UG 电子工业出版社的 《ug实训》教学指南习题答案.docx

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UG电子工业出版社的《ug实训》教学指南习题答案

教育部职业教育与成人教育司推荐教材

中等职业学校模具设计与制造专业教学用书

《UG实训教材》

电子教学资料包

张莉洁主编

PublishingHouseofElectronicsIndustry

北京BEIJING

前言

为了配合《UG实训教材》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，我们编写了此教学资料。

教学资料内容包括三个部分：

第一部分是教学指南，包括教学对象、教学目标、教学内容、参考学时、基本要求。

第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。

教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。

第三部分是习题答案，给出了每道习题的详细解答过程。

限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。

编者

2006年6月

教学指南

一、课程的性质与任务

本课程是数控技术应用专业中级数控操作人员学习精密模具加工技术的专门教材，是根据《中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案》中核心教学与训练项目基本要求编写的。

本课程注重学生技术应用能力的培养。

以CAD/CAM为框架，介绍基本UG软件的使用方法及相关的基本知识。

本着理论知识以必需、够用、少而精的原则，力求突出针对性、实用性。

重点阐述了CAM加工程序的输出。

解决了软件学习只会造型不会加工的问题，本书采用以一个实例从造型到加工将全书的内容融为一体，以此加深读者对所学知识的综合运用能力。

为了进一步理解与巩固所学知识，本教材每个课题后附有针对性的练习题。

二、课程教学目标

1、掌握UG软件的基本指令的使用；

2、掌握典型表面的CAD造型技术；

3、了解工程图的构建过程；

4、掌握基本铣削加工的刀路生成；

5、掌握G代码的生成；

三、教学内容

《UG实训》作为职业学校数控技术专业的教材以及数控技术应用领域的工人普及性读物，较为系统地介绍了UG软件的基本操作方法，该书的授课内容的安排不同于其他理论课程的教学，而是以实例为主线，重点介绍完成该实例所需的软件的功能，因此书中体现的是“是否能完成、如何完成”的问题。

全书十二章，共分为三篇，其中第一篇基本功能简介，第二篇CAD部分，第三篇CAM部分。

主要内容有：

第1章UG软件介绍

本章教学提要

教学要求：

1、了解软件的基本功能

2、掌握工作界面的内容及热键的使用

3、掌握点构造器的正确使用

4、掌握坐标系的概念

教学重点：

工作界面的介绍

教学难点：

点构造其余矢量构造器

本章教学内容

介绍UG软件的基本功能、软件的基本安装过程、软件的工作界面、以及软件的基本使用方法。

本章教学建议

本章是对软件的认识过程，教师在教学过程中，抓住工作界面的主线，使学生掌握如何进入如何退出，以及热键的正确使用即可。

第2章线架造型

本章教学提要

教学要求：

1、掌握直线、圆弧、圆的绘制方法

2、掌握曲线的裁剪、偏置、圆角的过渡等功能的使用。

教学重点：

曲线的生成与曲线的编辑

教学难点：

曲线的编辑

本章教学内容

介绍线架造型法。

主要包括：

直线、圆、圆弧的绘制方法以及线条的编辑方法。

本章教学建议

线架造型法是UG绘图的第一种方法，建议教师在授课的过程中，放慢进度，使大部分学生能正确使用相关功能键，并且让学生自我练习，例题可以来自各个方面，如制图课中、实际中零件加工的抽象等等。

使学生能灵活运用相关功能进行线架造型即可。

第3章实体特征建模

本章教学提要

教学要求：

1、掌握创建三维实体模型的方法

2、掌握基准的概念

3、掌握成型特征中相关功能的使用

教学重点：

成型特征中长方体、腔体、孔的成型过程。

教学难点：

腔体、孔位置确定的方法即定位的过程。

本章教学内容

介绍实体建模的方法。

本章主要介绍成型特征中的长方体、腔体、孔等的成型过程，以及特征操作中的倒角、引用等特征的使用，通过固定片的成型过程，了解实体体素建模的操作过程。

本章教学建议

教师在授课过程中应注意对零件图的理解，只有正确理解各尺寸的含义，才能理解设计意图，理清建模顺序，这样会使学生理解建模的过程也包含零件的设计与工艺思想。

在建立方孔这一部分，一定要讲清孔的定位过程，否则会给后续课程的讲解带来很多困难。

第4章草图模式建模

本章教学提要

教学要求：

1、掌握草图的概念

2、能熟练的运用约束进行草图形状及尺寸的修改

3、能熟练掌握草图的构建、激活等的操作

4、掌握利用草图模式完成实体的构建方法

教学重点：

草图的建立、激活、实体的构建过程。

教学难点：

约束及定位

本章教学内容

本章将主要介绍草图的建立，约束和定位，以及应用草图进行拉伸等特征建模。

本章教学建议

草图建模是UG建模的方式之一，教师在教学过程中，应注重草图的建立过程，请讲清楚草图的工作平面的建立过程，常用菜单的正确使用方法，使学生在建立草图的过程中少走弯路，同时注意尺寸约束的合理使用，在拉伸建模的过程中提醒学生注意拉伸的方向以及激活草图功能的使用。

第5章自由曲面造型

本章教学提要

教学要求：

1、掌握自由曲面造型的步骤

2、掌握基本曲线，分割曲线，样条曲线，扫掠等基本指令。

教学重点：

自由曲面的造型过程。

教学难点：

各种复杂曲面、片体、非规则实体的创建。

本章教学内容

自由曲面造型的基本步骤（建立三维曲线，利用曲线生成三维曲面，再将曲面加厚为三维实体模型）。

本章教学建议

本章为教学的重点及难点。

在教学过程中注意避开难点，重在讲解自由曲面造型的基本步骤，对难点部分本着用到什么将什么的原则进行必要的讲解，另外，UG软件的曲面造型方法很多，教师在授课过程中注意帮助学生理清思路：

对于一般的简单曲面，可以一次完成曲面的建立过程，例如书中的花瓶的曲面形成过程；对于复杂的曲面，首先应该采用曲线构造的方法生成主要的或者大面积的片体，然后再使用曲面的过渡连接、光滑处理、曲面的编辑等方法完成整体的造型，例题不要过于复杂，书中本章的练习题最好教师能与学生共同完成。

第6章综合实例

本章教学建议

本章内容为前面五章内容的综合运用，书中的例题为工厂实际生产的例子，教师可在教学过程中进行处理，如果学生的学习程度不足于完成此例的内容，可另选它例，如果可以的话，可借助此例，锻炼学生的看图能力及建模的能力。

第7章工程图

本章教学建议

本章内容为选学课程。

由于考虑知识结构特设此章，教师可在教学过程中自行取舍，当然如果不介绍此章并不能影响UG软件的学习，但有潜质的学生学一点此章内容是有好处的。

第8章CAM简介

本章教学提要

教学要求：

1、掌握基本概念

2、掌握基本指令

3、掌握平面铣削的方法

教学重点：

平面铣削加工

教学难点：

加工参数设定

本章教学内容

本章主要介绍UG的CAM部分基本菜单的常用指令及使用方法，其中包括：

加工环境的设定、加工坐标系的设定、加工参数的设定（进退刀点、进退刀方式、切削参数、刀路避让参数、进给速度、机床等设定）。

本章教学建议

建议在本章教学的过程中，放慢速度，详细讲解各指令的设定方法，特别是加工参数的设定方法，加大练习时间，以平面铣削为基点，使学生理解加工刀路生成的过程。

第9章平面铣削

本章教学提要

教学要求：

1、平面铣削加工的适用范围

2、平面铣削操作的建立

3、加工刀路的生成

教学重点：

平面铣削操作的建立过程

教学难点：

各项参数的设定

本章教学内容

平面铣削操作的建立过程，各项参数设定的方法及加工刀路的生成。

本章教学建议

平面铣只能加工与刀轴垂直的几何体，所以平面铣加工出的是垂直于底面的零件。

教师在授课的过程中注意讲清平面铣的优点在于它无需作出完整的造型而只依据2D图形直接进行刀具路径的生成；它可以通过边界和不同的材料侧方向，定义任意区域的任一切削深度；

一般情况下，对于直壁的、水平底面为平面的零件，常选用平面铣操作进行粗加工和精加工。

这一部分书中讲解得比较详细，教师在授课过程中，最好按书中的例题详细讲解，建议平面铣削参数设定的过程中，为了防止漏掉最好是至上而下进行。

第10章型腔铣加工

本章教学提要

教学要求：

1、型腔铣削加工的适用范围

2、型腔铣削操作的建立

3、加工刀路的生成

教学重点：

平面铣削操作的建立过程

教学难点：

各项参数的设定

本章教学内容

型腔铣削操作的建立过程，各项参数设定的方法及加工刀路的生成。

本章教学建议

建议教师在授课时讲清型腔铣削与平面铣削的异同点。

相同点：

1、二者的刀具轴都垂直于切削层平面。

2、刀具路径的所用切削方法相同，都包括切削区域和轮廓的铣削。

3、切削区域的开始点控制选项以及进刀/退刀选项相同。

不同点：

1、平面铣削用边界定义零件材料，边界是一种几何实体。

而型腔铣可用任何几何体以及曲面区域和小面模型来定义零件材料。

2、切削层深度的定义二者不相同。

平面铣通过所指定的边界和底面的高度差来定义总的切削深度，而型腔铣通过毛坯几何体和零件几何体来定义切削深度。

3、平面铣用于直壁的、并且岛屿的顶面和槽腔的底面为平面零件的加工，而型腔铣适合于非直壁的、岛屿的顶面和槽的底面为平面或曲面零件的加工。

第11章面域加工

本章教学提要

教学要求：

1、面域加工的适用范围

2、面域加工操作的建立

3、加工刀路的生成

教学重点：

平面铣削操作的建立过程

教学难点：

各项参数的设定

本章教学内容

面域加工操作的建立过程，各项参数设定的方法及加工刀路的生成。

本章教学建议

教学建议同上。

第12章UG加工加工综合运用

本章教学建议

本章内容为前面所有内容的综合运用，书中的例题为工厂实际生产的例子，教师可在教学过程中进行处理，重在锻炼学生对所学知识的综合运用，因此教师可多选几例加强对学生的训练，但注意选题的难度要把握好，不宜过难，因循序渐进。

另外在本章中介绍了UG软件的后置处理程序，教师注意讲清与图形后置处理器相比，UG/POST可直接从零件的刀具路径信息进行后置处理命令，而不必生成刀具位置源文件，因此使用起来更方便。

四、参考学时

本教材教学学时为80学时，使用时可根据具体情况删减部分内容。

具体学时分配建议如下：

章节

内容

课时

第一章

UG软件介绍

2学时

第二章

线架造型

6学时

第三章

实体特征建模

6学时

第四章

草图模式建模

6学时

第五章

自由曲面造型

10学时

第六章

综合实例

10学时

第七章

工程图

2学时

第八章

CAM简介

2学时

第九章

平面铣加工

6学时

第十章

型腔铣加工

6学时

第十一章

面域加工

6学时

第十二章

UG加工综合运用

8学时

五、课程教学基本要求

（1）采用电脑教学模式

（2）综合练习部分尽量选用工程图纸

习题答案

第2章

1．绘制底部水平基准和竖直中心基准。

2．利用中心基准绘制尺寸为6.08与48.7的四根对称竖直直线，再利用水平基准绘制尺寸为25.23的水平直线，剪裁掉多余部分。

3．利用竖直方向尺寸23.36与45度角绘制两条45度直线。

4．利用水平方向尺寸58.3和两侧的圆弧半径R3的尺寸绘制出两个圆和与45度直线平行的另外两条直线。

5．绘制尺寸为20.36的水平直线。

6．利用圆弧中心位置的尺寸绘制中间的R3和R22.5两个圆，剪裁掉多余部分。

7．利用中心基准绘制尺寸为16.9的两条竖直直线。

8．利用水平方向尺寸6.99与7.06以及竖直方向尺寸39.96确定的斜度为50度的直线的端点位置绘制与水平方向成50度角的两条直线，注意不是对称的。

9．利用中心基准绘制尺寸为27.59和27.36的两条竖直直线剪。

10．利用竖直方向尺寸42.89绘制半径为R24.5的圆弧，裁掉多余部分。

11．倒圆角R2和R0.4。

12．利用同心圆绘制半径为R23.7的同心圆。

13．利用圆心位置和半径绘制半径为R2.4与半径为R3.9的两个圆。

14．利用点捕捉器中的象限点绘制与圆弧R2.4左侧相切的竖直直线，同样方法绘制与圆弧R3.9右侧相切的竖直直线。

15．利用R3.9圆心绘制水平直线，裁掉多余部分。

16．倒圆角R1。

第3章

1．利用长方体（Block）命令长和宽为150，高为3的长方体。

2．利用相同的命令建造长与宽为150，高为30的长方体。

3．同样在建造长与宽为120，高为15的长方体，注意空间的叠放位置。

4．使用剪切（trim）命令将中间的长方体多余部分剪切掉。

5．使用布尔并（Unite）命令对三个长方体作布尔并运算。

6．建造长与宽为100，高为35的长方体，注意空间的叠放位置。

7．使用布尔减（Subtract）命令对两个实体作布尔减运算。

8．建造宽为12，高为12的长方体，长度要超出已存在实体，注意空间的叠放位置。

9．对此长方体下部两条棱倒圆角R6，复制此实体并绕中心旋转90度。

10．使用布尔减（Subtract）命令对三个实体作布尔减运算。

完成模型。

第4章

绘制下图的三维图形。

1．建立草绘面1，并在此草绘面中绘制尺寸为30和60的长方型和直径为6的四个圆。

2．拉伸此草绘面，得到高度为8的实体。

3．以此实体顶面构建为草绘面2，绘制俯视图中剩余实线部分的图形。

4．将此草绘面拉伸至尺寸23。

5．使用布尔并（Unite）命令对这两个实体作布尔并运算。

6．以此实体侧面构建为草绘面3，绘制正视图中尺寸为4和20的长方形。

7．拉伸吃草绘面，尺寸要大于30。

8．使用布尔减（Subtract）命令对两个实体作布尔减运算。

9．倒圆角R10，完成模型。

注：

第6、7步可以用上一章讲的体素来构建，参考第3章。

第5章

勺柄部分为平面，利用有界平面（BoundedPlane）命令可以很容易做出来。

主要是勺子的曲面部分，在此分部分讲解。

A：

绘制线框。

1．在X-Y平面上绘制勺子的正视图上的曲线。

2．在X-Z平面上绘制勺子的俯视图上的曲线。

并按空间位置摆放好。

B：

构建引导线。

3．将X-Y平面上的线框沿Z轴两个方向对称拉伸，注意高度要足够大。

4．将X-Z平面上的勺子外部的线框（俯视图上的细实线部分）沿Y轴两个方向对称拉伸，注意高度要足够大。

5．利用曲面相交曲线（IntersetionCurve）命令，做出一条空间曲线。

6．去处参数，并等分成对成的两段，这就是我们要用到的引导线。

C：

构建截面线。

7．将勺子曲面部分的中心线分成若干（段数越多，与实际曲面越接近）。

我们以做一个截面为例。

8．在X-Y平面中勺子曲面部分的中心线上的一点做一条平行于Y轴的线段，注意线段的长度要足够长。

9．通过中心线上的同一点，向勺子底部曲线（即俯视图中的加黑的实线）做垂线，并与之相交，可以得到两条直线的交点。

10．将在X-Y平面上作的线段沿Z轴两个方向拉伸。

11．再用在B部分引导线在此平面上投影（为Project命令），这样就可以得到引导线和此平面的交点。

12．通过第9步和第11步得到的三个交点绘制圆弧，得到需要的截面线。

13．制其他的截面线，并将没有用的线条隐藏起来。

D：

构造曲面

14．使用扫描（Swept）命令，将B部分所作的引导线及勺子底面曲线作为引导线，C部分作的截面线作为截面线，做出曲面。

15．到此可以发现勺子最前端还有一个面缺失，再使用扫描（Swept）命令，以勺子底面曲线作为引导线，将B部分所作的引导线缺失部分和最后的一个截面线作为此时的截面线，构建缺失部分的曲面。

16．使用缝合（Sew）命令键曲面缝合成一体，完成曲面。

第6章

1．构建长方体22x32x9.5。

2．绘制将此长方体分割成两个体的曲线，即R30与R18所在的曲线。

3．拉伸此曲线，并将得到的曲面分割长方体。

4．将右侧实体尺寸偏置-1。

5．将左侧实体顶面作为草绘面绘制上下两个缺口图形。

6．将草绘面拉伸之尺寸，并作布尔减运算。

保留此实体。

7．使用布尔并（Unite）命令对这两个大实体作布尔并运算。

8．构建实体内部需剪空的长方体。

将第6步中的实体偏置1.5，并作布尔减运算。

9．将此实体与第7步中的实体作布尔减运算。

10．构建最左侧实体，并作布尔并运算。

11．将实体内部倒圆。

12．将实体外部倒圆。

13．钻孔，完成实体。

第9章

1．设置加工环境，刀具。

2．选择平面铣加工命令

3．选择顶面为加工面（也可选择顶面轮廓线）

4．选择顶面为加工底平面。

5．选择加工方式，并设置参数。

6．生成刀路。

第10章

1．设置加工环境，刀具。

2．构建毛坯。

3．选择型腔铣加工命令。

4．选择加工零件和毛坯。

5．设置切削参数。

6．生成刀路。

第11章

Ａ．精加工侧面

1．选择”ZLEVEL_PROFILE”加工方式

2．选择加工零件

3．选择侧面直边和R部分为加工区域，注意底面留量。

B．精加工底部曲面

1．选择”CONTOUR_AREA”加工方式

2．选择加工零件

3．选择底部曲面作为加工区域

4．选择适当的切削类型和切削参数进行精加工