FANUC0I數(shù)控車床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：數(shù)控機(jī)床操作與加工仿真 fanuc 0i 數(shù)控車床專業(yè) 班級(jí)： 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo) 老師： 說(shuō) 明數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)是高等本科機(jī)械專業(yè)中重要的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)。是在學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課進(jìn)行的。是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟。通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床加工程序的編制、數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)的知識(shí)，進(jìn)行一次數(shù)控技術(shù)的實(shí)踐性訓(xùn)練。從而培養(yǎng)學(xué)生具有加工編程能力，初步設(shè)計(jì)計(jì)算能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇到的數(shù)控技術(shù)方面技術(shù)問(wèn)題的能力。為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。 學(xué)生： 2010年10月4日目 錄1 帶錐面階梯軸

2、的數(shù)控加工.41.1 零件分析41.2 零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備41.3 編制加工程序51.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真62 帶圓弧面的零件的數(shù)控加工. .182.1 零件分析182.2 零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備192.3 編制加工程序202.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真213 帶圓球面的零件的數(shù)控加工. .223.1 設(shè)計(jì)零件233.2零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備243.3 編制加工程序263.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真27參考文獻(xiàn).321 帶錐面階梯軸的數(shù)控加工1.1 零件分析（1）零件圖樣 圖1.1 帶錐面階梯軸如圖1.1，此零件

3、包括圓柱面，圓錐面，端平面，開槽，切斷等加工。材料為08f低碳鋼，毛坯尺寸。（2）精度分析本零件精度要求較高的尺寸有。對(duì)于尺寸精度要求主要通過(guò)在加工過(guò)程中的準(zhǔn)確對(duì)刀，正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝措施來(lái)保證。（3）表面粗糙度加工的錐面粗糙度要求為，其他的加工面要求。對(duì)于粗糙度要求，主要是通過(guò)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(lái)保證。1.2 工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備（1）確定裝夾方案，定位基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)，加工起點(diǎn)，換刀點(diǎn)由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。編程原點(diǎn)取為完工工件的右端面與主軸軸線相交點(diǎn)。由于工件較小，為

4、了加工路徑清晰，加工起點(diǎn)和換刀點(diǎn)可以設(shè)在同一點(diǎn)， 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-0i。機(jī)床選用沈陽(yáng)車床。加工路線為：車端平面車削外圓車削外圓車圓錐面切斷。（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。具體情況見下表。表1.1 刀具選用序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑數(shù)量加工表面1t0101外圓車刀0.2mm1外表面2t0202切斷刀（刀位點(diǎn)為左刀尖）b=3mm1切斷（4）確定加工參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速（

5、n）：高速鋼材料的刀具切削低碳鋼工件時(shí)切削速度v取4560m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min。進(jìn)給速度（）：粗加工時(shí)，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(jìn)給速度，粗車時(shí)一般取0.30.8mm/r，精車時(shí)常取0.10.3mm/r，切斷時(shí)取0.050.2mm/r。所以車外圓表面時(shí)進(jìn)給速度選為0.15mm/r，其余取0.1mm/r。(5) 輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算圖1.2 帶錐面階梯軸輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)(6) 制定加工工藝經(jīng)上述分析，加工工藝見表1.2：表1.2 加工工藝表材料08f低碳鋼零件號(hào)0001系統(tǒng)fanuc oi工步號(hào)工步內(nèi)容刀具轉(zhuǎn)速/（r/min）進(jìn)給速度/

6、（mm/r）1車端平面t018000.12車削外圓t018000.13車削外圓t018000.14車圓錐面t018000.15切斷t023000.11.3 編寫加工程序加工程序表如圖1.3所示。表1.3 加工程序卡程序號(hào)o0010編程系統(tǒng)fanuc oi序號(hào)程序簡(jiǎn)要說(shuō)明n010 g00 x200.0 z100.0n020 m03 s800 t0101n030 g00 x42.0 z0n040 g01 x-1.6 f0.1n050 g00 z2. 0n060 x35.0n070 g01 z-70.0 f0.1n080 g00 x45.0n090 z2.0n100 x20.0n110 g01 z-

7、30.0 f0.1n120 g42 x35.0z-40. f0.1n130 g00 g40 x45.0n140 x200.0 z200. 0 t0100;n150 m03 s300 t0202n160 g00 x40.0 z-30.0n170 g01 u-2.0n180 g04 p2000.0n190 g00 x45n200 g00 x37. .0 z-60.0n210 g01 x-1.6 f0.1n220 g00 x45.0n230 x200.0 z100.0 t0200 m05n240 m30快速定位主軸正轉(zhuǎn)，選01刀具快速移到（42，0）準(zhǔn)備切削車平端面 進(jìn)給速度為0.1mm/r快速移到

8、（-1.6，2）快速移到（35，2）準(zhǔn)備車外圓直線插補(bǔ)車削進(jìn)給0.15mm/r快速移到（45，-70）快速移到（45，2）快速移到（20，2）直線插補(bǔ)車削進(jìn)給0.15mm/r直線插補(bǔ)車圓錐面 進(jìn)給0.1mm/r快速移到（45，-40）返回參考點(diǎn)，取消01號(hào)刀補(bǔ)換02號(hào)車刀切斷快速移到（40，-30）進(jìn)給2mm暫停2s退刀快速移到切斷點(diǎn)工件切斷，進(jìn)給0.1mm/r快速移到（45，-60）返回參考點(diǎn)，主軸停轉(zhuǎn)程序結(jié)束 1.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真1.4.1 選擇機(jī)床 圖1.3 機(jī)床選擇如圖1.3點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇機(jī)床”，在選擇機(jī)床對(duì)話框中，“控制系統(tǒng)”選擇“fanuc oi”，“機(jī)床類型”選

9、擇“車床”然后選擇“沈陽(yáng)機(jī)床廠”，并按“確定”按鈕，此時(shí)界面如圖1.3所示。1.4.2置并安裝工件 圖1.4 選擇毛坯 圖1.5定義毛坯點(diǎn)擊按鈕，界面如圖3.3所示，選擇“毛坯1、45#、”，此時(shí)界面如圖3.4.所示。點(diǎn)擊“安裝零件”，如圖1.6所示，完成工件安裝。圖1.6 安裝零件1.4.3 選擇刀具點(diǎn)擊“選擇刀具”，并選擇合適刀具型號(hào)，如圖1.7和1.8所示 圖1.8 選擇刀具 圖1.7 選擇刀具1.4.4 回參考點(diǎn)依次點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕 ，“緊急停止”按鈕 ，調(diào)節(jié)方向按鈕可回零點(diǎn)。坐標(biāo)如圖1.9所示。圖1.9 回參考點(diǎn) 1.4.5 試切外圓點(diǎn)擊“主軸正傳”按鈕 和“手動(dòng)操作”按鈕 ，調(diào)節(jié)方

10、向按鈕 選擇合適刀位，試切外圓。如圖1.10所示。圖1.10 試切外圓顯示并記錄坐標(biāo)值如圖1.11所示。圖1.11 絕對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)擊“測(cè)量”，測(cè)量工件所車部分直徑值。如圖1.12所示。圖1.12測(cè)量切制端面，如圖1.13所示。圖1.13車端面顯示坐標(biāo)值，如圖1.14所示。圖1.14 顯示坐標(biāo)值1.4.6 輸入?yún)?shù)記錄下z值，然后點(diǎn)擊“offset seting” ，找到圖1.15界面后輸入?yún)?shù)。并點(diǎn)擊按鈕 。圖1.15 輸入?yún)?shù) 1.4.7 導(dǎo)入程序點(diǎn)擊“編輯” 及“程序” ，導(dǎo)入“切削帶錐面零件”的程序，如圖1.16所示。圖1.17導(dǎo)入程序點(diǎn)擊“自動(dòng)運(yùn)行” ，及“循環(huán)啟動(dòng)”，切削過(guò)程開始，如圖1

11、.18所示。 圖1.18 切削零件零件切斷，如圖1.19所示。圖1.19零件切斷2 帶圓弧面的零件的數(shù)控加工2.1零件分析（1）零件圖樣圖2.1 帶圓弧面的零件如圖2.1，此零件包括端面、圓柱面、圓弧面、倒角、切斷等加工。材料為08f低碳鋼，毛坯尺寸。（2）精度分析本零件精度要求較高的尺寸有。對(duì)于尺寸精度要求主要通過(guò)在加工過(guò)程中的準(zhǔn)確對(duì)刀，正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝措施來(lái)保證。（3）表面粗糙度加工的圓弧面粗糙度要求為，其他的加工面要求。對(duì)于粗糙度要求，主要是通過(guò)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(lái)保證。2.2 工藝分析及確定工藝路線

12、，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備（1）確定裝夾方案，定位基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)，加工起點(diǎn)，換刀點(diǎn)由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。編程原點(diǎn)取為完工工件的右端面與主軸軸線相交點(diǎn)。由于工件較小，為了加工路徑清晰，加工起點(diǎn)和換刀點(diǎn)可以設(shè)在同一點(diǎn)，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(jī)床選用沈陽(yáng)車床。加工路線為：車端平面車削外圓車削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.

13、1。表2.1 刀具選用序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑數(shù)量加工表面1t0101外圓車刀0.2mm1外表面2t0202切斷刀（刀位點(diǎn)為左刀尖）b=3mm1切斷（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(shí)切削速度v取4560m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min。進(jìn)給速度（）：粗加工時(shí)，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(jìn)給速度，粗車時(shí)一般取0.30.8mm/r，精車時(shí)常取0.10.3mm/r，切斷時(shí)取0.050.2mm/r。所以車外圓表面時(shí)進(jìn)給速度選為0.15mm/r，其余取0.1mm/r。（5）輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算帶圓弧面的零件輪廓基點(diǎn)

14、坐標(biāo)，如圖2.2所示。圖2.2 帶圓弧面的零件輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)（6）制定加工工藝經(jīng)上述分析，加工工藝見表2.2：表2.2 加工工藝表材料08f低碳鋼零件號(hào)0002系統(tǒng)fanuc oi工步號(hào)工步內(nèi)容刀具轉(zhuǎn)速/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/r）1車端平面t018000.152車削外圓t018000.153車削外圓t018000.154車圓弧面t018000.15車倒角t018000.16切斷t023000.12.3 編寫加工程序表2.3 加工程序卡程序號(hào)o0020編程系統(tǒng)fanuc oi序號(hào)程序簡(jiǎn)要說(shuō)明n010 g00 x200.0 z100.0n020 m03 s800 t0101n030 g00

15、 x42.0 z0.0n040 g01 x-1.6 f0.10n050 g00 z2. 0n060 x35.0n070 g01 z-70.0 f0.150n080 g00 x45.0n090 z2.0n100 x20.0n110 g01 g42 z-30. 0 f0.15n120 g02 x35.0 z-40.0r10.0 f0.1n130 g00 g40.0 x45.0n140 z2.0n150 x12.0n160 g01 g42 x20.0 z-2.0 f0.15n165 g00 g40 x25.0n170 x200.0 z100. 0t0100n180 m03 s300 t0202n19

16、0 g00 x37.0 z-60.0n200 g01 x-1.6 f0.1n210 g00 x45.0n220 x200.0 z100.0 t0200 n230 m05n240 m30快速定位主軸正轉(zhuǎn)，選01刀具快速移到（40，0）準(zhǔn)備切削車削平端面 進(jìn)給速度0.1mm/r快速移到（-1.6，2）快速移到（35，2）直線插補(bǔ)車削進(jìn)給0.15mm/r快速移到（45，-70）快速移到（45，2）快速移到（20，2）直線插補(bǔ)車削進(jìn)給0.15mm/r直線插補(bǔ)車圓弧面 進(jìn)給0.1mm/r快速移到（45，-40）快速移到（45，2）快速移到（12，2）直線插補(bǔ)車倒角快速移到（25，-2）返回參考點(diǎn)，取消0

17、1號(hào)刀補(bǔ)換02號(hào)車刀切斷快速移到切斷點(diǎn)工件切斷，進(jìn)給0.1mm/r快速移到（45，-60）返回參考點(diǎn)，主軸停轉(zhuǎn)程序結(jié)束2.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真2.4.1 選擇機(jī)床圖2.3 選擇機(jī)床如圖1.3點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇機(jī)床”，在選擇機(jī)床對(duì)話框中，“控制系統(tǒng)”選擇“fanuc oi”，“機(jī)床類型”選擇“車床”然后選擇“沈陽(yáng)機(jī)床廠”，并按“確定”按鈕，此時(shí)界面如圖2.3所示1.4.2 選擇刀具點(diǎn)擊“選擇刀具”，并選擇合適刀具型號(hào)，如圖2.4和2.5所示圖2.4 刀具選擇圖2.5 刀具選擇2.4.3設(shè)置并安裝工件 點(diǎn)擊按鈕，界面如圖2.6所示，選擇“毛坯1、45#、”，此時(shí)如圖2.7所示。 圖2.6

18、選擇毛坯2.7定義毛坯點(diǎn)擊“安裝零件”，如圖2.8所示，完成工件安裝圖2.8 安裝零件2.4.4 回參考點(diǎn)依次點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕 ，“緊急停止”按鈕 ，調(diào)節(jié)方向按鈕可回零點(diǎn)。坐標(biāo)如圖2.9所示。圖2.9 回參考點(diǎn)2.4.5 試切外圓點(diǎn)擊“主軸正傳”按鈕 和“手動(dòng)操作”按鈕 ，調(diào)節(jié)方向按鈕 選擇合適刀位，試切外圓。如圖2.10所示。圖2.10 試切外圓顯示并記錄坐標(biāo)值如圖2.11所示。圖2.11 絕對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)擊“測(cè)量”，測(cè)量工件所車部分直徑值。如圖2.12所示圖2.12測(cè)量切制端面，如圖2.13所示。 圖2.13 車端面顯示坐標(biāo)值，如圖2.14所示。圖2.14 絕對(duì)坐標(biāo)2.4.6 輸入?yún)?shù)記錄下z值

19、，然后點(diǎn)擊“offset seting” ，找到圖2.15界面后輸入?yún)?shù)。并點(diǎn)擊按鈕 。圖2.15 輸入?yún)?shù)2.4.7 導(dǎo)入程序點(diǎn)擊“編輯” 及“程序” ，導(dǎo)入“切削帶錐面零件”的程序，如圖2.16所示。圖2.16導(dǎo)入程序點(diǎn)擊“自動(dòng)運(yùn)行” ，及“循環(huán)啟動(dòng)”，切削過(guò)程開始，如圖2.18所示。圖2.18 切削零件零件切斷，如圖2.19所示。圖2.19 切斷零件3 復(fù)雜階梯軸的數(shù)控加工3.1 零件分析（1）零件圖樣如圖3.1，零件包括圓柱面，圓錐面，球面，切斷等加工。材料為08f低碳鋼，毛坯尺寸。（2） 精度分析本零件精度要求較高的尺寸有。對(duì)于尺寸精度要求主要通過(guò)在加工過(guò)程中的準(zhǔn)確對(duì)刀，正確設(shè)置刀補(bǔ)

20、及磨耗，以及正確制定合適的加工工藝措施來(lái)保證。（3） 表面粗糙度加工的錐面粗糙度要求為，其他的加工面要求。對(duì)于粗糙度要求，主要是通過(guò)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(lái)保證。3.2 工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備（1）確定裝夾方案，定位基準(zhǔn)，編程原點(diǎn)，加工起點(diǎn)，換刀點(diǎn)由于毛坯為棒料，用三爪自定心卡盤夾緊定位。編程原點(diǎn)取為完工工件的右端面與主軸軸線相交點(diǎn)。由于工件較小，為了加工路徑清晰，加工起點(diǎn)和換刀點(diǎn)可以設(shè)在同一點(diǎn)，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

21、工。數(shù)控系統(tǒng)選用fanuc-0。機(jī)床選用沈陽(yáng)車床。加工路線為：車削外圓車削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，可選用外圓車刀，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3.1。表3.1 刀具選用序號(hào)刀具號(hào)刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑數(shù)量加工表面1t0101外圓車刀0.2mm1外表面2t0202切斷刀（刀位點(diǎn)為左刀尖）b=3mm1切斷（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(shí)切削速度v取4560m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min。進(jìn)給速度（）：粗加工時(shí)，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(jìn)給速度，粗

22、車時(shí)一般取0.30.8mm/r，精車時(shí)常取0.10.3mm/r，切斷時(shí)取0.050.2mm/r。所以車外表面時(shí)進(jìn)給速度選為0.15mm/r，其余取0.1mm/r。（5）輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算復(fù)雜階梯軸輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)，如圖3.2所示。（6）制定加工工藝經(jīng)上述分析，加工工藝見表3.2：表3.2 加工工藝表材料08f低碳鋼零件號(hào)0003系統(tǒng)fanuc oi工步號(hào)工步內(nèi)容刀具轉(zhuǎn)速/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/r）1車削外圓t018000.12車削外圓t018000.13車圓錐面t018000.054車球面t013000.055切斷t023000.053.3 編寫加工程序加工工序表如圖3.3所示。表3.3

23、 加工程序卡程序號(hào)o0030編程系統(tǒng)fanuc oi序號(hào)程序簡(jiǎn)要說(shuō)明n010 g00 x200.0 z200.0n020 m03 s800 t0101n030 g00 x35.0 z2. 0n040 g01 z-70.0 f0.15n050 g00 x40.0n060 z2.0n070 x20.0n080 g01 z-30.0 f0.15n090 g42x35.0 z-40. 0 f0.1n100 g00 x40.0n110 z2.0n120 x-1.6n130 z0.0n140 g03 x20.0 z-10.0 r10.0 f0.1n150 g00 g40 x23.0n160x200.0 z

24、200.0 t0100n170 m03 s300 t0202n180 g00 x37.0 z-60.0n190 g01 x-1.6 f0.1n200 g00 x45.0n210 x200.0 z200.0 t0200n220 m05n230 m30快速定位主軸正轉(zhuǎn)，選01刀具快速移到（35，2）準(zhǔn)備切削直線插補(bǔ)車削,進(jìn)給0.15mm/r快速移到（40，-70）快速移到（40，2）快速移到（20，2）直線插補(bǔ)車削進(jìn)給0.15mm/r直線插補(bǔ)車圓錐面 進(jìn)給0.1mm/r快速移到（40，-40）快速移到（40，2）快速移到（-1.6，2）快速移到（-1.6，0）車球面快速移到（23，-10）返回參考點(diǎn)，取消01號(hào)刀補(bǔ)換02號(hào)車刀切斷快速移到切斷點(diǎn)工件切斷，進(jìn)給0.1mm/r快速移到（45，-60）返回參考點(diǎn)，主軸停轉(zhuǎn)程序結(jié)束3.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真3.4.1 選擇機(jī)床圖3.3 機(jī)床選擇如圖3.3點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇機(jī)床”，在選擇機(jī)床對(duì)話框中，“控制系統(tǒng)”選擇“fanuc oi”，“機(jī)床類型”選擇“車床”