軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[三維UG]【含圖紙】

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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床 縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923232 學(xué)生姓名： 陳志偉 指導(dǎo)教師： 彭勇 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 軸承內(nèi)外圈 加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行 研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加 以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含 任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923232 作者姓名： 年 月 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 該課題來(lái)源于機(jī)械制造業(yè)提高加工過程的機(jī)械化和自動(dòng)化水平， 提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低企業(yè)成本的需求。 軸承是現(xiàn)代機(jī)械中不可或缺的零件，軸承的使用量非常大，現(xiàn) 今的軸承加工主要以人工控制加工為主，由工人的動(dòng)控制進(jìn)給量， 單調(diào)重復(fù)，而且工人長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)單一動(dòng)作容易發(fā)生差錯(cuò)，發(fā)生生產(chǎn) 事故或者使加工零件報(bào)廢。為了降低工人老大強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。 提高生產(chǎn)效率和零件的精度。研制軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床自動(dòng)縱 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)使其能真正代替人工完成任務(wù)。 工人要做的就是按動(dòng)按 鈕。這樣可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作，解放出大批工人，同時(shí)也降低了 企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了加工精度，使企業(yè)更具有競(jìng)爭(zhēng)力! 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 根據(jù)提供的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料理解設(shè)計(jì)要求，查閱相關(guān)中外資料。 確定縱向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。 II 對(duì)縱向機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，生成工程圖。 對(duì)縱向機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 閱讀和翻譯英文文獻(xiàn)。 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 95 班 姓名 陳志偉 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 年 月 日 III 摘 要 隨著軸承工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)軸承的加工精度、效率、可靠性提出了更高的要求。尺 寸精度是軸承加工中的一項(xiàng)關(guān)鍵因素，而車床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)直接影響軸承套圈加工的尺寸 精度。因此，隨著對(duì)軸承質(zhì)量要求的不斷提高，需要更加精密高效的車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 本文是根據(jù)軸承廠軸承內(nèi)外圈加工生產(chǎn)線項(xiàng)目的改造要求設(shè)計(jì)的，針對(duì)人工控制機(jī) 床的進(jìn)給加工，加工效率低，生產(chǎn)出的零件精度難于控制的問題，設(shè)計(jì)一套此車床的半 自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)床的人工操作，提高生產(chǎn)效率，提高零件的精度。 論文根據(jù)軸承內(nèi)外圈加工設(shè)備加工時(shí)進(jìn)給的特點(diǎn)，對(duì)其縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè) 計(jì)。設(shè)計(jì)出利用液壓驅(qū)動(dòng)，前、后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)進(jìn)給量的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)。本文先對(duì)液壓 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定具體尺寸。利用 UG 軟件 對(duì)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行虛擬裝配。然后對(duì)裝配圖在 UG 運(yùn)動(dòng)仿真界面進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)仿真，分析仿真結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論。最后對(duì)縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其 穩(wěn)定性、可靠性。使其能滿足軸承廠生產(chǎn)線繁重的工作。 關(guān)鍵詞：進(jìn)給機(jī)構(gòu)；UG；虛擬裝配；運(yùn)動(dòng)仿真 IV Abstract With the rapid development of bearing industry, the working accuracy, efficiency and reliability of bearing have been put forward higher requirements.A essential factor of bearing process is the dimensional accuracy, however, the feeding system of machine tools directly affects the dimensional precision of bearing ring process. Therefore, with the constant improvement of bearings quality requirements, it is necessary for the feeding system of machine tools to become more precise and efficient. This paper is based on the requirements of bearing inner and outer ring process production line project in bearing factory. As the process efficiency is low by the manual control of the machine feed process and the precision of the parts production is difficult to control. This paper designs a lathe of semi-automatic feed mechanism to instead of manual operation of conventional machines, in order to improve production efficiency and the part accuracy. This paper has a reasonable design of vertical feed mechanism what is based on the characteristic of feed processing by bearing inner and outer rings process equipment. The aim of this paper is designing a longitudinal feed mechanism through using hydraulic drive, before and after the vertical regulating mechanism adjust the feed. The paper devises a process equipment what is using hydraulic drive and before and after the adjustment mechanism to adjust the feed rate and after that identifies a specific size. This paper uses UG software for proceeding 3D modeling of longitudinal feed mechanism and virtual assembly, after that carries out on the motion simulation by assembly drawings in UG motion simulation interface and analysis of the simulation results, and ultimately obtains the corresponding results. Finally, the paper optimizes the design for the longitudinal of feed system, improving the stability and reliability, which is for meeting heavy work of the production line in bearing factory. Key words: feed mechanism; UG; virtual assembly; motion simulation V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 課題來(lái)源，研究?jī)?nèi)容和意義 ...............................................................................................1 1.2 軸承與軸承圈 .......................................................................................................................1 1.2.1 軸承 ................................................................................................................................1 1.2.2 軸承圈 ............................................................................................................................2 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 ...................................................................................................................2 1.4 本課題主要內(nèi)容 ...................................................................................................................3 2 縱向自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................................4 2.1 現(xiàn)有機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)要求的分析 ...............................................................................................4 2.2 整體設(shè)計(jì)方案及思路 ...........................................................................................................5 2.3 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)各部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................................................6 2.3.1 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)外形輪廓確定 ........................................................................................6 2.3.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................7 2.3.3 驅(qū)動(dòng)裝置的選取 ............................................................................................................9 2.3.4 前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................12 2.3.5 后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................12 2.4 本章小結(jié) .............................................................................................................................13 3 基于 UG 的進(jìn)給機(jī)構(gòu)三維建模與裝配 ....................................................................................14 3.1 UG 軟件簡(jiǎn)介 .......................................................................................................................14 3.1.1 UG 軟件特點(diǎn) ................................................................................................................14 3.1.2 UG 軟件設(shè)計(jì)流程 ........................................................................................................14 3.1.3 UG 軟件的應(yīng)用范圍 ....................................................................................................14 3.1.4 UG 軟件設(shè)計(jì)的意義 ....................................................................................................15 3.2 縱向機(jī)構(gòu)的三維建模 .........................................................................................................15 3.2.1 縱向底板的建模 ..........................................................................................................15 VI 3.2.2 縱向燕尾板建模 ..........................................................................................................16 3.2.3 剎鐵的建模 ..................................................................................................................16 3.2.4 縱向臺(tái)面板的建模 ......................................................................................................17 3.2.5 油缸的建模 ..................................................................................................................19 3.2.6 前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的建模 ......................................................................................................19 3.2.7 后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的建模 ......................................................................................................20 3.3 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的裝配 ..........................................................................................................20 3.4 本章小結(jié) ..............................................................................................................................23 4 縱向自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 ...............................................................................................24 4.1 UG 運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 ...............................................................................................................24 4.1.1 UG 運(yùn)動(dòng)仿真主界面 ....................................................................................................24 4.2 運(yùn)動(dòng)仿真的流程 ..................................................................................................................25 4.3 創(chuàng)建連桿 ..............................................................................................................................26 4.4 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 ..........................................................................................................................27 4.5 創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)及“3D”接觸 ......................................................................................................29 4.6 本章小結(jié) .........................................................................................................................35 5 總結(jié)與展望 ...............................................................................................................................36 5.1 總結(jié) .....................................................................................................................................36 5.2 不足及展望 .....................................................................................................................36 致 謝 ...........................................................................................................................................37 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................38 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 課題來(lái)源，研究?jī)?nèi)容和意義 本課題來(lái)源于無(wú)錫迪克機(jī)械對(duì)軸承生產(chǎn)線改造項(xiàng)目。 本論文的主要內(nèi)容包括： 根據(jù)迪克機(jī)械實(shí)際技術(shù)要求和生產(chǎn)設(shè)備，提出軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案， 并且對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并用 UG 軟件進(jìn)行建模。 對(duì)軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配。 對(duì)裝配體做基于 UG 的運(yùn)動(dòng)仿真分析，檢查本設(shè)計(jì)方案及其模型的合理性。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)作為自動(dòng)化生產(chǎn)線更新項(xiàng)目的一部分，提供 多機(jī)床看管的可能性，并可以代替精度要求高或重復(fù)的工作，因此大大提高了生產(chǎn)效率。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過程中，工人手動(dòng)對(duì)刀，手動(dòng)控制進(jìn) 給量，重復(fù)單調(diào)。發(fā)生生產(chǎn)事故或者使加工零件報(bào)廢一般發(fā)生在工人長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)單一動(dòng) 作的的時(shí)候。為了改善工作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。提高生產(chǎn)效率和零件的精度。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床自動(dòng)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研制使其能真正代替人工工作。工人只要 按動(dòng)按鈕。此機(jī)構(gòu)的工作方式使其能實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作；可以使大量工人從中解放出來(lái)； 提高了加工精度；降低了企業(yè)生產(chǎn)成本；使企業(yè)更加有競(jìng)爭(zhēng)力! 1.2 軸承與軸承圈 1.2.1 軸承 軸承廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)傳動(dòng)元件，其加工質(zhì)量直接影響其傳動(dòng)性能。它具 有加速快，摩擦小等特點(diǎn)，對(duì)其制造的主機(jī)性能的影響程度。由于其獨(dú)特的傳動(dòng)性能， 使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 軸承的種類主要分為一下幾種： 1.角接觸球軸承 角接觸球軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷。能在較高的轉(zhuǎn)速下工作。接觸角越 大，軸向承載能力越高。高精度和高速軸承通常取 15 度接觸角。在軸向力作用下，接觸 角會(huì)增大。 2.深溝球軸承 深溝球軸承是滾動(dòng)軸承中最為普通的一種類型?；拘偷纳顪锨蜉S承由一個(gè)外圈， 一個(gè)內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成。深溝球軸承類型有單列和雙列兩種，單列深溝 球軸承類型代號(hào)為 6，雙列深溝球軸承代號(hào)為 4。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍， 應(yīng)用最廣泛的一類軸承。 3四點(diǎn)接觸球軸承 四點(diǎn)接觸球軸承是一種分離型軸承，也可以說是一套軸承可承受雙向軸向載荷的角 接觸球軸承。其內(nèi)、外圈滾道是桃型的截面，當(dāng)無(wú)載荷或是純徑向載荷作用時(shí)，鋼球和 套圈呈現(xiàn)為四點(diǎn)接觸，這也是這個(gè)名稱的由來(lái)。四點(diǎn)接觸球軸承可以承受徑向負(fù)荷、雙 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 向軸向負(fù)荷。 4調(diào)心球軸承 由于外圈滾道面呈球面，具有自動(dòng)調(diào)心性，因此可以補(bǔ)償不同心度和軸撓度造成調(diào) 心球軸承成的誤差，圓錐孔軸承通過使用緊固件可方便地安裝在軸上。 5圓柱滾子軸承 圓柱滾子與滾道為線接觸軸承。負(fù)荷能力大，主要承受徑向負(fù)荷。滾動(dòng)體與套圈擋 邊摩擦小，適于高速旋轉(zhuǎn)。徑向負(fù)荷能力大，即適用于承受重負(fù)荷與沖擊負(fù)荷，也適用 于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，大多用于機(jī)床主軸。 6圓錐滾子軸承 圓錐滾子軸承屬于分離型軸承，軸承的內(nèi)、外圈均具有錐行滾道。該類軸承按所裝 滾子的列數(shù)分為單列、雙列和四列圓錐滾子軸承等不同的結(jié)構(gòu)型式。單列圓錐滾子軸承 可以承受徑向負(fù)荷和單一方向軸向負(fù)荷。當(dāng)軸承承受徑向負(fù)荷時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向分 力，所以當(dāng)需要另一個(gè)可承受反方向軸向力的軸承來(lái)加以平衡。 。 7調(diào)心滾子軸承 調(diào)心滾子軸承具有兩列滾子，主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受任一方向的軸向載 荷。有高的徑向載荷能力，特別適用于重載或振動(dòng)載荷下工作，但不能承受純軸向載荷。 該類軸承外圈滾道是球面形，故其調(diào)心性能良好，能補(bǔ)償同軸度誤差。 8推力球軸承 推力球軸承采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可承受推力載荷的設(shè)計(jì)，由帶有球滾動(dòng)的滾道溝的墊圈 狀套圈構(gòu)成。由于套圈為座墊形，因此，推力球軸承被分為平底座墊型和調(diào)推力球軸承 hheey 心球面座墊型兩種類型。另外，這種軸承可承受軸向載荷，但不能承受徑向載荷。 1.2.2 軸承圈 所謂軸承圈就是用來(lái)定位軸承滾子位置的一個(gè)裝置，通常是鋼制的，其作用是： 1將滾動(dòng)體固定在軸承圈內(nèi)； 2引導(dǎo)并帶動(dòng)滾動(dòng)體在正確的滾道上滾動(dòng)； 軸承圈的加工直接影響軸承的好壞，而且縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)又是直接決定軸承圈質(zhì)量的 主要因素。 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 新中國(guó)成立后，軸承工業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期特別是改革開放以后。軸承是標(biāo)準(zhǔn)件， 是全球互換產(chǎn)品，因此軸承行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不僅是本土市場(chǎng)，永遠(yuǎn)是國(guó)際市場(chǎng)。中國(guó)是 全球軸承大國(guó)，但還不是軸承強(qiáng)國(guó)。軸承生產(chǎn)中縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的好壞直接影響軸承的精 度和質(zhì)量的好壞。 進(jìn)給機(jī)構(gòu)兩大主要組成部分為是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)。這兩部分的發(fā)展情況直接決 定進(jìn)給機(jī)構(gòu)的發(fā)展水平。這兩部分的發(fā)展情況如下。 常用的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有三種：滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和金屬塑料滑軌。金屬金屬滑軌。 滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，由于其動(dòng)靜摩擦系數(shù)相差較大。運(yùn)用高耐磨的聚四氟 乙烯和金屬為摩擦副的貼塑導(dǎo)軌，可以基本消除導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)的爬行現(xiàn)象因?yàn)槠鋭?dòng)靜摩擦 系數(shù)相差較小。摩擦系數(shù)較的是以滾動(dòng)代替滑動(dòng)的滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌通過施加預(yù)負(fù)荷 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 來(lái)消除間隙提高剛性，實(shí)現(xiàn)沒有爬行的運(yùn)動(dòng)。摩擦系數(shù)最小的是靠壓力油把動(dòng)靜導(dǎo)軌分 離開來(lái)的靜壓導(dǎo)軌，靜壓導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)靈敏，是目前精度最高的一種導(dǎo)軌。 作為進(jìn)給系統(tǒng)的一部分機(jī)電驅(qū)動(dòng)的技術(shù)水平已發(fā)生了重大變化。油缸推坡道 - 杠桿 機(jī)構(gòu)的第一代，使用步進(jìn)電機(jī)凸輪杠桿機(jī)構(gòu)的第二代；使用步進(jìn)電機(jī)- 諧波減速器 - 滾 珠絲杠機(jī)構(gòu)的第三代進(jìn)給機(jī)構(gòu)，采用交流伺服電機(jī)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的最新一代進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 第一代用油缸推動(dòng)斜面，斜面驅(qū)動(dòng)桿擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)托盤的進(jìn)給。通過調(diào)節(jié)斜面角度 和液體流速來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度的調(diào)節(jié)。第二代使用凸輪代替斜面使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)凸輪旋 轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪的旋轉(zhuǎn)。第三代使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)諧波減速器，諧波減速器帶動(dòng) 滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)進(jìn)給 2。 1.4 本課題主要內(nèi)容 本課題主要內(nèi)容包括： 1.對(duì)實(shí)際生產(chǎn)和要求進(jìn)行分析，制定出可行的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案； 2.對(duì)機(jī)構(gòu)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)； 3.對(duì)設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模； 4.對(duì)三維模型運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析； 軸承內(nèi)外圈在加工過程中軸主要以人工控制加工為主，由工人的動(dòng)控制進(jìn)給量。發(fā) 生生產(chǎn)事故或者使加工零件報(bào)廢一般發(fā)生在工人長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)單一動(dòng)作的的時(shí)候。為了改 善工作環(huán)境；降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；提高生產(chǎn)效率和零件的精度。軸承內(nèi)外圈加工專用 機(jī)床自動(dòng)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研制使其能真正代替人工工作。工人只要按動(dòng)按鈕。此機(jī)構(gòu)的 工作方式使其能實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作；可以使大量工人從中解放出來(lái)；提高了加工精度； 降低了企業(yè)生產(chǎn)成本；使企業(yè)更加有競(jìng)爭(zhēng)力! 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 縱向自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 現(xiàn)有機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)要求的分析 軸承套圈的車削加工是軸承生產(chǎn)中的一道重要工序，由于軸承熱處理前、后均需加 工，工作量大，尤其是對(duì)于小型及微型軸承，對(duì)尺求極為嚴(yán)格。一般軸承套圈精加工是 通過車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的徑向和軸向進(jìn)刀來(lái)完成。依照滿足大批量、高精度、高效率和低成 本的原則，對(duì)現(xiàn)有車床結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。 現(xiàn)有車床的夾緊及進(jìn)給機(jī)構(gòu)如圖 2.1 所示。軸承套圈的夾緊和定位是通過彈簧夾頭來(lái) 完成，為了完成對(duì)軸承套圈的車削加工，使用大托板控制徑向進(jìn)給和小托板控制軸向進(jìn) 給來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架及車刀的移動(dòng)。其加工過程為：用彈簧夾頭將待加工軸承套圈夾緊;轉(zhuǎn)動(dòng)大 托板調(diào)節(jié)絲杠手輪，調(diào)節(jié)大托板至合適位置，使裝在刀架上的車刀沿徑向接近套圈；旋 轉(zhuǎn)小托板調(diào)節(jié)絲杠手輪，帶動(dòng)小托板及刀架上的車刀沿軸向靠近套圈，并車削至工藝要 求尺寸，完成套圈的車削加工;然后反向旋轉(zhuǎn)小托板絲杠，使車刀離開已加工套圈；松開 彈簧夾頭，卸下已加工套圈，完成一個(gè)套圈的一個(gè)車削加工。 此加工過程中，為了保證套圈上、下料有足夠的空間，小托板離開套圈加工區(qū)域要 有足夠距離。因此，在套圈裝卸時(shí)小托板要盡量向右移動(dòng)，然而小托板絲杠的螺距比較 小，需要旋轉(zhuǎn)很多圈才能達(dá)到要求。雖然此加工方法能夠滿足軸承套圈的工藝尺寸要求， 但勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工時(shí)間長(zhǎng)、效率低，不能滿足批量生產(chǎn)的要求。 軸承圈一般是在在常溫下切割無(wú)縫管，然后通過車削導(dǎo)槽和端面而成。 軸承圈的加工工藝過程主要有： 剪料：按加工要求計(jì)算毛胚尺寸并在龍門剪床上剪切所需的管材。 車滾子導(dǎo)槽：在車床上采用專用夾具夾緊軸承圈，用專用刀具車削導(dǎo)槽。 車端面：在車床上采用專用夾具夾緊軸承圈，車削端面，一般 0.30.5mm。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 圖 2.1 大、小托板螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖 2.2 整體設(shè)計(jì)方案及思路 本設(shè)計(jì)采用“大、小托板螺旋進(jìn)給機(jī)構(gòu)”為設(shè)計(jì)原型，旋轉(zhuǎn)扳手控制進(jìn)給和退刀的 方法雖然能夠滿足軸承套圈的工藝尺寸要求，但勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工時(shí)間長(zhǎng)、效率低，不 能滿足批量生產(chǎn)的要求。本設(shè)計(jì)中使用液壓驅(qū)動(dòng)如圖 2.2 所示，用前、后調(diào)節(jié)絲桿來(lái)調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)的進(jìn)給量和退刀量，在前、后絲桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，都加入感應(yīng)鐵，起到開關(guān)的作用。 工作時(shí)先調(diào)節(jié)好前、后調(diào)節(jié)絲桿到達(dá)需要的位置，然后液壓缸推動(dòng)臺(tái)面板運(yùn)動(dòng)，臺(tái)面板 到達(dá)指定位置，觸動(dòng)開關(guān)，開關(guān)將信號(hào)傳遞給 PLC 控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 圖 2.2 機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)思路可以用如圖 2.3 所示的框圖形 式直觀的表達(dá)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 2.3 總體設(shè)計(jì)思路圖 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的的工作由兩部分組成，首次加工一個(gè)尺寸 的軸承圈時(shí)，工人根據(jù)待加工軸承圈需要加工的尺寸調(diào)節(jié)前、后調(diào)節(jié)絲桿，調(diào)節(jié)進(jìn)給的 的位置和進(jìn)給量，調(diào)節(jié)好后，PLC 控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，對(duì)工件進(jìn)行切削加工。在下面的論文 中將對(duì)方案中將對(duì)各部分進(jìn)行具體分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，做出一套真正能夠代替人工操作的 高效縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 2.3 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)各部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.3.1 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)外形輪廓確定 目前，迪克機(jī)械生產(chǎn)的軸承圈加工機(jī)床的主要生產(chǎn)設(shè)備主要采用迪克機(jī)械有限公司 制造的 DK204 高速車床，如圖 2.4 所示其詳細(xì)參數(shù)如表 2-1 所示。它是降低成本，提高 加工精度，提高生產(chǎn)率的理想母機(jī)。電氣采用 PLC 控制。 表 2-1 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床主要技術(shù)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 要求 最大工件回轉(zhuǎn)直徑 90mm 最大車削長(zhǎng)度 50mm 中心高 180mm 主軸頭行程 10mm 主軸錐孔- 安裝基準(zhǔn)孔 100mm 主軸孔徑 30mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍 1200-1700 機(jī)床輪廓尺寸 1200*550*1760 主軸線與機(jī)床邊緣間距 275mm 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 續(xù)表 2-1 項(xiàng)目 要求 主軸箱距地面高度 1046mm 床頭箱長(zhǎng)度 327mm 加工直徑 15mm72mm 加工寬度 3mm-40mm 圖 2.4 DK204 車床 由表 2-1 可知，DK204 車床機(jī)床輪廓尺寸為 1200*550*1760mm,需要加工軸承圈直徑 為范圍 15mm72mm，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度應(yīng)在 550mm 以內(nèi)，又根據(jù)油缸長(zhǎng)度為 174mm，留一部分距離給調(diào)節(jié)絲桿，所以確定底板長(zhǎng)度 311mm，油缸高和寬為 110*110mm，考慮到安全空間和可靠性等因素，所以確定底板寬和高為 120*150mm。 2.3.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 針對(duì)軸承圈套的加工批量大，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)需要高速、穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)出一 套軸承圈加工專用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其中 C 形導(dǎo)向槽如圖 2.5 所示，其左端為 4 個(gè)螺紋孔，通過 螺栓與剎鐵連接，將剎鐵和導(dǎo)軌壓緊。梯形導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)如圖 2.6 所示。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的配置不同以及導(dǎo)軌的截面形狀不同，其摩擦阻力不同。其摩擦力的 計(jì)算要根據(jù)具體的情況確定。本縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的導(dǎo)軌截面形狀為梯形，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安 裝在油缸的后部，起到導(dǎo)引作用。導(dǎo)向裝置的摩擦阻力在機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)比較大，計(jì)算如下： （2.1）fmg 式中： 摩擦力；f 摩擦系數(shù)； 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 質(zhì)量；m 重力加速度；g 已知 QT450 摩擦系數(shù)為 0.3 ，臺(tái)面板及刀架質(zhì)量約為 15kg。 由公式（2.1）得： 10.3154fmgN 預(yù)緊力 10FN2134 3sin6.26105025cos326=1=6fFNff總 圖 2.5 C 型導(dǎo)向槽 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 圖 2.6 梯形導(dǎo)軌 2.3.3 驅(qū)動(dòng)裝置的選取 選擇什么樣的驅(qū)動(dòng)裝置，需要考慮成本、控制功能、穩(wěn)定性、性能規(guī)范、工作要求、 運(yùn)動(dòng)的功耗、維護(hù)的復(fù)雜程度和及現(xiàn)有條件等綜合因素。目前，有三種類型的驅(qū)動(dòng)可以 選擇，分別為氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)。 1. 電力驅(qū)動(dòng)具有的特點(diǎn)： 為了達(dá)到調(diào)速的目的，可以通過控制脈沖頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度和速度來(lái) 實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檎`差不會(huì)長(zhǎng)期積累所以控制性能好。電力驅(qū)動(dòng)使用方便和低成本都是其他方 式無(wú)法比擬的。而且它還是一種無(wú)污染的清潔能源。與其它驅(qū)動(dòng)相比，電力驅(qū)動(dòng)是通用 性與系統(tǒng)性最強(qiáng)的。 2.氣壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)： 氣壓傳動(dòng)沒有傳動(dòng)介質(zhì)成本，因?yàn)槠涫褂萌∽源髿獾膲嚎s空氣。所用的氣體直接排 入大氣中，不對(duì)環(huán)境造成污染；配套元件的制造精度和元件材料的要求較低，因?yàn)閴嚎s 空氣的工作壓力較低；因?yàn)榭諝獾酿ざ群苄?，在管道?nèi)流動(dòng)壓力損失比液體小，所以進(jìn) 行遠(yuǎn)程傳輸和集中供應(yīng)更方便；容易使用、安全、維護(hù)簡(jiǎn)單。 3. 液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)有： 功率質(zhì)量比大，也就是說，在相同的功率下，液壓裝置的質(zhì)量小、體積小、工作平 穩(wěn)、無(wú)級(jí)調(diào)速。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程操縱方面，可通過電器裝置配合達(dá)到；過 載保護(hù)和方便；標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度比較高，通用性好，便于選擇使用，縮短設(shè)計(jì)、制 造周期 1。 由于本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)為高速重載，而且留給該進(jìn)給機(jī)構(gòu)的空間有限，最終選用液壓驅(qū) 動(dòng)是合理的，可行的，經(jīng)濟(jì)的，可靠的。 根據(jù)已知條件，切削進(jìn)給力為 730N，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)摩擦力為 66N。所以選用工作最大負(fù) 載 ，工作壓力 可得90FN1.5PMpa 1.液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 的確定： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 已知: ，90FN1.5PMpa （2.2）4FDP 式中： D直徑； F負(fù)載力； P工作壓力； 由公式（2.2）得： 490281.56FDmP 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求油缸內(nèi)徑選用 80mm 則 2223.04A 故必須進(jìn)行最小穩(wěn)定速度的驗(yàn)算，要保證液壓缸工作面積 A 必須大于保證最小穩(wěn)定 速度的最小有效面積 min 又： （2.3）miniqV 式中： 流量閥的最小穩(wěn)定流量，由設(shè)計(jì)要求給出；qmin 液壓缸的最小速度，由設(shè)計(jì)要求給出；V 由式（2.3）得： 236min/inmi 150in/102.58.0mLVqA 故取 D=80mm，保證了 i 2.液壓缸活塞桿直徑 d 的確定： 由已知條件取 d=25mm。 45 鋼的屈服強(qiáng)度 MPas35 按強(qiáng)度條件校核： （2.4）4Fd 式中： d直徑； F負(fù)載力； 屈服強(qiáng)度； 由公式（2.4）得： 3331449012.505Fd 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 所以符合要求。 3.液壓缸壁厚的確定 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處 的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布材料規(guī)律因壁厚的不同而 各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 本設(shè)計(jì)按照薄壁圓筒設(shè)計(jì)，采用無(wú)縫鋼管其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算為： 2 DPy （2.5） 式中： P承受的壓強(qiáng)； D直徑； 壁厚； 拉伸應(yīng)力； 由公式（2.5）得： pypyp5.1)5.12(， 取 MPa4.6 （無(wú)縫鋼管） ，取10a0a.30.21m 由計(jì)算的公式所得的液壓缸的壁厚厚度很小，使缸體的剛度不夠，如在切削加工過 程中的變形，安裝變形等引起液壓缸工作過程中卡死或漏油。所以用經(jīng)驗(yàn)法選取壁厚： 5m 4. 缸體外徑尺寸的確定 缸體外徑尺寸的計(jì)算 缸體外徑 1280.681.32Dm 查機(jī)械手冊(cè)表：外徑 1取 90mm 5.缸蓋厚度的確定 缸蓋有效厚度按強(qiáng)度要求可用下式進(jìn)行近似計(jì)算： 3.754100.430.486.7.34PtDm （2.6） 式中： D缸蓋止口內(nèi)徑(mm)； T缸蓋有效厚度(mm)； T6.7mm 6.最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)到活塞支承面中點(diǎn)距離為 H，稱為最小 導(dǎo)向長(zhǎng)度。導(dǎo)向長(zhǎng)度直接決定液壓缸的初始撓度，如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過小，將影響液壓缸的 穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要保證有適合的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿足： 20841LDHm （2.7） 式中：L液壓缸的最大行程(mm)； D液壓缸內(nèi)徑(mm)； 取 H=50mm 7. 缸體長(zhǎng)度確定 活塞的行程與活塞寬度的和應(yīng)等于液壓缸缸體內(nèi)部的長(zhǎng)度。缸體外部尺寸還需要考 慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長(zhǎng)度不應(yīng)該大于缸體內(nèi)徑 D 的 20-30 倍。 即：缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 30+20=50mm 缸體長(zhǎng)度 20316024Dm（ ） （ ） 由于本次設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)安裝平臺(tái)大小的限制和實(shí)際生產(chǎn)的需求所以取缸體長(zhǎng)度為 106mm。 2.3.4 前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中起到控制進(jìn)給量和退刀量的作用。該機(jī)構(gòu)主要由調(diào)節(jié) 絲桿和縱向調(diào)節(jié)螺母組成。調(diào)節(jié)絲桿直接控制進(jìn)給量和退刀量，該絲桿表面螺紋取 M20*1.5，長(zhǎng)度取 113mm。縱向調(diào)節(jié)螺母是在絲桿調(diào)節(jié)好后，起到絲桿進(jìn)行固定的作用， 其作用與對(duì)頂螺母相同，在對(duì)頂擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的 作用。工作載荷有變動(dòng)時(shí)，該摩擦力仍然存在。該調(diào)節(jié)螺母外徑為 40mm，內(nèi)徑為 M20*1.5 的螺紋孔，長(zhǎng)度為 20mm。螺母外圈上打 4 個(gè) 8mm 的螺紋孔，安裝調(diào)節(jié)桿。 起到方便調(diào)節(jié)的作用。 2.3.5 后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 針對(duì)軸承圈套的加工批量大，后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)需要適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間，穩(wěn)定的工作，設(shè)計(jì)出一 套軸承圈加工專用后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)地位部分的設(shè)計(jì)與前調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)相似，絲杠套 的具體尺寸如圖 2.7 所示，調(diào)節(jié)螺母與前調(diào)節(jié)螺母尺寸相同。為了更好的控制運(yùn)動(dòng)，在本 機(jī)構(gòu)中融合了一個(gè)開關(guān)，當(dāng)臺(tái)面板運(yùn)動(dòng)到距離絲桿套 2.5mm 處時(shí)，會(huì)撞擊頂桿，頂桿撞 擊感應(yīng)鐵，控制電路中構(gòu)成回路，反饋給 PLC 系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)引導(dǎo)后面的工作，臺(tái)面 板后退后，頂桿和感應(yīng)鐵在彈簧的作用下回復(fù)原位。頂桿長(zhǎng)度為 83.5mm，頂桿前端長(zhǎng)度 為 44.5mm 直徑為 ，中部長(zhǎng)度為 9mm 直徑為 12mm，后端長(zhǎng)度為 30mm 直徑為 6mm。由于頂桿的質(zhì)量很小，所以在移動(dòng)時(shí)所受的摩擦力與液壓缸的推力相比微乎其 微，所以在彈簧的選擇時(shí)，只要彈簧能推動(dòng)頂桿復(fù)位。由以上材料和數(shù)據(jù)，所以選擇彈 簧的外圈直徑為 12.5mm 長(zhǎng)度為 41mm。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 圖 2.7 絲桿套具體尺寸 2.4 本章小結(jié) 本章詳細(xì)對(duì)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，明確了設(shè)計(jì)的總體思路。然后，建立了 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，確定了縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的整體外形輪廓，然后對(duì)縱向 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，最后對(duì)前、后調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)并對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了選擇。確 定了各部件的具體尺寸。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 3 基于 UG 的進(jìn)給機(jī)構(gòu)三維建模與裝配 3.1 UG軟件簡(jiǎn)介 UG（Unigraphics NX）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)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX 針對(duì)用戶 的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。UG 是 Unigraphics 的縮寫，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)。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。 UG 的開發(fā)始于 1969 年，它是基于 C 語(yǔ)言開發(fā)實(shí)現(xiàn)的。UG NX 是一個(gè)在二和三維空 間無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件 工具。其設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。 一個(gè)給定過程的有效模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值 數(shù)學(xué)) 及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這 是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越 來(lái)越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)， 特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網(wǎng)格方法在過去的十年中已被數(shù) 學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開發(fā)帶來(lái)了許多 新的可能。 UG 的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為 復(fù)雜應(yīng)用問題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。 3.1.1 UG 軟件特點(diǎn) UG 軟件融合了線框模型、曲面造型和實(shí)體技術(shù)，該系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù) 基礎(chǔ)上，提供工程意義的完全結(jié)合，從而使軟件內(nèi)部各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切 換。 UG 軟件包含工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、仿真、確認(rèn)和優(yōu)化、NC 加工、模具 設(shè)計(jì)五大主要功能。 UG 軟件一要有智能化的操作環(huán)境，建模的靈活性，參數(shù)化建模特性，協(xié)同化的裝配 設(shè)計(jì)，集成的工程圖設(shè)計(jì)等五大特點(diǎn)。 3.1.2 UG 軟件設(shè)計(jì)流程 UG 軟件的設(shè)計(jì)操作都是在部件文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在 UG 專業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，通 常具有固定的模式和流程。UG 的設(shè)計(jì)流程主要是按照實(shí)體、特征或曲面進(jìn)行部件的建模， 然后進(jìn)行組建裝配經(jīng)過結(jié)構(gòu)或運(yùn)動(dòng)分析來(lái)調(diào)整產(chǎn)品。確定零部件的最終結(jié)構(gòu)特和技術(shù)要 求，最后進(jìn)行專業(yè)的制圖并加工成真實(shí)的產(chǎn)品。 使用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能直觀，準(zhǔn)確的反映零、組件的形狀和裝配關(guān)系，可以 完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝制造的無(wú)紙化開發(fā)，并可與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工裝制造等 工作同步進(jìn)行，從而大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期 6。 軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床縱向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3.1.3 UG 軟件的應(yīng)用范圍 UG 是集 CA/CAE/CAM 為一體的三維機(jī)械設(shè)計(jì)平臺(tái)，也是當(dāng)今世界上泛應(yīng)用的計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件之一。該軟件的 CAD 功能使當(dāng)今制造業(yè)公司的工程、設(shè)計(jì) 以及制圖能力得以智能化。CAM 功能采用 NX 設(shè)計(jì)模型為現(xiàn)代化機(jī)床提供了 NC 編程， 用來(lái)描述所完成的部件。CAE 功能模塊提供了很多產(chǎn)品、裝配和部件性能模擬能力，跨 越了廣泛的工程學(xué)科范圍。此外，UG NX 不僅是一個(gè)集成的設(shè)計(jì)和開發(fā)軟件，而且還超 越了人們生產(chǎn)力的范疇，能夠提高整體流程以及該流程中每個(gè)步驟的效率，從而廣泛應(yīng) 用于航空、航天、汽車、通用機(jī)械和造船等工業(yè)領(lǐng)域。 3.1.4 UG 軟件設(shè)計(jì)的意義 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，不僅僅局限于簡(jiǎn)單的靜態(tài)的平面設(shè)計(jì)，而是越來(lái)越側(cè)重于三維 實(shí)體設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)分析。機(jī)構(gòu)仿真是機(jī)械系統(tǒng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中一門新的應(yīng)用技術(shù)，它具有 模擬樣機(jī)數(shù)值仿真、縮短設(shè)計(jì)周期、限定設(shè)計(jì)成本、在物理樣機(jī)產(chǎn)生之前預(yù)先評(píng)估設(shè)計(jì) 作用和功效，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)