数控车床仿真加工项目范本.docx

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数控车床仿真加工项目范本

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

1

75°菱形刀片

0.2

600

0.2

2

精加工外轮廓

2

35°菱形刀片

0.2

/

0.05

3

切螺纹退刀槽

3

4mm刀宽

/

/

0.1

4

车螺纹

4

60°刀片

0.2

600

2

5

切断

3

4mm刀宽

/

500

0.1

2、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1

1、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：

N10G99G21

N20M03S600

N30T0101

N40G00X52Z2

N50G71U1.2R0.5

N60G71P70Q170U0.2W0.05F0.3

N70G00X0

N80G01Z0F0.1

N90G03X20Z-10R10

N100G01Z-20

N110X31

N120X35W-2

N130Z-35

N140X45W-15

N150Z-65

N160X50

N170G00X52

N180M03S1500

N190G70P70Q170

N200G00X100Z100

N210M05

N220M30

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？

5、在软件中换刀有哪几种操作方式？

6、G71循环指令怎么使用？

7、G02/G03指令怎么使用？

8、怎么判断是G02还是G03？

9、什么是单段模式下进行加工？

10、加工过程中，按循环停止键主轴有什么变化？

11、加工完毕后怎么进行测量尺寸？

12、加工此工件用到了几把刀具，为什么？

13、粗加工的进给速度怎么给，在什么范围合适？

14、精加工的进给速度怎么给，在什么范围合适？

15、粗加工的转速怎么给，在什么范围合适？

16、精加工的转速怎么给，在什么范围合适？

项目二：

圆弧成形面零件，如图2所示，试用斯沃软件编写加工程序并进行仿真实训。

图2

1、零件分析

该工件最大尺寸为Φ36mm，毛坯可以采用Φ40的圆柱棒料。

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700/精1000

粗0.3/精0.1

2

切槽

2

4mm割刀

0.2

500

0.15

参考程序：

N10G99G21

N20M03S700

N30T0101

N40G00X42Z2

N50G71U2R1

N60G71P70Q140U0.5W0.2F0.3

N70G00X0

N80G01Z0F0.1

N90G03X24Z-12R12

N100G01Z-20

N110X32Z-40

N120G02X32Z-53R20

N130G02X36Z-58R10

N140G01Z-53

N150M03S1000

N160G70P70Q140

N170G00X100Z100

N180T0202M03S500

N190G00X42Z-20

N200G01X20F0.15

N210G04X13

N220G01X47

N230G00X100Z100

N240M05

N250M30

仿真加工工件如下：

思考：

1、在软件中工件信息如何保存与导入？

2、在软件中刀具信息如何保存与导入？

3、在软件中NC代码信息如何保存与导入？

4、切槽是使用的软件中哪一种类的刀具？

5、G70指令在编程中是什么含义？

6、想一想在其它数控系统中G70都可以使用？

7、华中数控车系统和广数的数控车系统如何进行精加工编程？

8、想一想如何开机后取消软件中“ALM”报警？

项目三：

轮廓类零件，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3

1、零件分析

该工件最大尺寸为Φ28mm，毛坯可以采用Φ30的棒料。

2、工艺分析

从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，最后切断。

由于阶梯轴是由大逐渐变小，所以采用G71指令，粗加工每次背吃刀量为2mm，粗加工进给量为100mm/min，精加工进给量为80mm/min，精加工进给量为0.3mm。

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0.3mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切断并保证总长尺寸要求。

5）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/min）

1

粗加工外轮廓

1

外圆车刀75°菱形刀片

0.2

600

100

2

精加工外轮廓

2

外圆车刀35°菱形刀片

0.2

1000

80

3

割断

3

4mm割刀

0.2

500

100

参考程序：

N10G98G21

N20M03S600

N30T0101

N40G00X32Z5

N50G71U2R1

N60G71P70Q170U0.3W0.1F100

N70G42G00X0

N80G01Z0F80

N90X10

N100Z-15

N110X16

N120X20Z-23

N130Z-28

N140X24

N150X26Z-32

N160X28

N170Z-36

N180G00X100Z100

N190T0202M03S1000

N200G00X32Z5

N210G70P70Q170

N220G00X100

N230Z100

N240T0303

N250M3S500

N260G00X30Z-40

N270G01X-1F100

N280G00X32

N290G00X100Z100

N300M05

N310M30

仿真加工工件如下：

思考：

1、为什么精加工的转速比粗加工的转速高？

项目四：

轮廓类零件，如图4所示，试用斯沃软件编写加工程序并进行仿真实训。

图4

1、零件分析

该工件最大尺寸为Φ28mm，毛坯可以采用Φ30的棒料。

2、工艺分析

从右端至左端轴向走刀车外圆轮廓，最后切断。

由于阶梯轴是由大逐渐变小，所以采用G71指令，粗加工每次背吃刀量为2mm，粗加工进给量为150mm/min，精加工进给量为80mm/min，精加工进给量为0.3mm。

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0.3mm精加工余量。

3）精加工外圆轮廓至图样要求尺寸。

4）切断并保证总长尺寸要求。

5）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/min）

1

粗加工外轮廓

1

外圆车刀75°菱形刀片

0.2

600

150

2

精加工外轮廓

2

外圆车刀35°菱形刀片

0.2

1000

80

3

割断

3

4mm割刀

0.2

500

100

参考程序：

N10G98G21G40

N20M03S600

N30T0101

N40G00X32Z5

N50G71U2R1

N60G71P70Q150U0.3W0.1F150

N70G42G00X0

N80G01Z0F80

N90G03X8Z-4R4

N100G01X16Z-20

N110Z-30

N120G02X24Z-34R4

N130G01Z-39

N140X28

N150Z-47

N160G00X100Z100

N170T0202M03S1000

N180G00X32Z5

N190G70P70Q150

N200G00X100

N210Z100

N220G00X100

N230Z100

N240T0303

N250M3S500

N260G00X30Z-51

N270G01X-1F100

N280G00X32

N290G00X100Z100

N300M30

仿真加工工件如下：

思考：

1、粗精加工的刀片类型如何选择？

项目五：

轮廓类零件，如图5所示，试用斯沃软件编写加工程序并进行仿真实训。

图5

1、零件分析

该工件最大尺寸为Φ28mm，毛坯可以采用Φ30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2mm，粗加工进给量为150mm/min，精加工进给量为80mm/min。

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0.3mm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/min）

1

粗加工外轮廓

1

外圆车刀75°菱形刀片

0.2

600

150

2

精加工外轮廓

2

外圆车刀35°菱形刀片

0.2

1000

80

3

割断

3

4mm割刀

0.2

500

100

参考程序：

N10G98G21G40

N20M03S600

N30T0101

N40G00X32Z5

N50G71U2R1

N60G71P70Q160U0.3W0.1F150

N70G42G00X0

N80G01Z0F80

N90X4

N100Z-8

N110G03X10Z-11R3

N120G01Z-15

N130G02X20Z-20R5

N140G01X24Z-43

N150X28

N160Z-51

N170G00X100Z100

N180T0202M03S1000

N190G00X32Z5

N200G70P70Q160

N210G00X100

N220Z100

N230T0303

N240M3S500

N250G00X31Z-55

N260G01X-1F100

N270G00X32

N280G00X100Z100

N290M05

N300M30

仿真加工工件如下：

思考：

1、G42指令是什么含义？

2、想一想在割断的时候，编程“G01X-1F~”为什么不是“G01X0F~”？

项目六：

轮廓类零件，如图6所示，试用斯沃软件编写加工程序并进行仿真实训。

图6

1、零件分析

该工件最大尺寸为Φ28mm，毛坯可以采用Φ30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2mm，粗加工进给量为100mm/min，精加工进给量为60mm/min。

3、加工工序

1）车端面。

将毛坯找正