1、 南京工程学院先进制造技术工程中心本科毕业设计（论文）开题报告题 目 ： 基于 UG 的战斗机航模的曲面设计与加工 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： D 机加工 081 学 号： 231080111学生姓名： 陈铭亚 指导教师： 赵建峰 2012 年 3 月 10 日本科毕业设计(论文) 开题报告学生姓名 陈铭亚 学 号 231080111 专 业 机械设计制造及其自动化指导教师姓名 赵建峰 职 称 高级实验师 所在院系 先进制造技术工程中心课题来源 自拟课题 课题性质 工程设计课题名称 基于 UG 的战斗机航模的曲面设计与加工毕业设计的内容和意义 一、毕业设计的具体内容：1、调研并
2、熟悉课题及有关资料，写出开题报告。2、用 UG CAD 绘制出战斗机航模的曲面模型。3、用 UG CAM 实现战斗机航模曲面模型的虚拟加工。4、战斗机航模曲面模型的数控加工。5、翻译有关外文资料6、撰写毕业设计说明书(论文 )二、本课题研究的意义：1、空军对战争的贡献 首先在于能出动飞机攻击敌人的地面目标 为陆军扫清地面障碍 战斗机对战争的直接贡献 就是保护自己的攻击机轰炸机不被敌方战斗机所消灭 这就是争夺制空权的作用 造防空炮则属于“以地制空”的战术范畴 历史已经证明 单纯靠高射炮和防空导弹来防御敌机 是无法抵挡住敌人的 最终还是要靠战斗机才能有效消灭进犯的敌机 而且高射炮和防空导弹只能用于
3、防空作战 无法掩护我军飞机攻击敌人 只有招架之功 没有还手之力2、国防是国家生存与发展的安全保障。国防是随着国家的产生而产生的，基本职能是维护国家主权、领土完整和独立。国防教育是国家产生后，由于国防的需要而产生的教育活动。历史和现实一再告诉人们，国防教育是建没和巩固国防的基础，对于国家的兴衰和存亡，具有十分重要的作用。当今世界上许多国家，包括发达国家和发展中国家，几乎都把加强国防教育作为一项基本国策常抓不懈，而且普遍把青少年学生作为教育重点。在中国历史上，国防教育作为关系国家安全与发展的战赂之举，可谓源远流长。重视学生军事教育和训练是中华民族的一项优良传统，并留下了极为丰富的历史文献资料。毕业
4、设计的内容和意义 来自 Siemens PLM 的 NX 使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。 NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。 NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新
5、以创造出更大的利润。 NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。 NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。 NX 与 UGS PLM 的其他解决方案的
6、完整套件无缝结合。这些对于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。UG 主要客户包括，通用汽车，通用电气，福特，波音麦道，洛克希德，劳斯莱斯，普惠发动机，日产，克莱斯勒，以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用 UG 进行设计，充分
7、体现 UG 在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。在高端领域与 CATIA 并驾齐驱。文献综述随着我国经济的快速发展和机械制造业的日益蓬勃，对于电脑辅助制图的要求越来越高，并且现在的制图软件功能也越来越强大，所以/ UG 的应用也越来越广泛，现在，这些制图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广泛应用。基于这些重大影响，文献5涉及AutoCAD、Pro/ENGINEER、UG、SolidWorks、MasterCAM、ANSYS 等软件在机械设计、性能分析、制造技术方面的应用。UG 是美国 EDS 公司（现已经被西门
8、子公司收购）的集 CAD/CAM/CAE 功能于一体的软件集成系统。UG NX 融合了线框模型、曲面造型和实体造型技术，是参数化和特征化的 CAD/CAM/CAE 系统。UG NX 的基本 CAD 功能 2包括零件建模、装配建模、产品系列功能模块、模具设计和工程图绘制的基本方法，文献6还详细介绍了 UG NX 的基本操作方法和用户界面（包含窗口结构、下拉式菜单及工具条等）。文献2、3也介绍了 UG NX 的 CAD 功能，但更主要介绍了 CAE/CAM功能基础通过范例详细介绍了体素特征、草图特征、基准特征、扫描特征、成型特征以及特征操作和特征编辑等实体建模和编辑的基本方法，并对装配建模和工程图
9、的绘制进行了详细的叙述。作为一种新的制造模式。虚拟制造技术在制造领域显现出越来越重要的作用。结合 CADCAM 技术将虚拟制造技术应用于机械的设计分析，虚拟制造实现了从产品的设计、加工、制造到检验全过程的动态模拟通过对模型的模拟测试进行产品评估其交互性和沉浸性势必可提前发现产品设计的缺陷实现产品的优化设计，提高产品的精度，缩短产品开发周期在很大程度上解决现代制造企业的难题。文献 7 介绍了基于 UG 和 VERICUT 软件对典型的曲面零件鼠标进行了虚拟加工根据零件的特征信息以及制造资源模型进行可制造性分析。确定加工路线、步骤和参数。根据包含特征信息的零件模型及工艺规划信息来实现零件的 NC
10、代码自动生成为加工仿真后续过程提供依据。UG 还具有强大的复合三维立体建模,同时还具有参数化建模的方法,应尽量采用 Sketch、Hole、Boss、Pocket、Pad、Instance Feature 等具有参数功能模块, 这样便于进行修改实体; 还应建立自己的模板和缺省文件,以减少重复性工作; 用关系表达式、曲线方程、电子表格法、用户自定义特征法 UDF、UG-Open 二次开发工具等建立企业的标准件库,在装配时调用标准件即可,来提高建模效率。这些东西在文献2611中独有详细讲解，更有实例解析。UG/CAM 包括三维建模、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后处理等，文献1、8介绍
11、了 UG 在铣削加工中的具体应用，如何使用 UG NX 对建立的三维实体生成刀轨和程序以及后置处理等技术。经过对这些文件的阅读，我们已经可以对 UG 这门软件有了一个大致的了解，UG 在现实生活中的应用是如此的广泛，这更加提高了我们学习这门软件的积极性。文献综述参考文献：1姜元庆.UG 铣制造过程培训教程M.北京：清华大学出版社，2003 年2.曾向阳等编著. UG 基础及应用教程M. 北京：电子工业出版社.2003.13谢国明等编著.UG CAM 实用教程M.第 1 版.北京：清华大学出版社.2003.14袁锋.UG 机械设计工程范例教程M. 第 1 版.北京：机械工业出版社.2006.15
12、.陈晓英.徐诚. Mastercam 软件在数控加工中的应用M.第 1 版.2006.16.谢国明等.UG CAM 实用教程M.北京：清华大学出版社，2002 年7.缪德建等.CAD/CAM应用技术M.南京：东南大学出版社，2005年8.何满才.数控编程与加工-Mastercam9.0实例详解M.北京：人民邮电出版社，2004年9.葛友华主编. CAD/CAM 技术. 北京：机械工业出版社.2005.610.王贤坤等. 机械 CAD/CAM 技术应用与开发. 北京：机械工业出版社.2000.1111.沈春根，江洪，朱长顺等编著. UG NX 5.0 CAM 实例解析. 北京：机械工业出版社.2
13、007.712.洪如瑾编著. UGNXCAD 快速入门指导. 北京：清华大学出版社.2003.213.高航，王世杰. 基于 UG 的 CAD/CAM 技术. 北京：清华大学出版社.2002.514.美Unigraphics Solutions 编著. 苏红卫翻译.UG 铣削制造过程培训教程. 北京：清华大学出版社.2002.315. Shin Hayong, Olling Gustav J, Chung Yun C，et al.An integrated CAPP/CAM system for stamping diespattern machiningJ.Computer-Aided Des
14、ign,2003,35(2):203-213.16. Xu W X,He Q.Strive for a total integration ofCAD,LAPP,CAM and CNC J.Computer-AidedDesign,2004,20(2):101 一 109.研究内容战斗机航模曲面设计的思路与具体步骤方法本课题利用 CAD/CAM 软件进战斗机航模曲面的设计、模拟和加工，然后把生成的经校对无误的 CLSF 文件输送到加工机床上进行加工 ，就可以缩短生产周期，提高加工效率。本课题采用 UG 软件 CAD 模块设计出 战斗机航模曲面造型，利用 CAM 模块生成了粗加工和精加工刀轨，运
15、用 VERICUT 软件实现了仿真加工，生成了 CLSF文件，基于 SLEMENS802D 数控铣床加工出战斗机航模曲面。其具体内容如下：一、战斗机航模曲面模型的三维数据和造型首先对战斗机航模形状进行数据测量，利用游标卡尺和千分尺等测量工具对战斗机航模曲面的具体外形曲面进行准确测量，然后对测量得到的数据进行优化，最后绘制成工程图的形式，在图纸上具体的标上测量的数据尺寸。以便使用 UG 进行画图。二、战斗机航模模型的虚拟制造利用 UG 软件对已画好的工程图进行三维建模，对战斗机航模具体采用实体建模的方式，在战斗机航模曲面复杂面处采用曲面建模。为了加快建模速度，在建模过中，经常需要建立基准或布尔运
16、算。建模成功后对战斗机航模外形进行局部调整使战斗机航模外形有更好的可加工性，已方便加工，缩短加工时间。利用UG 里的 CAM 功能，通过合适的后处理生成刀轨路径，在计算机中进行虚拟加工仿真检验。知道找到最合适的刀轨路径后，生成程序。三、战斗机航模模型的数控加工程序利用 UG 软件将仿真后得到的数控加工程序通过数据线传送到加工中心系统，下面开始机床的对刀验刀，进行模拟直至可对可乐瓶底模型进行加工。四、论文正文完成好战斗机航模工件加工后，开始对设计整个过程进行总结，并认真仔细撰写设计论文，包括设计的成果。五、英文翻译最后将毕业设计论文翻译成英文，然后进行整理总结。六、答辩答辩。研究计划研究周期与时
17、间安排毕业设计起止日期：2.206.8（第 1 周第 16 周）第 1 周（2.202.24） 收集资料，分析课题第 2 周（2.273.2） 测绘战斗机航模的曲面数据第 3 周（3.53.9） 熟悉 UG 软件的基础功能和特点第 4 周（3.123.16） 查阅相关资料与文献，写开题报告第 5 周（3.193.23） 完成开题报告（含文献综述等）及外文翻译材料第 6 周（3.263.30） 战斗机航模空间线框的设计第 7 周（4.24.6） 战斗机航模三维曲面的设计第 8 周（4.94.13） 战斗机航模三维曲面的修剪与优化 第 9 周（4.164.20） 战斗机航模曲面模型的虚拟加工设计第
18、 10 周（4.234.27） 战斗机航模曲面模型的虚拟加工参数优化第 11 周（4.305.4） 战斗机航模曲面模型的数控加工第 12 周（5.75.11） 撰写论文第 13 周（5.145.18） 递交论文初稿第 14 周（5.215.25） 论文定稿第 15 周（5.286.1） 答辩资格评审第 16 周（6.46.8） 第一次答辩特色创新与课题难点1、该课题关于战斗机航模的外形设计所运用的 UG 三维仿真设计技术，打破了传统二维设计的局限性，使设计战斗机航模外形的人员在方案设计阶段就能在计算机上看到完整的战斗机航模的三维立体图像，完成对战斗机航模的虚拟制造，可以最大限度地减少设计失误，避免设计、加工过程中的浪费和损失，降低成本，缩短设计周期，提高设计质量，增强产品的市场竞争力。2、UG 软件在完成对战斗机航模曲面的造型、模拟加工过程后，即可生成所需要的代码程序，直接应用在 NC 机床上，非常的方便。3、由 UG 三维仿真设计出的产品效果与机床实际加工出的效果会有一定的出入。根据之前 CAM 实习的经验，机床实际加工出产品的时间往往要比仿真所需加工完成产品的时间要长 23 倍，所以对于如何优化加工导轨，提高表面质量等的操作，我们还有待加强。指导教师意 见指导教师签名：年 月 日 教研室意见 系部意见主任签名： 年 月 日教学主任签名： 年 月 日
