基座的加工工艺规程设计及程序设计

1、南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 张南林 学号 21053P41系部机电学院专业数控技术题目 基座的加工工艺规程设计及程序设计指导教师宋 强评阅教师完成时间： 2013 年 5 月 23 日毕业设计（论文）中文摘要基座的加工工艺规程及程序设计摘要：数控加工工艺与设计的内容包括选择适合的机床、刀具、夹具、走刀 路线及切削用量等，还要有合理的加工方法、工艺参数等。对此我设计了基 座零件的加工工艺设计。介绍了数控加工工艺和数控的特点，加工工艺过程 的概念，数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容，数控加工工艺与数 控编程的关系，设计方法，对此零件如何工艺分析，程序如何编辑等。利用 CAD/CAM

2、软件及 G代码指令进行手工编程。关键词 ： 基座 数控加工工艺 工艺分析 工艺过程 工艺参数矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。毕业设计（论文）外文摘要Title: The base numerical control technology process designAbstract: CNC machining technology and design, including the selection of a suitable machine tools, tools, fixtures, pass routes and cutting, but also a reasonable processi

3、ng methods, such as process parameters. I designed the process design of the base part. The relationship between the CNCm achining process and the characteristics of the CNC, the main content of the concept of the machining process, CNC machining process and CNC machining process, CNC machining tech

4、nology and CNC programming, design methods, this part is how to process analysis, program how to edit and so on. CAD / CAM software and G code instruction manual programming.Keywords: base CNCm achining process process analysis process process parameters聞創沟燴鐺險爱氇谴净。目录1概述.5残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.1数控铣削加工工艺基础知识5酽

5、锕极額閉镇桧猪訣锥。1.2数控铣削加工工艺的主要内容 6彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.3数控编程方法 6謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.3.1 手工编程 . 6厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.3.2 自动编程 . 7茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2基座零件加工工艺 . 9鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.1零件图工艺分析 . 9籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.2材料分析 . 10預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.3选择数控机床 10渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.4设计工艺 13铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.4.1 选择加工方法 . 13擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.4.2 确定加工顺序及走刀路线 . .13贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.4.3 确定装夹方

6、案和选择夹具 . .16坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.4.4 选择刀具 . 16蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.4.5 确定切削用量 . 17買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.5填写数控加工工序卡片 .19綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3 各工序加工仿真 20驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.1仿真软件的介绍 20猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.2仿真软件的主要功能 20锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.3仿真软件的作用 21構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.4各工序仿真加工 21輒峄陽檉簖疖網儂號泶。结论. .30尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。致谢. .30识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。参考文献 . .31凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。1 概述1.1 数控铣削加工工艺基

7、础知识工艺规程是工人在加工的指导性文件。 由于普通铣床受控于操作工人， 因此， 在普通铣床上用的工艺规程实际上只是一个工艺过程卡， 铣床的切削用量、 走刀 路线、工序的工步等往往都是由操作工人自行选定。 数控铣床加工的程序是数控 铣床的指令性文件。 数控铣床受控于程序指令， 加工的全过程是按程序指令自动 进行的。 因此，数控铣床加工程序与普通铣床工艺规程有较大差别， 涉及的内容 也较广。数控铣床加工程序不仅要包括零件的供应过程， 而且还要包括切削用量、 走刀路线、刀具尺寸以及铣床的运动过程。 因此， 要求编程人员对数控铣床的性 能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非熟悉

8、。工 艺方案的好坏不仅会影响铣床效率的发挥，而且将直接影响到零件的加工质量。 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。（1）加工对象的形状复杂、工序繁多。由于数控铣床比普通铣床价格贵， 若只加工简单工序在经济上不合算， 所以在数控铣床上通常安排复杂的工序。 数 控铣床能高效地完成复杂零件的加工， 多用来加工具有复杂轮廓和较高精度要求 的零件，甚至普通铣床难以完成的零件，使的零件的加工工艺复杂。 鯊腎鑰诎褳鉀沩 懼統庫。（2）工艺安排更为详尽。与普通铣削加工相比，数控铣削加工往往在一 个数控程序中完成多种加工工序，如铣削、钻孔、换刀等。因此，数控铣削加工 工艺中要全面考虑对刀点、换到点及加工路线等问题。 硕癘鄴颃

9、诌攆檸攜驤蔹。（3）加工精度高。在加工中心上加工，其工序高度集中，一次装夹即可 加工出零件上大部分甚至全部表面， 避免了工件多次装夹所产生的装夹误差， 因 此，加工表加工中心面之间能获得较高的相互位置精度。同时， 加工中心多采用 半闭环， 甚至全闭环的位置补偿功能， 有较高的定位精度和重复定位精度， 在加 工过程中产生的尺寸误差能及时得到补偿， 与普通机床相比， 能获得较高的尺寸 精度。 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。（4）精度稳定。整个加工过程由程序自动控制，不受操作者人为因素的 影响。同时，没有凸轮、靠模等硬件，省去了制造和使用中磨损等所造成的误差， 加上机床的位置补偿功能和较高的定位精度和重复定

10、位精度， 加工出的零件尺寸 一致性好。 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。（5）效率高。一次装夹能完成较多表面的加工，减少了多次装夹工件所 需的辅助时间。同时， 减少了工件在机床与机床之间、 车间与车间之间的周转次 数和运输工作量。 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。（6）表面质量好。加工中心主轴转速加工中心和各轴进给量均是无级调 速，有的甚至具有自适应控制功能， 能随刀具和工件材质及刀具参数的变化， 把 切削参数调整到最佳数值，从而提高了各加工表面的质量。 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。（7）软件适应性大。零件每个工序的加工内容、机床切削用量、工艺参 数都可以编人程序，可以随时修改， 这给新产品试制， 实行新的工艺流程和试

11、验 提供了方便。 谚辞調担鈧谄动禪泻類。1.2 数控铣削加工工艺的主要内容（1）选择适合在数控铣床上加工的零件，确定工序内容（2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求：包括零件是否 需要数控铣削加工和合适何种数控加工铣床加工。 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。（3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序顺序， 处理与分数控加工工序的衔接等。（4）加工工序的设计，如选取零件的定位基准，夹具方案的确定。工步 划分、刀具选择和确定切削用量等。（5）数控加工程序的调整，如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确 定加工路线等。（6）处理数控铣床上部分工艺指令，编制工艺文件。1.3 数控编程方法

12、数控编程可以手工完成， 即手工编程，也可以由计算机辅助完成，即计算机 辅助数控编程。 采用计算机辅助数控编程需要一套专用的数控编程软件， 现代数 控编程软件主要分为以批处理命令方式为主的各种类型的 APT语言和以 CAD软件 为基础的交互式 CAD/CAM 编程集成系统。 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。1.3.1 手工编程指编制零件数控加工程序的各个步骤， 即从零件图样分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数、几何计算、 编写零件的数控加工程序的检验， 均由人工完 成，如图 1-1 ；鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。图 1-1 手工编程过程1.3.2 自动编程自动编程是指在编程过程中， 在计算机上用相应的 cad

13、 软件建模，通过后置 处理编制的程序，在通过媒介传输到机床上， 即把零件的工艺过程、 工艺参数及 其他辅助动作，按动作顺序和数控机床规定的指令、格式，编成加工程序，再记 录于控制介质即程序载体（磁盘等） ，输人数控装置，从而指挥机床加工并根据 加工结果加以修正的过程。 可以大大减轻编程人员的劳动强度， 将编程效率提高 几十倍甚至上百倍， 同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。 而手 工编程就是自己编好程序，然后手动输入到机床里的，而当一些复杂的零件， 用 手工编就有一定困难，出错的概率也比较大， 是用手工编不出来的， 这时我们选 择自动编程。如下图 1-2 ；纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。图

14、 1-2 CAD/CAM 系统数控编程原理数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的。 数控加工机床的性能提 升推动了编程技术的发展， 而编程手段的提高也促进了数控加工机床的发展， 二 者相互依赖。现代数控技术下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展， 而编程方式也越来越丰富。 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。2 基座零件加工工艺图 2-1 基座零件图图示为基座零件图。已知该零件的毛柸为 410mm*260mm*90m的m方形坯料， 材料为 HT250。其主要功能是使工件定位和夹紧。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。 2.1零件图工艺分析该零件由平面、圆、孔系、 U型槽、外轮廓组成。其中有 4个8和 4个

15、12 的孔，2 个20的孔，1 个200的圆， 1个 141.42*141.42 的内方， 4个 U 型槽， 2 个开口槽。长度和厚度公差为 0.1 ，孔径公差为 0.1 ，表面粗糙度为 3.2 。 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。根据上述分析基座零件的外轮廓和 U 型槽的加工应分粗铣、 半精铣、精铣 三 个阶段进行； 4-8 孔的加工分为钻中心孔、钻孔二个阶段进行； 4- 12 孔的 加工分为钻中心孔、钻孔、扩孔三个阶段进行； 20 的孔的加工分为钻中心孔、 钻孔、扩孔三个阶段进行。以保证表面粗糙度要求，同时以底面定位，提高装夹 刚度以满足垂直度要求。 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。2.2材料分析 灰铸铁：牌

16、号： HT250标准： GB 9439-88 特性及适用范围： 为珠光体类型的灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良 好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。可用于要求高强度和一定耐蚀 能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等； 还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件 赔荊紳谘侖驟 辽輩袜錈。化学成分： 碳 C ：3.16 3.30 硅 Si ：1.79 1.93 锰 Mn： 0.89 1.04 硫 S ： 0.094 0.125 磷 P ： 0.120 0.170 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。力学性能：抗拉强度 b （MPa） ：250硬度 ：（RH

17、=1时）209HB试样尺寸：试棒直 径： 30mm热处理规范及金相组织： 热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考）铸 态金相组织：片状石墨珠光体零件材料为HT250。2.3 选择数控机床 由于基座零件的上表面为孔、 圆、外轮廓和 U型槽，只需单工位加工即可完 成。故选择立式加工中心。加工表面不多，只有粗铣、半精铣、精铣、钻孔、扩 孔等工步，所需刀具不超过 20 把，选用华中立式加工中心即可满足上述要求， 工件一次装夹后可自动完成铣钻铰攻螺纹等工步的加工。 华中立式加工中心见下 图 2-2 ：裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。10图 2-2 华中数控 XHK714立式铣床加工中心 主要结构

18、特点：（1）XK714数控床身铣床钢性很高、加工精度好，可以自动连续完成对零 件的铣、钻、镗、扩、铰等多种工序加工，适用于中等批量生产的各种平面、阶 梯面、沟槽、圆弧面、螺旋槽、齿轮、齿条、花键、孔等各种形状零件的加工。 可广泛应用于机械行业及其他行业的机械加工、 机修部门， 尤其对于成批零件加 工、模具加工和较精密零件加工具有很强的适用性。 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。（2）主轴采用主轴变频专用电机配用进口变频器经过两档齿轮机械变速 以实现机床主轴的无级调速。 变速操纵机构采用间歇齿条机构控制， 通过高低档 转换手柄以实现手动挂档变速。 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。（ 3） 主轴松拉刀机构具有响应快、力

19、量大、稳定性好等特点。（4） X、Y、Z 坐标均采用交流伺服电机通过高精度无齿隙联轴器与精密级 滚珠丝杠副直联，丝杠轴承采用高精度、高刚性成组角接触球轴承，稳定性好、 精度高， 保证了机床的传动刚性， 位置精度和高传动精度。 机床配有全封闭防护 罩及自动冷却系统，见下表 2-1 。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。11表 2-1 机床的主要规格与参数项目机床型号单位参数XK714X，Y， z 方向进给速度范围mm/min03000X，Y，Z 方向快速移动速度（Max）mm/min8000主轴转速范围 （ 变频，无级 ）rpm60 6000（无极）主轴锥孔ISO40主轴刀柄BT40刀柄拉钉P40T主电机功率

20、Kw5.5主轴额定输出扭矩Nm36主轴最大输出扭矩Nm52主轴箱垂直移动最大距离 （Z）mm500工作台纵向移动最大距离 （X）mm600工作台横向移动最大距离 （Y）mm400工作台 （ 宽长 ）mm4001000工作台最大承载重量kg500T 型槽 （ 数量槽宽中心距 ）mm31885进 给 轴电 机 额定 垂直方向（Z）Nm11（带抱闸）转矩 纵横方向（XY）Nm11定位精度mm0.01/300重复定位精度mm 0.005机床显示精度0.001机床电源乃总功率Mpa3P/50Hz/380V/15KVA气源mm0.6机床外形尺寸（长宽高）kg274021502257机床重量（毛重 / 净重

21、）4000数控系统 HNC-21/22M 华中“世纪星”数控系统122.4 设计工艺2.4.1 选择加工方法(1) 表面的粗糙度要求为 Ra3.2。可选择“粗铣 精铣”方案。(2) 孔加工方法的选择。 孔加工前，为了便于钻头定位，先用中心钻钻中心 孔，然后再钻孔。 内孔的加工方案在很大程度上取决于内孔本身的尺寸精度和粗 糙度，对于精度 较高粗糙度较小的表面一般不能一把刀加工到图纸要求的尺寸 报表表面粗糙度，而要分工步进行加工。 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。该零件孔的加工方案选择如下： 孔 4- 8 表面粗糙度为 Ra 3.2 ，选择“中心钻 钻”方案。 孔 4- 12 表面粗糙度为 3.2 ，选择“

22、中心钻 钻 扩孔”(3) U 型槽加工方法。槽表面的加工方案在很大程度上取决于内槽表面本 身的尺寸精度和粗糙度。对于 U型槽，表面粗糙为 Ra3.2，选择，“粗铣 精 铣方案”。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。2.4.2 确定加工顺序及走刀路线按照基面先行， 先面后孔，先粗后精的原则确定加工顺序。外轮加工采用顺 铣方式， 内轮廓加工采用逆铣方式，刀具沿切线方向切入与切出。 栉缏歐锄棗鈕种鵑 瑶锬。(1) 铣六方 保证 400mm*250mm*80mm(2) 去毛刺 0.205*45 (3) 钻一个深度是 30mm, 42 的孔。铣圆保证 200mm 粗铣轮廓。 精铣轮廓。 走刀路线：表面的粗、精铣削加工

23、进给路线根据铣刀直径确定。因而所 选铣刀直径为 40mm。故它沿 X 方向一次进给，其铣削路线见图 2-3 。在原点 下刀依次粗加工半径 39.9,79.8,99.7mm 的圆，每次下刀 3mm，加工十次；精加 工时加工半径 100mm的圆。 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。13图 2-3 X 方向铣削路线(4) 铣内方 粗铣圆，去除大部分余量。 粗铣轮廓，留 0.3mm 单边余量。 精铣轮廓到要求尺寸。 走到路线：斜方轮廓的粗精铣削加工由于受余量和 R10 的影响，因而所 选立铣刀为 20mm，其铣削路线见图 2-4 。先用铣刀直径为 40mm的刀加工一 个半径 65 的圆，每次深度为 3mm，加工十

24、次，去除多余余量；用 20mm的铣刀 粗铣内方单边余量 0.3mm；再用 10mm的精加工，通过修改刀补分三次加工。 峴 扬斕滾澗辐滠兴渙藺。图 2-4 斜方轮廓铣削路线14(5) 加工 4-8 孔 钻中心孔保证8、Ra3.2 扩 4- 8 孔至要求尺寸。(6) 加工 4-12 孔保证12、Ra3.2 钻中心孔。 钻 4- 12 孔。 扩 4- 12 孔至要求尺寸。 走到路线：所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证。 图 2-5 所示为各孔加工工步的进给路线打中心孔 钻孔( 扩孔) . 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。图 2 5 各孔加工工步的进给路线(7

25、) 铣开口槽 粗铣轮廓。 精铣轮廓。 走到路线： U 型槽的粗精加工由于受 R11的影响，因而选立铣刀为 20mm， 其铣削路线见图 2-6, 可以用同把刀完成粗精加工。 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。图 2-6 U 型槽铣削路线(8) 加工 2- 20孔15钻中心孔。钻 2- 20 孔 。扩 2- 20 孔至要求尺寸。走刀路线：见图 2-5 。(9) 加工 U型槽 粗铣 U 型槽，留 0.30mm 单边余量。 精铣 U 型槽至要求尺寸。 走到路线：开口槽粗精铣选用立铣刀直径为 40, 其铣削范围见图 2-7， 每次加工深度为 3mm，加工二十次。 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。图 2-7 开口槽铣削路线2.

26、4.3 确定装夹方案和选择夹具 基座零件毛坯的外形比较规则，因此在加工上平面、圆、孔系、 U 型槽、外轮廓、开口槽时。选平口虎钳来夹紧使零件伸出 8mm左右，下面用垫块垫起，夹 紧用百分表找正。 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。2.4.4 选择刀具 所需有中心钻、钻头、立铣刀。其规格根据加工尺寸选择，表面粗铣铣刀直 径应选大一些， 以增大切削面积， 但要考虑到刀库允许装刀直径也不能太大 ; 表 面精铣铣刀直径应选小一些，以减少误差。 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。刀具选择时应注意：(1) 零件表面采用立铣刀加工， 根据圆半径选择立铣刀直径， 使铣刀工作时 减少时间消耗。(2) 采用立铣刀加工，铣刀半径受轮廓最小

27、曲率半径限制， R=10m。m(3) 孔加工各共步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。16表 2-2 刀具卡片产品名称零件图号工序刀具刀具名刀具刀具刀具刀具刀具刀具材料号号称型号刃数角度刃长全长01T01立铣刀40438102硬质合金02T02立铣刀2042270硬质合金03T03中心钻3460350硬质合金04T04钻头824070硬质合金05T05钻头1024070硬质合金06T06钻头1224580硬质合金07T07钻头1424580硬质合金2.4.5 确定切削用量根据零件图知，该零件材料切削性能较好。铣削圆平面、斜方、 U 型槽及两 侧型腔时，留精加工余量 0.3mm 。该零件表面粗糙度

28、要求为 Ra=3.2m，可分 粗铣、半精铣、精铣三步。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取 1.5 2mm；精铣时 圆周铣侧吃刀量取 0.3 0.5mm。 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。（1） 铣刀的切削参数计算（ 40 立铣刀） 刀具转速 n（单位： r /min ）v=16m/min ，见下表 2-5 ；由式 v = dn/1000 知 n=1000v/ d则 n=1000 16/3.14 40=127.4r/min 刀具进给速度 vf （单位： mm /min ）f =0.18mm/z 见下表 2-3 ；由式 v=nzf 知 v=127.4 2 0.18=45.9mm/min17其它铣刀切削参数计算类同

29、，切削参数见表 2-4 （2） 钻头的切削参数计算（ 3 中心钻） 刀具转速 n （单位： r/min ）v=8m/min 见下表 2-5 ；由式 v=dn/1000 得 n=1000v/ dn=1000 8/3.14 3=849.3r/min 刀具进给速度 vf （单位： mm min） f = 0.05mm /z ，见下表 2-3 ； 由式 v = nzf 知 v = 1000 20.05=100mm/min其它钻头切削参数计算类同，切削参数见下表 2-4,2-5,2-6表 2-4 铣刀每齿进给量工件材料每齿进给量 f（mm z ）粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.

30、01-0.150.10-0.250.02-0.050.10-0.15铸铁0.12-0.200.15-0.30表 2-5 铣削速度参考表工件材料硬度（ HBS）铣削速度 v/m s高速钢铣刀硬质合金铣刀钢22518-4266-150225-32512-3654-120325-4256-2136-75铸铁19021-3666-150190-2609-1845-90260-3204.5-1021-3018表 2-6 高速钢钻头加工钢件的切削用量钻头径直材料强度 =520-700xp. =700-900xp.(15Cr 20Cr)=1000-1100xp.( 合金钢)(35 45钢切削用量V (m m

31、in)F (mm r)V(m min )F (mm r)V (m min)F (mm r)1-68-250.05-0.112-300.05-0.18-150.03-0.086-128-250.1-0.212-300.1-0.28-150.08-0.1512-228-250.2-0.312-300.2-0.38-150.15-0.2522-508-250.3-0.4512-300.3-0.458-150.25-0.352.5 填写数控加工工序卡片为更好地指导编程和加工操作把该零件的加工顺序、 所用刀具和切削用量等 参数编入表所示基座零件加工工艺卡片表 2-6 中 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。零件号00

32、1 零件名称基座 编制日期2010.10程序号O1000编制工步号程序段号工步内容刀具号刀具补偿半径补偿刀具规格备注1N10钻中心孔T03H0331个2N11钻中心孔T03H03421个3N12粗铣圆T01H01D0140粗铣圆型腔4N13精铣圆T01H01D0140精铣圆型腔5N14粗铣斜方T02H02D0220铣斜方型腔6N15精铣斜方T02H02D02207N16钻中心孔T03H0334个8N17钻 4- 8 孔T04H0484个9N18钻中心孔T03H0334个1910N19钻10孔T05H05104个11N20钻 4- 12T06H06124个12N21铣两侧型腔T01H01D014

33、0粗铣型腔13N22精铣型腔T02H02D0220精铣型腔14N23钻中心孔T03H0332个15N24钻14孔T07H07142个16N252- 20孔T02H02D02202个17N26粗铣 U型槽T02H02D0220粗铣 U 型槽18N27精铣 U型槽T02H02D0220精铣 U 型槽3 各工序加工仿真3.1 仿真软件的介绍仿真软件（英文 simulation software ），专门用于仿真的计算机软件。它 与仿真硬件同为仿真的技术工具。仿真软件是从 50 年代中期开始发展起来的。 它的发展与仿真应用、算法、计算机和建模等技术的发展相辅相成。 1984 年出 现了第一个以数据库为

34、核心的仿真软件系统， 此后又出现采用人工智能技术 （专 家系统）的仿真软件系统。 这个发展趋势将使仿真软件具有更强、 更灵活的功能、 能面向更广泛的用户。 目前比较风行的是虚拟现实仿真软件， 比如虚拟现实仿真 平台（ VR-Platform ） 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。3.2 仿真软件的主要功能 源语言的规范化和处理，即规定描述模型的符号、语句、句法、语法，检 测源程序中的错误和将源程序翻译成机器可执行码。 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。仿真的执行和控制。 数据的分析和显示。 模型、程序、数据、图形的存储和检索。可以通过对软件的设计来实现这 些功能。 謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。仿真软件分为仿真语言、 仿真程

35、序包和仿真软件系统三类。 其中仿真语言是 应用最广泛的仿真软件。 仿真程序包是针对仿真的专门应用领域建立起来的程序 系统。软件设计人员将常用的程序段设计成通用的子程序模块， 并设计一个主程20序模块，用于调用子程序模块。 仿真研究人员使用这种程序包可免去繁重的程序 编制工作。仿真程序包除不具备仿真软件的功能以外，至少具备功能、 中的任一种。仿真软件系统以数据库为核心将仿真软件的所有功能有机地统一 在一起，构成一个完善的系统。它由建模软件、仿真运行软件（语言） 、输出结 果分析报告软件和数据库管理系统组成。 呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。3.3 仿真软件的作用 计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操

36、作过程进行模拟仿真的一 门新技术。 该技术面向实际生产过程的机床仿真操作， 加工过程三维动态的逼真 再现，能使每一个学生， 对数控加工建立感性认识， 可以反复动手进行数控加工 操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生 “一人一 机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著 作用。 莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。3.4 各工序仿真加工1）加工 N10,N11工序：用 3, 42 中心钻钻中心孔，见下图 3-1；图 3-1 中心孔程序O1000主程序号N10钻中心孔T03 M06 选择刀具21G90G54G00X0Y0S800M0建3Z5 初始高度Z50 至

37、安全高度立工件坐标系G99G81X0Y0Z-60R5F30钻孔M05G43Z50H03安全高度G00X0Y0回到原点M30程序结束（2）加工 N12,N13工序：用 40 铣刀铣深度是 30mm, 200mm的圆型腔，见下 图 3-2 ；3-2 中心圆程序T01 M06 选择道具G02X-39.9Y0I39.9J0加工GO1Z-20F40下刀G90G54G00X0Y0S200M0建3圆G01X-39.9 走刀立工件坐标系G01X-79.8 走刀G02X-39.9Y0I39.9J0 加工G43Z50H01建立刀具补偿，G02X-79.8Y0I79.8J0加工圆走到安全高度圆G01X-79.8 走

38、刀Z5 初始高度G01X-99.7 走刀G02X-79.8Y0I79.8J0 加工G42G01X0Y0D01(20)加入半G02X-99.7Y0I99.7J0加工圆径补偿圆G01X-99.7 走刀GO1Z-10F40下刀G01Z5抬刀G02X-99.7Y0I99.7J0 加工G01X-39.9 走刀G01X0Y0回到原点圆22G01Z5抬刀G01Z5抬刀G42G01X0Y0D01(20)加入半G01X0Y0回到原点G40G00X0Y0取消刀补径补偿GO1Z-30F40下刀Z50 至安全高度GO1Z-30F40下刀G01X-39.9 走刀M05G01X-100 走刀G02X-39.9Y0I39.

39、9J0加工M30程序结束G02X-100Y0I100J0 加工圆圆N12精铣圆G01Z5抬刀G01X-79.8 走刀T01 M06 选择刀具G40G00X0Y0取消刀补G02X-79.8Y0I79.8J0加工G90G54G00X0Y0S200M0建3Z50 至安全高度圆立工件坐标系M05G01X-99.7 走刀G43Z50H01建立刀具补偿，M30程序结束G02X-99.7Y0I99.7J0加工走到安全高度圆Z5 初始高度(3) 加工 N14,N15工序：用20 铣刀铣深度是 30mm长, 度是 141.42mm的斜方型 腔，见下图 3-3 ；麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。程序G90G54G00X0Y

40、0S400M0建3立工件坐标系G43Z50H02建立刀具补偿，走到安全高度图 3-3 斜方型腔G68X0Y0P-45旋转指令M98P100D02(29)子程序调用M98P100D02(10.7) 子程序调用G69取消旋转指令G00Z50至安全高度23X0Y0回到原点M05M30程序结束100%子程序号G01Z5初始高度G42G01X-70.5Y0 加入半径补偿G01Z-60F60 下刀G01Y60.5 走刀G02X-60.5Y70.5R10 加工圆弧G01X60.5 走刀G02X70.5Y60.5R10 加工圆弧G01Y-60.5 走刀G02X60.5Y-70.5R10 加工圆弧G01X-60

41、.5 走刀G02X-70.5Y-60.5R10 加工圆弧G01Y0走刀G01Z5抬刀G40G00X0Y0取消刀补Z50 至安全高度M99子程序结束N15精铣斜方T02 M06 选择刀具G90G54G00X0Y0S200M0建3立工件坐标系G43Z50H02建立刀具补偿， 走到安全高度 G68X0Y0P-45旋转指令 M98P110D02(10)子程序调 用G69取消旋转指令G00Z50至安全高度X0Y0回到原点M05M30程序结束110%子程序号G01Z5初始高度G42G01X-70.5Y0加入半径补偿G01Z-60F60 下刀G01Y60.5 走刀G02X-60.5Y70.5R10 加工圆弧

42、G01X60.5 走刀G02X70.5Y60.5R10 加工圆弧G01Y-60.5 走刀G02X60.5Y-70.5R10 加工圆弧G01X-60.5 走刀G02X-70.5Y-60.5R10 加工圆弧G01Y0走刀G01Z5抬刀G40G00X0Y0取消刀补Z50 至安全高度M99子程序结束(4) 加工 N16,N17工序：用3，8 钻头钻 4 个深度是 15mm, 8的孔，见下 图 3-4 ；24图 3-4 中心孔程序G90G54G00X0Y0S800M0建3M98P120D04子程序调用G01X0走刀立工件坐标系G68X0Y0P-135旋转指令G99G81X85Y0Z-45R5F30钻G4

43、3Z50H03建立刀具补偿，M98P120D04子程序调用孔走到安全高度G69旋转取消G01X0Y0回到原点G68X0Y0P-45旋转指令G00X0Y0回到原点M99子程序结M98P120D04子程序调用Z50 至安全高度G68X0Y0P45旋转指令M05M98P120D04子程序调用M30程序结束G68X0Y0P135旋转指令120%子程序号（5）加工 N18,N19,N20工序：用3，10，12 钻头钻 4 个深度是 30mm, 12 的孔，见下图 3-5 ； 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。25图 3-5 孔加工程序G90G54G00X0Y0S200M0建3G99G83X100Y-100Z-30R

44、5Q1Z50 至安全高度立工件坐标系0P2K5F100钻孔M05G43Z50H06建立刀具补偿，G99G83X-100Y-100Z-30R5QM30程序结束走到安全高度10P2K5F100钻孔G99G83X100Y100Z-30R5Q10G99G83X-100Y100Z-30R5Q1P2K5F100钻孔0P2K5F100钻孔G00X0Y0回到原点（ 6）加工 N21,N22工序：用 40，20 铣刀铣深度是60mm的两侧型腔，见下图 3-6 ；图 3-6 两侧型腔26程序G90G54G00X0Y0S200M0建3G01X150走刀G01X205走刀立工件坐标系G02X130Y-80R20加工圆

45、弧G01Y-61 走刀G43Z50H01建立刀具补偿，G01Y80走刀G01X145走刀走到安全高度G02X150Y100R20加工圆弧G01Y61走刀M98P140子程序调用G01X205走刀G01X205走刀G24X0Y轴对称G01Y-61 走刀G01Z5抬刀M98P140子程序调用G01X145走刀G01X200Y-100走刀G25X0取消对称G01Y61走刀G01Z-50F40 下刀G00X0Y0回到原点G01X205走刀G01X150走刀Z50 至安全高度G01Z5抬刀G02X130Y-80R20加工圆弧M05G01X200Y-100走刀G01Y80走刀M30程序结束G01Z-30F

46、40 下刀G02X150Y100R20加工圆弧140%子程序号G01X150走刀G01X205走刀G42G01X200Y-100D01（20）G02X130Y-80R20加工圆弧G01Y-61 走刀加入半径补偿G01Y80走刀G01X145走刀G01Z-10F40 下刀G02X150Y100R20加工圆弧G01Y61走刀G01X150走刀G01X205走刀G01X205走刀G02X130Y-80R20加工圆弧G01Y-61 走刀G01Z5抬刀G01Y80走刀G01X145走刀G01X200Y-100走刀G02X150Y100R20加工圆弧G01Y61走刀G01Z-60F40 下刀G01X205

47、走刀G01X205走刀G01X150走刀G01Y-61 走刀G01Z5抬刀G02X130Y-80R20加工圆弧G01X145走刀G01X200Y-100走刀G01Y80走刀G01Y61走刀G01Z-40F40 下刀G02X150Y100R20加工圆弧G01X205走刀G01X150走刀G01X205走刀G01Z5抬刀G02X130Y-80R20加工圆弧G01Y-61 走刀G01X200Y-100走刀G01Y80走刀G01X145走刀G01Z-20F40 下刀G02X150Y100R20加工圆弧G01Y61走刀27G01X205走刀G24X0Y轴对称G02X130Y-80R20加工圆弧G01Z5

48、抬刀M98P150子程序调用G01Y80走刀G40G00X0Y0取消刀补G25X0取消对称G02X150Y100R20加工圆弧Z50 至安全高度G00X0Y0回到原点G01X205走刀M99子程序结束Z50 至安全高度G01Y-61 走刀N22精铣行腔M05G01X145走刀T02M06选择刀具M30程序结束G01Y61走刀G90G54G00X0Y0S400M0建3150%子程序号G01X205走刀立工件坐标系G42G01X200Y-100D02(10)G01Z5抬刀G43Z50H02建立刀具补偿，加入半径补偿G40G00X0Y0取消刀补走到安全高度G01Z-60F60 下刀Z50 至安全高度

49、M98P150子程序调用G01X150走刀M99子程序结束（7）加工 N23,N24,N25工序：用 3，14，20的钻头钻 2 个深度是 20mm， 20 的孔，见下图 3-7 ；風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。图 3-7 中心孔程序G90G54G00X0Y0S200M0建3G42G01X-175Y0D02(10)加G01Z5抬刀立工件坐标系入半径补偿G40G00X0Y0取消刀补G43Z50H02建立刀具补偿，GO1Z-50F40下刀Z50 至安全高度走到安全高度G01X-185 走刀M05Z5 初始高度G02X-185Y0I10J0 加工圆M30程序结束288）加工 N26,N27工序：用 20 的铣刀铣深度是 20mm的 U型槽，见下图 3-8 ；图 3-8U 型槽