UG NX的整体叶轮几何造型及五坐标数控加工(3)
1.2 UG CAD/CAM及复杂曲面造型技术
计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是一门多学科综合性技术，是当今世界发展最快的技术之一，目前已经形成产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。
从传统意义上看，产品从需求分析开始，经过产品设计、工艺设计和制造等环节，最终形成用户所需要的产品。在产品设计阶段，要完成任务规划、概念设计、结构设计与分析、详细设计和工程设计等工作，如果借助计算机手段完成这些工作任务，称之为CAD；在工艺设计阶段，要完成毛坯设计、工艺路线规划、工艺设计、工装设计等任务，如果借助计算机手段来完成这些任务，称之为CAPP；在生产阶段，要完成数控（NC）加工编程、加工过程仿真、数控加工、质量检验、产品装配、性能测试与分析等工作，如果借助计算机手段来完成这些工作，称之为CAM。以上三阶段统称为CAD/CAM，计算机将为其提供一个集成工作环境，即为CAD/CAM技术。
零件的表面形状一般可分为两类[7]：一类是可以用画法几何与机械制图的方法完全清楚表达和传递所包含的全部形状信息的由初等解析曲面（例如平面、球面、圆柱面、圆环面圆锥面、等）组成的零件，大多数机械零件属于这一类，；第二类是不能由初等解析曲面组成，即不能由基本的立体要素（如棱柱、锥、球、有界平面等）描述的呈自然形状的曲面，而是由有限个型值点的坐标参数来确定的空间曲面，以复杂方式自由变化的曲线曲面，例如飞机、汽车、船舶的外形零件。显然，后一类形状无法单纯用画法几何与机械制图表达清楚，属于复杂零件。在复杂零件中，曲线、曲面的表示经历了Ferguson（Hermit）双三次曲面片，Coons双三次曲面片，Bezier方法，B样条方法，发展到目前广泛流行的NURBS方法[8]。non-uniform rational b-splines（nurbs）是一种交互式3d模型曲线&表面技术。现在nurbs已经是3d造型业的标准了。通常对曲线、曲面的描述有三种形式[9]：显式、隐式和参数表示。从计算机图形学和计算几何的角度来看，参数表示法具有明显的优越性。参数方程有代数和几何两种形式，两者之间可以自由变换。
1.3 五轴联动数控加工技术
随着设计理论和技术的提高，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加,此外激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。因此，近几十年来，能有效解决复杂、精密、小批多变零件加工问题的复杂曲面加工的数控机床和相应的数控加工技术得到了迅速发展和广泛应用，使制造技术发生了根本性的变化。三坐标联动铣床是指X、Y、Z三个方向联动，因此可以加工出三文曲面形体。20世纪60年代，国外在航空工业生产中把两个旋转运动引入数控机床，采用五坐标数控铣床加工零件。五坐标铣床是除了X、Y、Z三个方向的直线运动外，再加上铣刀或工件绕X、Y、Z中的两个轴线摆动或旋转。五坐标联动数控是数控技术中难度最大，应用范围最广的技术之一，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。目前，较多采用三坐标联动、五坐标联动的数控加工方法来完成复杂曲面的加工。飞机和航空发动机的复杂结构件叶轮、船用螺旋桨等都是五坐标加工的典型例子。