機械設(shè)計自造及其自動化數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計實例示意

1、數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計題目:數(shù)控機床操作與加工仿真 FANUC 0系統(tǒng)(SK50新數(shù)控車床專業(yè)班級:學(xué)生姓名:學(xué)號:指導(dǎo)老師:目錄1F A N U C0數(shù)控加工樣品一 (21.1 零件分析 (21.2 工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機床設(shè)備 (21.3 編寫加工程序 (41.4 使用仿真軟件進行加工仿真 (42F A N U C0數(shù)控加工樣品二 (122.1 零件分析 (122.2工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機床設(shè)備 (122.3 編寫加工程序 (142.4 使用仿真軟件進行加工仿真 (153 FANUC 0數(shù)控加工樣品三 (223.1 零件分析 (223.2工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機

2、床設(shè)備 (233.3 編寫加工程序 (243.4 使用仿真軟件進行加工仿真 (25參考文獻 (331 FANUC 0數(shù)控加工樣品一 1.1 零件分析 (1零件圖樣(2精度分析本零件精度要求較高的尺寸有mm 0025.035-。對于尺寸精度要求主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對刀,正確設(shè)置刀補及磨耗,以及正確制定合適的加工工藝措施來保證。 (3表面粗糙度加工的錐面粗糙度要求為m R a 6.1,其他的加工面要求m R a 2.3。對于粗糙度要求,主要是通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù),正確的粗精加工路線,合適的切削用量及冷卻液等措施來保證。1.2 工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機床設(shè)備(1確定裝夾方案

3、,定位基準(zhǔn),編程原點,加工起點,換刀點由于毛坯為棒料,用三爪自定心卡盤夾緊定位。編程原點取為加工完工后工件的右端面與主軸軸線相交點。由于工件較小,為了加工路徑清晰,加工起點和換刀點可以設(shè)在同一點,放在Z 向距工件右端面200mm ,X 向距軸線100mm 的位置。(2制定加工方案及加工路線根據(jù)工件的形狀及加工要求,選用數(shù)控車床加工。數(shù)控系統(tǒng)選用FANUC 0系統(tǒng)(SK50新。機床選用寶雞車床。加工路線為:車端平面車削mm 35外圓車削mm 20外圓車圓錐面切斷。 (3刀具的選用根據(jù)加工內(nèi)容,可選用D 刀片093外圓車刀,外圓切槽柄為25mm,B=5mm的切斷刀,兩刀具的刀片材料均選用高速鋼。具

4、體情況見下表。 (4確定加工參數(shù)1主軸轉(zhuǎn)速(n :高速鋼材料的刀具切削低碳鋼工件時切削速度v 取4560m/min ,根據(jù)公式Dvn 1000=及加工經(jīng)驗,主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min 。2進給速度(f v :粗加工時,為提高生產(chǎn)效率,在保證工件質(zhì)量的前提下可選擇較高的進給速度,粗車時一般取0.30.8mm/r ,精車時常取0.10.3mm/r ,切斷時取0.050.2mm/r 。所以車外圓表面時進給速度選為0.15mm/r ,其余取0.1mm/r 。(5輪廓基點坐標(biāo)的計算 (6 制定加工工藝經(jīng)上述分析,加工工藝見表1.2: 1.3 編寫加工程序加工程序表如表1.3所示。 1.4 使用仿真軟件

5、進行加工仿真(1選擇機床如圖1.3點擊菜單“機床/選擇機床”,在選擇機床對話框中,“控制系統(tǒng)”選擇“FANUC O”,“機床類型”選擇“車床”,然后選擇“寶雞機床廠SK50(新”,并按“確定”按鈕,此時界面如圖1.3所示。 圖1.3 選擇機床(2回參考點將“方式選擇”旋鈕撥到“回零”檔,如圖1.4所示。點擊按鈕,此時X軸將回零,相應(yīng)操作面板上X軸的指示燈亮,同時CRT上的X變?yōu)椤?90.000”;點擊按鈕,可以將Z軸回零,此時操作面板上的指示燈如圖1.5所示,CRT 的顯示如圖1.6所示。 圖1.4 圖1.5 圖1.6(3設(shè)置并安裝工件 點擊按鈕“”,界面如圖 1.7所示,選擇“毛坯08F低碳

6、鋼,”,點擊按鈕“”選擇零件,此時界面如圖1.8所示,選擇“安40mmmm150裝零件”,完成零件安裝工作。 圖1.7 圖1.8(4選擇刀具點擊按鈕“”選擇刀具,選擇合適刀具型號,如圖1.9所示。 圖1.9 刀具選擇(5試切對刀編制數(shù)控程序采用工件坐標(biāo)系,對刀的過程就是建立工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系之間關(guān)系的過程。試切法對刀是用所選的刀具試切零件的外圓和端面,經(jīng)過測量和計算得到零件端面中心點的坐標(biāo)值。以卡盤底面中心為機床坐標(biāo)系原點。1對第一把刀具(外圓車刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“手動”上。利用按鈕、,將機床移動到如圖1.10所示大致位置。點擊使主軸轉(zhuǎn)動,點擊按鈕,用所選刀具切削工件外

7、圓,如圖1.11所示。 圖1.10 圖1.11點擊MDI鍵盤上的按鈕,使CRT界面顯示坐標(biāo)值,按軟鍵“ALL”,如圖1.12所示,讀出CRT界面上顯示的MACHINE的X的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為X1(應(yīng)為負值。點擊,將刀具退至如圖1.13所示位置,點擊按鈕,試切工件右端面,如圖1.14所示。記下CRT界面上顯示的MACHINE的Z的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為Z1;點擊中的“Stop”按鈕,使主軸停止轉(zhuǎn)動,點擊菜單“測量/坐標(biāo)測量”如圖1.15所示,點擊試切外圓時所切削部位,選中的線段由紅色變?yōu)槌壬Ｓ浵掠颐鎸υ捒蛑袑?yīng)的X的值

8、(即工件直徑。把坐標(biāo)值X1減去“測量”中讀出的直徑值,再加上機床坐標(biāo)系原點到刀具X的結(jié)果記為X。把Z1加上機床坐標(biāo)系原點到刀具參參考點在X方向的距離T考點在Z方向的距離Z記為Z。(X,Z即為工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中T的坐標(biāo)值。 圖1.12 圖1.13 圖1.14 圖1.15將X,Z值輸入到CRT面板中。點擊找到如圖1.16所示畫面,點擊MDI 鍵盤,將X,Z值輸入到輸入域內(nèi)。按鍵,把X,Z的值輸入到所指定的位置如圖1.17所示。 圖1.16 圖1.172對第二把刀(切斷刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“編輯”上,點擊MDI鍵盤上的,輸入對刀程序號“O0040”,點擊,然后點擊菜單中選

9、擇對刀程序號如圖1.18所示,CRT呈現(xiàn)出如1.19圖所示,將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“自動”上,點擊,刀具則換過來。 圖1.18 圖1.19將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“手動”上,手動移刀至無限接近工件,出現(xiàn)警告時停止,如圖1.20所示。然后用手輪進行微調(diào),先將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“X/Z-手輪”出,分別對X、Z軸在“手輪倍率”上進行選擇×100、×10、×1調(diào)試,點擊手輪直至出現(xiàn)警告為止。記下X, Z的值,并將其輸入到CRT面板上,點擊,出現(xiàn)刀具形狀補償畫面時將X,Z 的值輸入,如圖1.21所示。 (6導(dǎo)入程序進行零件加工將控制面板上

10、“方式選擇”旋鈕切換到“回零”上, 結(jié)合按鈕、,將機床回零。再將控制面板上“方式選擇”旋鈕切換到“編輯”上,點擊MDI 鍵盤上的,輸入加工零件的程序號“O0010”,點擊,CRT面板上顯示如圖1.22所示,然后點擊菜單中選擇加工零件的程序如圖1.23所示, 將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“自動”上,點擊按鈕,刀具開始切削運動如圖1.24、1.25所示。 圖1.22 圖 1.23 2 FANUC 0數(shù)控加工樣品二 2.1零件分析 (1零件圖樣 如圖2.108F 低碳鋼,毛坯尺寸mm mm 15040。(2精度分析本零件精度要求較高的尺寸有mm 0025.035-。對于尺寸精度要求主要通過在加

11、工過程中的準(zhǔn)確對刀,正確設(shè)置刀補及磨耗,以及正確制定合適的加工工藝措施來保證。(3表面粗糙度加工的圓弧面粗糙度要求為m R a 6.1,其他的加工面要求m R a 2.3。 對于粗糙度要求,主要是通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù),正確的粗精加工路線,合適的切削用量及冷卻液等措施來保證。2.2 工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機床設(shè)備(1確定裝夾方案,定位基準(zhǔn),編程原點,加工起點,換刀點由于毛坯為棒料,用三爪自定心卡盤夾緊定位。編程原點取為完工工件的右端面與主軸軸線相交點。由于工件較小,為了加工路徑清晰,加工起點和換刀點可以設(shè)在同一點,放在Z 向距工件右端面200mm ,X 向距軸線100mm 的

12、位置。 (2制定加工方案及加工路線根據(jù)工件的形狀及加工要求,選用數(shù)控車床加工。數(shù)控系統(tǒng)選用FANUC 0系統(tǒng)SK50(新。機床選用寶雞車床。加工路線為:車端平面車削mm 35外圓車削mm 20外圓車圓弧面車倒角切斷。 (3刀具的選用根據(jù)加工內(nèi)容,可選用D 刀片093外圓車刀,外圓切槽柄為25mm,B=3mm 的切斷刀,兩刀具的刀片材料均選用高速鋼。具體情況見表2.1。 (4確定加工參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速(n :高速鋼材料的刀具切削低碳鋼工件時切削速度v 取4560m/min ,根據(jù)公式D vn 1000=及加工經(jīng)驗,主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min 。進給速度(f v :粗加工時,為提高生產(chǎn)效率,在保證工件

13、質(zhì)量的前提下可選擇較高的進給速度,粗車時一般取0.30.8mm/r ,精車時常取0.10.3mm/r ,切斷時取0.050.2mm/r 。所以車外圓表面時進給速度選為0.15mm/r ,其余取0.1mm/r 。 (5輪廓基點坐標(biāo)的計算帶圓弧面的零件輪廓基點坐標(biāo),如圖2.2所示。 (6經(jīng)上述分析,加工工藝見表2.2:表2.2 加工工藝表 2.3 編寫加工程序 2.4 使用仿真軟件進行加工仿真 (1回參考點將“方式選擇”旋鈕撥到“回零”檔,如圖2.3所示。點擊按鈕,此時X軸將回零,相應(yīng)操作面板上X 軸的指示燈亮,同時CRT 上的X 變?yōu)椤?90.000”;點擊按鈕,可以將Z 軸回零,此時操作面板上

14、的指示燈如圖2.4所示,CRT 的顯示如圖2.5所示。 圖2.3 圖2.4 圖2.5(2設(shè)置并安裝工件點擊按鈕“”,界面如圖 2.6所示,選擇“毛坯08F 低碳鋼, mm mm 15040”,點擊按鈕“”選擇零件,此時界面如圖2.7所示,選擇“安裝零件”,完成零件安裝工作。 圖2.6 圖2.7(3選擇刀具點擊按鈕“”選擇刀具,選擇合適刀具型號,如圖2.8所示。 圖2.8 刀具選擇(4試切對刀編制數(shù)控程序采用工件坐標(biāo)系,對刀的過程就是建立工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系之間關(guān)系的過程。試切法對刀是用所選的刀具試切零件的外圓和端面,經(jīng)過測量和計算得到零件端面中心點的坐標(biāo)值。以卡盤底面中心為機床坐標(biāo)系原點。1

15、對第一把刀具(外圓車刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“手動”上。利用按鈕、,將機床移動到如圖2.9所示大致位置。點擊使主軸轉(zhuǎn)動,點擊按鈕,用所選刀具切削工件外圓,如圖2.10所示。 圖2.9 圖2.10點擊MDI鍵盤上的按鈕,使CRT界面顯示坐標(biāo)值,按軟鍵“ALL”,如圖2.11所示,讀出CRT界面上顯示的MACHINE的X的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為X1(應(yīng)為負值。點擊,將刀具退至如圖2.12所示位置,點擊按鈕,試切工件右端面,如圖2.13所示。記下CRT界面上顯示的MACHINE的Z的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為Z1;點擊

16、中的“Stop”按鈕,使主軸停止轉(zhuǎn)動,點擊菜單“測量/坐標(biāo)測量”如圖2.14所示,點擊試切外圓時所切削部位,選中的線段由紅色變?yōu)槌壬?。記下右面對話框中對?yīng)的X的值(即工件直徑。把坐標(biāo)值X1減去“測量”中讀出的直徑值,再加上機床坐標(biāo)系原點到刀具參考點在X方向的距離X的結(jié)果記為X。把Z1加上機床坐標(biāo)系原點到刀具參T考點在Z方向的距離Z記為Z。(X,Z即為工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中T的坐標(biāo)值。 圖2.11 圖2.12 圖2.13 圖2.14將X,Z值輸入到CRT面板中。點擊找到如圖2.15所示畫面,點擊MDI 鍵盤,將X,Z值輸入到輸入域內(nèi)。按鍵,把X,Z的值輸入到所指定的位置如圖2.16所示。

17、圖2.15 圖2.162對第二把刀(切斷刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“編輯”上,點擊MDI鍵盤上的,輸入對刀程序號“O0040”,點擊,然后點擊菜單中選擇對刀程序號如圖2.17所示,CRT呈現(xiàn)出如2.18圖所示,將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“自動”上,點擊,刀具則換過來。 圖2.17 圖2.18將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“手動”上,手動移刀至無限接近工件,出現(xiàn)警告時停止,如圖2.19所示。然后用手輪進行微調(diào),先將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“X/Z-手輪”出,分別對X、Z軸在“手輪倍率”上進行選擇×100、×10、×1調(diào)試,點擊手輪直至

18、出現(xiàn)警告為止。記下X, Z的值,并將其輸入到CRT面板上,點擊,出現(xiàn)刀具形狀補償畫面時將X,Z 的值輸入,如圖2.10所示。 (5導(dǎo)入程序進行零件加工將控制面板上“方式選擇”旋鈕切換到“回零”上,結(jié)合按鈕、,將機床回零。再將控制面板上“方式選擇”旋鈕切換到“編輯”上,點擊MDI 鍵盤上的,輸入加工零件的程序號“O0020”,點擊,CRT面板上顯示如圖2.21所示,然后點擊菜單中選擇加工零件的程序如圖2.22、2.23所示,將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“自動”上,點擊按鈕,刀具開始切削運動如圖2.24所示。 如圖2.21 圖2.22 圖2.23 圖2.243 FANUC 0數(shù)控加工樣品三3

19、.1 零件分析(1 零件圖樣 如圖3.108F 低碳鋼,毛坯尺寸mm mm 15040。 (2 精度分析本零件精度要求較高的尺寸有mm 0025.035-。對于尺寸精度要求主要通過在加工過程中的準(zhǔn)確對刀,正確設(shè)置刀補及磨耗,以及正確制定合適的加工工藝措施來保證。 (3 表面粗糙度加工的錐面粗糙度要求為m R a 6.1,其他的加工面要求m R a 2.3。對于粗糙度要求,主要是通過選用合適的刀具及其幾何參數(shù),正確的粗精加工路線,合適的切削用量及冷卻液等措施來保證。3.2 工藝分析及確定工藝路線,選擇數(shù)控機床設(shè)備(1確定裝夾方案,定位基準(zhǔn),編程原點,加工起點,換刀點由于毛坯為棒料,用三爪自定心卡

20、盤夾緊定位。編程原點取為完工工件的右端面與主軸軸線相交點。由于工件較小,為了加工路徑清晰,加工起點和換刀點可以設(shè)在同一點,放在Z 向距工件右端面200mm ,X 向距軸線100mm 的位置。 (2制定加工方案及加工路線根據(jù)工件的形狀及加工要求,選用數(shù)控車床加工。數(shù)控系統(tǒng)選用FANUC-0。機床選用標(biāo)準(zhǔn)平床身前置刀架車床。加工路線為:車削m m 35外圓車削mm 20外圓車圓錐面車球面切斷。 (3刀具的選用根據(jù)加工內(nèi)容,可選用093外圓車刀,B=5mm 的切斷刀,兩刀具的刀片材料均選用高速鋼。具體情況見表3.1。 (4確定加工參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速(n :高速鋼材料的刀具切削中碳鋼工件時切削速度v 取45

21、60m/min ,根據(jù)公式D vn 1000=及加工經(jīng)驗,主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min 。進給速度(f v :粗加工時,為提高生產(chǎn)效率,在保證工件質(zhì)量的前提下可選擇較高的進給速度,粗車時一般取0.30.8mm/r ,精車時常取0.10.3mm/r ,切斷時取0.050.2mm/r 。所以車外表面時進給速度選為0.15mm/r ,其余取0.1mm/r 。 (5輪廓基點坐標(biāo)的計算 (6制定加工工藝經(jīng)上述分析,加工工藝見表3.2: 3.3 編寫加工程序 3.4 使用仿真軟件進行加工仿真 (1回參考點將“方式選擇”旋鈕撥到“回零”檔,如圖3.3所示。點擊按鈕,此時X軸將回零,相應(yīng)操作面板上X 軸的指示

22、燈亮,同時CRT 上的X 變?yōu)椤?90.000”;點擊按鈕,可以將Z 軸回零,此時操作面板上的指示燈如圖3.4所示,CRT 的顯示如圖3.5所示。 圖3.3 圖3.4 圖3.5(2設(shè)置并安裝工件點擊按鈕“”,界面如圖 3.6所示,選擇“毛坯08F 低碳鋼, mm mm 15040”,點擊按鈕“”選擇零件,此時界面如圖3.7所示,選擇“安裝零件”,完成零件安裝工作。 圖3.6 圖3.7(3選擇刀具點擊按鈕“”選擇刀具,選擇合適刀具型號,如圖3.8所示。 圖3.8 刀具選擇(4試切對刀編制數(shù)控程序采用工件坐標(biāo)系,對刀的過程就是建立工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系之間關(guān)系的過程。試切法對刀是用所選的刀具試切零

23、件的外圓和端面,經(jīng)過測量和計算得到零件端面中心點的坐標(biāo)值。以卡盤底面中心為機床坐標(biāo)系原點。1對第一把刀具(外圓車刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“手動”上。利用按鈕、,將機床移動到如圖3.9所示大致位置。點擊使主軸轉(zhuǎn)動,點擊按鈕,用所選刀具切削工件外圓,如圖3.10所示。 圖3.9 圖3.10點擊MDI鍵盤上的按鈕,使CRT界面顯示坐標(biāo)值,按軟鍵“ALL”,如圖3.11所示,讀出CRT界面上顯示的MACHINE的X的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為X1(應(yīng)為負值。點擊,將刀具退至如圖3.12所示位置,點擊按鈕,試切工件右端面,如圖3.13所示。記下CRT界面上顯

24、示的MACHINE的Z的坐標(biāo)(MACHINE中顯示的是相對于刀具參考點的坐標(biāo),記為Z1;點擊中的“Stop”按鈕,使主軸停止轉(zhuǎn)動,點擊菜單“測量/坐標(biāo)測量”如圖3.14所示,點擊試切外圓時所切削部位,選中的線段由紅色變?yōu)槌壬Ｓ浵掠颐鎸υ捒蛑袑?yīng)的X的值(即工件直徑。把坐標(biāo)值X1減去“測量”中讀出的直徑值,再加上機床坐標(biāo)系原點到刀具X的結(jié)果記為X。把Z1加上機床坐標(biāo)系原點到刀具參考參考點在X方向的距離T點在Z方向的距離Z記為Z。(X,Z即為工件坐標(biāo)系原點在機床坐標(biāo)系中的坐T標(biāo)值。 圖3.11 圖3.12 圖3.13 圖3.14將X,Z值輸入到CRT面板中。點擊找到如圖3.15所示畫面,點擊MDI 鍵盤,將X,Z值輸入到輸入域內(nèi)。按鍵,把X,Z的值輸入到所指定的位置如圖3.16所示。 圖3.15 圖3.162對第二把刀(切斷刀。將操作面板中“方式選擇”旋鈕切換到“編輯”上,點擊MDI鍵盤上的,輸入對刀程序