------------5 2.1台灯灯体前外壳设计--------------------------------------------5 2.2台灯灯体后外壳设计--------------------------------------------------15 2.3台灯其他零件设计----------------------------------------------24 三、台灯的工程图---------------------------------------------------------27 3.1 台灯灯体前外壳工程图------------------------------------------27 3.2 台灯灯体后外壳工程图------------------------------------------33 3.3 台灯其他零件工程图--------------------------------------------34 四、台灯的装配----------------------------------------------------43 五、台灯的渲染-----------------------------------------------------------45 六、台灯模具加工---------------------------------------------------------50 6.1 模具翻制------------------------------------------------------50 6.2 模具加工------------------------------------------------------51 结论 ----------------------------------------------------------------------61 致谢 ----------------------------------------------------------------------63 参考文献----------------------------------------------------------64 一、引 言 台灯主要由灯身、灯头以及它的内部装置开关三大部分组成。此台灯除导电片选用铝片来制成，发热丝由铬铝制成，其余部件(除电源)均由PA/ABS塑胶材料制作而成。 电源、开关以及灯泡结合起来，便可以形成灯。但这样的结构简单却不美观。随着人们生活节奏的加快，一些方便实用、新颖、美观的组合台灯正在市场上兴起，有闹钟与台灯组合的，有温度计与台灯组合的，有电子钟与台灯组合的，也有笔架、文具盒等与台灯组合的，使台灯更具实用性。台灯不仅在功能上日趋于多功能化，同时在外观上也逐步向组合化、装饰化、情趣化方向发展。有些台灯不仅具有现代化工艺，而且样式多样，工艺精湛，造型别具匠心，材质各异，颜色多样。人们可以按照房间装饰风格以及家具风格来选取不同款式、材质的台灯，使台灯与室内布置形成一个完整的艺术整体。基于以上背景，我提出了美观台灯的设计。 前外壳 小灯泡 后外壳 灯身 灯头 图1-1 台灯实体图 二、 台灯产品的建模 2.1台灯灯体前外壳设计 启动UG NX6.0软件，“新建”文件,输入文件名“qianzhao.prt”,单击确定按钮，进入UG建模模块。 步骤1、创建小猫脸的草图 单击草图按钮，在YC-ZC平面创建草图，利用圆弧命令（3点定圆弧），以及直线命令，绘制出小猫脸的草图，如图2-1所示草图。 图2-1 YC-ZC平面草图 步骤2、修剪草图 单击快速修剪命令，修剪草图2-1，并右击隐藏部分尺寸标注（高度25,长度37,长度37），绘制好后如图2-2所示。 端点 相切位置 端点 相切位置 图2-2 YC-ZC平面修剪后草图 步骤3、回转草图 完成草图2-2，单击命令，进入建模界面，单击回转命令，选择曲线为图2-2草图，指定矢量为草图中的直线段，限制开始角度为0，限制结束角度为-180，单击确定按钮，绘制出回转体如图2-4所示。 图2-3 回转选项卡 图2-4 小猫脸回转体 步骤4、创建小猫身体草图 端点 端点 在YC-ZC平面创建草图，利用圆命令，以及直线命令，如图2-5所示。 图2-5 YC-ZC平面草图 步骤5、回转草图 完成草图2-5，选择“回转”命令，回转曲线为图2-5草图，指定矢量为草图中的直线段，限制开始角度为0，限制结束角度为-180，布尔选择“无”，单击确定，绘制出回转体如图2-6所示。 图2-6 小猫身体回转体 步骤6、创建小猫手的草图 在YC-ZC平面创建草图，利用“圆弧”以及“直线”命令，绘制小猫耳朵的草图，如图2-7所示。 辅助直线 图2-7 YC-ZC平面草图 步骤7、回转小猫手的草图 单击完成草图，再单击“回转”命令，选择曲线为图2-7草图，指定矢量为辅助直线，限制开始角度为0，限制结束角度为180，然后单击确定，绘制出如图2-8所示回转体。 图2-8 小猫手回转体 步骤8、镜像体 在建模界面，单击“插入---关联复制---镜像体”，选择体为图2-8所示回转体，镜像平面为XC-ZC平面，然后单击确定按钮。 绘制出如图2-10所示镜像体。 图2-8 镜像体选项卡 图2-10 小猫手镜像体 步骤9、创建小猫脚的草图 单击草图命令，在YC-ZC平面创建草图，利用圆弧以及直线命令，绘制小猫的脚，利用镜像曲线绘制另一只脚，选择中心线为辅助直线1，要镜像的曲线为绘制的曲线，单击确定按钮，绘制出草图如图2-11所示。 辅助直线1 辅助直线2 绘制的曲线 图2-11 YC-ZC平面草图 步骤10、回转草图并倒圆角 单击完成草图，进入建模界面，选择回转命令，选择回转曲线为图2-11草图，指定矢量为辅助直线2，并指向YC轴方向，限制开始角度为0，限制结束角度为90，单击确定。再单击“边倒圆”命令，选择边为回转边，边倒圆大小为2，单击确定，绘制出回转体如图2-13所示。 边倒圆2 图2-12 边倒圆选项卡 图2-13 小猫脚的回转体 步骤11、创建小猫耳朵草图 圆角8 单击草图，在YC-ZC平面创建草图，利用直线命令，绘制小猫左边耳朵的草图，利用圆角命令，将直线倒圆角，圆角大小为8。绘制出如图2-14所示草图。 相切 圆角8 相切 相切 相切 辅助直线 图2-14 小猫耳朵的草图 步骤12、回转草图并镜像体 单击完成草图，再单击“回转”命令，选择曲线为图2-14草图，指定矢量为辅助直线，限制开始角度为0，限制结束角度为180，单击确定，绘制出小猫左耳朵。再点击“插入---关联复制---镜像体”，选择体为小猫左耳朵，镜像平面为XC-ZC平面，单击确定按钮，绘制出如图2-15所示镜像体。 回转体 图2-15 小猫耳朵镜像体 镜像体 步骤13、求和 将前面12个步骤所绘制出的小猫脸、身体、脚、手和耳朵进行求和运算。在建模界面，单击求和命令，选择体为前12个步骤所绘制的零件，单击确定按钮，绘制出如图2-16所示。 图2-16 台灯前罩主视图 步骤14、台灯前罩抽壳 在建模界面，单击“抽壳”命令，选择“移除面，然后抽壳”，要冲裁的面为台灯背面的平面，抽壳厚度为1，单击确定，绘制出如图2-18所示。 图2-17 抽壳选项卡 图2-18 抽壳体 步骤15、创建前罩支撑柱草图 单击草图命令，在YC-ZC平面创建草图，利用直线和圆命令，绘制前罩内部支撑架的位置草图，绘制的直线转换成参考曲线（选中直线---右击---转换至/自参考对象），所以尺寸均根据实物所设计，绘制出如图2-19所示草图。 图2-19 前罩支撑柱草图 步骤16、拉伸并镜像体 完成草图，单击拉伸命令，选择截面曲线为图2-19所绘制的∮5和∮6的圆，指定矢量+X轴，限制开始距离-1，限制结束距离：直至下一个，单击确定，绘制出四个圆柱。拉伸∮2的圆，指定矢量+X轴，限制开始距离-1，限制结束距离：直至下一个，布尔:求差，对象选择圆柱体，单击确定。按这种方法，依次拉伸并求差4个∮2的圆柱。单击“插入---关联复制---镜像体”，选择体为四个空心圆柱体，镜像平面选择XC-ZC平面，单击确定，绘制出如图2-20所示支撑柱。 ∮5圆 ∮6圆 中间∮2圆 4个镜像体 图2-20 台灯前罩内部支撑柱 步骤17、创建台灯前罩内部支撑板草图 单击草图命令，在YC-ZC平面创建草图，利用直线命令，绘制出所有支撑板的草图，如图2-21所示草图。 图2-21 台灯前罩内部支撑板草图 步骤18、拉伸所有支撑板 拉伸1:指定矢量+X轴，限制开始距离0，限制结束距离“直至下一个”； 拉伸2:指定矢量+X轴，限制开始距离—4，限制结束距离“直至下一个”，偏置选择“两侧---开始1---结束0”； 拉伸3:指定矢量+X轴，限制开始距离—2，限制结束距离“直至下一个”，布尔“无”，偏置“两侧---开始—1---结束0”； 拉伸2 拉伸1 拉伸3 拉伸3 图2-22 前罩内部支撑板拉伸体 步骤19、创建台灯开关按钮草图 单击草图，在YC-ZC平面创建草图，利用直线和圆弧命令，绘制小猫台灯开关按钮草图，如图2-23所示。 辅助直线2 辅助直线3 辅助直线1 图2-23 台灯开关按钮草图 步骤20、拉伸开关按钮 完成草图，单击拉伸，选择截面曲线为图2-23绘制的草图，指定矢量+X轴，限制开始距离24，限制结束距离“直至下一个”，偏置“两侧---开始0---结束1”，单击确定。再单击拉伸，选择截面曲线依旧为图2-23绘制的草图，指定矢量+X轴，限制开始距离0，限制结束距离50，布尔选择“求差”，选择体为台灯前罩，单击确定，开关按钮即设计完成。 步骤21、台灯前罩求和 单击求和，选择体为所有绘制的台灯前罩零件，单击确定，将所有零件求和。 步骤22、着色 单击“编辑---对象显示---类选择选择对象为台灯前罩---确定---常规颜色---选择粉红色Medium Magenta---确定---确定”，完成台灯前罩的着色。如图所示。再单击保存命令，台灯前外壳既绘制完成。 图2-24 台灯前外壳前视图 图2-25 台灯前外壳后视图 2.2台灯灯体后外壳设计 启动UG NX6.0软件，“新建”文件，输入文件名“houzhao.prt”，单击“确定”按钮，进入UG建模模块。 前面12个步骤与2.1中的步骤相同，在此不做详细阐述。 步骤13、创建小猫屁股草图 单击草图，在YC-ZC平面创建，利用直线和圆弧命令，绘制小猫屁股的草图，如图2-26所示。 图2-26 小猫屁股草图 步骤14、拉伸草图 完成草图，单击“拉伸”命令，选择截面曲线为图2-26草图，指定矢量-X轴，限制开始距离0，限制结束距离32，单击确定，绘制出如图2-27所示。 图2-27 小猫屁股拉伸体 步骤15、台灯后罩求和 将前面14个步骤所绘制出的小猫后脸、身体、手、脚、耳朵和屁股进行求和运算。在建模界面，单击求和命令，选择体为前14个步骤所绘制出的零件，单击确定，绘制出如图2-28所示。 图2-28 台灯后罩求和体 步骤16、台灯后罩抽壳 在建模界面，单击“抽壳”命令，选择移除面，然后抽壳，要“冲裁的面”为台灯后罩的平面，抽壳厚度为1，单击确定，绘制出如图2-29所示抽壳体。 图2-29 后罩抽壳体 步骤17、创建后罩支撑柱草图 单击“草图”，在YC-ZC平面创建草图，利用直线和圆命令，绘制后罩内部支撑架的位置草图，绘制的直线转换成参考曲线（选中直线---右击---转换至/自参考对象），并镜像绘制的圆，中心线为长40的辅助线，绘制出如图2-30所示草图。 镜像结果 中心辅助线 图2-30 后罩支撑柱草图 步骤18、拉伸支撑柱并求和 拉伸1: ∮5和∮6的圆，指定矢量—X轴，限制开始距离-1，限制结束距离：直至下一个，布尔“求和”，对象为抽壳体，偏置“无”，单击确定。 拉伸2: 4个∮2的圆，指定矢量—X轴，限制开始距离-1，限制结束距离2，布尔“求差”，对象选择圆柱体，偏置“无”，单击确定。 拉伸3:4个∮4的圆，指定矢量—X轴，限制开始距离2，限制结束距离20，布尔“求差”，对象为抽壳体，偏置“无”，单击确定。如图2-31。 图2-31 台灯后罩支撑柱主视图 图2-32 台灯后罩支撑柱后视图 步骤19、创建台灯支撑座草图1 单击“草图”，在台灯底面创建草图，利用直线命令，绘制出如图2-33所示的草图。 图2-33 台灯支撑座草图1 步骤20、拉伸草图1并求和 完成草图，单击“拉伸”，选择截面曲线为图2-33绘制的草图，指定矢量+Z轴，限制开始距离0，限制结束距离5，布尔“求和”，选择体为抽壳体，单击确定，绘制出如图2-34所示拉伸体。 图2-34 支撑座草图1拉伸体 步骤21、创建台灯支撑座草图2 单击“草图”，利用直线命令，绘制出如图2-35所示草图。 图2-35 台灯支撑座草图2 步骤22、拉伸草图2并求差 完成草图，单击“拉伸”命令，选择截面曲线为图2-35绘制的草图2，指定矢量+Z轴，限制开始距离0，限制结束距离4，布尔“求差”，选择体为抽壳体，单击确定，绘制出如图2-36。 图2-36 支撑座草图2拉伸体 步骤23、创建台灯支撑座草图3 单击“草图”，在图2-36拉伸体的面上创建草图，绘制出如图2-37所示。 图2-37 台灯支撑座草图3 步骤24、拉伸草图3并求差 完成草图，单击“拉伸”命令，选择截面曲线为图2-37绘制的草图3，指定矢量+Z轴，限制开始距离0，限制结束距离10，布尔“求差”，选择体为抽壳体，单击确定，绘制出如图2-38所示拉伸体。 图2-38 支撑座草图3拉伸体 步骤25、创建台灯支撑座草图4 单击“草图”命令，在YC-ZC平面创建，利用直线和圆命令，绘制出如图2-39所示草图。 线段1 线段2 第六个 第四个 第二个 第五个 第三个 第一个 图2-39 台灯支撑座草图4 步骤26、拉伸并修剪草图4 拉伸1: 第一个、第二个圆，指定矢量—X轴，限制开始距离0，限制结束距离：直至下一个，布尔“求和”； 拉伸2: 第三个、第六个圆，指定矢量—X轴，限制开始距离-12，限制结束 距离：直至下一个，布尔“求和”； 拉伸3:第四个、第五个圆，指定矢量—X轴，限制开始距离-10，限制结束距离：直至下一个，布尔“求和”； 拉伸4:线段1、2，指定矢量—X轴，限制开始距离0，限制结束距离：直至下一个，布尔“求和”， 偏置“两侧”0.5、0.5，绘制出如图2-40所示拉伸体。 图2-40 支撑座草图4拉伸体 步骤27、创建台灯屁股草图5 单击“草图”，在如截图所示平面创建，利用直线和圆命令，绘制出草图如图2-41所示。 图2-41 台灯屁股草图5 步骤28、拉伸台灯屁股草图5 完成草图，单击“拉伸”命令，指定矢量+X轴，限制开始距离-10，限制结束距离50，布尔“求差”，单击确定，绘制出如图2-42所示修剪体。 图2-42 台灯屁股草图5修剪体 步骤29、创建电线杆孔草图 单击“草图”命令，在XC-YC平面创建草图，如图2-43所示草图。 图2-43 台灯电线杆孔草图 步骤30、拉伸电线杆孔 完成草图，选择“拉伸”命令，指定矢量+Z轴，限制开始距离“直至选定对象“，限制结束距离50，布尔“求和”，单击确定。绘制出如图2-44所示拉伸体。 图2-44 电线杆孔拉伸体 步骤31、拉伸修剪圆柱体 在建模界面，单击“插入---设计特征---圆柱体”，指定矢量—X轴，指定点为图2-39中第一个圆的圆心，直径2，高度5，布尔“求差”，单击确定。按照这个方法，选择图2-39中第二个、第四个、第五个圆的圆心。再选择图2-44中电线杆孔的圆心，直径6，高度10，布尔“求差”，单击确定。如图所示。 图2-45 台灯后盖主视图 图2-46 台灯后盖后视图 步骤32、着色并保存 单击“编辑---对象显示---类选择选择对象为台灯后盖---确定---常规颜色---选择粉红色Medium Magenta---确定---确定”，完成台灯后盖的着色。再单击保存命令，台灯后盖既绘制完成。 2.3 台灯其他零件设计 图2-47 台灯插座 图2-48 台灯插头 图2-49 台灯灯头 图2-50 台灯电池 图2-51 电池固定架 图2-52 台灯电线板 图2-53 电线杆 图2-54 台灯开关按钮 图2-55 台灯螺钉 图2-56 台灯灯泡 三、台灯产品的工程图 3.1台灯灯体前外壳工程图 步骤1、打开文档 启动UG NX6.0，打开“qianzhao.prt”文件。 步骤2、新建工程图纸 （1）进入工程图模块 选择“开始”工具条中“制图”即进入工程图模块。 （2）定义图纸类型 在“插入图纸页”对话框中选择图纸页面为A3，比例1:1，并设置为 “第一象限角投影” 。 步骤3、插入工程图图框 选择“文件-导入-部件”，确认对话框，如图3-1所示，点击确认选择预先设计好的A3图框，得到放置图框位置的对话框，如图3-2所示， 图3-1 导入对话框 图3-2 放置图框对话框 步骤4、工作平面背景基本设置 选择 “首选项”的 “可视化”，将“单色显示”勾上，选择背景颜色为白色，对话框如图3-3，所得制图工作平面如图3-4所示。 图3-3 可视化对话框 图3-4 所得图框效果图 步骤5、设置注释首选项 在进行尺寸标注前对尺寸大小及形式预先做统一设置。选择“首选项”工具条中“注释”命令，在对话框中作相关设置使标注尽量符合GB标准。 （1）文字 点击对话框中“文字”项。设置尺寸、附加文本、公差、一般四项文字类型的字符大小全部为“4”； 设置“附加文本”、“公差”项的文本间距因子为“1”，对话框如图3-5所示。 图3-5 文字设置对话框 （2）直线/箭头 点击对话框中“直线/箭头”项。设置箭头为实心箭头，箭头的A值为4，B值为17，对话框如图3-6所示。 图3-6 直线箭头设置对话框 （3）单位 点击对话框中“单位”项。将线性尺寸格式设为小数点为圆点，不显示尾零；将角度格式设置为名义角度显示45度，对话框如图3-7所示。 （4）径向 点击对话框中“径向”项。将A项值设置为0，如图3-8所示。 图3-7 单位设置对话框 图3-8 径向设置对话框 步骤6、添加基本视图 点击基本视图，选择后视图为定向视图，对话框如图3-9所示，所得效果图如图3-9所示 图3-9 添加基本视图对话框 步骤7、工作平面设置 选择“主菜单---首选项---栅格和工作平面”，将栅格“显示”选项关闭。 步骤8、视图光顺边编辑 选择“主菜单---编辑---样式”，选择基本视图边界。将光顺边设置对话框中“光顺边”前“√”去除。如图3-10所示。 图3-10 光顺边设置对话框 图3-11 台灯灯体前外壳工程图 3.2台灯灯体后外壳工程图 图3-12 台灯灯体后外壳工程图 3.3台灯其他零件工程图 图3-13 台灯插座工程图 图3-14 台灯插头工程图 图3-15 台灯灯头工程图 图3-16 台灯电池工程图 图3-17 台灯电池固定架工程图 图3-18 台灯电路板工程图 图3-19 台灯电线杆工程图 图3-20 台灯开关按钮工程图 图3-21 台灯灯泡工程图 四、台灯产品的装配 台灯装配 台灯外壳 台灯内部 台灯插座装配 电池 台灯的灯头 灯头 电线杆 灯泡 插座 插头 前外壳 后外壳 开关按钮 电路板 电池固定架 螺钉 螺钉 图4-1 台灯装配的结构图 图4-2 台灯内部的装配结构图 图4-3 台灯整体的装配图 前外壳 电池固定架 电线杆 灯头 灯泡 螺钉 后外壳 电路板 开关按钮 插头 电池 插座 图4-4 台灯产品的爆炸图 五、台灯产品的渲染 步骤1、给模型赋予材料与纹理 1、调出“可视化形状”工具条如图5-1所示。 图5-1 可视化形状工具条 2、选择“材料/纹理”命令，对话框如图5-2所示。 图5-2 材料/纹理 此时绘图区域左侧资源条“部件中的材料”对话框中没有任何材料可供选择，需要从“材料库”中调出所需材料。 3、选择左侧资源条中“材料库”，对话框如图5-3所示。 图5-3 材料库对话框 鼠标双击“plastic”中的“injected plastic”注射塑料。 4、在“部件中的材料”对话框中会出现“injected plastic”选项，如图5-4所示。 图5-4 部件中的材料对话框 点击“injected plastic”选项，在“材料/纹理”对话框中选择“编辑器”，出现对话框如图5-5所示。 图5-5 材料编辑器对话框 将材料颜色改为粉色。 鼠标拖动“injected plastic”图标至前壳与后壳实体，将材料赋予前后壳。同样方法将其他材料赋予电路板。 步骤2、设置光源 1、在“可视化形状”工具条中选择“高级灯光”，对话框如图5-6所示。 图5-6 高级灯光对话框 2、在灯光列表中只保留“场景左上部”和“场景“右上部”两个光源，其他按照默认值。 步骤3、设置背景 1、在“可视化形状”工具条中选择“基本场景编辑器”，对话框如图5-7所示。 图5-7 基本场景编辑器对话框 2、在“背景”选项中选择所需背景图像文件。 步骤4、生成高质量图像 1、 在“可视化形状”工具条中选择“高质量图像”，对话框如图5-8所示。 图5-8 高质量图像对话框 2、 把视图摆放至恰当的位置和图面。选择对话框中“开始着色”。渲染结果如图5-9所示。 图5-9 台灯渲染结果 3、 图像产生以后，选择“高质量图像”中“保存”选项，则可以将图片保存，以后用相片纸打印。 六、台灯的模具加工 加工程序单如下图所示。 UG CAM 程 序 单 工件安装示意图：（MCS位置） 工件名称 灯头凹模 编程人 丁书香 文件目录 灯头 序号 程序名 加工描述 部件余量 使用几何体 加 工 参 数 刀具类型 刀具参数 主轴转速 切削进给 1 CAVITY_MILL 型腔铣 整体粗加工 侧面余量0.4，底部余量 0.4 WORKPIECE_1 圆鼻刀 20R1 S=800 F=60 2 FIXED_CONTOUR 半精加工曲面 侧面余量0.15，底部余量 0.15 WORKPIECE_1 球刀 8R4 S=1000 F=100 3 FACE_MILLING_AREA 精加工平面 侧面余量0 底部余量 0 WORKPIECE_1 平底刀 8 S=1200 F=120 4 FIXED_CONTOUR_1 精加工曲面 侧面余量0 底部余量 0 WORKPIECE_1 球刀 8R4 S=1200 F=120 5 ZLEVEL_PROFILE 精加工侧壁 侧面余量0， 底部余量 0 WORKPIECE_1 平底刀 8 S=1200 F=120 6.1模具翻制 对台灯灯头进行分模，分模过程在此不做阐述，分好的凹模如图6-1所示。 凹模 6-1 灯头凹模模具 6.2模具加工 步骤1、 建立MCS（加工坐标系） WCS坐标系 首先对凹模进行加工，提取凹模，单击“开始-加工”，进入加工模块，单击“wcs定向”，调至图6-2所示，单击“创建几何体”，类型选择“mill_contour”，几何体子类型选择“MCS”，几何体选择“GEOMETRY”，名称输入“WCS01”，单击“确定”，安全设置选择“XC-YC平面”，输入10，将MCS坐标调至图6-2所示，单击“确定”。 6-2 MCS坐标 步骤2、创建加工几何体 单击“创建几何体”，几何体子类型选择“WORKPIECE”，几何体选择WCS01，名称输入“WORKPIECE_1”，如图6-3所示，单击“确定”，跳转至工件对话框，指定部件选择凹模，指定毛坯选择“自动块”，分别在极限XM-，XM+,YM-,YM+四个方向输入5，单击“确定”，工件对话框如图6-4所示。 图 6-3 创建几何体 图6-4 工件对话框 步骤3、 创建刀具组 单击“创建刀具”，跳出图6-5所示对话框，在刀具子类型中选择“MILL”，名称输入“D20R1”，单击“确定”，如图6-5。跳转至“铣刀-5参数”对话框，如图6-6所示，在直径后输入20，下半径输入1，单击“确定”，完成D20R1的刀具创建，参照6-7表格，依次创建加工所需的刀具。 图6-5 创建刀具 图6-6 铣刀-5 参数 刀具名称 刀具类型 刀具参数 刀具直径D 下半径R 锥角 D20R1 圆鼻刀 20 1 0 D8R4 球刀 8 4 0 D8 平底刀 8 0 0 表 6-7 刀具创建参数 步骤4、 加工方法创建 单击“创建方法”，将ROUGH“部件余量”的值设为“0.4”（粗加工过程余量），“MILL_SEMI_FINISH”（半精加工）“部件余量”的值设为“0.15”，“MILL_FINISH”（精加工）“部件余量”的值设为“0”，加工方法的对话框，如图6-8所示。 图6-8 创建方法对话框 步骤5、创建操作 单击“创建操作”，跳出如图6-9所示创建操作对话框，类型选择“mill-contour”，操作子类型选择“型腔铣”，其余参数参照图6-9设置。 图6-9 创建操作 单击“确定”，跳转至型腔铣对话框，如图6-10所示，参照下列数据设置。 1、型腔铣粗加工初选项 程序组 ROUGH 使用几何体 WORKPIECE_1 使用刀具 D20R1 使用方法 MILL_ROUGH 程序名称 CAVITY_MILL 2、型腔铣粗加工参数设置 l 切削模式 跟随部件 l 步距 刀具直径 50% l 每刀的全局深度 0.5 l 部件余量设置 部件余量0.4 l 安全平面设置 X-Y平面 距离10 l 进给率设置 主轴转速S =800 切削进给F =60 l 自动进刀/退刀 螺旋进刀斜角设置为5 图6-10 型腔铣 3、加工完成并生成2D动态仿真，型腔铣粗加工结果如图6-11所示。 切削区域 图6-11 粗加工 单击“创建操作”，类型选择“mill-contour”，操作子类型选择“固定轮廓铣”，参照加工程序单及下列参数，完成半精加工，生成2D动态仿真如图6-12所示。 2、曲面半精加工初选项 程序组 SEMI_FINISH 使用几何体 WORKPIECE_1 使用刀具 D8R4 使用方法 MILL_SEMI_FINISH 程序名称 FIXED_CONTOUR 2、曲面半精加工参数设置 l 部件余量设置 部件余量0.15 l 安全平面设置 X-Y平面 距离 10 l 进给率设置 主轴转速S =1000 切削进给F =100 半精加工区域 l 自动进刀/退刀 螺旋进刀斜角设置为5 图6-12 半精加工 单击“创建操作”，类型选择“mill-planar”，操作子类型选择“平面铣”， 编辑参数，单击“指定切削区域”，选择所需加工的所有平面，参照加工程序单及下列参数，完成凹模平面的精加工，生成2D动态仿真。 3、平面铣精加工初选项 程序组 FINISH 使用几何体 WORKPIECE_1 使用刀具 D8 使用方法 MILL_FINISH 程序名称 CAVITY_MILL_2 2、平面铣精加工参数设置 l 切削方式 往复 l 步距 恒定 l 距离 0.5 l 毛坯距离 3 l 每刀的全局深度 0.1 l 部件余量设置 部件余量0 l 安全平面设置 X-Y平面 距离 10 l 进给率设置 主轴转速S =1200 切削进给F =120 l 自动进刀/退刀 螺旋进刀斜角设置为5 单击“生成-确认-确定”，完成凹模平面的精加工，2D动态模拟如图6-13所示。 精加工区域 图6-13 平面精加工 单击“创建操作”，类型选择“mill-contour”，操作子类型选择“固定轮廓铣”， 单击“切削区域”命令，选择四周的曲面，单击“确定”，参照加工程序单及下列参数，完成精加工，生成2D动态仿真，如图6-14所示。 4、曲面精加工初选项 程序组 FINISH 使用几何体 WORKPIECE_1 使用刀具 D8R4 使用方法 MILL_FINISH 程序名称 FIXED_CONTOUR_1 2、曲面精加工参数设置 l 部件余量设置 部件余量0 l 安全平面设置 X-Y平面 距离 10 l 进给率设置 主轴转速S =1200 切削进给F =120 l 自动进刀/退刀 螺旋进刀斜角设置为5 精加工曲面 图6-14 曲面精加工 新建工序类型ZLEVEL_PROFILE，编辑参数，单击“指定切削区域” ，选择所需加工的所有侧壁，参照加工程序单及下列参数设置，单击“生成-确认”，2D动态仿真如图6-15所示。至此，完成模具的凹模加工，参照凹模分模加工，完成其余实体加工，在此过程不做阐述。 5、铣侧壁精加工初选项 程序组 FINISH 使用几何体 WORKPIECE_1 使用刀具 D8 使用方法 MILL_FINISH 程序名称 ZLEVEL_PROFILE 2、铣侧壁精加工参数设置 l 陡峭空间范围 无 l 合并距离 3 l 最小切削深度 0.1 l 全局每刀深度 0.1 l 部件余量设置 部件余量0 l 安全平面设置 X-Y平面 距离 10 l 进给率设置 主轴转速S =1200 切削进给F =120 l 自动进刀/退刀 螺旋进刀斜角设置为5 图6-15 完成加工 结论 在此次毕业设计中，我的设计任务是运用UG软件完成对卡通台灯的三维建模、装配、工程图的绘制以及对模型的渲染、加工。由于我的电脑装的是UG NX6.0版本的软件，所以我这次设计就采用了此版本的UG NX软件来设计。 还记得当初选择这个毕业设计课题，是觉得这个卡通台灯画起来很简单，而且我在离开学校的最后一段时间，还利用课余画出了些零件，感觉真的不难，后来到顶岗实习了，心里想着还有好几个月呢，不急的，一拖就拖了几个月，当我再次打开原来在学校所画的零件时，突然发现，文件打不开了，我乱了手脚，还好有同学的安慰，她们说：“不要着急，慢慢地重新画，来得及的”。工作后所用的绘图软件和学校学的有所不同，以前熟练的操作都差不多快忘了，我感觉所有的又都是从零开始了。但是我没有害怕，既然选择从头开始，我就要做得比之前的更完美。 卡通台灯的模型虽然比较简单，但是构造比较复杂，在模型建模中大量应用到拉伸特征，同时，也穿插使用到旋转、抽壳、镜像、拔模、圆角、倒圆角、倒斜角等特征。在建模的过程中基本上没有遇到什么困难，但是工作量较大，零件有十几个，而且零件尺寸很多。需要特别注意的是零件与零件之间配合部分的几何关系与尺寸关系，以达到在建模过程中尽量减少工作量，提高模型精度与准确性。在工程图的绘制中，要仔细分析零件结构，做到视图完整，尺寸齐全，符合国家标准，既要保证所绘的工程图符合设计要求，又要保证符合加工、测量等工艺要求。在装配中，主要使用接触配合和同心配合两种，并穿插使用了距离配合，装配比较灵活容易。在模型的渲染中，利用PhotoWorks软件所包含的材质库和纹理库，自定义灯光、阴影、背景、景观等选项，为装配体选择合适的颜色和材料属性进行渲染，并最终生成高质量的三维模型图片。我在做加工部分的时候，有些知识有点忘记了，便请教了同学，所以这次毕业设计也要感谢同学的帮助。 本次的毕业设计不仅使我加强了对所学的专业知识在实际产品设计中的运用能力，更让我明白了学无止境，我们要学会自学。我在做毕业设计的时候，遇到了很多问题，都是上网搜集资料才解决的。活到老，学到老。我们做毕业设计，写毕业论文，不是为了应付老师，更不是为了要完成什么任务，而是要通过这种方式来提升自己，不管是知识的提升，还是自身素质的提升，这都是为了帮助我们以后的人生。我很感谢学校，很感谢我的指导老师波波老师，以及曾经教过我的恩师们。 这次毕业设计是对自己大学三年所学知识的一次大检阅，更为重要的是让我从中发现自身的不足之处，从而使我能够有针对性的弥补加强我的薄弱之处，为我今后走上工作岗位打下坚实的基础。 由于个人的水平有限，所设计的作品中难免会出现错误或者不足之处，恳请老师们能给予批评指正。 致谢 三年大学生活即将踏入尾声，在这毕业季，我不知道心中是欣喜还是惆怅，我很高兴曾经选择了机电作为我的求学之门，很开心遇到那么多和蔼可亲的老师，但是踏入了社会，我也多了份迷茫，有时候真觉得人生的目标不明确了。 我的毕业设计能够顺利完成，我相信与个人的不懈努力是息息相关的，但是我更要感谢众多人们的帮助。在此首先要感激机电学院为我们精心安排的课程，给我们提供了良好的硬件设施，以及良好的学习环境。与此同时，我特别要感谢我的指导教师——波波老师，对我的谆谆教诲与不厌其烦的指导，还给我们提供了毕业论文模版、资料，以及在我遇到难题时，能及时为我解答，使我顺利完成毕业设计。波波老师多次询问设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。波波老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，更让我学会了做人的道理。我还要感谢那些给予过我帮助的老师、同学和同事朋友们！ 我要感谢教我们UG的老师——丽华老师，她是我机械设计的启蒙老师。还有CAD/CAM教研室的振华老师、兆荣老师。虽然他们不是我的直接指导老师，但是三年来，通过他们的悉心教诲和指导，使我掌握了机械设计与三维设计软件的基本运用。 最后我要感谢我的同学和校友以及一直以来默默支持我的同事和朋友，在我做毕业设计的过程中，是他们给我创造了一个良好的环境，并在设计过程中给了我不少好的建议和意见，我能顺利完成毕业设计，离不开你们的帮助，谢谢你们！ 本次的毕业设计也为我积累了不少产品的三维设计经验，对我以后的工作学习起到了一定的指导作用。所以我也要感谢我做的毕业设计，是你让我对知识更加了解。 参考文献 1. 莫蓉 《UnigraphicsNX 基础与应用》第1版 北京：机械工业出版社 2005 2. 陶波 《UGNX项目化应用教程》 第1版 常州：校本 2010 3. Unigraphics Solution Inc 《UG WAVE产品设计技术培训教程》第1版北京： 清华大学出版社 2011 4. Unigraphics Solution Inc 《UG 相关参数化设计培训教程》第1版 北京：清华大学出版社 2003 5. Unigraphics Solution Inc《UG 工业设计培训教程》第1版 北京：清华大学出版社 2002 6. 迪展优 《UG NX 4.0曲面设计教程》第1版 北京：机械工业出版社 2008 7. 宋振会 《UG NX 4.0三维建模基础教程》第1版 北京：清华大学出版社2006 8. 吴立军 《UG NX三维造型技术与应用》第1版 南京：南京大学出版社 2007 香香