张红+沈斌

摘 要：该文简介了所设计的数控龙门铣床整体结构，功能原理及相关参数，结合设计过程中的一些问题，详细论述了利用UG软件进行设计的过程，包括零部件的设计，装配和虚拟调试，以及二维工程图的生成。

关键词：UG 数控龙门铣床 设计

中图分类号：TG65   文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我国数控技术起步较晚，新技术的普及应用也相对要慢一些，因此，一些数控设备生产企业还在使用传统二维CAD软件，使得产品设计的周期变长，更新换代的速度也慢了很多。为了使自己的产品能够尽早抢占市场先机，很多企业的新产品设计已经从传统的二维CAD设计逐渐过渡到三维CAD开发。

UG是目前在我国机械行业应用最广泛的高端三维机械CAD软件之一，拥有计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）三大模块，它功能强大，能实现各种复杂实体的三维造型设计，能进行设备关键零件的受力分析，还能在加工模块完成零件的数控加工程序编制，完全可以满足一般企业对于机械设计的要求。UG软件具有在整个产品周期内对机械产品的快捷的修改能力，在产品的设计初期能完美的呈现产品的三维立体图像，便于产品结构的调整和修改，由于UG软件部件导航器是智能化的树结构，无论在产品设计的哪个阶段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者对原有产品进行更新换代，UG软件都能轻松完成。以UG数控龙门铣床的设计为例来说明。

1 数控龙门铣床的结构及工作原理

如图1所示，龙门铣床主要包括工作台、底座、龙门和Z轴装置等。龙门铣床属于三轴机床，通过机床主轴在X、Y和Z三个方向的运动来实现各种类型零件的铣削加工。设计的龙门铣床是靠主轴头的移动来实现铣削运动，由三台伺服电机带动滚珠丝杠副实现X、Y和Z三轴的运动，工作时把工件的毛坯装夹在工作台上，通过已经编制好的加工程序，使主轴头在各方向产生位移，最终完成工件的铣削加工。

2 设计的过程和方法

2.1 设计的流程

应用UG的拉伸、回转、扫掠、钻孔和阵列等建模功能，完成龙门铣床的龙门、底座、工作台等零件的三维造型设计，经过多次的修改和完善最终得到最合理的零件三维模型。由于大部分尺寸较大的零件是铸造件，我们可以利用UG编辑外观显示的功能把需要经加工的工作面位置用不同颜色表示出来，使铸造厂留精加工余量，这种方法比二维图纸更直观，利用UG软件完成的铣床底座如图2所示，底座如图3所示。由于龙门和底座都是空心结构，内部有很多加强筋，二维图纸会很复杂，利用UG造型，可以一边造型一边观察其内部结构，有问题可以随时修改，避免了不必要的失误。

2.2 运用UG软件进行装配和虚拟调试

所有零件建模完成后，进入装配模块，装配的过程中可以通过同心、同轴、共面、距离和固定等装配约束先把各零件的位置一一定位好，把某些装配约束关系抑制后，调节各轴的行程，可以观察各轴的行程是否符合设计意图，最终可以确定丝杠的长度、丝杠轴承座的安装位置和可加工零件的尺寸范围。如果修改零件，装配体也会实时更新它所引用的零件，使我们重新审视我们的装配体结构是否合理。

在龙门铣床装配完成后，可以按着鼠标中键进行旋转和缩放，全方位多视角的进行观察，检查装配体有无内部干涉。我们可以通过“移动组件”命令使工作台前后位移，使Z轴装置上下和左右移动，在虚拟调试的过程中观察各轴的部件是否存在干涉，避免实物安装过程中出现问题。通过调节机床X，Y和Z三轴的位移，观察是否能够到达相应的加工位置，通过调整最终得到最合理的装配方案，各个零件的尺寸也就相应的确定了。在虚拟调试的过程中可以直观的看到铣床的加工范围，使设计的准确性提高。

2.3 生成二维工程图

龙门铣床装配完成之后，进入UG制图模块，利用各方向视图的投影功能生成装配体和各零件的二维工程图，利用图纸完成零件的加工制造和龙门铣床的装配。UG软件可根据三维模型的尺寸自动生成二维尺寸，二维尺寸和三维模型一一对应，修改零件的尺寸或形状时，二维工程图也会自动更新。利用此模块生成工程图非常的方便快捷，而且可以完成所有传统的二维软件的标注任务。另外UG绘制的工程图可以转化为DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等绘图软件也可以打开UG 画的工程图，方便不同企业的技术人员之间进行交流合作。

3 结语

目前数控龙门铣床在我校车间投入使用，用于学生的实习。因为龙门铣床是利用UG软件在全三维环境中进行的设计和开发，大大提高了产品设计的效率，并且零件的形状和尺寸都完全正确，避免了装配过程中出现的干涉，在实际的生产过程中运行良好。后期又在此设计的基础上进行了多次的技术改造，由于零部件的修改和更新是用UG软件操作的，节约了成本，缩短了新产品的开发周期，使新产品加速推广和应用。

参考文献

[1] 张云杰，陈锋正，白晶.UG NX6.0零件与装配设计[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 朱万胜，李延龙，张作龙.基于Solid Works的油管试压机造型设计[J].机械设计与制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：该文简介了所设计的数控龙门铣床整体结构，功能原理及相关参数，结合设计过程中的一些问题，详细论述了利用UG软件进行设计的过程，包括零部件的设计，装配和虚拟调试，以及二维工程图的生成。

关键词：UG 数控龙门铣床 设计

中图分类号：TG65   文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我国数控技术起步较晚，新技术的普及应用也相对要慢一些，因此，一些数控设备生产企业还在使用传统二维CAD软件，使得产品设计的周期变长，更新换代的速度也慢了很多。为了使自己的产品能够尽早抢占市场先机，很多企业的新产品设计已经从传统的二维CAD设计逐渐过渡到三维CAD开发。

UG是目前在我国机械行业应用最广泛的高端三维机械CAD软件之一，拥有计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）三大模块，它功能强大，能实现各种复杂实体的三维造型设计，能进行设备关键零件的受力分析，还能在加工模块完成零件的数控加工程序编制，完全可以满足一般企业对于机械设计的要求。UG软件具有在整个产品周期内对机械产品的快捷的修改能力，在产品的设计初期能完美的呈现产品的三维立体图像，便于产品结构的调整和修改，由于UG软件部件导航器是智能化的树结构，无论在产品设计的哪个阶段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者对原有产品进行更新换代，UG软件都能轻松完成。以UG数控龙门铣床的设计为例来说明。

1 数控龙门铣床的结构及工作原理

如图1所示，龙门铣床主要包括工作台、底座、龙门和Z轴装置等。龙门铣床属于三轴机床，通过机床主轴在X、Y和Z三个方向的运动来实现各种类型零件的铣削加工。设计的龙门铣床是靠主轴头的移动来实现铣削运动，由三台伺服电机带动滚珠丝杠副实现X、Y和Z三轴的运动，工作时把工件的毛坯装夹在工作台上，通过已经编制好的加工程序，使主轴头在各方向产生位移，最终完成工件的铣削加工。

2 设计的过程和方法

2.1 设计的流程

应用UG的拉伸、回转、扫掠、钻孔和阵列等建模功能，完成龙门铣床的龙门、底座、工作台等零件的三维造型设计，经过多次的修改和完善最终得到最合理的零件三维模型。由于大部分尺寸较大的零件是铸造件，我们可以利用UG编辑外观显示的功能把需要经加工的工作面位置用不同颜色表示出来，使铸造厂留精加工余量，这种方法比二维图纸更直观，利用UG软件完成的铣床底座如图2所示，底座如图3所示。由于龙门和底座都是空心结构，内部有很多加强筋，二维图纸会很复杂，利用UG造型，可以一边造型一边观察其内部结构，有问题可以随时修改，避免了不必要的失误。

2.2 运用UG软件进行装配和虚拟调试

所有零件建模完成后，进入装配模块，装配的过程中可以通过同心、同轴、共面、距离和固定等装配约束先把各零件的位置一一定位好，把某些装配约束关系抑制后，调节各轴的行程，可以观察各轴的行程是否符合设计意图，最终可以确定丝杠的长度、丝杠轴承座的安装位置和可加工零件的尺寸范围。如果修改零件，装配体也会实时更新它所引用的零件，使我们重新审视我们的装配体结构是否合理。

在龙门铣床装配完成后，可以按着鼠标中键进行旋转和缩放，全方位多视角的进行观察，检查装配体有无内部干涉。我们可以通过“移动组件”命令使工作台前后位移，使Z轴装置上下和左右移动，在虚拟调试的过程中观察各轴的部件是否存在干涉，避免实物安装过程中出现问题。通过调节机床X，Y和Z三轴的位移，观察是否能够到达相应的加工位置，通过调整最终得到最合理的装配方案，各个零件的尺寸也就相应的确定了。在虚拟调试的过程中可以直观的看到铣床的加工范围，使设计的准确性提高。

2.3 生成二维工程图

龙门铣床装配完成之后，进入UG制图模块，利用各方向视图的投影功能生成装配体和各零件的二维工程图，利用图纸完成零件的加工制造和龙门铣床的装配。UG软件可根据三维模型的尺寸自动生成二维尺寸，二维尺寸和三维模型一一对应，修改零件的尺寸或形状时，二维工程图也会自动更新。利用此模块生成工程图非常的方便快捷，而且可以完成所有传统的二维软件的标注任务。另外UG绘制的工程图可以转化为DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等绘图软件也可以打开UG 画的工程图，方便不同企业的技术人员之间进行交流合作。

3 结语

目前数控龙门铣床在我校车间投入使用，用于学生的实习。因为龙门铣床是利用UG软件在全三维环境中进行的设计和开发，大大提高了产品设计的效率，并且零件的形状和尺寸都完全正确，避免了装配过程中出现的干涉，在实际的生产过程中运行良好。后期又在此设计的基础上进行了多次的技术改造，由于零部件的修改和更新是用UG软件操作的，节约了成本，缩短了新产品的开发周期，使新产品加速推广和应用。

参考文献

[1] 张云杰，陈锋正，白晶.UG NX6.0零件与装配设计[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 朱万胜，李延龙，张作龙.基于Solid Works的油管试压机造型设计[J].机械设计与制造，2007（1）：31-33.endprint

摘 要：该文简介了所设计的数控龙门铣床整体结构，功能原理及相关参数，结合设计过程中的一些问题，详细论述了利用UG软件进行设计的过程，包括零部件的设计，装配和虚拟调试，以及二维工程图的生成。

关键词：UG 数控龙门铣床 设计

中图分类号：TG65   文献标识码：A       文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0079-01

由于我国数控技术起步较晚，新技术的普及应用也相对要慢一些，因此，一些数控设备生产企业还在使用传统二维CAD软件，使得产品设计的周期变长，更新换代的速度也慢了很多。为了使自己的产品能够尽早抢占市场先机，很多企业的新产品设计已经从传统的二维CAD设计逐渐过渡到三维CAD开发。

UG是目前在我国机械行业应用最广泛的高端三维机械CAD软件之一，拥有计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）三大模块，它功能强大，能实现各种复杂实体的三维造型设计，能进行设备关键零件的受力分析，还能在加工模块完成零件的数控加工程序编制，完全可以满足一般企业对于机械设计的要求。UG软件具有在整个产品周期内对机械产品的快捷的修改能力，在产品的设计初期能完美的呈现产品的三维立体图像，便于产品结构的调整和修改，由于UG软件部件导航器是智能化的树结构，无论在产品设计的哪个阶段都非常容易修改，即使是做重大的修改或者对原有产品进行更新换代，UG软件都能轻松完成。以UG数控龙门铣床的设计为例来说明。

1 数控龙门铣床的结构及工作原理

如图1所示，龙门铣床主要包括工作台、底座、龙门和Z轴装置等。龙门铣床属于三轴机床，通过机床主轴在X、Y和Z三个方向的运动来实现各种类型零件的铣削加工。设计的龙门铣床是靠主轴头的移动来实现铣削运动，由三台伺服电机带动滚珠丝杠副实现X、Y和Z三轴的运动，工作时把工件的毛坯装夹在工作台上，通过已经编制好的加工程序，使主轴头在各方向产生位移，最终完成工件的铣削加工。

2 设计的过程和方法

2.1 设计的流程

应用UG的拉伸、回转、扫掠、钻孔和阵列等建模功能，完成龙门铣床的龙门、底座、工作台等零件的三维造型设计，经过多次的修改和完善最终得到最合理的零件三维模型。由于大部分尺寸较大的零件是铸造件，我们可以利用UG编辑外观显示的功能把需要经加工的工作面位置用不同颜色表示出来，使铸造厂留精加工余量，这种方法比二维图纸更直观，利用UG软件完成的铣床底座如图2所示，底座如图3所示。由于龙门和底座都是空心结构，内部有很多加强筋，二维图纸会很复杂，利用UG造型，可以一边造型一边观察其内部结构，有问题可以随时修改，避免了不必要的失误。

2.2 运用UG软件进行装配和虚拟调试

所有零件建模完成后，进入装配模块，装配的过程中可以通过同心、同轴、共面、距离和固定等装配约束先把各零件的位置一一定位好，把某些装配约束关系抑制后，调节各轴的行程，可以观察各轴的行程是否符合设计意图，最终可以确定丝杠的长度、丝杠轴承座的安装位置和可加工零件的尺寸范围。如果修改零件，装配体也会实时更新它所引用的零件，使我们重新审视我们的装配体结构是否合理。

在龙门铣床装配完成后，可以按着鼠标中键进行旋转和缩放，全方位多视角的进行观察，检查装配体有无内部干涉。我们可以通过“移动组件”命令使工作台前后位移，使Z轴装置上下和左右移动，在虚拟调试的过程中观察各轴的部件是否存在干涉，避免实物安装过程中出现问题。通过调节机床X，Y和Z三轴的位移，观察是否能够到达相应的加工位置，通过调整最终得到最合理的装配方案，各个零件的尺寸也就相应的确定了。在虚拟调试的过程中可以直观的看到铣床的加工范围，使设计的准确性提高。

2.3 生成二维工程图

龙门铣床装配完成之后，进入UG制图模块，利用各方向视图的投影功能生成装配体和各零件的二维工程图，利用图纸完成零件的加工制造和龙门铣床的装配。UG软件可根据三维模型的尺寸自动生成二维尺寸，二维尺寸和三维模型一一对应，修改零件的尺寸或形状时，二维工程图也会自动更新。利用此模块生成工程图非常的方便快捷，而且可以完成所有传统的二维软件的标注任务。另外UG绘制的工程图可以转化为DXF，DWG，igs和step等格式，利用CAXA、AutoCAD等绘图软件也可以打开UG 画的工程图，方便不同企业的技术人员之间进行交流合作。

3 结语

目前数控龙门铣床在我校车间投入使用，用于学生的实习。因为龙门铣床是利用UG软件在全三维环境中进行的设计和开发，大大提高了产品设计的效率，并且零件的形状和尺寸都完全正确，避免了装配过程中出现的干涉，在实际的生产过程中运行良好。后期又在此设计的基础上进行了多次的技术改造，由于零部件的修改和更新是用UG软件操作的，节约了成本，缩短了新产品的开发周期，使新产品加速推广和应用。

参考文献

[1] 张云杰，陈锋正，白晶.UG NX6.0零件与装配设计[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2] 朱万胜，李延龙，张作龙.基于Solid Works的油管试压机造型设计[J].机械设计与制造，2007（1）：31-33.endprint