fanuc_0i_數(shù)控車床數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：數(shù)控機(jī)床操作與加工仿真</p><p>　　—— FANUC 0I 數(shù)控車床</p><p>　　專業(yè) 班級(jí)： </p><p>　　學(xué)生 姓名： </p><p>　　學(xué)

2、 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo) 老師： </p><p><b>　　說 明</b></p><p>　　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)際問題能力的重要步驟。</p><

3、p>　　通過對(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)問題的能力。為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　學(xué)生： </b></p><p>　　2010年10月4日&l

4、t;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 帶錐面階梯軸的數(shù)控加工………………………………………………...4</p><p>　　1.1 零件分析……………………………………………………………………4</p><p>　　1.2 零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備……………………4

5、</p><p>　　1.3 編制加工程序………………………………………………………………5</p><p>　　1.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真………………………………………………6</p><p>　　2 帶圓弧面的零件的數(shù)控加工……………………………………………. ….18</p><p>　　2.1 零件分析…………………………………

6、…………………………………18</p><p>　　2.2 零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備……………………19</p><p>　　2.3 編制加工程序………………………………………………………………20</p><p>　　2.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真………………………………………………21</p><p>　　3 帶圓球

7、面的零件的數(shù)控加工……………………………………. ….22</p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)零件…………………………………………………………………………23</p><p>　　3.2零件工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備…………………………24</p><p>　　3.3 編制加工程序……………………………………………………………………26</p>

8、;<p>　　3.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真……………………………………………………27</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………..32</p><p>　　1 帶錐面階梯軸的數(shù)控加工</p><p><b>　　1.1 零件分析</b></p><p>　　

9、（1）零件圖樣 </p><p>　　如圖1.1，此零件包括圓柱面，圓錐面，端平面，開槽，切斷等加工。材料為08F低碳鋼，毛坯尺寸。</p><p><b>　?。?）精度分析</b></p><p>　　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在加工過程中的準(zhǔn)確對(duì)刀，正確設(shè)置刀補(bǔ)及磨耗，以及正確制定合

10、適的加工工藝措施來保證。</p><p><b>　?。?）表面粗糙度</b></p><p>　　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。</p><p>　　1.2 工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備</p>

11、<p>　?。?）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)</p><p>　　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。</p><p>　?。?）制定加工方案及加工路線</p>&l

12、t;p>　　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。</p><p><b>　?。?）刀具的選用</b></p><p>　　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。&

13、lt;/p><p>　　表1.1 刀具選用</p><p><b>　?。?）確定加工參數(shù)</b></p><p>　　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45~60m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取為800r/min。</p><p>　　進(jìn)給速度（）：粗加工時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，在保證工件

14、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0.3~0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1~0.3mm/r，切斷時(shí)取0.05~0.2mm/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。</p><p>　　(5) 輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算</p><p>　　(6) 制定加工工藝</p><p>　　經(jīng)上述分析，加工工藝見表1.2：</p>

15、;<p>　　表1.2 加工工藝表</p><p>　　1.3 編寫加工程序</p><p>　　加工程序表如圖1.3所示。</p><p>　　表1.3 加工程序卡</p><p>　　1.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真</p><p>　　1.4.1 選擇機(jī)床</p><p>

16、;　　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“沈陽機(jī)床廠”，并按“確定”按鈕，此時(shí)界面如圖1.3所示。</p><p>　　1.4.2置并安裝工件 </p><p>　　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。</p>

17、<p>　　點(diǎn)擊“安裝零件”，如圖1.6所示，完成工件安裝。</p><p>　　1.4.3 選擇刀具</p><p>　　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</p><p>　　1.4.4 回參考點(diǎn)</p><p>　　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

18、示。</p><p>　　1.4.5 試切外圓</p><p>　　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1.10所示。</p><p>　　顯示并記錄坐標(biāo)值如圖1.11所示。</p><p>　　點(diǎn)擊“測(cè)量”，測(cè)量工件所車部分直徑值。如圖1.12所示。</p><p>

19、;　　切制端面，如圖1.13所示。</p><p>　　顯示坐標(biāo)值，如圖1.14所示。</p><p>　　1.4.6 輸入?yún)?shù)</p><p>　　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 。</p><p>　　1.4.7 導(dǎo)入程序</p><p>　　點(diǎn)擊

20、“編輯” 及“程序” ，導(dǎo)入“切削帶錐面零件”的程序，如圖1.16所示。</p><p>　　點(diǎn)擊“自動(dòng)運(yùn)行” ，及“循環(huán)啟動(dòng)”，切削過程開始，如圖1.18所示。</p><p>　　零件切斷，如圖1.19所示。</p><p>　　2 帶圓弧面的零件的數(shù)控加工</p><p><b>　　2.1零件分析</b><

21、;/p><p><b>　?。?）零件圖樣</b></p><p>　　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。</p><p><b>　?。?）精度分析</b></p><p>　　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在加工過程中的

22、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保證。</p><p><b>　?。?）表面粗糙度</b></p><p>　　加工的圓弧面粗糙度要求為，其他的加工面要求。</p><p>　　對(duì)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。</p>&

23、lt;p>　　2.2 工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備</p><p>　?。?）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)</p><p>　　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。</p

24、><p>　?。?）制定加工方案及加工路線</p><p>　　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。</p><p><b>　?。?）刀具的選用</b></p><p>　　根據(jù)加工內(nèi)容，可選用D刀片外圓

25、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。</p><p>　　表2.1 刀具選用</p><p><b>　　（4）確定加工參數(shù)</b></p><p>　　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45~60m/min，根據(jù)公式及加工經(jīng)驗(yàn)，主軸轉(zhuǎn)速取為800r/mi

26、n。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0.3~0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1~0.3mm/r，切斷時(shí)取0.05~0.2mm/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。</p><p>　?。?）輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算</p><p>　　帶圓弧面的零件輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)，如圖2.2所示。</p>

27、<p><b>　?。?）制定加工工藝</b></p><p>　　經(jīng)上述分析，加工工藝見表2.2：</p><p>　　表2.2 加工工藝表</p><p>　　2.3 編寫加工程序</p><p>　　表2.3 加工程序卡</p><p>　　2.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真

28、</p><p>　　2.4.1 選擇機(jī)床</p><p>　　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“沈陽機(jī)床廠”，并按“確定”按鈕，此時(shí)界面如圖2.3所示</p><p>　　1.4.2 選擇刀具</p><p>　　點(diǎn)擊“選擇刀具”，并選擇合適刀

29、具型號(hào)，如圖2.4和2.5所示</p><p>　　2.4.3設(shè)置并安裝工件 </p><p>　　點(diǎn)擊按鈕，界面如圖2.6所示，選擇“毛坯1、45#、”，此時(shí)如</p><p><b>　　圖2.7所示。</b></p><p>　　點(diǎn)擊“安裝零件”，如圖2.8所示，完成工件安裝</p><p&

30、gt;　　2.4.4 回參考點(diǎn)</p><p>　　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。</p><p>　　2.4.5 試切外圓</p><p>　　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。</p><p>　　顯示并記錄坐標(biāo)

31、值如圖2.11所示。</p><p>　　點(diǎn)擊“測(cè)量”，測(cè)量工件所車部分直徑值。如圖2.12所示</p><p>　　切制端面，如圖2.13所示。</p><p>　　顯示坐標(biāo)值，如圖2.14所示。</p><p>　　2.4.6 輸入?yún)?shù)</p><p>　　記錄下Z值，然后點(diǎn)擊“OFFSET SETING” ，找

32、到圖2.15界面后輸入?yún)?shù)。并點(diǎn)擊按鈕 。</p><p>　　2.4.7 導(dǎo)入程序</p><p>　　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。</p><p>　　點(diǎn)擊“自動(dòng)運(yùn)行” ，及“循環(huán)啟動(dòng)”，切削過程開始，如圖2.18所示。</p><p>　　零件切斷，如圖2.19所示。</p>

33、;<p>　　3 復(fù)雜階梯軸的數(shù)控加工</p><p><b>　　3.1 零件分析</b></p><p><b>　?。?）零件圖樣</b></p><p>　　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。</p><p><b>

34、　?。?） 精度分析</b></p><p>　　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在加工過程中的準(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保證。</p><p><b>　?。?） 表面粗糙度</b></p><p>　　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，主要是通過選用

35、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。</p><p>　　3.2 工藝分析及確定工藝路線，選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備</p><p>　?。?）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)</p><p>　　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

36、，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。</p><p>　?。?）制定加工方案及加工路線</p><p>　　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)床選用沈陽車床。加工路線為：車削外圓→車削外圓→車圓錐面→車球面→切斷。</p><p><b>　?。?）刀具的選用

37、</b></p><p>　　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。</p><p>　　表3.1 刀具選用</p><p><b>　?。?）確定加工參數(shù)</b></p><p>　　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

38、45~60m/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0.3~0.8mm/r，精車時(shí)常取0.1~0.3mm/r，切斷時(shí)取0.05~0.2mm/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。</p><p>　?。?）輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算</p><p>　

39、　復(fù)雜階梯軸輪廓基點(diǎn)坐標(biāo)，如圖3.2所示。</p><p><b>　?。?）制定加工工藝</b></p><p>　　經(jīng)上述分析，加工工藝見表3.2：</p><p>　　表3.2 加工工藝表</p><p>　　3.3 編寫加工程序</p><p>　　加工工序表如圖3.3所示。</p

40、><p>　　表3.3 加工程序卡</p><p>　　3.4 使用仿真軟件進(jìn)行加工仿真</p><p>　　3.4.1 選擇機(jī)床</p><p>　　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”然后選擇“沈陽機(jī)床廠”，并按“確定”按鈕，此時(shí)界面如圖3.3所示。<

41、;/p><p>　　3.4.2 設(shè)置并安裝工件 </p><p>　　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。</p><p>　　點(diǎn)擊“安裝零件”，如圖3.5所示，完成工件安裝</p><p>　　3.4.3 選擇刀具</p><p>　　點(diǎn)擊“選擇刀具”

42、，并選擇合適刀具型號(hào)，如圖3.6所示</p><p>　　3.4.4 回參考點(diǎn)。</p><p>　　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3.7所示。</p><p>　　3.4.5 試切外圓</p><p>　　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

43、3.8所示。</p><p>　　顯示并記錄坐標(biāo)值如圖3.9所示。</p><p>　　點(diǎn)擊“測(cè)量”，測(cè)量工件所車部分直徑值。如圖3.10所示。</p><p>　　切切端面，如圖3.11所示。</p><p>　　顯示坐標(biāo)值，如圖3.12所示</p><p>　　3.4.6 輸入?yún)?shù)</p><p

44、>　　記錄下Z值，然后點(diǎn)擊“OFFSET SETING” ，找到圖3.14界面后輸入?yún)?shù)。并點(diǎn)擊按鈕 。</p><p>　　3.4.7 導(dǎo)入程序</p><p>　　點(diǎn)擊“編輯” 及“程序” ，導(dǎo)入“切削帶錐面零件”的程序，如圖3.15所示。</p><p>　　點(diǎn)擊“自動(dòng)運(yùn)行” ，及“循環(huán)啟動(dòng)”，切削過程開始，如圖3.16所示。零件切斷，如圖3.17所

45、示</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] FANUC Series 21/21B OPERATORS MANUAL 2008.</p><p>　　[2] 楊有君. 數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床[M]. 北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[3] 劉奇中，蔡福德.現(xiàn)