【正文】 1前言在當(dāng)代信息化技術(shù)的推動(dòng)和催化下，傳統(tǒng)的制造業(yè)和制造技術(shù)也通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)正向高效率，高精度，高自動(dòng)化方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床，加工中心和柔性制造單元以及集成制造系統(tǒng)等得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工制造業(yè)中，如數(shù)控銑削、鏜削、車(chē)削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復(fù)雜多變零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達(dá)到預(yù)期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因?yàn)閿?shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過(guò)程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。無(wú)論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。UG是Unigraphics的縮寫(xiě)，是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。這是一個(gè)交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)和實(shí)體的加工。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。因此，用UG作為CAD/CAM軟件平臺(tái)，進(jìn)行的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不僅可以運(yùn)用機(jī)械方面的知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，也可以培養(yǎng)對(duì)本軟件的操作能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對(duì)零件加工質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。隨著社會(huì)多產(chǎn)品多樣化需求的增強(qiáng)，產(chǎn)品品種增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，這使得數(shù)控加工在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并不斷地發(fā)展。尤其是隨著FMS和CIMS的興起和不斷成熟，對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求，現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。一般認(rèn)為UG NX是業(yè)界中比較有代表性的數(shù)控軟件。其中UG CAM即加工制造模塊，是UG的重要模塊之一，具有舉足輕重的地位。其主要功能是承擔(dān)交互式圖形數(shù)控編程的任務(wù)，即針對(duì)已有的CAD三維模型所包含的產(chǎn)品表面幾何信息，進(jìn)行數(shù)控加工刀位軌跡的自動(dòng)計(jì)算，完成產(chǎn)品的加工制造，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)構(gòu)想。UG CAM由五個(gè)模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。(1) 交互工藝參數(shù)輸入模塊通過(guò)人機(jī)交互的方式，用對(duì)話框和過(guò)程向?qū)У男问捷斎氲毒摺A具、編程原點(diǎn)、毛坯、零件等工藝參數(shù)。(2) 刀具軌跡生成模塊UG/ToolpathGeneratorUG CAM最具特點(diǎn)的是其功能強(qiáng)大的刀具軌跡生成方法。包括車(chē)削、銑削、線切割等完善的加工方法。其中銑削主要有以下功能:① Point to Point：完成各種孔加工；② Planar Mill：平面銑削。包括單向行切，雙向行切，環(huán)切以及輪廓加工等；③ Fixed Contour：固定多軸投影加工。用投影方法控制刀具在單張曲面上或多張曲面上的移動(dòng)，控制刀具移動(dòng)的可以是已生成的刀具軌跡，一系列點(diǎn)或一組曲線；④ Variable Contour：可變軸投影加工；⑤ Parameter line：等參數(shù)線加工?？蓪?duì)單張曲面或多張曲面連續(xù)加工；⑥ Rough to Depth：粗加工。將毛坯粗加工到指定深度；⑦ Cavity Mill：多級(jí)深度型腔加工。特別適用于凸模和凹模的粗加工；⑧ Sequential Surface：曲面交加工。按照零件面、導(dǎo)動(dòng)面和檢查面的思路對(duì)刀具的移動(dòng)提供最大程度的控制。(3) 刀具軌跡編輯模塊UG/Graphical Tool Path Editor刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，并提供延伸、縮短或修改刀具軌跡的功能。同時(shí)，能夠通過(guò)控制圖形的和文本的信息去編輯刀軌。因此，當(dāng)要求對(duì)生成的刀具軌跡進(jìn)行修改，或當(dāng)要求顯示刀具軌跡和使用動(dòng)畫(huà)功能顯示時(shí)，都需要刀具軌跡編輯器。動(dòng)畫(huà)功能可選擇顯示刀具軌跡的特定段或整個(gè)刀具軌跡。附加的特征能夠用圖形方式修剪局部刀具軌跡，以避免刀具與定位件、壓板等的干涉，并檢查過(guò)切情況。刀具軌跡編輯器主要特點(diǎn)：顯示對(duì)生成刀具軌跡的修改或修正；可進(jìn)行對(duì)整個(gè)刀具軌跡或部分刀具軌跡的刀軌動(dòng)畫(huà)；可控制刀具軌跡動(dòng)畫(huà)速度和方向；允許選擇的刀具軌跡在線性或圓形方向延伸；能夠通過(guò)已定義的邊界來(lái)修剪刀具軌跡；提供運(yùn)動(dòng)范圍，并執(zhí)行在曲面輪廓銑削加工中的過(guò)切檢查。(4) 三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊UG/VerifyUG/Verify交互地仿真檢驗(yàn)和顯示NC刀具軌跡，它是一個(gè)無(wú)需利用機(jī)床，成本低，高效率的測(cè)試NC加工應(yīng)用的方法。UG/Verify使用UG/CAM定義的BLANK作為初始的毛坯形狀，顯示NC刀軌的材料移去過(guò)程，檢驗(yàn)包括錯(cuò)誤如刀具和零件碰撞曲面切削或過(guò)切和過(guò)多材料。最后在顯示屏幕上的建立一個(gè)完成零件的著色模型，用戶可以把仿真切削后的零件與CAD的零件模型比較，因而他們可以方便地看到，什么地方出現(xiàn)了不正確的加工情況。(5) 后置處理模塊UG/PostprocessingUG/Postprocessing包括一個(gè)通用的后置處理器(GPM),使用戶能夠方便地建立用戶定制的后置處理。通過(guò)使用加工數(shù)據(jù)文件生成器(MDFG),一系列交互選項(xiàng)提示用戶選擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括：控制器和機(jī)床特征、線性和園弧插補(bǔ)、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)、臥式或立式車(chē)床、加工中心等等。這些易于使用的對(duì)話框允許為各種鉆床、多軸銑床、車(chē)床、電火花線切割機(jī)床生成后置處理器。后置處理器的執(zhí)行可以直接通過(guò)Unigraphics或通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)完成。此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)軸承座零件加工工藝及仿真加工。對(duì)于進(jìn)行工藝工裝設(shè)計(jì)有著實(shí)際性的作用和意義。另外對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),本課題的設(shè)計(jì)可以讓我們能充分全面地運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)我們獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)我們搞工藝工裝設(shè)計(jì)的思維能力，培養(yǎng)我們的藝術(shù)靈感，為我們今后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)等。2 軸承座的工藝性分析設(shè)計(jì)題目給出的零件是軸承座，它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)軸承座分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給箱體。軸承座中的主軸是機(jī)床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。 軸承座零件圖1）側(cè)視圖右側(cè)面對(duì)基準(zhǔn)C（φ30mm軸線）。2）俯視圖上、。3）主視圖上平面對(duì)基準(zhǔn)C（φ30mm軸線）。4），只允許凹陷，不允許凸起。5）鑄造后毛坯要進(jìn)行時(shí)效處理。6）未注明倒角145176。7）材料HT200。軸承座共有3組主要加工表面。（1）以Φ30mm/Φ35mm孔為中心的加工表面。這組加工表面包括：Φ30mm孔和Φ35孔及倒角以及尺寸為38mm與Φ30mm孔軸線垂直的兩個(gè)端面。還有一個(gè)Φ4mm的油孔。（2）以Φ6mm孔為中心的加工表面。這組加工表面包括：Φ6mm油孔，兩個(gè)Φ13mm沉孔，兩個(gè)Φ9mm通孔，兩個(gè)Φ8mm配作孔，以及與Φ30mm軸線之間尺寸為mm的Φ6mm孔的外端面。（3）Φ9mm孔的外端面，即為軸承座的上下平面。軸承座重要尺寸的檢測(cè)（1）兩個(gè)φ8mm定位銷(xiāo)孔，與銷(xiāo)要過(guò)渡配合，精度達(dá)到IT8，要先鉆后鉸才能達(dá)到要求。（2）側(cè)視圖右側(cè)面對(duì)基準(zhǔn)C（φ30mm軸線）的垂直度檢查，可將工件用φ30mm心軸安裝在偏擺儀上，再用百分表測(cè)工件右側(cè)面，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，百分表最大與最小差值為垂直度偏差值。（3）主視圖上平面對(duì)基準(zhǔn)C（φ30mm軸線）的平行度檢查，可將軸承座φ30mm孔穿入心軸，并用兩塊等高墊鐵將主視圖上平面墊起，這時(shí)用百分表分別測(cè)量心軸兩端最高點(diǎn)，其差值即為平行度誤差值。（4）俯視圖兩側(cè)面平行度及主視圖上平面平面度的檢查，可將工件放在平臺(tái)上，用百分表測(cè)出。3零件毛坯的確定零件材料為HT200，是中碳鋼，其強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火件，以及對(duì)心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷(xiāo)等。水淬時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油水中淬火。由于零件的材料為HT200，零件的形狀規(guī)則，同時(shí)由于零件屬于中批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產(chǎn)故選用模鍛毛坯。模鍛加工工藝的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜。（2）鍛件內(nèi)部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機(jī)械性能和使用壽命。（3）鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時(shí)；（4）生產(chǎn)率較高；（5）操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；（6）生產(chǎn)批量越大成本越低。從零件材料及力學(xué)性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小，生產(chǎn)類(lèi)型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。、工序尺寸及公差的確定根據(jù)毛坯的最大輪廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可得出，其余為3。繪制毛坯簡(jiǎn)圖。（1）確定軸承座底平面的加工余量及工序尺寸① 。 軸承座底平面的加工余量② 根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查《平面加工方案》【1】得出粗銑、精銑底面的工序偏差，按入體原則標(biāo)注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準(zhǔn)，并要保證中心線到地面的高度為30mm。因此以軸承孔外圓面為粗基準(zhǔn)先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準(zhǔn)。底面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表31所示。表31軸承座底平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序單邊余量/mm公差等級(jí)偏差/mm尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm毛坯IT14177。177。25粗銑19IT12精銑181IT8（2) 確定軸承座上平面的加工余量及工序尺寸 ① 。 軸承座上平面的加工余量② 根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查《平面加工方案》得出粗銑、精銑上底面的工序偏差。方便銑削，并要間接保證尺寸15+，以及平面度，側(cè)以下底面為精基準(zhǔn)加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表32所示。表32軸承座上平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序單邊余量/mm公差等級(jí)偏差/mm尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm毛坯183IT14177。18177。25粗銑162IT12精銑151IT8（3）確定軸承座左右兩側(cè)面的加工余量及工序尺寸 ① 。② 根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查《平面加工方案》得出粗銑、精銑兩側(cè)面的工序偏差。為后面加工做基準(zhǔn)，且加工后面工序裝夾方便。兩側(cè)平面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表33所示。表33軸承座左右兩側(cè)平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序單邊余量/mm公差等級(jí)偏差/mm尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm毛坯883IT14177。88177。25粗銑842IT12精銑821IT882（4）確定軸承座前后兩端面的加工余量及工序尺寸 ① 。② 根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，查《平面加工方案》得出粗銑、精銑前后兩端面的工序偏差。因前端面是寬度方向上的尺寸基準(zhǔn)，并為加工孔Φ30的一個(gè)精基準(zhǔn)，因此在此道工序中以基準(zhǔn)加工。下底面為兩端面的加工余量及工序尺寸見(jiàn)表34所示。表34軸承座前后端面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序單邊余量/mm公差等級(jí)偏差/mm尺寸及公差/mm表面粗糙度/μm毛坯443IT14177。44177。25粗銑402IT12精銑381IT8（5）確定軸承座軸承孔兩側(cè)