毕业设计（论文）-基于Mastercam带锥度螺纹轴零件的数控车削加工工艺及编程仿真

XXIII2.编程指令选择G00定位

（1）格式G00X_Z_这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置(在绝对坐标方式下)，或者移动到某个距离处(在增量坐标方式下)。（2）非直线切削形式的定位我们的定义是：采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。刀具路径不是直线，根据到达的顺序，机器轴依次停止在命令指定的位置。（3）直线定位刀具路径类似直线切削(G01)那样，以最短的时间（不超过每一个轴快速移动速率）定位于要求的位置。（4）举例N10G0X100Z65

G01直线插补

（1）格式G01X(U)_Z(W)_F_;直线插补以直线方式和命令给定的移动速率从当前位置移动到命令位置。X,Z:要求移动到的位置的绝对坐标值。U,W:要求移动到的位置的增量坐标值。

圆弧插补(G02,G03)

（2）格式G02(G03)X(U)__Z(W)__I__K__F__;G02(G03)X(U)__Z(W)__R__F__;

G02–顺时钟(CW)G03–逆时钟(CCW)X,Z–在坐标系里的终点U,W–起点与终点之间的距离I,K–从起点到中心点的矢量(半径值)R–圆弧范围(最大180度)。（3）举例①绝对坐标系程序G02X100.Z90.I50.K0.F0.2或G02X100.Z90.R50.F02;②增量坐标系程序G02U20.W-30.I50.K0.F0.2;或G02U20.W-30.R50.F0.2;

功能螺纹切削循环。

内外直径的切削循环(G90)

（1）格式直线切削循环:G90X(U)___Z(W)___F___;按开关进入单一程序块方式，操作完成如图所示1→2→3→4路径的循环操作。U和W的正负号(+/-)在增量坐标程序里是根据1和2的方向改变的。锥体切削循环:G90X(U)___Z(W)___R___F___;必须指定锥体的“R”值。切削功能的用法与直线切削循环类似。3.3节点计算数控编程中，节点的计算往往是编程的难点。由于采用的计算方法不够得当，占用了相当大的编程时间，并且容易出现计算错误，最终造成加工工件的尺寸误差。如何遵循一定的程序，并且简化计算的过程，就成了数控编程节点计算中必须解决的问题。下面就一个图形为例子，阐述复杂节点的计算顺序和方法。3.3.1用到的计算方法（1）几何法（三角形法）。连接有关的特征点组成直角三角形，配合勾股定理以及三角形的一些定理，很容易得出需要的坐标值。其优点是：计算简便直观，容易发现计算的错误，是首选的计算方法。其缺点是：必须有一个直角边和坐标轴重合，否则要进行坐标的变换，这种方法的使用场合受到限制。（2）解析法。通过图形的数学解析表达式，采用计算的方法，来求解节点。优点：不受要素位置关系的限制，用计算的方法解析空间关系。缺点：计算的过程过于繁琐，并且出现错误不容易检验。（3）高等数学方法。利用高等数学的有关图形的概念，通过高等数学中求导的方法来计算节点。优点：形象直观，可以使解析的方法变得简单缺点：只能求解特殊的特征点。3.3.2用到的计算方法对于本次的工件，首先观察有1处要进行节点计算。选定Φ25mm的圆心作为原点。下面分别计算节点的坐标。图3.1本次通过b点预计算出a点的坐标：;将的到X=320再有将得到3.4数控程序编制先编写图2.1左端为例，先编写外圆部分，用G71车外圆。加工左端程序：T0101M03S600G00X42Z2G71U2R1G71P1Q2U0.5W0.1F0.2N1G01X22Z0X26Z-2Z-15X32Z-30G02X32Z-45R10N2G01X42G70P1Q2S650F0.1G00X100Z100M30再编写图2.1右端，编写外圆部分，用G71指令车外圆和外弧面，最后用G92车锥度螺纹。加工右端程序：T0101M03S600G00X42Z2G71U2R1G71P1Q2U0.5W0.1F0.2N1G01X22Z0X26Z-2Z-5G03X26Z-20R15G01Z-35X30X32Z-55G01Z-57N2X42G70P1Q2S650F0.1G00X100Z100M30车T型螺纹部分程序：T0303G99(选择T螺纹车刀)G00X100Z100(定位安全距离)M03S500(主轴正转，转速500r/min)G00X35Z3（定位到循环点)G92X32Z-20F2R6(G92循环螺纹切削)X31X30X29.4G00X100Z100(退至安全距离)M30(结束)第4章轴零件数控加工仿真4.1仿真加工软件简介Mastercam是美国CNCSoftwareNC公司研制与开发的CAD/CAM一体化软件。自1981年推出第一代产品开始就以其强大的加工功能闻名于世。二十年来在此基础上进行不断地更新与完善，Mastercam是被工业界及学校广泛采用。Mastercam作为众多CAD/CAM软件中的一种，之所以能有第一位的装机量，其优点是显而易见的。它对硬件的要求不高，在一般配置的计算机上就可运行；它操作灵活，界面友好，易学易用，适用于大多数用户，能使企业迅速使用并取得很好的经济效益。另外，Mastercam的性价比，是其他同类软件所不能比拟的。随着我国加工制造业的崛起，Mastercam在中国的销量逐步提升，在全球的CAM市场份额雄居榜首。因此对每个机械设计与加工人员来说，学习Mastercam是十分必要的。Mastercamx是Mastercam的最新版本，它在以前版本的基础上做了较大的改进，特别是在三维造型及加工方面增加了新的功能和模块，使其操作更方便，功能更强大，更适合用户的要求。Mastercam包括4大模块：Design、Lathe、Mill和Wire。Design模块用于被加工零件的造型设计，Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径，Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径，Wire模块主要用于生成线切割刀具路径。这4个模块可单独使用，在Mill模块，Lathe模块和Wire模块中也可以进行Design模块中的完整的造型设计，在其中一个模块中就可以实现造型设计与加工过程的统一。Mastercamx还增加了Router模块和TheMetaCutUtullities模块。本书仅对MastercamX版本中的Mill模块进行介绍。4.2仿真加工过程1.外圆仿真加工（1）机床选择打开Mastercam，点击工具栏,,选择“车削”，点击“默认”。（2）材料设置点击左侧机床设置中的，点击Stock的按钮，根据工艺设置如下图所示的毛坯，设置“外径”，“内径”，“长度”，“轴向位置”，然后点击“√”设置完毕。图4.1（3）刀具选取和仿真加工点击工具栏，选择“粗车”，选择加工路径如下图所示，然后确定，选取外圆刀，设置“进给率”，“下刀速率”，“主轴转速”等参数，然后点击“粗加工参数”，如下图所示。图4.2图4.3图4.4（4）仿真验证。点击右侧验证按钮，点击验证，精加工仿真如图4.5所示仿真图，表示仿真正确。图4.51.外圆仿真加工机床选择、材料设置以及验证请参考内圆仿真加工。（1）刀具选取和仿真加工点击工具栏，选择“粗车”，选择加工路径如图（4.6）所示，然后确定，选取外圆刀，设置“进给率”，“下刀速率”，“主轴转速”等参数如图（4.7）。然后点击“粗加工参数”。图4.6图4.7图4.8（4）仿真验证。点击右侧验证按钮，点击验证，精加工仿真如图4.9所示仿真图。图4.94．车螺纹仿真加工机床选择、材料设置以及验证请参考外圆仿真加工。（1）刀具的选择和仿真加工点击工具栏，选择“车螺纹”，选择加工路径然后确定，选取螺纹刀，设置“进给率”，“下刀速率”，“主轴转速”等参数设置如图（4.10）。然后点击“螺纹形式参数”，设置如图（4.11），最后点击“车螺纹参数”，设置如图（4.12）图4.10图4.11图4.12（2）仿真验证。点击右侧验证按钮，点击验证，切槽仿真如图4.13所示仿真图，表示仿真正确。图4.13总结控制机床时用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进来自动加工的机床，简称数控机床。对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品为了更好地运用数控技术，合理编程，现将数控车床编程指令中意思新近功能相似，格式参数较多，轨迹复杂的指令加以分析。文章介绍了它们的异同点，难点，以便于合理运用我不仅学到了许多加工工艺方面的只是，更学到了课本上没有的知识。在实训的过程中遇到了不少问题，而犯的错误也不少，通过实训让我学会虚心求教，细心体察，大胆实践。任何能力都是在实践中积累起来的，都会有一个从不会到会，从不熟练到熟练的过程，人常说“生活是最好的老师”或是说只有在生活实践中不断磨练，才能提高独立思考和解决问题的能力；同时也培养了自己优良的学风、高尚的人生、团结和合作的精神；学会了勤奋、求实的学习态度。勤奋就是要发奋努力、不畏艰难。当然，在实训过程中，我们也收获了快乐，与同学的快乐，于老师的快乐。因为每当自己或自己和同学完成了一个项目时，或多或少有些欣慰，会感到开心，信息时和老师的交流的也是一种快乐。然然实训时间不长，但对我今后的学习有很大帮助。这只是起点，终点离我们还有一定距离，所以还是需要我们继续努力去走以后的路。而我们要把握好每一次的机会。错过了就再也找不回来了。致谢不知不觉中毕业设计已经接近尾声，也就意味着我的大学生涯即将画上句号。时光真是如白驹过隙，一晃眼几年已经快过去了，回首往昔，当初那个刚踏入校门懵懂的我，现如今已经成为一名成熟稳重的大学毕业生。这一路走来，经历了许多悲伤和欢乐，正是这些悲伤欢乐使我成长，让我学会了很多知识，明白了很多道理。在我完成此毕业设计时，心中涌现出一股满满的充实感和成就感，有一种如释重负的感觉。在此，我要感谢带我毕业设计的老师，没有您的指点和帮助我完成不了如此艰巨的任务，您虽然没不是我的任课老师，但对我却比对自己班的学生还要亲切，每当我遇到无法克服的困难时，您都会认真的，不厌其烦的给我讲解，帮我找到克服的方法。经过您言简意赅的分析，再复杂困难的问题都会变得通俗易懂。从一开始的确定课题，到后来的中期修改，再到后来的设计改进您都给予了我莫大的帮助。我要向您致以最崇高的敬意。我还要感谢我的班主任和任课老师，是你们教会了我理论知识和专业技能，让我在以后的社会中能有一技之长，能有立足之地，不会被这个社会所淘汰。没有你们的教诲，就没有我的专业知识，也就完成不了这次毕业设计。请允许我向你们献上真诚的谢意。这次毕业设计对我的影响很深刻，让我明白了,每个人都有自己所没发觉的潜能，适当的逼迫一下自己，就能将未发觉的潜能激发出来，要相信自己，遇到困难不能放弃，天无绝人之路，总会找到解决的办法。参考文献1许镇宇.机械零件.北京：高等教育出版社，1983；2孔庆复.计算机辅助设计与制造.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1994；3雷宏.机械工程基础.哈尔滨：黑龙江出版社20024王中发.实用机械设计.北京：北京理工大学出版社，1998；5唐宗军.机械制造基础.大连：机械工业出版社，1997；6吴组育，秦鹏飞.数控机床.上海：上海科学技术出版社，2003；7许翔秦，刘艳芳.数控加工编程实用技术.北京：机械工业出版社，2000；8吴明友.数控机床加工技术江苏：东南大学出版社.2000；9