【正文】 1前言在當代信息化技術的推動和催化下，傳統(tǒng)的制造業(yè)和制造技術也通過應用信息技術正向高效率，高精度，高自動化方向發(fā)展，數控機床，加工中心和柔性制造單元以及集成制造系統(tǒng)等得到了廣泛應用。數控加工技術已廣泛應用于機械加工制造業(yè)中，如數控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數控銑削是復雜多變零件的主要加工方法。數控設備為精密復雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預期的加工效果，編制高質量的數控程序是必不可少的，這是因為數控加工程序不僅包括零件的工藝過程，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。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數，是編制高質量加工程序的前提。UG是Unigraphics的縮寫，是Siemens PLM Software公司出品的一個產品工程解決方案，它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復雜實體及造型的建構和實體的加工。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，目前已經成為模具行業(yè)三維設計的一個主流應用。因此，用UG作為CAD/CAM軟件平臺，進行的產品創(chuàng)新設計，不僅可以運用機械方面的知識進行產品開發(fā)，也可以培養(yǎng)對本軟件的操作能力。隨著科學技術的發(fā)展，機械產品的形狀和結構不斷改進，對零件加工質量的要求也越來越高。隨著社會多產品多樣化需求的增強，產品品種增多，產品更新?lián)Q代加快，這使得數控加工在生產中得到了廣泛的應用，并不斷地發(fā)展。尤其是隨著FMS和CIMS的興起和不斷成熟，對機床數控系統(tǒng)提出了更高的要求，現(xiàn)代數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、網絡化和智能化等方向發(fā)展。一般認為UG NX是業(yè)界中比較有代表性的數控軟件。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。其主要功能是承擔交互式圖形數控編程的任務，即針對已有的CAD三維模型所包含的產品表面幾何信息，進行數控加工刀位軌跡的自動計算，完成產品的加工制造，從而實現(xiàn)產品設計者的設計構想。UG CAM由五個模塊組成，即交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。(1) 交互工藝參數輸入模塊通過人機交互的方式，用對話框和過程向導的形式輸入刀具、夾具、編程原點、毛坯、零件等工藝參數。(2) 刀具軌跡生成模塊UG/ToolpathGeneratorUG CAM最具特點的是其功能強大的刀具軌跡生成方法。包括車削、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，控制刀具移動的可以是已生成的刀具軌跡，一系列點或一組曲線；④ Variable Contour：可變軸投影加工；⑤ Parameter line：等參數線加工。可對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、導動面和檢查面的思路對刀具的移動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動軌跡，并提供延伸、縮短或修改刀具軌跡的功能。同時，能夠通過控制圖形的和文本的信息去編輯刀軌。因此，當要求對生成的刀具軌跡進行修改，或當要求顯示刀具軌跡和使用動畫功能顯示時，都需要刀具軌跡編輯器。動畫功能可選擇顯示刀具軌跡的特定段或整個刀具軌跡。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，并檢查過切情況。刀具軌跡編輯器主要特點：顯示對生成刀具軌跡的修改或修正；可進行對整個刀具軌跡或部分刀具軌跡的刀軌動畫；可控制刀具軌跡動畫速度和方向；允許選擇的刀具軌跡在線性或圓形方向延伸；能夠通過已定義的邊界來修剪刀具軌跡；提供運動范圍，并執(zhí)行在曲面輪廓銑削加工中的過切檢查。(4) 三維加工動態(tài)仿真模塊UG/VerifyUG/Verify交互地仿真檢驗和顯示NC刀具軌跡，它是一個無需利用機床，成本低，高效率的測試NC加工應用的方法。UG/Verify使用UG/CAM定義的BLANK作為初始的毛坯形狀，顯示NC刀軌的材料移去過程，檢驗包括錯誤如刀具和零件碰撞曲面切削或過切和過多材料。最后在顯示屏幕上的建立一個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。通過使用加工數據文件生成器(MDFG),一系列交互選項提示用戶選擇定義特定機床和控制器特性的參數，包括：控制器和機床特征、線性和園弧插補、標準循環(huán)、臥式或立式車床、加工中心等等。這些易于使用的對話框允許為各種鉆床、多軸銑床、車床、電火花線切割機床生成后置處理器。后置處理器的執(zhí)行可以直接通過Unigraphics或通過操作系統(tǒng)來完成。此次設計的主要內容是設計軸承座零件加工工藝及仿真加工。對于進行工藝工裝設計有著實際性的作用和意義。另外對于機械專業(yè)來說,本課題的設計可以讓我們能充分全面地運用自己所學的知識，培養(yǎng)我們獨立思考的能力，培養(yǎng)我們搞工藝工裝設計的思維能力，培養(yǎng)我們的藝術靈感，為我們今后的發(fā)展打下堅實的基礎等。2 軸承座的工藝性分析設計題目給出的零件是軸承座，它的主要的作用是用來支承、固定的。它的主要任務是將主電機傳來的旋轉運動經過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反兩種轉向的不同轉速，同時軸承座分出部分動力將運動傳給箱體。軸承座中的主軸是機床的關鍵零件。主軸在軸承上運轉的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質量，一旦主軸的旋轉精度降低，則機床的使用價值也將大打折扣。 軸承座零件圖1）側視圖右側面對基準C（φ30mm軸線）。2）俯視圖上、。3）主視圖上平面對基準C（φ30mm軸線）。4），只允許凹陷，不允許凸起。5）鑄造后毛坯要進行時效處理。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孔軸線垂直的兩個端面。還有一個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Φ13mm沉孔，兩個Φ9mm通孔，兩個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（1）兩個φ8mm定位銷孔，與銷要過渡配合，精度達到IT8，要先鉆后鉸才能達到要求。（2）側視圖右側面對基準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，再用百分表測工件右側面，這時轉動心軸，百分表最大與最小差值為垂直度偏差值。（3）主視圖上平面對基準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，這時用百分表分別測量心軸兩端最高點，其差值即為平行度誤差值。（4）俯視圖兩側面平行度及主視圖上平面平面度的檢查，可將工件放在平臺上，用百分表測出。3零件毛坯的確定零件材料為HT200，是中碳鋼，其強度較高，塑性和韌性尚高，焊接性差。用于承受較大載荷的小截面調質件和應力較小的大型正火件，以及對心部要求不高的表面淬火件：曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應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，同時由于零件屬于中批生產，零件的輪廓尺寸不大，為了便于生產故選用模鍛毛坯。模鍛加工工藝的幾點優(yōu)勢：（1）由于有模膛引導金屬的流動，鍛件的形狀可以比較復雜。（2）鍛件內部的鍛造流線比較完整，從而提高了零件的機械性能和使用壽命。（3）鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料和切削加工工時；（4）生產率較高；（5）操作簡單，易于實現(xiàn)機械化；（6）生產批量越大成本越低。從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產類型，現(xiàn)有生產條件，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毛坯的最大輪廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查《機械制造工藝設計簡明手冊》可得出，其余為3。繪制毛坯簡圖。（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 根據工序尺寸和公差等級，查《平面加工方案》【1】得出粗銑、精銑底面的工序偏差，按入體原則標注，考慮到高度方向上以下底面為尺寸基準，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先加工下底面，以加工后的平面為后面加工的精基準。底面的加工余量及工序尺寸見表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 根據工序尺寸和公差等級，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，側以下底面為精基準加工兩底面。兩上底面的加工余量及工序尺寸見表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面的加工余量及工序尺寸 ① 。② 根據工序尺寸和公差等級，查《平面加工方案》得出粗銑、精銑兩側面的工序偏差。為后面加工做基準，且加工后面工序裝夾方便。兩側平面的加工余量及工序尺寸見表33所示。表33軸承座左右兩側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 根據工序尺寸和公差等級，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，并為加工孔Φ30的一個精基準，因此在此道工序中以基準加工。下底面為兩端面的加工余量及工序尺寸見表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