螺纹配合件工艺分析与仿真(附件)【字数：7022】
摘 要现如今数控机床已成为加工车间中的必要加工设备，而CAD和CAM技术也是为数控技术而服务。数控加工技术也成了当代机械类专业学生必修课程之一。在数控机床加工过程中，操作员除了要考虑配置加工工艺路径、选择合适的机床型号和刀具外还要考虑零件的装夹方式、程序的编制是否合理等诸多因素。其中所涉及的知识非常广泛，一个合格的操作员需要积累足够的经验才能成为一名合格的工程师。根据本文的零件特点，首先进行工艺分析，再制定加工方案，提出一些加工问题，解决提出的问题，最后仿真加工，得出结论。摘 要 3
目录
引言 3
一、螺纹配合件的仿真加工 4
（一）图纸分析 4
（二）建模 5
（三）拟定工艺 5
二、加工工艺分析 6
（一）零件工艺性分析 6
（二）机床的选用与工件的装夹 6
三、刀具的选择和使用规划 7
（一）零件工艺性分析 7
（二）切削用量的选择 8
（三）确定加工路线 8
（四）相关知识点应用 8
（五）工艺分析的作用 9
四、仿真操作 10
（一）软件的选择 10
（二）仿真加工操作步骤 10
五、仿真加工分析 12
（一）切削刀路 12
（二）切削结果 13
（二）测量结果 14
（四）常见精度问题的分析 14
总 结 15
参考文献 16
致谢 17
引言
在我们的日常生活中，处处可见螺纹，例如矿泉水瓶口的外螺纹，水龙头上的内螺纹以及螺丝和螺母等，而螺纹结构最大的作用就是将两个带螺纹的物体紧密连接在一起，螺纹结构可以起到连接固定的作用，不同规格的内外螺纹难以连接，可能过松也可能过盈配合，因此两物体的螺纹的尺寸和纹理细节必须设计在合适的范围内。
本文以两个螺纹零件的配合为研究对象，通过使用数控控制技术完成加工，数控控制是一种利用计算机来控制数控程序的技术，这种技术方法是通过计算机来控制加工设备，然后通过使用更换最初包含逻辑硬件的数控驱动程序，方便计算机软件可以实现与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
加工设备的互动，实现例如程序存储、程序输入和输出等操作。
一、螺纹配合件的加工分析
（一）图纸分析
CAD软件绘制配合件零件的二维图，见下图11.
图11 螺纹零件的二维图纸
技术要求如下：
（1）未注长度尺寸偏差±0.5
（2）未注倒角C0.5
（3）去除毛角飞边，与图二件配合
（4）零件表面不能有缺陷
（5）没有标注的形状公差应符合国标的要求
由图纸可知，该工件为螺纹类装配件，分为两部分，件一主要尺寸为总长68mm，最大外圆为Φ48，外螺纹为M24×1.5。件二主要尺寸为总长45mm，最大外圆为Φ48，内螺纹为M24×2。
（二）建模
图纸分析结束后，先创建草图，接着将件一形状按图纸尺寸要求画出，之后将各部分做拉伸、布尔求和或求差处理，得到件一三维图，如题12所示；同理，件二操作也是如此，可得到件二三维图，如图13所示。
图12 件一的三维图 图13 件二的三维图
（三）拟定工艺
件一加工工艺
备料：毛坯为Φ50×72mm铝棒
粗加工：车外圆
精加工：车外圆
打孔：用Φ20钻头钻孔
镗孔：镗Φ34×15的内孔
二次装夹：工件掉头加工另一面
粗加工：车外圆
精加工：车外圆
切退刀槽：切5mm部分退刀槽
精加工：车外圆
车外螺纹
去毛刺
件二加工工艺
1) 备料：毛坯为Φ50×50mm铝棒
2) 粗加工：车外圆
3) 精加工：车外圆
4) 打孔：用Φ20钻头钻孔
5) 镗孔：镗Φ24的内孔
6) 车内螺纹
7) 二次装夹：工件掉头加工另一面
8) 车外轮廓
9) 镗孔：镗Φ31.6的内孔
二、加工工艺分析
（一）零件工艺性分析
1、结构分析
件一的整体为回旋类零件，主要由轴、外螺纹、退刀槽、套管、圆弧、内孔等特征所组成，圆弧部分形状和结构较为复杂。普通的刀具难以对其进行加工，应选用合适角度的刀具加工，避免撞刀。
第二部分也是回旋类零件，主要由内螺纹、轴、扭套、内孔等特征组成，其阶梯孔形状和结构较为复杂。加工难度较大，普通的刀具难以对其进行加工，应选用合适角度的刀具加工，避免撞刀。
2、尺寸分析
件一的尺寸精度要求相对较高。外圈尺寸精度需要控制在达0~0.025mm以内，内轮廓尺寸也是如此，总长长度尺寸精度需要在±0.04mm；外螺纹的匹配精度为M24X1,56g（等，其余见件图）；
件二外型尺寸加工精度较高，其中外圈尺寸精度在0到0.025mm，总长长度尺寸精度需要在±0.04mm；内螺纹匹配精度为M24X1.57H（其余见草图）；
3、表面粗糙度分析
两个工件两侧表面粗糙度不做过高要求，所有表面粗糙度精度要求均是Ra3.2um。
（二）机床的选用与工件的装夹
1、确定生产类型，选用设备
本工件为小批量单件加工，工件为回转体类零件，两部分需分别加工。通过分析该零件的外形特征可知，加工该工件两部分均可在数车上完成。
两个工件都需进行两次装夹。分别加工外轮廓及左右端面部分和内孔，最后，去除毛角飞边，将两工件配合。
根据零件的加工工艺需求，考虑到加工过程的简便性，我选择了CK6140型数控车床（如图21），这个数控车床操作简单，通用性高，加工精度等方面足够满足我加工螺纹配合件的需求，并且此加工车床普及率高。
图21 CK6140型数车
表21 ck6140主要参数表
目录
引言 3
一、螺纹配合件的仿真加工 4
（一）图纸分析 4
（二）建模 5
（三）拟定工艺 5
二、加工工艺分析 6
（一）零件工艺性分析 6
（二）机床的选用与工件的装夹 6
三、刀具的选择和使用规划 7
（一）零件工艺性分析 7
（二）切削用量的选择 8
（三）确定加工路线 8
（四）相关知识点应用 8
（五）工艺分析的作用 9
四、仿真操作 10
（一）软件的选择 10
（二）仿真加工操作步骤 10
五、仿真加工分析 12
（一）切削刀路 12
（二）切削结果 13
（二）测量结果 14
（四）常见精度问题的分析 14
总 结 15
参考文献 16
致谢 17
引言
在我们的日常生活中，处处可见螺纹，例如矿泉水瓶口的外螺纹，水龙头上的内螺纹以及螺丝和螺母等，而螺纹结构最大的作用就是将两个带螺纹的物体紧密连接在一起，螺纹结构可以起到连接固定的作用，不同规格的内外螺纹难以连接，可能过松也可能过盈配合，因此两物体的螺纹的尺寸和纹理细节必须设计在合适的范围内。
本文以两个螺纹零件的配合为研究对象，通过使用数控控制技术完成加工，数控控制是一种利用计算机来控制数控程序的技术，这种技术方法是通过计算机来控制加工设备，然后通过使用更换最初包含逻辑硬件的数控驱动程序，方便计算机软件可以实现与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
加工设备的互动，实现例如程序存储、程序输入和输出等操作。
一、螺纹配合件的加工分析
（一）图纸分析
CAD软件绘制配合件零件的二维图，见下图11.
图11 螺纹零件的二维图纸
技术要求如下：
（1）未注长度尺寸偏差±0.5
（2）未注倒角C0.5
（3）去除毛角飞边，与图二件配合
（4）零件表面不能有缺陷
（5）没有标注的形状公差应符合国标的要求
由图纸可知，该工件为螺纹类装配件，分为两部分，件一主要尺寸为总长68mm，最大外圆为Φ48，外螺纹为M24×1.5。件二主要尺寸为总长45mm，最大外圆为Φ48，内螺纹为M24×2。
（二）建模
图纸分析结束后，先创建草图，接着将件一形状按图纸尺寸要求画出，之后将各部分做拉伸、布尔求和或求差处理，得到件一三维图，如题12所示；同理，件二操作也是如此，可得到件二三维图，如图13所示。
图12 件一的三维图 图13 件二的三维图
（三）拟定工艺
件一加工工艺
备料：毛坯为Φ50×72mm铝棒
粗加工：车外圆
精加工：车外圆
打孔：用Φ20钻头钻孔
镗孔：镗Φ34×15的内孔
二次装夹：工件掉头加工另一面
粗加工：车外圆
精加工：车外圆
切退刀槽：切5mm部分退刀槽
精加工：车外圆
车外螺纹
去毛刺
件二加工工艺
1) 备料：毛坯为Φ50×50mm铝棒
2) 粗加工：车外圆
3) 精加工：车外圆
4) 打孔：用Φ20钻头钻孔
5) 镗孔：镗Φ24的内孔
6) 车内螺纹
7) 二次装夹：工件掉头加工另一面
8) 车外轮廓
9) 镗孔：镗Φ31.6的内孔
二、加工工艺分析
（一）零件工艺性分析
1、结构分析
件一的整体为回旋类零件，主要由轴、外螺纹、退刀槽、套管、圆弧、内孔等特征所组成，圆弧部分形状和结构较为复杂。普通的刀具难以对其进行加工，应选用合适角度的刀具加工，避免撞刀。
第二部分也是回旋类零件，主要由内螺纹、轴、扭套、内孔等特征组成，其阶梯孔形状和结构较为复杂。加工难度较大，普通的刀具难以对其进行加工，应选用合适角度的刀具加工，避免撞刀。
2、尺寸分析
件一的尺寸精度要求相对较高。外圈尺寸精度需要控制在达0~0.025mm以内，内轮廓尺寸也是如此，总长长度尺寸精度需要在±0.04mm；外螺纹的匹配精度为M24X1,56g（等，其余见件图）；
件二外型尺寸加工精度较高，其中外圈尺寸精度在0到0.025mm，总长长度尺寸精度需要在±0.04mm；内螺纹匹配精度为M24X1.57H（其余见草图）；
3、表面粗糙度分析
两个工件两侧表面粗糙度不做过高要求，所有表面粗糙度精度要求均是Ra3.2um。
（二）机床的选用与工件的装夹
1、确定生产类型，选用设备
本工件为小批量单件加工，工件为回转体类零件，两部分需分别加工。通过分析该零件的外形特征可知，加工该工件两部分均可在数车上完成。
两个工件都需进行两次装夹。分别加工外轮廓及左右端面部分和内孔，最后，去除毛角飞边，将两工件配合。
根据零件的加工工艺需求，考虑到加工过程的简便性，我选择了CK6140型数控车床（如图21），这个数控车床操作简单，通用性高，加工精度等方面足够满足我加工螺纹配合件的需求，并且此加工车床普及率高。
图21 CK6140型数车
表21 ck6140主要参数表
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