数控车床仿真加工项目

数控加工仿真操作数控仿真系统是基于虚拟显示的仿真软件。下面以斯沃数控仿真系统为平台，以FANUC0iT系统为例讲述数控加工模拟的操作。1、零件图及其工艺分析零件分析：如图1-1所示，该工件为阶梯轴零件，其成品最大直径为Φ28mm，由于直径较小，毛坯可以采用Φ30mm的圆柱棒料，加工后切断即可，这样可以节省装夹料头，并保证各加工表面间具有较高的相互位置精度。装夹时注意控制毛坯外伸量，提高装夹的刚性。图1-1零件图工艺分析：由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，可利用恒线速度切削功能，以提高加工质量和生产效率。从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，切螺纹退刀槽，车螺纹，最后切断。粗加工每次背吃刀量为1.5mm，粗加工进给量为0.2mm/r，精加工进给量为0.1mm/r，精加工余量为0.5mm。[加工工序]1）车端面。选择Φ30的毛坯，将毛坯找正、夹紧，用外圆端面车刀平右端面，并用试切法对刀。2）从右端至左端促加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。4）切螺纹退刀槽。5）加工螺纹至图样要求。6）切断，保证总长尺寸要求。7）去毛刺，检测工件各项尺寸要求。序号工艺内容刀号刀具规格刀尖半径/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/r）1粗加工外轮廓175°菱形刀片0.26000.22精加工外轮廓235°菱形刀片0.2/0.053切螺纹退刀槽34mm刀宽//0.14车螺纹460°刀片0.260025切断34mm刀宽/5000.12、选择机床系统和加工面板1）在桌面上找到“斯沃数控仿真软件”的图标，双击进入,在数控系统中找到“FANUC0iT”如图2-1,点运行进入（此为单机版登录）。2）出现FANUC0iT系统的系统仿真，在右下角下拉菜单中选择FANUC0iT标准面板。3）整个仿真软件主要由机床操作面板、工具菜单和仿真机床模型窗口组成，如图2-2。图2-1“选择机床系统”对话框图2-2整个仿真界面3、回参考点操作按键进入回参考点模式，依次按、键，待显示屏幕上出现下列图标的显示，机床上的显示灯高亮完成回参考点操作。4、工件的定义与安装1）定义毛坯单击主菜单“工件操作”下级的“设置毛坯”，系统弹出如图4-1所示“设置毛坯”对话框，如图设置毛坯尺寸。图4-1“设置毛坯”对话框2）工件位置微调单击主菜单“视窗视图”下级的“2D视图”，机床模型显示为二维模式，单击工具栏中按此菜单可以调节工件装夹的位置，如图4-2所示图4-2工件位置微调5、刀具的选择和安装单击主菜单“机床操作”下级的“刀具管理”，系统弹出“刀具管理库”对话框，如图5-1，单击左下“添加”按钮，弹出“添加刀具”对话框，如图5-2，选择刀具类型比如选择“外圆车刀”，接着选择刀片类型比如75°菱形刀片，然后依次修改刀体参数、刀片参数以及主偏角，选择好之后点[确定]，这样刀具管理库中就有用户设置好的备用刀具，选择需要的刀具比如001编号[外圆车刀]，选中之后点[添加到刀盘]，选择[1号到位]最后点击[确定]，刀具选择并安装完毕。其它3把刀具使用同样的方法进行安装。图5-1“刀具管理库”对话框图5-2“添加刀具”对话框6、手动试切对刀1）试切外圆单击主菜单“视窗视图”下级的“2D视图”，机床模型显示为二维模式，单击操作面板上的手动按钮进入手动方式，在MDI模式下，按键进入，输入“M03S200”命令，按循环启动使主轴正传，移动X、Z轴使刀具接近工件，如图6-1所示，保证X轴不动，沿+Z方向退刀，单击主轴停止按钮，如图6-2所示。图6-1试切外圆图6-2+Z向退刀2）测量工件单击主菜单“工件测量”下级的“特征线”，即可进入工件测量界面，单击刚刚车削的外圆面，如图6-3所示，读取并记录直径值，此处为28.738，单击主菜单“工件测量”下级的“测量退出”退出测量界面。图6-3车床工件测量界面3）存储形状补偿值在JOG模式下，单击MDI键盘上的按钮，按拓展键找到的下级菜单，出现如图6-4所示的界面中，通过MDI键盘上的上下左右箭头键移动光标，使之移至G001的位置。图6-4刀具补偿数据界面输入X方向测量的直径值X28.738，然后按[测量]，测量出来的形状补偿值为-260.000，如图6-5所示。图6-5设置X方向的形状补偿值界面4）试切端面并存储补偿值同样，单击[主轴正转]按钮，移动机床各轴切削端面，然后保持Z轴不动，沿正向退刀，单击主轴停止按钮。输入Z0.，按[测量]菜单，测量出来的形状补偿值为-389.000，如图6-6所示。图6-6设置Z方向的形状补偿值界面5）刀尖方位编码的输入在如图6-7所示的界面中，在刀尖方位T处，输入3，表示刀尖的方位。图6-7刀尖方位编码的输入6）另外3把刀可以采用“快速对刀”的功能进行对刀按键进行依次换刀，例如换到2号刀，点左侧工具栏工件设置的下级的[快速定位]菜单，出现“快速定位”对话框，选择中心位置，如图6-8所示，点确定后刀尖移至毛坯正中间，如图6-9所示，然后调出补偿值界面，按照3）4）5）的操作输入形状补偿值，只是X方向只需要输入X0进行测量即可，换3号刀和4号刀以同样的方法进行快速对刀，如图6-7所示。图6-8“快速定位”对话框图6-9刀尖移至毛坯正中间7、输入数控加工程序1）MDI键盘输入数控加工程序按键进入编辑模式，单击MDI键盘上的按钮，进入程序管理，点菜单查看已有的程序名称，新建一个程序，通过MDI键盘上的“数字/字母”键，键入程序库中没有的程序名比如O1234，打开程序保护锁开关按键，程序建立完成，进入新程序输入界面。通过MDI键盘上的“数字/字母”键输入程序，系统自动输入并存储数控加工程序。2）MID键盘修改数控加工程序单击按钮（删除当前输入的单个字符）或者按钮（删除已经编辑好的内容）删除需要修改的程序部分，输入程序后自动保存。3）导入数控加工程序先新建一个TXT格式或者CNC格式的文本文档，把事先编制好的程序或者后置处理成功的程序复制进去并保存，再新建一个程序，输入程序名称，比如程序“O1234”，建立好新程序后，单击主菜单“文件”下级的“打开”，文件类型选择“NC代码文件”如图7-1所示，选择编制好的程序文件，打开即可完成数控加工程序的导入。图7-1导入外部程序对话框4）仿真加工数控加工程序导入数控系统后，单击操作面板上自动运行按钮，再按循环启动按钮，机床开始自动加工，直至完成，仿真完成加工的效果如图7-2，图7-3所示。附：参考程序[工件坐标系原点]工件端面回转中心。程序如下：O1234；（程序名）N10G99G21；（定义米制输入、每转进给方式编程）N20M03S600；（主轴正转，n=600r/min）N25T0101；（换T01号外圆车刀，并调用1号刀补）N30G50S1500；（定义最大主轴转速，n=1500r/min）N40G96S180；（恒表面速度切削）N50G00X32Z2；（快速点定位）N60G71U1.5R1；（外径粗加工循环）N70G71P80Q170U0.5W0.2F0.2；（外径粗加工循环）N80G00X0；（精车路线N80-N170）N90G01Z0F0.05；N100G03X10W-5R5；N110G01Z-10；N115X11；N120X18Z-30；N130X19.8；N140X23.8W-2；N150Z-49；N160X28；N170Z-62；（精车路线N80-N170）N180X30；（退刀）N190G00X100Z100；（退刀至换刀点）N200T0202；（换T02号精车刀，并调用2号刀补）N210G96S220；（恒表面速度切削）N220G70P80Q170；（用G70循环指令进行精加工）N230G00X100Z100；（快速返回到换刀点）N240T0303；（换T03号4mm外切槽刀，并调用3号刀补）N250G96S120；（恒表面速度切削）N260G00X35Z-49；（快速点定位）N270G01X20F0.1；（切槽）N280G00X32；（退刀）N290X100Z100G97S600；（取消恒表面速度切削）N310T0404；（换T04号外螺纹车刀，并调用4号刀补）N320M03S600；（主轴正转，n=600r/min）N330G00X25.8Z-27；（快速点定位到螺纹循环起点）N340G92X23.1Z-47F2；（第一刀车进0.9mm）N350X22.5；（第二刀车进0.6mm）N360X21.9；（第三刀车进0.6mm）N370X21.5；（第四刀车进0.4mm）N380X21.4；（第五刀车进0.1mm）N390G00X100Z150；（快速返回到换刀点）N400T0303；（换T03号4mm外切槽刀，并调用3号刀补）N410M03S500；（主轴正转，n=500r/min）N420G00X30Z-64；（快速定位到切断起始位置）N430G01X-1F0.1；（切断）N440G00X32；（退刀）N450G00X100Z100；（快速返回到换刀点）N460M30；（程序结束，返回程序头）图7-2二维模式下的加工效果图图7-3三维模式下的加工效果图5）测量加工尺寸单击工具栏中按钮，此为测量功能，选择“工件测量”，具有共5种测量方式。利用特征线方式测量出的尺寸是28，不符合的公差范围，如图7-4所示。图7-4特征线方式测量直线段因此需要修改刀补来修补尺寸公差，把2号刀精车刀的刀补加上0.07变为-259.93，这样加工出来的尺寸刚好在中差上，如图7-5所示。图7-5修改G002的刀补值修改后重新加工进行线测量，利用特征线方式测量出的尺寸是28.07，符合的公差范围，加工尺寸如图7-6所示。图7-6修改后的尺寸利用粗糙度方式测量出加工件的粗糙度，如图7-7所示。图7-7粗糙度方式测量加工件的粗糙度其它的尺寸都可以用以上方式进行测量，至此斯沃加工仿真软件模拟仿真FANUC0iT系统结束。思考：1、开机为什么要首先回参考点？2、如过急停按钮不释放，哪一侧的菜单是不能进行操作的？3、在软件中如何选择毛坯，进行尺寸设置？4、在软件中刀具是如何选择的，软件中刀具库和刀架的区别是什么？5、在软件中如何设置刀具的参数的？6、在软件中对刀和实际操作机床对刀的相同点和不同点？7、在软件中测量工件是如何实现的？8、在软件中测量工件和实际操作机床过程中的测量的相同点和不同点？9、软件中编辑程序有哪几种方式可以录入？10、在软件中加工轨迹怎么隐藏？11、自动加工模拟过程中怎么进行二维模式和三维模式？项目一：圆弧成形面零件，如图1所示，试用斯沃软件编写加工程序并进行仿真实训。图11、零件分析该工件最大尺寸为Φ45mm，毛坯可以采用Φ50的棒料。2、工艺分析从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，粗加工每次背吃刀量为1.2mm，粗加工进给量为0.3mm/r，精加工进给量为0.1mm/r。3、加工工序1）车端面。将毛坯找正夹紧，用外圆端面车刀平右端面，用试切法对刀。2）从右端至左端粗加工外圆轮廓，留0.5mm精加工余量。3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。4）检测工件各项尺寸要求。序号工艺内容刀号刀具规格刀尖半径/mm主轴转速/（r/min）进给速度/（mm/r）1粗精加工外轮廓1外圆车刀75°菱形刀片0.2粗600/精1500粗0.3/精0.1参考程序：N10G99G21N20M03S600N30T0101N40G00X52Z2N50G71U1.2R0.5N60G71P70Q170U0.2W0.05F0.3N70G00X0N80G01Z0F0.1N90G03X20Z-10R10N100G01Z-20N110X31N120X35W-2N130Z-35N140X45W-15N150Z-65N160X50N170G00X52N180M03S1500N190G70P70Q170N200G00X100Z100N210M05N220M30仿真加工工件如下：思考：1、什么是机床坐标系，什么是工件坐标系？2、如果开机没有回参考点会有问题？3、手动进给怎么操作？4、主轴转动有哪几种操作方式？