具体描述
本书在介绍UG NX基础知识的基础上，重点以精选的机械产品常用零部件，如带轮、弹簧、螺栓辊母、滚动承、齿轮类零件、凸轮类零件、蜗杆蜗轮类零件为对象，详细分析和介绍了以UG MX为平台进行机械产品零部件三维设计的方法、软件操作步骤以及相关参数化三维建模技术。同时以汽车转向系统减速器和球阀产品为例讨论了产品三维装配体建模构运动仿真技术的实现方法。在配套光盘中附有本书介绍的常用零部件设计过程、建模方法和步骤等形象生动的演示动画，有利于读者理解和掌握相关知识。
本书以实例为导向，内容丰富、讲解透彻、图文并茂，适用于从事机械产品设计的工程技术人员以及大专院校相关专业学生参考和使用，也可作为相关专业CAD技术培训班的教材使用。
机械设计与制造领域的前沿探索：一部涵盖现代CAD/CAM/CAE技术的综合教程 本书籍致力于为机械工程、工业设计及相关领域的专业人士和高等院校师生，提供一套系统、深入且紧贴行业实践的先进制造技术学习资源。它聚焦于当前制造业核心技术的融合与应用，涵盖了从概念设计到虚拟制造的全流程解决方案。 第一篇：数字化设计与建模的基石 本篇章深入剖析了现代参数化与直接建模技术在复杂曲面和实体结构设计中的应用精髓。我们不再局限于传统的草图绘制，而是强调基于设计意图和工程需求的智能建模方法。 第一章：参数化特征建模的深度解析 本章详尽阐述了如何构建稳定、易于修改的参数化模型。内容覆盖： 设计意图驱动的约束管理： 如何通过精确的几何约束、尺寸驱动和拓扑关系定义，确保模型在参数变更时能自动、可靠地重构，避免模型失效。重点讲解了在大型装配体中，如何有效管理层级关系和引用关系。 高级特征库的构建与应用： 超越基础的拉伸、旋转、扫掠等操作，深入介绍变截面扫描、混合倒角、肋板、开槽、复杂孔特征（如螺纹、键槽、多级深孔）的精确定义与优化。探讨了如何将常用特征封装为可复用的特征库，以提高设计效率。 同步技术（Synchronous Technology）的实战应用： 详细对比了传统参数化建模与同步建模在处理导入外部数据（如STEP、IGES文件）和快速修改非参数化几何体时的效率和优势。通过实际案例演示，展示如何利用同步工具快速调整设计细节，而无需回溯历史特征树。 第二章：复杂曲面设计与逆向工程基础 本部分聚焦于产品外观造型和流线型结构的设计，这是汽车、航空航天、消费电子等行业对产品美感和空气动力学性能要求的关键。 高质量曲面的构建原则： 深入探讨了曲面连续性等级（G0、G1、G2、G3）的工程意义和判断标准。详细介绍了NURBS曲面的数学原理及其在软件中的应用，包括控制点编辑、曲面修剪、缝合与光顺处理。 曲面造型工具的精细操作： 重点讲解了边界混成（Boundary Blend）、导向曲线混成（Swept Blend）、自由曲面（Freeform Surface）的构建方法。通过实例演示，如何实现曲面间的平滑过渡，确保“斑马线”分析结果达到最高标准。 从扫描数据到CAD模型的桥梁： 介绍了逆向工程的基本流程，包括点云数据的清洗、对齐和基准面重建。讲解如何利用逆向工具，将实物扫描数据转化为可编辑的CAD实体模型，并进行公差分析与拟合优化。 第二篇：先进的工程分析与仿真集成 本篇章旨在将设计与分析无缝集成，实现“设计即分析，分析指导设计”的理念，大幅缩短产品开发周期。 第三章：结构强度与模态分析的精确执行 本章侧重于有限元分析（FEA）的实际操作与结果解读，强调分析模型的建立质量对计算精度的决定性影响。 高效网格划分策略： 讨论了不同单元类型（四面体、六面体、壳单元、梁单元）的选择标准及其适用场景。详细阐述了网格敏感性分析的步骤，确保网格密度既满足精度要求又不至于计算资源浪费。 载荷与边界条件的施加艺术： 区分了集中力、压力、扭矩、惯性力、接触载荷等不同载荷类型的正确施加方法。重点分析了约束条件的选取对结果的影响，如如何正确模拟固定支撑、滑动支撑、以及不同装配体间的接触关系（非线性接触）。 结果后处理与优化方向： 不仅限于查看应力云图，更深入讲解了如何解读冯·米塞斯应力、主应力、变形量和安全系数。指导读者如何根据分析结果，提出具体的结构改进建议，如壁厚调整、加强筋布局优化或材料更换。同时，介绍模态分析在避免共振问题中的关键作用。 第四章：热流体仿真（CFD）基础与应用 本章涵盖了通过计算流体力学方法预测流体流动、传热和传质过程的基础知识和实践操作。 流体域的定义与前处理： 讲解如何从固体模型中准确提取流体域。讨论了入口/出口边界条件（如速度入口、压力出口）的设置，以及壁面条件（如无滑移、给定温度）的选择。 传热分析在电子产品中的应用： 以电子设备散热为例，演示如何耦合流体分析与固体传导分析，精确预测芯片、散热片和机箱内部的温度分布。讨论了强制对流、自然对流和热辐射的建模方法。 简化模型与求解器设置： 介绍层流与湍流模型（如RNG k-epsilon, SST k-omega）的选择依据。指导读者如何对复杂几何进行适当的简化，以加快求解速度，同时保持工程所需的精度。 第三篇：面向制造的设计（DFM）与工艺流程 本篇章将设计与制造环节紧密结合，确保设计出的产品不仅性能优异，而且易于高效、低成本地生产。 第五章：模具设计与注塑成型分析 针对塑料制品行业，本章提供了从产品设计到模具可行性分析的完整流程。 可制造性评估： 重点分析拔模斜度、壁厚均匀性、圆角半径对开模和产品质量的影响。讲解如何利用软件的DFM检查工具，自动识别潜在的制造缺陷，如缩痕、缩孔、气孔等。 流道与浇口设计： 探讨了不同类型的浇口（点浇口、侧浇口、潜伏浇口）的选择原则，以及合理的流道平衡设计，确保熔体均匀充模。 充模与冷却分析： 详细演示如何进行充模时间、保压时间、冷却时间和翘曲预测分析。指导用户如何优化冷却水道布局，以减少产品变形和缩短生产周期。 第六章：机械加工路径优化与数控编程基础 本章聚焦于如何利用CAD/CAM一体化平台，高效生成和验证数控（NC）刀具路径。 基于特征的加工（Feature-Based Machining, FBM）： 介绍如何系统地识别和分类零件上的可加工特征，并自动匹配合适的加工策略。 高效铣削策略的实施： 深入讲解平面铣削、型面铣削、残余材料去除等高级策略。重点剖析高效率加工（High-Efficiency Machining, HEM）技术，如等壁厚切削、恒定轴向切深与径向切深控制，以延长刀具寿命并提高材料去除率。 五轴联动加工路径的规划： 探讨在复杂曲面零件加工中，如何利用倾斜轴和刀具倾角控制，实现更好的表面质量和避碰。介绍后处理器的选择和应用，确保生成的G代码能被目标数控机床正确执行。 总结 本书的编排结构体现了现代工程实践的闭环思维：概念定义 → 几何实现 → 性能验证 → 制造优化。通过对上述六大核心模块的详尽阐述与大量工程实例的穿插，旨在培养读者建立起跨学科的系统工程视野，使他们能够从容应对日益复杂的工业产品开发挑战。
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