薄壁结构轴类组件的数控自动编程与仿真(附件)【字数：10172】
摘 要薄壁套筒是生活中使用比较广泛的零件，薄壁套筒有重量轻，用料少，结构紧凑等特性，通常与旋转轴相配合使用，起支撑和导向作用，且能够承受一定的载荷。本次设计为轴类配合件中的薄壁套筒零件的加工工艺及仿真模拟。主要涉及轴和套筒的毛坯选用，以及控制数控车床对轴和套筒进行车削，孔，螺纹加工。其中还包括轴和套筒的材料选用，轴和套筒的工艺过程，和套筒的加工过程，刀具选用刀具转速确定，以及切削进给，在设计中主要以Mastercam x3来体现轴和套筒的三维造型以及加工过程。并通过Mastercam x3的自动编程来缩短实际 生产时工艺设计时间。由于薄壁套筒的壁厚和零件的整体尺寸相比，很小。零件本身刚性减弱，当受到外力的作用时容易引起变形。薄壁套筒的工艺稳定性差。壁厚越小，零件的刚度越小，变形量越大。这也是造成加工误差的天然因素。在加工中必须采取正确的措施来解决这些问题。此次课题是一个双薄壁套筒，又增加了设计的难度。为此，本次课题针对薄壁套筒进行分析并采进行有效的装夹方法以防止薄壁套筒变形。
目 录
第一章 绪 论 1
第二章 双薄壁套筒轴类组件结构分析 2
2.1双薄壁套筒轴类组件零件图 2
2.2 双薄壁套筒轴类组件的结构分析 2
第三章 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺 3
3.1 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺 3
3.2 带外椭圆弧、外螺纹轴的工艺分析 3
3.3带外椭圆弧、外螺纹轴件的加工方法 3
3.4外椭圆弧轴零件的加工工艺路线 4
3.4.1加工工路线 4
3.4.2加工工艺卡 4
3.4.3刀具 7
3.4.4外螺纹轴类零件的数控仿真及自动编程 7
第四章 双薄壁套筒零件加工工艺 24
4.1 双薄壁套筒零件的加工工艺 24
4.2 双薄壁套筒零件的工艺分析 24
4.3 双薄壁套筒零件的加工方法 25
4.4 双薄壁套筒零件的加工工艺路线 25
4.4.1工艺路线 25
4.4.2加工工艺卡 26
4.4.3刀具 29
4.4.4双薄壁套 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
筒零件的仿真与自动编程 29
第五章 螺纹套筒的加工工艺 40
5.1螺纹套筒的加工工艺 40
5.2螺纹套筒的工艺分析 40
5.3螺纹套筒的加工方法 40
5.4螺纹套筒的加工工艺路线 41
5.4.1工艺路线 41
5.4.2加工工艺卡 41
5.4.3刀具卡 43
5.4.4 螺纹套筒的数控编程 44
结束语 51
致 谢 52
参考文献 53
附录 54 绪 论
轴类零件是五金配件中经常遇到的典型零件之一，在实际使用中它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
其分类按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。
本次设计的内容是一个轴类零件和两个套筒零件，较为简单，薄壁套筒是生活中使用比较广泛的零件，薄壁套筒有重量轻，用料少，结构紧凑等特性，通常与旋转轴相配合使用，起支撑和导向作用，且能够承受一定的载荷。
薄壁套筒类零件在日常使用中也较普遍，因其具有良好的刚性，较轻的质量，很好的配合性是其普遍使用的原因。但是，薄壁零件本身壁厚较薄在加工时容易出现变形，加工精度难以保证，其散热性差的特性使其在加工时容易出现热变形。
因此在加工此类零件时通常采取加内支撑的方式减少变形量。此次设计之一就是双薄壁轴类零件，其加工难度又在普通薄壁套筒零件之上，在加工时就需要注意装夹及加工次序，在夹紧时既要保证能够完全固定住零件，又要防止夹紧力过大夹坏工件。
薄壁套筒零件在加工完内孔后可以先时效处理，放置1`3天后再加工薄壁部分会更好。
本课题要求利用所学的机械设计知识和计算机辅助设计与制造技术对薄壁结构轴类装配组合件进行加工工艺设计、数控自动编程与仿真加工。
第二章 双薄壁套筒轴类组件结构分析
2.1双薄壁套筒轴类组件零件图
双薄壁套筒轴类组合件零件图如图21所示：
/
图21 双薄壁组合件零件图
2.2 双薄壁套筒轴类组件的结构分析
套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜和粉末冶金等材料制造。轴类零件一般为钢。
该组合件由一个轴类零件和两个套筒类零件构成，结构比较简单，右端为普通套筒，壁厚较大，可通过套筒一般加工顺序加工，要注意加工次序和装夹位置防止工件夹坏或表面出现夹痕。另一个为薄壁套筒，加工比较困难，尤其是双薄壁零件，在加工时容易产生变形。另外薄壁零件的散热性差，也容易产生热变形，应选用较小的切削量。在加工薄壁套时，一般先加工内圆，再精车外圆，可减小变形。在精车外圆时要注意用支撑块并选用锋利的车刀并充分注入切削液。自动编程加工沟槽时，一定要注意退刀时有无干涉。
加工薄壁套筒应注意以下几点：1、多次装夹，当内孔精度高时，可设计车用心轴，定心精度高，可保证较高的行位公差要求。2、当外圆精度高时，可设计弹性夹具，增加夹紧力。
在加工好内孔以后，再加工一个内支撑，撑住内孔，接着进行薄壁套筒的表面加工，这样做可以防止薄壁套筒内孔被夹坏的情况出现，这种方法可以提高加工精度，适合小批量或大批量生产。
第三章 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺
3.1 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺
带椭圆弧的轴类零件零件图如图31所示：
/
图31 外椭圆弧轴零件图
如图31所示:轴的最大直径为Φ48mm，毛胚可以采用Φ50×100mm的圆柱棒料。在加工时要注意分次装夹，保证表面粗糙度，注意适当减少装夹的外伸量，增加尾座顶尖来提高装夹稳定性。
3.2 带外椭圆弧、外螺纹轴的工艺分析
从零件图可知该零件主要加工面为端面，圆锥面，椭圆圆弧，槽，螺纹和外圆面。分三次装夹加工，首先选择Φ50毛坯外圆为粗基准。车削端面，加工Φ30mm圆柱面，钻中心孔。掉头加工，选择Φ30mm圆柱段为精基准，用铜皮包裹并夹紧已加工Φ30mm圆柱段。车削端面，保证98mm总长，车削加工Φ18mm圆台，车削Φ48mm圆柱并粗加工椭圆弧段，精加工，最后再掉头装夹加工M30mm螺纹、切槽和圆锥面。
目 录
第一章 绪 论 1
第二章 双薄壁套筒轴类组件结构分析 2
2.1双薄壁套筒轴类组件零件图 2
2.2 双薄壁套筒轴类组件的结构分析 2
第三章 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺 3
3.1 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺 3
3.2 带外椭圆弧、外螺纹轴的工艺分析 3
3.3带外椭圆弧、外螺纹轴件的加工方法 3
3.4外椭圆弧轴零件的加工工艺路线 4
3.4.1加工工路线 4
3.4.2加工工艺卡 4
3.4.3刀具 7
3.4.4外螺纹轴类零件的数控仿真及自动编程 7
第四章 双薄壁套筒零件加工工艺 24
4.1 双薄壁套筒零件的加工工艺 24
4.2 双薄壁套筒零件的工艺分析 24
4.3 双薄壁套筒零件的加工方法 25
4.4 双薄壁套筒零件的加工工艺路线 25
4.4.1工艺路线 25
4.4.2加工工艺卡 26
4.4.3刀具 29
4.4.4双薄壁套 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
筒零件的仿真与自动编程 29
第五章 螺纹套筒的加工工艺 40
5.1螺纹套筒的加工工艺 40
5.2螺纹套筒的工艺分析 40
5.3螺纹套筒的加工方法 40
5.4螺纹套筒的加工工艺路线 41
5.4.1工艺路线 41
5.4.2加工工艺卡 41
5.4.3刀具卡 43
5.4.4 螺纹套筒的数控编程 44
结束语 51
致 谢 52
参考文献 53
附录 54 绪 论
轴类零件是五金配件中经常遇到的典型零件之一，在实际使用中它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
其分类按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。
本次设计的内容是一个轴类零件和两个套筒零件，较为简单，薄壁套筒是生活中使用比较广泛的零件，薄壁套筒有重量轻，用料少，结构紧凑等特性，通常与旋转轴相配合使用，起支撑和导向作用，且能够承受一定的载荷。
薄壁套筒类零件在日常使用中也较普遍，因其具有良好的刚性，较轻的质量，很好的配合性是其普遍使用的原因。但是，薄壁零件本身壁厚较薄在加工时容易出现变形，加工精度难以保证，其散热性差的特性使其在加工时容易出现热变形。
因此在加工此类零件时通常采取加内支撑的方式减少变形量。此次设计之一就是双薄壁轴类零件，其加工难度又在普通薄壁套筒零件之上，在加工时就需要注意装夹及加工次序，在夹紧时既要保证能够完全固定住零件，又要防止夹紧力过大夹坏工件。
薄壁套筒零件在加工完内孔后可以先时效处理，放置1`3天后再加工薄壁部分会更好。
本课题要求利用所学的机械设计知识和计算机辅助设计与制造技术对薄壁结构轴类装配组合件进行加工工艺设计、数控自动编程与仿真加工。
第二章 双薄壁套筒轴类组件结构分析
2.1双薄壁套筒轴类组件零件图
双薄壁套筒轴类组合件零件图如图21所示：
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图21 双薄壁组合件零件图
2.2 双薄壁套筒轴类组件的结构分析
套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜和粉末冶金等材料制造。轴类零件一般为钢。
该组合件由一个轴类零件和两个套筒类零件构成，结构比较简单，右端为普通套筒，壁厚较大，可通过套筒一般加工顺序加工，要注意加工次序和装夹位置防止工件夹坏或表面出现夹痕。另一个为薄壁套筒，加工比较困难，尤其是双薄壁零件，在加工时容易产生变形。另外薄壁零件的散热性差，也容易产生热变形，应选用较小的切削量。在加工薄壁套时，一般先加工内圆，再精车外圆，可减小变形。在精车外圆时要注意用支撑块并选用锋利的车刀并充分注入切削液。自动编程加工沟槽时，一定要注意退刀时有无干涉。
加工薄壁套筒应注意以下几点：1、多次装夹，当内孔精度高时，可设计车用心轴，定心精度高，可保证较高的行位公差要求。2、当外圆精度高时，可设计弹性夹具，增加夹紧力。
在加工好内孔以后，再加工一个内支撑，撑住内孔，接着进行薄壁套筒的表面加工，这样做可以防止薄壁套筒内孔被夹坏的情况出现，这种方法可以提高加工精度，适合小批量或大批量生产。
第三章 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺
3.1 带外椭圆弧的轴零件的加工工艺
带椭圆弧的轴类零件零件图如图31所示：
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图31 外椭圆弧轴零件图
如图31所示:轴的最大直径为Φ48mm，毛胚可以采用Φ50×100mm的圆柱棒料。在加工时要注意分次装夹，保证表面粗糙度，注意适当减少装夹的外伸量，增加尾座顶尖来提高装夹稳定性。
3.2 带外椭圆弧、外螺纹轴的工艺分析
从零件图可知该零件主要加工面为端面，圆锥面，椭圆圆弧，槽，螺纹和外圆面。分三次装夹加工，首先选择Φ50毛坯外圆为粗基准。车削端面，加工Φ30mm圆柱面，钻中心孔。掉头加工，选择Φ30mm圆柱段为精基准，用铜皮包裹并夹紧已加工Φ30mm圆柱段。车削端面，保证98mm总长，车削加工Φ18mm圆台，车削Φ48mm圆柱并粗加工椭圆弧段，精加工，最后再掉头装夹加工M30mm螺纹、切槽和圆锥面。
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