《零件的仿真實(shí)戰(zhàn)》教案 項(xiàng)目5 手柄的仿真實(shí)戰(zhàn)

任務(wù)5.1手柄的仿真實(shí)戰(zhàn)在沈陽機(jī)床廠-1生產(chǎn)的FANUC0iMate系統(tǒng)數(shù)控車床上，手柄仿真實(shí)戰(zhàn)模擬結(jié)果如圖5-1所示。圖5-1手柄的仿真實(shí)戰(zhàn)模擬結(jié)果5.1.1加工準(zhǔn)備1.機(jī)床的準(zhǔn)備機(jī)床的準(zhǔn)備包括選擇機(jī)床、激活機(jī)床、返參考點(diǎn)（回零）操作、設(shè)置顯示方式和保存項(xiàng)目，操作步驟及說明見表5-1。表5-1機(jī)床的準(zhǔn)備步驟圖示操作說明1選擇機(jī)床選擇菜單欄“機(jī)床”→“選擇機(jī)床…”命令，或在工具欄單擊“選擇機(jī)床”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“選擇機(jī)床”對(duì)話框選擇控制系統(tǒng)類型“FANUC”→“FANUC0iMate”，機(jī)床類型選擇“車床”→“沈陽機(jī)床廠-1”，單擊“確定”按鈕2激活機(jī)床先按下操作面板上的“電源開”按鈕，再旋起“急?！卑粹o，報(bào)警解除3溫返參考點(diǎn)操作返參考點(diǎn)操作也稱為回零操作X軸返參考點(diǎn)。選擇<返參考點(diǎn)>模式，單擊操作面板上的<+X>鍵，“X參考點(diǎn)”燈亮，X軸返回參考點(diǎn)。CRT顯示器POS頁面X坐標(biāo)為“600.000”Z軸返參考點(diǎn)。單擊操作面板上的<+Z>鍵，“Z參考點(diǎn)”燈亮，Z軸返回參考點(diǎn)。CRT顯示器POS頁面坐標(biāo)為（600.000，1010.000）移動(dòng)刀架至換刀安全位置。選擇<手動(dòng)>模式，指示燈亮，交替單擊<-Z>鍵和<-X>鍵，移動(dòng)刀架至換刀安全位置溫馨提示：1.執(zhí)行返參考點(diǎn)操作時(shí)，應(yīng)確保機(jī)床當(dāng)前位置在參考點(diǎn)負(fù)方向一段距離2.為防止刀架與尾座相撞，在返參考點(diǎn)時(shí)應(yīng)先回X軸，再回Z軸3.在操作過程中，機(jī)床運(yùn)動(dòng)到達(dá)極限超程時(shí)，須按<復(fù)位>鍵，重復(fù)上述操作4.以下幾種情況需要執(zhí)行返參考點(diǎn)操作：①機(jī)床在急停信號(hào)解除后。②機(jī)床超程報(bào)警解除后。③伺服系統(tǒng)（變頻器）報(bào)警后。④使用機(jī)床鎖、空運(yùn)行，圖形模擬加工后4設(shè)置顯示方式選擇菜單欄“視圖”→“選項(xiàng)”命令，或在工具欄單擊“視圖選項(xiàng)”按鈕。系統(tǒng)彈出“視圖選項(xiàng)”對(duì)話框。關(guān)閉“聲音開”；選擇“左鍵平移、右鍵旋轉(zhuǎn)”；零件顯示方式根據(jù)需要選擇“實(shí)體”；其他選項(xiàng)選擇默認(rèn)方式5保存項(xiàng)目選擇菜單欄“文件”→“保存項(xiàng)目”或“另存項(xiàng)目”命令，系統(tǒng)將彈出“另存為”對(duì)話框輸入文件名“成形零件-手柄”，自動(dòng)生成9個(gè)文件，默認(rèn)保存路徑為：/數(shù)控加工仿真系統(tǒng)/examples/FANUC（數(shù)控系統(tǒng)名）/成形零件-手柄2.設(shè)置與安裝零件設(shè)置與裝夾工件包括定義毛坯、裝夾工件和調(diào)整工件位置，操作步驟及說明見表5-2。表5-2設(shè)置與安裝零件步驟圖示操作說明1定義毛坯選擇菜單欄“零件”→“定義毛坯”命令，或在工具欄單擊“定義毛坯”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“定義毛坯”對(duì)話框輸入名字“手柄”，選擇材料“鋁”，選擇形狀“圓柱形”，輸入?yún)?shù)“直徑45㎜，長(zhǎng)度150㎜”單擊“確定”按鈕，保存定義的毛坯,并退出操作單擊“取消”按鈕，不保存定義的毛坯，并退出操作2安裝零件選擇菜單欄“零件”→“放置零件”命令，或在工具欄單擊“放置零件”圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“選擇零件”對(duì)話框類型→“選擇毛坯”，在列表中選擇已定義的“手柄”，選中的毛坯信息將加亮顯示，單擊“安裝零件”按鈕。系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉對(duì)話框，工件將被安裝到機(jī)床卡盤上3調(diào)整零件位置單擊小鍵盤上的方向按鈕，實(shí)現(xiàn)工件的左右平移或調(diào)頭裝夾，移動(dòng)完畢，單擊“退出”按鈕，關(guān)閉小鍵盤。或選擇菜單欄“零件”→“移動(dòng)零件”命令也可打開小鍵盤溫馨提示：執(zhí)行其他操作前應(yīng)先關(guān)閉小鍵盤3.選擇和安裝刀具根據(jù)工藝要求，選擇程序指定的刀具，并將其安裝在刀架上。選擇安裝T0135°菱形車刀和T02外圓切槽刀，具體操作步驟及說明見表5-3。表5-3選擇和安裝刀具步驟圖示操作說明1選擇安裝菱形車刀選擇菜單欄“機(jī)床”→“選擇刀具”命令，或在工具欄單擊“選擇刀具”圖標(biāo)，系統(tǒng)將彈出“刀具選擇”對(duì)話框選擇刀位：在刀架圖中單擊1號(hào)刀位選擇刀片類型：“標(biāo)準(zhǔn)”“V型”刀片在“刀片”列表框中選擇刃長(zhǎng)“11.00㎜”，刀尖半徑“0.20㎜”選擇刀柄類型：“外圓左向橫柄”在“刀柄”列表框中選擇主偏角“93.0°”2選擇安裝外圓切槽刀選擇刀位：在刀架圖中單擊2號(hào)刀位選擇刀片類型：“定制”“方頭切槽”刀片在“刀片”列表框中選擇寬度“4.00㎜”，刀尖半徑“0.20㎜”選擇刀柄類型：“外圓切槽柄”在“刀柄”列表框中選擇切槽深度“24.0㎜”刀具全部選擇完成后，單擊“確定”按鈕，T01和T02安裝到刀架上5.1.2程序的輸入與校驗(yàn)1.導(dǎo)入程序?qū)⑹孪葘懭胗浭卤静⒈４鏋槲谋靖袷降摹癘0501”號(hào)程序?qū)胂到y(tǒng)，操作步驟及說明見表5-4。表5-4程序的導(dǎo)入步驟圖示操作說明1創(chuàng)建程序號(hào)選擇操作面板上的<編輯>模式，指示燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入編輯狀態(tài)。按下<PROGRM>鍵，CRT顯示界面轉(zhuǎn)入程式頁面按下<操作>軟鍵→在下級(jí)子菜單中按下<?>軟鍵→<READ>軟鍵→在MDI鍵盤上輸入程序號(hào)“O0501”→按下<EXEC>軟鍵，顯示“EDIT標(biāo)頭SKP”2傳送程序選擇菜單欄“機(jī)床”→“DNC傳送”命令，在彈出的對(duì)話框中選擇所需的NC程序“O0501”，點(diǎn)擊“打開”按鈕3程序顯示“O0501”號(hào)程序被導(dǎo)入并顯示在CRT顯示界面上2.程序校驗(yàn)數(shù)控程序輸入或?qū)牒?，利用機(jī)床空運(yùn)行和圖形模擬功能進(jìn)行程序校驗(yàn)。通過圖形模擬功能逐段地執(zhí)行已輸入到存儲(chǔ)器中的程序，觀察加工時(shí)刀具軌跡的變化，操作步驟及說明見表5-5。表5-5程序校驗(yàn)步驟圖示操作說明1選擇運(yùn)行模式確認(rèn)程序“O0501”的光標(biāo)置于程序開始處單擊<機(jī)床鎖住>鍵和<空運(yùn)行>鍵選擇<自動(dòng)>模式，指示燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式2圖形模擬按下<CSTM/GRAPH>鍵，打開“圖形模擬”頁面，按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，觀察程序的運(yùn)行軌跡。對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤必須進(jìn)行修改，直到程序試運(yùn)行軌跡完全正確為止退出“圖形模擬”頁面，關(guān)閉<機(jī)床鎖住>和<空運(yùn)行>模式，執(zhí)行返參考點(diǎn)操作5.1.3對(duì)刀設(shè)置數(shù)控車削加工中，應(yīng)首先確定零件的加工原點(diǎn)，建立準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系。通過對(duì)刀確定刀具和工件的相對(duì)位置，建立加工坐標(biāo)系（工件坐標(biāo)系）與機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系。生產(chǎn)中常采用試切法對(duì)刀。對(duì)刀過程中為了方便操作和觀察，注意運(yùn)用“視圖”菜單或快捷鍵功能調(diào)整機(jī)床的顯示。T0135°菱形車刀的對(duì)刀操作步驟見表5-6，T02外圓切槽刀（左刀尖）的對(duì)刀操作步驟見表5-7。表5-635°菱形車刀的對(duì)刀步驟圖示操作說明1換1號(hào)刀沈陽機(jī)床廠-1生產(chǎn)的FANUC0iMate系統(tǒng)數(shù)控車床有兩種換刀方法，MDI換刀和手動(dòng)選刀。此例中選用MDI換刀選擇<手動(dòng)>模式，指示燈亮，移動(dòng)刀架至換刀安全位置選擇<MDI>模式，指示燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入MDI模式。按下MDI面板上的<PROGRAM>鍵，打開MDI程式界面在程序“O0000”中輸入四位數(shù)的換刀指令“T0100;”，按下<INSERT>鍵→循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，1號(hào)刀成為當(dāng)前刀具2指定主軸轉(zhuǎn)速在程序“O0000”中輸入“S500M03;”，按下<INSERT>鍵→循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，主軸以500r/min正轉(zhuǎn)3接近工件選擇<手動(dòng)>模式，單擊相應(yīng)的<軸方向>鍵，選擇合適的倍率，再單擊<快速>鍵，控制機(jī)床向相應(yīng)軸方向?！?X/-X/+Z/-Z”手動(dòng)連續(xù)移動(dòng)，將刀具快速移動(dòng)到接近工件位置10～20㎜選擇手輪軸。單擊操作面板上的<手輪X>鍵或<手輪Z>鍵單擊手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，<手輪X>、<手輪Z>交替使用，接近時(shí)選<1×10>或<1×1>鍵，將鼠標(biāo)指針對(duì)準(zhǔn)手輪，單擊鼠標(biāo)右鍵或左鍵來轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，向選定軸“+、-”方向精確移動(dòng)機(jī)床，使刀具超過工件右端面0.5㎜左右4Z向?qū)Φ禯向?qū)Φ都窜囅饔叶嗣鎲螕?lt;手輪X>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×10>鍵，-X方向連續(xù)車削工件右端面單擊<手輪Z>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，+Z方向移動(dòng)2格（0.2㎜），該數(shù)值以實(shí)際移動(dòng)量為準(zhǔn)在Z軸不動(dòng)的情況下，單擊<手輪X>鍵或<手動(dòng)>模式，+X方向移動(dòng)到安全位置按下<OFFSET/SETT>鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定頁面，按下<形狀>軟鍵，進(jìn)入“刀具補(bǔ)正/形狀”頁面按下MDI鍵盤上的<翻頁>鍵或<光標(biāo)>鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到與刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的番號(hào)01“Z”處，輸入“Z0.2”，按<測(cè)量>軟鍵，系統(tǒng)自動(dòng)把計(jì)算后的工件Z向零點(diǎn)偏置值輸入到“Z”處，完成Z向的對(duì)刀操作5X向?qū)Φ禭向?qū)Φ都窜囅魍鈭A單擊<手輪X>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，-X方向移動(dòng)刀架使刀具接觸工件外圓，背吃刀量以2～3㎜為宜單擊<手輪Z>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×10>鍵，-Z方向連續(xù)車削一段長(zhǎng)約10㎜的外圓單擊<手輪X>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，+X方向移動(dòng)2格（0.2㎜），該數(shù)值以實(shí)際移動(dòng)量為準(zhǔn)在X軸不動(dòng)的情況下，單擊<手輪Z>鍵或<手動(dòng)>模式，+Z方向移動(dòng)到安全位置單擊<主軸停止>鍵，使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)選擇菜單欄“測(cè)量”→“剖面圖測(cè)量”命令，在彈出的對(duì)話框中，選擇“否”在彈出的“車床工件測(cè)量”對(duì)話框中，測(cè)得所車外圓直徑“42.480”，將此測(cè)量值42.480＋0.2＝42.680備用按下<OFFSET/SETT>鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定頁面，按下<形狀>軟鍵，進(jìn)入“刀具補(bǔ)正/形狀”頁面按下<翻頁>鍵或<光標(biāo)>鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到與刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的番號(hào)01“X”處，輸入“X42.680”，按<測(cè)量>軟鍵，系統(tǒng)自動(dòng)把計(jì)算后的工件X向零點(diǎn)偏置值輸入到“X”處，完成X向的對(duì)刀操作6設(shè)置刀具補(bǔ)償參數(shù)將光標(biāo)移動(dòng)到與刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的番號(hào)01“R”處，輸入刀尖圓弧半徑“0.2”，按<輸入>軟鍵或<INPUT>鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到01“T”處，輸入刀尖方位號(hào)“3”，按<輸入>軟鍵，完成刀具補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置。至此完成35°菱形車刀的對(duì)刀操作7對(duì)刀驗(yàn)證選擇<手動(dòng)>模式，移動(dòng)刀架至換刀安全位置選擇<MDI>模式，按下<PROGRAM>鍵，打開MDI程式界面，在程序“O0000”中輸入測(cè)試程序段“T0101S500M03;/G00X100.0Z100.0;/Z0.0;/X47.0;”（X取毛坯直徑＋2㎜）單擊<單段執(zhí)行>鍵，按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，運(yùn)行測(cè)試程序執(zhí)行完“Z0.0;”，觀察刀尖與工件右端面是否處于同一平面，如在同一平面則Z向?qū)Φ墩_。否則，對(duì)刀操作不正確執(zhí)行完“X47.0;”，觀察刀尖與工件外圓處的間隙是否適當(dāng)，若適當(dāng)則X向?qū)Φ墩_。否則，對(duì)刀操作不正確若對(duì)刀操作不正確，查找原因，重新對(duì)刀表5-7外圓切槽刀（左刀尖）的對(duì)刀步驟圖示操作說明1換2號(hào)刀選擇<手動(dòng)>模式，移動(dòng)刀架至換刀安全位置選擇<MDI>模式，按下<PROGRAM>鍵，打開MDI程式界面在程序“O0000”中輸入“T0200;”，按下<INSERT>鍵→“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，2號(hào)刀成為當(dāng)前刀具2指定主軸轉(zhuǎn)速在程序“O0000”中輸入“S400M03;”，按下<INSERT>鍵→“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，主軸以400r/min正轉(zhuǎn)3接近工件選擇<手動(dòng)>模式，單擊相應(yīng)的<軸方向>鍵，選擇合適的倍率，再單擊<快速>鍵，控制機(jī)床向相應(yīng)軸方向“+X/-X/+Z/-Z”手動(dòng)連續(xù)移動(dòng)，將刀具快速移動(dòng)到接近工件位置10～20㎜4左刀尖Z向?qū)Φ蹲蟮都鈀向?qū)Φ都唇佑|右端面選擇手輪軸。單擊操作面板上的<手輪X>鍵或<手輪Z>鍵單擊手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，<手輪X>、<手輪Z>交替使用，接近時(shí)選<1×10>或<1×1>鍵，將鼠標(biāo)指針對(duì)準(zhǔn)手輪，單擊鼠標(biāo)右鍵或左鍵來轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，向選定軸“+、-”方向精確移動(dòng)機(jī)床，使切槽刀左刀尖輕輕接觸工件右端面，不進(jìn)行切削加工單擊<手輪Z>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，+Z方向移動(dòng)2格（0.2㎜），該數(shù)值以實(shí)際移動(dòng)量為準(zhǔn)在Z軸不動(dòng)的情況下，單擊<手輪X>鍵或<手動(dòng)>模式，+X方向移動(dòng)到安全位置按下<OFFSET/SETT>鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定頁面，按下<形狀>軟鍵，進(jìn)入“刀具補(bǔ)正/形狀”頁面按下MDI鍵盤上的<翻頁>鍵或<光標(biāo)>鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到與刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的番號(hào)02“Z”處，輸入“Z0.2”，按<測(cè)量>軟鍵，系統(tǒng)自動(dòng)把計(jì)算后的工件Z向零點(diǎn)偏置值輸入到“Z”處，完成Z向的對(duì)刀操作5X向?qū)Φ?/p>

X向?qū)Φ都窜囅魍鈭A單擊<手輪X>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，-X方向移動(dòng)刀架使刀具接觸工件外圓，背吃刀量盡量小一些，減少刀具損壞單擊<手輪Z>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×10>鍵，-Z方向連續(xù)車削一段長(zhǎng)約10㎜的外圓（比菱形車刀車削的略短一點(diǎn)）單擊<手輪X>鍵，選擇手輪步長(zhǎng)<1×100>鍵，+X方向移動(dòng)2格（0.2㎜），該數(shù)值以實(shí)際移動(dòng)量為準(zhǔn)在X軸不動(dòng)的情況下，單擊<手輪Z>鍵或<手動(dòng)>模式，+Z方向移動(dòng)到安全位置單擊<主軸停止>鍵，使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)選擇菜單欄“測(cè)量”→“剖面圖測(cè)量”命令，在彈出的對(duì)話框中，選擇“否”在彈出的“車床工件測(cè)量”對(duì)話框中，測(cè)得所車外圓直徑“42.234”，將此測(cè)量值42.234＋0.2＝42.434備用按下<OFFSET/SETT>鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定頁面，按下<形狀>軟鍵，進(jìn)入“刀具補(bǔ)正/形狀”頁面按下<翻頁>鍵或<光標(biāo)>鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到與刀具號(hào)對(duì)應(yīng)的番號(hào)02“X”處，輸入“X42.434”，按<測(cè)量>軟鍵，系統(tǒng)自動(dòng)把計(jì)算后的工件X向零點(diǎn)偏置值輸入到“X”處，完成X向的對(duì)刀操作。至此完成外圓切槽刀的對(duì)刀操作6對(duì)刀驗(yàn)證選擇<手動(dòng)>模式，移動(dòng)刀架至換刀安全位置選擇<MDI>模式，按下<PROGRAM>鍵，打開MDI程式界面，在程序“O0000”中輸入測(cè)試程序段“T0202S400M03;/G00X100.0Z100.0;/Z0.0;/X47.0;”。單擊<單段執(zhí)行>鍵，按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，運(yùn)行測(cè)試程序執(zhí)行完“Z0.0;”，觀察左刀尖與工件右端面是否處于同一平面，如在同一平面則Z向?qū)Φ墩_。否則，對(duì)刀操作不正確執(zhí)行完“X47.0;”，觀察左刀尖與工件外圓處的間隙是否適當(dāng)，若適當(dāng)則X向?qū)Φ墩_。否則，對(duì)刀操作不正確若對(duì)刀操作不正確，查找原因，重新對(duì)刀對(duì)刀操作注意事項(xiàng)：1.在刀具對(duì)刀前，應(yīng)確保機(jī)床已完成返參考點(diǎn)操作。2.按<輸入>軟鍵或<INPUT>鍵，屬于覆蓋性的輸入，后輸入的值將替換前次的值；按<+輸入>軟鍵，屬于疊加性輸入。3.一般情況下，外圓車刀和內(nèi)孔鏜刀需在加工有圓弧和圓錐輪廓的工件時(shí)，進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償編程及刀具補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置。即進(jìn)行刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)，除在程序中使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令G41/G42/G40外，還必須在“刀具補(bǔ)正/形狀”頁面中輸入相應(yīng)的刀尖半徑R和刀尖方位號(hào)。其他刀具，如切槽刀、螺紋車刀和鉆頭則不需要進(jìn)行設(shè)置。5.1.4首件試切程序試運(yùn)行軌跡完全正確后，可進(jìn)行首件試切，操作過程如下：⑴選擇程序選擇程序“O0501”，確認(rèn)光標(biāo)置于程序開始處。⑵選擇運(yùn)行模式選擇<自動(dòng)>模式，單擊<單段執(zhí)行>鍵。⑶自動(dòng)加工按下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，機(jī)床開始自動(dòng)加工，模擬加工結(jié)果如圖5-1所示。5.1.5零件的檢測(cè)與質(zhì)量分析1.零件的檢測(cè)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的卡尺，完成手柄零件的測(cè)量。操作步驟如下：⑴選擇菜單“測(cè)量”→“剖面圖測(cè)量”命令，對(duì)“是否保留半徑小于1的圓??？”選擇“否”，系統(tǒng)彈出如圖5-2所示的“車床工件測(cè)量”對(duì)話框。圖5-2“車床工件測(cè)量”對(duì)話框⑵在“車床工件測(cè)量”對(duì)話框中分別單擊1號(hào)刀和2號(hào)刀的加工表面，在下半部分的標(biāo)號(hào)中，該線段會(huì)突出顯示，可讀取線段數(shù)據(jù)，記下對(duì)應(yīng)的X、Z值，并填寫表5-8手柄零件質(zhì)量檢驗(yàn)單。表5-8手柄零件質(zhì)量檢驗(yàn)單序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi)容量具檢測(cè)結(jié)果結(jié)論合格不合格1長(zhǎng)度5㎜0～125㎜游標(biāo)卡尺245㎜360㎜480±0.1㎜5外圓φ㎜0～25㎜外徑千分尺62×（SR15±0.02）㎜25～50㎜外徑千分尺7φ30㎜8φ㎜