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UG在风电轴承加工中的应用

发表时间：2020/9/27 来源：《教学与研究》2020年9月上作者：王浩

[导读] UG软件是一款集CAD/CAE/CAM于一身功能强大的软件，广泛应用于航天航空、汽车、通用机械及模具等领域。

瓦房店轴承集团风电事业部王浩 116399

摘要：UG软件是一款集CAD/CAE/CAM于一身功能强大的软件，广泛应用于航天航空、汽车、通用机械及模具等领域。该软件能直观反应零件的形状和装配关系,强大的造型功能、制图功能、同步建模、参数化设计、模具自动分模、CNC编程及后处理、动画仿真、有限元分析等可以实现产品开发设计、工艺、无纸化生产等功能。UG满足软件二次开发需要的开放式用户接口，从工作站移出后界面比较友好、支持多种格式导入和导出、提供不同软件之间的互通。
关键词：3D实体模型、风电轴承、同步建模、三坐标检测量。
        前言：随着高端机床和性能优异的刀具的不断涌现，制造业面临着高品质高效率低成本的严峻考验。本文论述的是UG软件在偏航轴承和变桨轴承制造过程中的应用，阐述制造过程中虚拟装配、孔的干涉检测、辅助修复不良品、数控编程、动画仿真方面应用。
       一、UG简介
       1、工业设计
        利用 NX建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。
        2、产品设计
        NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。
        3、仿真、确认和优化，NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。
        4、CNC加工
        （1）UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架。
        （2）UG NX的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序。
        二、UG在产品制造中的应用
       （一）制图方面应用
        1、UG强大的造型功能可以轻松应对轴承类零件的造型需求。
        2、UG中的草图功能完善，作图方便快捷不需要过多计算。
        3、UG实体建模
       （1）实体建模是UG的核心模块，包括成型特征，特征操作编辑特征等功能，具有操作简单修改方便等特点。
       （2）体素特征，如长方体圆柱体、圆锥体球、槽等。
       （3）UG可以对实体进行多项检测
        1）UG可以测量实体的精确体积，当设定材料属性时还会计算出质量。
        2）可以测量实体的任意一处尺寸。
        3）可以测量出实体的质心。
        4）编辑对象显示功能可调节实体的透明度，在检查孔的干涉方面有很大优势。
        5）可以检测两个或者多个零件装配后的干涉情况，如果有干涉部件导航器中会出现体，如果没有会提示无干涉。
       （4）可以任意设置刨切位置及投影方向，可以在图纸中设置三D投影以方便了解零件的具体轮廓防止基准选择错误。
        （二）UG在加工制造中的应用
        1、UG加工模块在车削、钻削中的应用
        (1)车床在加工轴承滚道时的困难
         1）由于滚道截面圆弧多，圆弧与圆弧之间的拐点需要精确计算，四点接触球轴承滚道更为复杂，在手动编程时计算量特别大,在机床系统中模拟加工困难。
         2）在通常情况下为了验证程序会选一个报废的套圈进行试切，这样消耗比较大，耗费时间影响生产。

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        （2）孔加工中的困难
        1）孔大小位置不同，在数控机床的面板上操作很容易错。
        2）存在测量误差使得产品质量不能很好的保证而且耗时较长。
        3）手动编程实现动作输入数据繁琐。一旦输入有误威胁人身、质量安全，一旦撞刀会破坏机床精度影响加工产品质量。
        (3)解决方案
        1）首先UG在编程过程中不需要对刀具运动轨迹做计算，刀具运动信息完全依靠三维实体模型的信息，计算切削参数就完成了程序的编辑工作。
        2）加工模块中除了常规编程外还可以对刀具轨迹进行延伸缩短或修改等点位加工编程功能。
        3）为了适应不同数控系统，编好的程序会经过后处理功能转化为相对应的数控系统的格式。
        四、UG在处理不良品时的应用
        （一）数控加工中不良品类型
        1、不严重的不良
        1）不需要后续返修可以向下序移动。
        2）修复后达到图纸所要求的尺寸可以向下序移动。
        2、严重的不良
        1）操作者在加工零件时因基准选错、程序编辑有误、料的基准面朝向弄错等失误导致孔的位置错误。
        2）因机械故障、电气故障、人为失误等导致较深刀伤。
        3、不可挽救的不良
        （二）UG辅助处理不良品
       1、UG在处理严重不良品中的作用
        （1）孔位错误和刀伤
        1）根据三坐标测量机提供的准确数据绘制现实中的不良品的三维模型。并把其装配到一起进行比较。
        2）应用同步建模为工程技术人员提供处理时所需的必要数据。
        （2）不同心的不良品
        1）UG在建模中可以参数化调整两个模型的位置，可以帮助工程技术人员分析对比，可以在电脑上验证借料的可行性,能精确测算出调整角度以及确定找正基准。
        2）返修后再次用三坐标检测机检测孔位置并绘制与其配合的零件，进行虚拟装配后检测干涉，如果没有干涉说明处理得当。
         (3)台阶孔沉孔深度超差的不良品。
        1）超差较小时对不良品模型进行对比，在端面高度极限偏差内模拟降面判断是否可行。
        2）当孔数较多而且超差较大时就比较麻烦，因为螺纹的有效连接长度受沉孔深度大影响变短,考虑到连接强度问题、在恶劣条件下连接强度校核。
        3）在做受力分析时首先要用UG在装配后的模型中截取单个螺栓连接实体，利用有限元分析模块进行分析。
        结论：
        结合生产实际UG的一部分功能在实际生产中的应用，通过实际生产中真实的不良品案例验证了UG能解决制图、造型、工艺设计、加工程序编写、模拟加工、虚拟装配、为有限元分析提供前置处理等。在辅助不良品处理方面完成了平面制图软件无法完成的多项任务。综上所述UG在风电轴承加工中表现优秀，如果说CAD配合图纸管理及查阅系统实现车间无纸化办公那么UG的应用就是从制造向智造的跨越，在某些方面它让制造变的简单了。
参考文献：
1.朱彤.计算机辅助制造.北京：化学工业出版社，2006
2.王隆太，机械CAD/CAM技术.北京:机械工业出版社，2001
3.徐街，机械设计手册[M].北京：化学工业出版社1987:513-515
4.云东，我国CAD技术现状及发展趋势，[EB/OL],2008-04-05.
5.钟涛、丁黎、单力岩，UG NX10.0加工教程 [M]。北京机械工业出版社2015:235-237