階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計論文</b></p><p>　　題 目 階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究</p><p>　　專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 </p><p>　　畢業(yè)時間 二零一四年六月 </p><p><b>　　畢業(yè) 任務(wù)書</b></p><p>　　一、題目 階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究</p><p><b>　　二、研究主要內(nèi)容</b></p>

3、<p>　　本課題來源于《飛機結(jié)構(gòu)件高效數(shù)控加工系統(tǒng)研究》項目，研究內(nèi)容和研究方法上的要求是針階梯軸車削加工的特點，進(jìn)行刀路規(guī)劃，合理地劃分加工區(qū)域、選擇適合的加工方法。制成以提高加工精度兼顧效率的NC加工專用程序。</p><p><b>　　三、主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1．完成指定翻譯文獻(xiàn)；</p><p>　

4、　2．完成階梯軸車削粗加工程編；</p><p>　　3．完成階梯軸車削精加工的程編；</p><p>　　4. 完成階梯軸車削加工虛擬仿真加工及生成NC指令；</p><p><b>　　四、進(jìn)度和要求</b></p><p>　　要求學(xué)生畢業(yè)設(shè)計從第1周開始至第17周結(jié)束；主要的工作量及進(jìn)度要求如下：</p&g

5、t;<p>　　第一階段：（共計5周）</p><p>　　1．第一周及第二周，翻譯并完成教師指定的英文文獻(xiàn)翻譯；</p><p>　　2．第三周，熟悉階梯軸車削加工工藝及工藝模型處理；</p><p>　　3. 第四周，去工廠現(xiàn)場參觀調(diào)研；</p><p>　　4．第五周，熟悉及掌握CAD\CAM軟件相關(guān)的階梯軸車削加工方法；

6、</p><p>　　第二階段：（共計5周）</p><p>　　1．第六周及第七周，完成階梯軸車削加工工藝模型建立和處理；</p><p>　　2. 第八周，完成階梯軸車削的粗加工編程；</p><p>　　3. 第九周，完成階梯軸車削精加工編程；</p><p>　　3. 第十周，完成仿真加工及數(shù)控加工代碼生成；&

7、lt;/p><p>　　第三階段：（共計5周）</p><p>　　1 .第十一周，檢測階梯軸車削加工程序的通用性；</p><p>　　2．第十二周，檢測階梯軸車削加工刀路工藝規(guī)劃的合理性；</p><p>　　3．第十三周，進(jìn)行刀路優(yōu)化、過切檢查;</p><p>　　4. 第十四及第十五周，生成通用的數(shù)控指令(G代碼

8、和M代碼)；</p><p>　　5. 第十六周及第十七周，撰寫論文及評閱;</p><p>　　五、主要參考書及參考資料</p><p>　　[1]謝龍漢等. CATIAV5數(shù)控加工[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4月.</p><p>　　[2] 謝龍漢等.CATIAV5機械設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4月.<

9、;/p><p>　　[3] 謝龍漢等.CATIAV5機械設(shè)計應(yīng)用實例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4月.</p><p>　　[4] 謝龍漢等.CATIAV5逆向造型設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4月.</p><p>　　[5] 謝龍漢等.CATIAV5自由曲面造型[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4月.</p><p

10、>　　[6]謝龍漢等.CATIAV5數(shù)控加工實例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005年4 月.</p><p>　　[7] 卜昆等.計算機輔助制造[M].北京：：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　學(xué)生學(xué)號 103302 學(xué)生姓名 卞 慶 </p><p>　　指導(dǎo)教師 李海濱 系 主 任

11、 魏生民 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　虛擬數(shù)控加工技術(shù)是虛擬制造領(lǐng)域重要的研究方向，其中機床的三維建模是基礎(chǔ)，通過對加工過程的仿真數(shù)控加工，可以在計算機上完成對數(shù)控程序的檢驗，解決實際加工中遇到的各種問題，從而替代或減少實際的試切工作，能有效降低產(chǎn)品制造成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文利用CATIA V5進(jìn)行車

12、床各部件及夾具、刀具、和工件模型的建立，并結(jié)合VERICUT軟件讀取數(shù)控代碼的字符和字—地址格式特點，對所使用的數(shù)控程序代碼進(jìn)行了適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，最后使用VERICUT軟件進(jìn)行數(shù)控仿真加工。詳細(xì)討論了車床模型建立和數(shù)控仿真加工等過程中遇到的問題及解決方法。</p><p>　　CATIA如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、

13、電子\電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。</p><p>　　本文的主要內(nèi)容包括：</p><p>　　項目背景介紹，課題研究的意義。</p><p>　　對CATIA V5進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹及研究</p><p>　　主要介紹利用V

14、ERICUT 7.0進(jìn)行數(shù)控仿真加工，并對仿真過程進(jìn)行分析，解決仿真中出現(xiàn)的問題。</p><p>　　關(guān)鍵詞：車削，數(shù)控仿真，CATIA V5，VERICUT 7.0</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Virtual NC machining technology is an important re

15、search direction in virtual manufacturing field,which the 3d machine modeling is the basis of it.NC program can be checked in computer based on the simulation of no machining process,to solve the practical problems encou

16、ntered in the process,thus substituting or reducing the actual try cutting jobs,it can effectively reduce the product manufacturing cost and improve product quality.The paper used CATIA to establish the machine component

17、s and fixt</p><p>　　CATIA is now in the CAD / CAE / CAM and PDM in the field of leadership has been recognized worldwide, are widely used in the aerospace, automobile manufacturing, shipbuilding, machinery m

18、anufacturing, electrical \ electronic consumer goods industry, its integrated solutionthe programs cover all product design and manufacturing, its unique DMU electronic prototype module function and hybrid modeling techn

19、ology is to promote the competitiveness of enterprises and increased productivity.</p><p>　　The main contents include:</p><p>　　Introducing the project background,the meaning of researching the

20、NC machining simulation.</p><p>　　Introducing and researching for CATIA V5</p><p>　　VERICUT 7.0 were mainly introduced,include the lathe assembly and CNC lathe machining simulation,and analyzing

21、 the process of simulation,solving the problems appeared in the simulation.</p><p>　　KEY WORDS:cutter，NC simulation，CATIA V5，VERICUT 7.0</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近年來

22、，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機械所代替。目前國外機械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85%以上，而我國的機械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國制造行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相

23、應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得產(chǎn)品的加工周期大幅度縮短，產(chǎn)品的加工質(zhì)量不斷改善，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，增強了產(chǎn)品的

24、市場競爭能力。因此數(shù)控加工技術(shù)的研究已成為衡量一個國家機械制造工業(yè)的重要標(biāo)志之一，更是體現(xiàn)一個機械制造企業(yè)技術(shù)水平</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論6</b></p><p>　　1.1 課題研究的意義6</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

25、6</p><p>　　1.3 論文的章節(jié)安排7</p><p>　　第2章 使用軟件介紹（CATIA、VERICUT）8</p><p>　　2.1 CATIA概述8</p><p>　　2.2 CATIA先進(jìn)的混合建模技術(shù)8</p><p>　　2.3 CATIA的歷史9</p><

26、p>　　2.4 CATIA的主要應(yīng)用領(lǐng)域11</p><p>　　2.5 VERICUT軟件簡介12</p><p>　　第3章 數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的研究14</p><p>　　3.1 基本概念14</p><p>　　3.2 數(shù)控編程的方法15</p><p>　　3.3數(shù)控車床的基本構(gòu)成15<

27、;/p><p>　　3.4數(shù)控機床坐標(biāo)系16</p><p>　　3.5 數(shù)控編程格式及內(nèi)容17</p><p>　　3.6 F、S、T功能18</p><p>　　第4章 階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究20</p><p>　　4.1 軸的加工車削過程研究20</p><p>　

28、　1.引入零件及進(jìn)入加工模塊21</p><p>　　2.零件定義操作22</p><p>　　3.機床的設(shè)置23</p><p>　　4.定義坐標(biāo)系24</p><p>　　5.設(shè)置換刀點25</p><p>　　6.定義加工零件及毛坯零件25</p><p>　　7.階梯軸的粗車

29、加工25</p><p>　　8.階梯軸的精車加工30</p><p>　　9.階梯軸的切槽加工32</p><p>　　10.切端面加工34</p><p>　　11.重新定義坐標(biāo)系36</p><p>　　12.對階梯軸的另一端加工37</p><p>　　4.2 印章的加工車削

30、過程研究38</p><p>　　1.印章的粗車加工38</p><p>　　2.印章的溝槽加工41</p><p>　　3.印章的精車加工43</p><p>　　第5章 VERICUT數(shù)控模擬仿真操作研究45</p><p>　　5.1 NC程序的生成45</p><p>　　5

31、.2 設(shè)置仿真環(huán)境47</p><p>　　5.3 加工仿真的驗證50</p><p>　　第6章 總結(jié)與展望53</p><p><b>　　6.1 總結(jié)53</b></p><p><b>　　6.2 展望54</b></p><p><b>　　致

32、謝55</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)56</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計小結(jié)57</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的意義</p><p>　　隨著電子技

33、術(shù)尤其是計算機技術(shù)的發(fā)展，以計算機為主要工具的仿真技術(shù)在近十年得到了飛速的發(fā)展。數(shù)控機床加工零件是靠數(shù)控程序控制完成的，當(dāng)前數(shù)控編程技術(shù)在曲面建模、軌跡規(guī)劃、刀位計算等方面有了很大的進(jìn)步，但仍不能確保NC程序的完全正確可靠。NC程序的檢校方法有多種，方法之一是在數(shù)控加工之前讓數(shù)控機床空運行，空運行只能對機床運動是否正確及有無干涉碰撞做粗略的估計；方法之二是試切法即通過試切木質(zhì)或塑料工件檢查其正確性，顯然這一過程周期長、成本高、效率低。為

34、此，尋找一種能夠快速、安全、有效地驗證NC程序正確性的方法,就成了急待解決的問題。因此，研究一種基于NC代碼的數(shù)控仿真系統(tǒng)的將具有重要的意義。</p><p><b>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p>　　在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實

35、現(xiàn)，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在 智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、 調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控 制的群控加工?？v觀目前我國的數(shù)控市場，我國數(shù)控產(chǎn)品在性能、外觀、

36、可靠性方面與國外產(chǎn)品有一定差距，特別是國外企業(yè)有雄厚的資金，加上外國企業(yè)為占領(lǐng)中國市場，對我國能夠生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)壓價銷售，而對我國未能生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，不僅高價而且附加許多限制。</p><p>　　當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)所需要的功能將不只是高的性能（高速、高精度、高可靠性），而且還包括許多智能功能，如加工運動規(guī)劃、推理、決策能力以及加工環(huán)境的感知能力、制造網(wǎng)絡(luò)通信能力（包括與人的交互）、智能 編程、智能數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)控等。

37、加工過程中采用開放式通用型實時動 態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技 術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、 動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。</p><p>　　高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場 競爭能力。制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國

38、際數(shù)控加工技術(shù)接軌的發(fā)展道路是當(dāng)務(wù)之急。</p><p>　　1.3 論文的章節(jié)安排</p><p>　　根據(jù)論文選題的要求，作者在近三個月的論文階段，基于CATIA軟件</p><p>　　平臺，在導(dǎo)師的認(rèn)真指導(dǎo)下完成了大量的工作，對計算機輔助數(shù)控加工進(jìn)行</p><p>　　了深入的研究，在此基礎(chǔ)上并對階梯軸車削加工進(jìn)行仿真模擬加工。這些

39、</p><p>　　內(nèi)容在論文中都得到了充分的反映，論文內(nèi)容的章節(jié)安排如下：</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　使用軟件介紹（CATIA、VERICUT）</p><p>　　數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的研究</p><p>　　階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究</

40、p><p><b>　　總結(jié)與展望</b></p><p>　　第2章 使用軟件介紹（CATIA、VERICUT）</p><p>　　2.1 CATIA概述</p><p>　　CATIA是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計他們未來的產(chǎn)品，并支持從項目前階

41、段、具體的設(shè)計、分析、模擬、組裝到維護在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計流程。</p><p>　　模塊化的CATIA系列產(chǎn)品旨在滿足客戶在產(chǎn)品開發(fā)活動中的需要，包括風(fēng)格和外型設(shè)計、機械設(shè)計、設(shè)備與系統(tǒng)工程、管理數(shù)字樣機、機械加工、分析和模擬。CATIA產(chǎn)品基于開放式可擴展的V5架構(gòu)。</p><p>　　通過使企業(yè)能夠重用產(chǎn)品設(shè)計知識，縮短開發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對市場的需求的反應(yīng)。自199

42、9年以來，市場上廣泛采用它的數(shù)字樣機流程，從而使之成為世界上最常用的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)。</p><p>　　CATIA系列產(chǎn)品已經(jīng)在七大領(lǐng)域里成為首要的3D設(shè)計和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計、電力與電子、消費品和通用機械制造。</p><p>　　2.2 CATIA先進(jìn)的混合建模技術(shù)</p><p>　　設(shè)計對象的混合建模：在CATIA的設(shè)計環(huán)境中，

43、無論是實體還是曲面，做到了真正的互操作；</p><p>　　變量和參數(shù)化混合建模：在設(shè)計時，設(shè)計者不必考慮如何參數(shù)化設(shè)計目標(biāo)，CATIA提供了變量驅(qū)動及后參數(shù)化能力。</p><p>　　幾何和智能工程混合建模：對于一個企業(yè)，可以將企業(yè)多年的經(jīng)驗積累到CATIA的知識庫中，用于指導(dǎo)本企業(yè)新手，或指導(dǎo)新車型的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。</p><p>　　CA

44、TIA具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)的方便的修改能力，尤其是后期修改性</p><p>　　無論是實體建模還是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，用戶可方便快捷的對產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)修改，即使是在設(shè)計的最后階段需要做重大的修改，或者是對原有方案的更新?lián)Q代，對于CATIA來說，都是非常容易的事。</p><p>　　CATIA所有模塊具有全相關(guān)性</p><p>　　CAT

45、IA的各個模塊基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，因此CATIA的各個模塊存在著真正的全相關(guān)性，三維模型的修改，能完全體現(xiàn)在二維，以及有限元分析，模具和數(shù)控加工的程序中。</p><p>　　并行工程的設(shè)計環(huán)境使得設(shè)計周期大大縮短</p><p>　　CATIA 提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設(shè)計模式已不再是新鮮的概念，總體設(shè)計部門只要將基本的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)放出去，各分系統(tǒng)的人員便可開

46、始工作，既可協(xié)同工作，又不互相牽連；由于模型之間的互相聯(lián)結(jié)性，使得上游設(shè)計結(jié)果可做為下游的參考，同時，上游對設(shè)計的修改能直接影響到下游工作的刷新。實現(xiàn)真正的并行工程設(shè)計環(huán)境。</p><p>　　CATIA覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個過程</p><p>　　CATIA 提供了完備的設(shè)計能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手

47、段，從單個零件的設(shè)計到最終電子樣機的建立；同時，作為一個完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機械設(shè)計，工程分析及仿真，數(shù)控加工和CATweb網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對汽車、摩托車業(yè)的專用模塊,使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達(dá)到縮短設(shè)計生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費用的目的。</p><p>　　2.3 CATIA的歷史</p&g

48、t;<p>　　CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的縮寫。 是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM 一體化軟件。在70年代Dassault Aviation 成為了第一個用戶，CATIA 也應(yīng)運而生。從1982年到1988年，CATIA 相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強大的4版本，現(xiàn)在的CATIA 軟件分

49、為V4版本和 V5版本兩個系列。V4版本應(yīng)用于UNIX 平臺，V5版本應(yīng)用于UNIX和Windows 兩種平臺。V5版本的開發(fā)開始于1994年。為了使軟件能夠易學(xué)易用，Dassault System 于94年開始重新開發(fā)全新的CATIA V5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM 軟件的一種全新風(fēng)格。 </p><p>　　CATIA是法國Dassault System公

50、司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子\電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機、火箭發(fā)動機到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世

51、界上有超過13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機公司使用CATIA完成了整個波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。 </p><p

52、>　　CATIA V5版本是IBM和達(dá)索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過程中不斷探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產(chǎn)品整個開發(fā)過程的工作環(huán)境。在這個環(huán)境中，可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個開發(fā)過程包括概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中的使用和維護。CATIA

53、V5版本具有： </p><p>　　1.重新構(gòu)造的新一代體系結(jié)構(gòu) </p><p>　　為確保CATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展，CATIA V5新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng) </p><p>　　企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。 </p><p>　　2.支持不同應(yīng)用層次的可擴充性 </

54、p><p>　　CATIA V5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個專業(yè)成員配置最 </p><p>　　合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司的需要。 </p><p>　　3.與NT和UNIX硬件平臺的獨立性 </p><p>　　CATIA V5是在Windows N

55、T平臺和UNIX平臺上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、 </p><p>　　版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。CATIA V5在Windows平臺的應(yīng)用可使設(shè)計師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而 </p><p>　　UNIX平臺上NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺上高效地處理復(fù)雜的工作。 </p><p>　　4.專用知識

56、的捕捉和重復(fù)使用 </p><p>　　CATIA V5結(jié)合了顯式知識規(guī)則的優(yōu)點，可在設(shè)計過程中交互式捕捉設(shè)計意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的 </p><p>　　經(jīng)驗知識變成了顯式的專用知識，提高了設(shè)計的自動化程度，降低了設(shè)計錯誤的風(fēng)險。 </p><p>　　5.給現(xiàn)存客戶平穩(wěn)升級 </p><p>　　CATIA V4和V5具有兼容

57、性，兩個系統(tǒng)可并行使用。對于現(xiàn)有的CATIA V4用戶，V5年引領(lǐng)他們邁向NT世界。對于新的 </p><p>　　CATIA V5客戶，可充分利用CATIA V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　2.4 CATIA的主要應(yīng)用領(lǐng)域</p><p><b>　　航空航天： </b></p><

58、;p>　　CATIA 源于航空航天工業(yè)，是業(yè)界無可爭辯的領(lǐng)袖。以其精確安全，可靠性滿足商業(yè)、防御和航空航天領(lǐng)域各種應(yīng)用的需要。 </p><p><b>　　汽車工業(yè)： </b></p><p>　　CATIA是汽車工業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn)，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。CATIA 在造型風(fēng)格、車身及引擎設(shè)計等方面具有獨特的長處，為各種車輛的設(shè)計和制造提

59、供了端對端（end to end ）的解決方案。CATIA 涉及產(chǎn)品、加工和人三個關(guān)鍵領(lǐng)域。CATIA 的可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產(chǎn)品上市時間。 </p><p><b>　　造船工業(yè)： </b></p><p>　　CATIA 為造船工業(yè)提供了優(yōu)秀的解決方案，包括專門的船體產(chǎn)品和船載設(shè)備、機械解決方案。船體設(shè)計解決方案已被應(yīng)用于眾多船舶制造企業(yè)，涉及所有類型

60、船舶的零件設(shè)計、制造、裝配。船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計與定義是基于三維參數(shù)化模型的。參數(shù)化管理零件之間的相關(guān)性，相關(guān)零件的更改，可以影響船體的外型。船體設(shè)計解決方案與其他CATIA 產(chǎn)品是完全集成的。 </p><p>　　中國廣州的文沖船廠也對CATIA 進(jìn)行了成功地應(yīng)用。使用CATIA 進(jìn)行三維設(shè)計，取代了傳統(tǒng)的二維設(shè)計。 </p><p><b>　　廠房設(shè)計： </b>&

61、lt;/p><p>　　在豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，IBM 和Dassault - Systems 為造船業(yè)、發(fā)電廠、加工廠和工程建筑公司開發(fā)了新一代的解決方案。包括管道、裝備、結(jié)構(gòu)和自動化文檔。CCPlant 是這些行業(yè)中的第一個面向?qū)ο蟮闹R工程技術(shù)的系統(tǒng)。 </p><p>　　CCPlant 已被成功應(yīng)用于Chrysler 及其擴展企業(yè)。使用CCPlant 和Deneb 仿真對正在建設(shè)中的To

62、ledo 吉普工廠設(shè)計進(jìn)行了修改。費用的節(jié)省已經(jīng)很明顯地體現(xiàn)出來。并且對將來企業(yè)的運作有著深遠(yuǎn)的影響。 </p><p><b>　　加工和裝配： </b></p><p>　　一個產(chǎn)品僅有設(shè)計是不夠的，還必須制造出來。CATIA 擅長為棱柱和工具零件作2D/3D關(guān)聯(lián)，分析和NC ；CATIA 規(guī)程驅(qū)動的混合建模方案保證高速生產(chǎn)和組裝精密產(chǎn)品，如機床，醫(yī)療器械、膠印機

63、鐘表及工廠設(shè)備等均能作到一次成功。 </p><p><b>　　消費品： </b></p><p>　　全球有各種規(guī)模的消費品公司信賴CATIA，其中部分原因是CATIA設(shè)計的產(chǎn)品的風(fēng)格新穎，而且具有建模工具和高質(zhì)量的渲染工具。CATIA已用于設(shè)計和制造如下多種產(chǎn)品：餐具、計算機、廚房設(shè)備、電視和收音機以及庭院設(shè)備。 </p><p>　　另

64、外，為了驗證一種新的概念在美觀和風(fēng)格選擇上達(dá)到一致，CATIA 可以從數(shù)字化定義的產(chǎn)品，生成具有真實效果的渲染照片。在真實產(chǎn)品生成之前，即可促進(jìn)產(chǎn)品的銷售。</p><p>　　2.5 VERICUT軟件簡介</p><p>　　VERICUT軟件是美國CGTECH公司開發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，由NC程序驗證模塊、機床運動仿真模塊、優(yōu)化路徑模塊、多軸模塊、高級機床特征模塊、實體比較模塊和CA

65、D/CAM接口等模塊組成，可仿真數(shù)控車床、銑床、加工中心、線切割機床和多軸機床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過程，也能進(jìn)行NC程序優(yōu)化，縮短加工時間、延長刀具壽命、改進(jìn)表面質(zhì)量，檢查過切、欠切，防止機床碰撞、超行程等錯誤;具有真實的三維實體顯示效果，可以對切削模型進(jìn)行尺寸測量，并能保存切削模型供檢驗、后續(xù)工序切削加工;具有CAD/CAM接口，能實現(xiàn)與UG. CATIA及MasterCAM等軟件的嵌套運行。VERICUT軟件目前已廣泛應(yīng)用于航空

66、航天、汽車、模具制造等行業(yè)，其最大特點是可仿真各種CNC系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真CAD/CAM后置處理的NC程序，其整個仿真過程包含程序驗證、分析、機床仿真、優(yōu)化和模型輸出等</p><p>　　世界最強的數(shù)控模擬仿真，VERICUT是全世界NC驗證軟體的領(lǐng)導(dǎo)者；CGTech Vericut 6.0支援用戶利用專案結(jié)構(gòu)樹，瀏覽、配置多個機床設(shè)置，每個機床設(shè)置有自己單獨的機床結(jié)構(gòu)、夾具、刀具、控制系統(tǒng)和仿真

67、設(shè)定。切削毛坯可以從一個機床任務(wù)移到另一個機床任務(wù)，同時能夠自動定位。一旦用戶選定了機床配置，毛坯、夾具和設(shè)計模型，這些資訊就和機床捆綁在一起了，接下來就可以類比整個加工過程。</p><p>　　第3章 數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)的研究</p><p><b>　　3.1 基本概念</b></p><p><b>　　數(shù)控編程：</b&

68、gt;</p><p>　　在數(shù)控機床上加工零件，首先要進(jìn)行程序編制，將零件的加工順序、工件與刀具相對運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進(jìn)給運動速度、切削深度等）以及輔助操作等加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定的格式編寫成加工程序單，并將程序單的信息通過控制介質(zhì)輸入到數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機床進(jìn)行自動加工。</p><p><b>　　脈沖當(dāng)量：</

69、b></p><p>　　單位脈沖作用下進(jìn)給軸移動的距離。決定數(shù)控系統(tǒng)的精度，可由運動控制指令（自動）、按鍵觸發(fā)或手搖脈沖發(fā)生器（手動操作）。</p><p><b>　　主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　切削是主軸轉(zhuǎn)動的角度。</p><p><b>　　進(jìn)給速度：</b></p

70、><p>　　正常切削時刀具行進(jìn)的線速度。</p><p><b>　　接近速度：</b></p><p>　　從安全高度切入工件前的刀具行進(jìn)的線速度，又稱進(jìn)刀速度。</p><p><b>　　退刀速度：</b></p><p>　　刀具離開工件回到安全高度時刀具行進(jìn)的線速度，

71、在安全高度以上刀具行進(jìn)的線速度為機床的G00。</p><p><b>　　安全高度：</b></p><p>　　保證在此高度上可以快速走刀不發(fā)生干涉的高度，應(yīng)高于零件的最大高度。</p><p><b>　　起止高度：</b></p><p>　　刀具退刀時刀具的初始高度，其大于安全高度。<

72、;/p><p>　　3.2 數(shù)控編程的方法</p><p>　　數(shù)控編程分為手工編程和自動編程。</p><p>　　手工編程就是整個程序的編制過程由人工完成。手工編程通常用于簡單零件，但對于一些復(fù)雜的零件，編程工作量十分巨大，計算繁瑣，花費時間長，而且非常容易出錯。</p><p>　　自動編程是指編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，按照某個自動編

73、程系統(tǒng)的規(guī)定，編寫一個零件源程序，輸入編程計算機，再由計算機自動進(jìn)行程序編制，并打印程序清單和制備控制介質(zhì)。自動編程既可以減輕勞動強度，縮短編程時間，又可減少差錯，使編程工作簡便。</p><p>　　綜上所述，對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件和點位加工，所需的加工程序不多，計算也較簡單，出錯的機會較少，這時用手工編程還是經(jīng)濟省時的，因此，至今仍廣泛地應(yīng)用手工編程方法來編制這類零件的加工程序。但是對于復(fù)雜曲面零件；幾何

74、元素并不復(fù)雜，但程序量很大的零件（如一個零件上有數(shù)千個孔）；以及銑削輪廓時．?dāng)?shù)控裝置不具備刀具半徑自動偏移功能，而只能按刀具中心軌跡進(jìn)行編程等情況。由于計算相當(dāng)繁瑣及程聲量大，手工編程就很難勝任，即使能夠編出來，也耗時長，效率低，易出錯。據(jù)國外統(tǒng)計，用手工編程時，一個零件的編程時間與在機床上實際加工時間之比，平均約為30：1。數(shù)控機床不能開動的原因中有20～30％是由于加工程序不能及時編制出來而造成的，因此，必須要求編程自動化。<

75、/p><p>　　3.3數(shù)控車床的基本構(gòu)成</p><p>　　數(shù)控車床由五部分組成：主機、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助裝置、機外編程器等。</p><p>　　車床主機是指其機械部件，主要包括床身、主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給傳動機構(gòu)等。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控車床的控制核心。驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控車床的動力部分，主要實現(xiàn)主運動和進(jìn)給運動。在數(shù)控車床中，驅(qū)動系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)，由伺服驅(qū)動電路和驅(qū)

76、動裝置兩大部分組成。伺服驅(qū)動電路接收指令，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)處理，推動驅(qū)動裝置運動。驅(qū)動裝置主要由主軸電機、進(jìn)給系統(tǒng)的步進(jìn)電機或交直流伺服電機等組成。</p><p>　　3.4數(shù)控機床坐標(biāo)系</p><p>　　規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)軸和運動方向，是為了準(zhǔn)確地描述機床運動，簡化程序的編制，并使所編程序具有互換性。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織目前已經(jīng)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，我國也頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)（JB3051-82），對

77、數(shù)控機床的坐標(biāo)和運動方向作了明文規(guī)定。</p><p>　　（1）數(shù)控銑床坐標(biāo)系建立的原則</p><p>　　1）刀具相對于靜止的工件而運動的原則。</p><p>　　2）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系是一個右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。在圖3-1中，大拇指的方向為X軸的正方向，食指為Y軸的正方向，中指為Z軸正方向。</p><p>　　圖3-1 右手笛卡爾直角坐標(biāo)

78、系</p><p>　?。?）數(shù)控銑床的坐標(biāo)系</p><p>　　1）機床坐標(biāo)系和機床原點</p><p>　　機床坐標(biāo)系是機床上固有的坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)系的原點也稱為機床原點或機床零點，在機床經(jīng)過設(shè)計制造和調(diào)整后這個原點便被確定下來，它是固定的點。</p><p>　　在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定平行于機床主軸（傳遞切削力）的刀具運動坐標(biāo)軸為Z軸，取刀具

79、遠(yuǎn)離工件的方向為正方向。如果機床有多個主軸時，則選一個垂直于工件裝夾面的主軸為Z軸。X軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。對于刀具作旋轉(zhuǎn)運動的機床（如銑床、鏜床），當(dāng)Z軸為水平時，沿刀具主軸后端向工件方向看，向右的方向為X的正方向；如Z軸是垂直的，則從主軸向立柱看時，對于單立柱機床，X軸的正方向指向右邊。上述正方向都是刀具相對工件運動而言。在確定了X、Z軸的正方向后，可按右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定Y軸的正方向，即在Z－X平面內(nèi)

80、，從+Z轉(zhuǎn)到+X時，右螺旋應(yīng)沿+Y方向前進(jìn)。</p><p><b>　　2）工件坐標(biāo)系</b></p><p>　　工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點為原點稱編程原點或工件原點。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐標(biāo)系所取代。</p><p>　　工件坐標(biāo)系的原點選擇要盡量滿足編程簡單、尺寸換算少、引

81、起的加工誤差小等條件，一般情況下以坐標(biāo)式尺寸標(biāo)注的零件，編程原點應(yīng)選在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)點；對稱零件或以同心圓為主的零件，編程原點應(yīng)選在對稱中心線或圓心上；Z軸的程序原點通常選在工件的上表面。</p><p>　　3.5 數(shù)控編程格式及內(nèi)容</p><p>　　國際上已形成了兩個通用標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會（EIA）標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB3051-82《

82、數(shù)字控制機床坐標(biāo)和運動方向的命名》等國標(biāo)。由于生產(chǎn)廠家使用標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此需參照機床編程手冊。</p><p>　　一個完整的數(shù)控程序是由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。</p><p><b>　　例如：</b></p><p><b>　　％</b></p>&l

83、t;p>　　Ｏ0029；………………………………………………………… 程序號</p><p>　　N10 G15 G17 G21 G40 G49 G80； </p><p>　　N20 G91 G28 Z0； </p><p>　　N30 T1 M6； 程序內(nèi)

84、容</p><p>　　N40 G90 G54 S500 M03；</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　N100 M30；……………………………………

85、…………………程序結(jié)束</p><p><b>　　(1) 程序號</b></p><p>　　程序號是一個程序必需的標(biāo)識符。它是由地址符后帶若干位數(shù)字組成。地址符常見的有：“%”、“O”、“P”等。日本FANUC系統(tǒng)為“O”。后面所帶的數(shù)字一般為4～8位。如：O2000</p><p><b>　　(2) 程序體</b>

86、</p><p>　　它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成，程序段以“；”為結(jié)束符。</p><p><b>　　(3)程序結(jié)束</b></p><p>　　它是以程序結(jié)束指令M02或M30，結(jié)束整個程序的運行。</p><p>　　3.6 F、S、T功能&

87、lt;/p><p><b>　　1、進(jìn)給速度F</b></p><p>　　F指令用于控制刀具的進(jìn)給功能。F的單位取決于G94(每分鐘進(jìn)給量mm/min)或G95(每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r)。進(jìn)給功能有兩種：</p><p><b>　　（1）快速移動</b></p><p>　　當(dāng)指定定位指令G00時，刀具

88、以CNC設(shè)置的快速移動速度移動，與F無關(guān)。</p><p><b>　　（2）切削速度</b></p><p>　　刀具以程序中編制的切削進(jìn)給速度F移動。F可通過下面公式(3-1)求得：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　其中，F(xiàn)z：每齒進(jìn)給量</p>

89、<p><b>　　Z：齒數(shù)</b></p><p><b>　　N：主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　F指令是模態(tài)指令。當(dāng)工作在G01、G02或G03方式下時，F(xiàn)將一直有效直到被新的F值所取代。借助操作面板上的倍率開關(guān)，F(xiàn)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行倍率調(diào)節(jié)。而當(dāng)執(zhí)行攻絲循環(huán)G84、螺紋切削G33時倍率開關(guān)失效，進(jìn)給倍率固定在100%。&

90、lt;/p><p><b>　　2、主軸功能S</b></p><p>　　主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速。是由地址碼S和在其后面的若干數(shù)字組成，單位為轉(zhuǎn)/每分鐘(r/min)；S是模態(tài)指令，S功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時有效。主軸轉(zhuǎn)速N可通過下面公式(3-2)求得：</p><p>　　N=1000v/πd (3-

91、2) </p><p>　　其中，v：切削速度，單位mm/min。</p><p>　　d：刀具或工件直徑，單位mm。</p><p>　?。?）恒線速度控制（G96）</p><p>　　當(dāng)數(shù)控機床的主軸為伺服主軸時，可以通過指令G96來設(shè)定恒線速度控制。系統(tǒng)執(zhí)行G96指令后，便認(rèn)為用S指定的數(shù)值表示切削速度。例如G96 S200，

92、表示切削速度為200m/min。</p><p>　?。?）主軸轉(zhuǎn)速控制（G97）</p><p>　　G97是取消恒線速度控制指令。編程G97后，S指定的數(shù)值表示主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速。例如G97 S1200，表示主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min。</p><p><b>　　3、刀具功能T</b></p><p>　　T代碼用

93、于選擇刀具，其后的數(shù)值表示選擇的刀具號。T代碼與刀具的關(guān)系是由機床制造廠規(guī)定的。在加工中心上執(zhí)行T指令時，刀庫首先轉(zhuǎn)動，選擇所需的刀具，然后等待直到M06指令作用時自動完成換刀。T指令同時調(diào)入刀補寄存器中的刀補值（刀具半徑補長和刀具長度補償）。T指令為非模態(tài)指令，但被調(diào)用的刀補值一直有效到再次換刀調(diào)入新的刀補值。</p><p>　　第4章 階梯軸車削加工及數(shù)控車削機床仿真的研究</p><p

94、>　　本論文根據(jù)對軸和印章的加工來實現(xiàn)對階梯軸加工方法的研究，兩零件模型如下圖4-1及4-2所示。本文針對階梯軸加工的工藝特點，進(jìn)行合理的加工方法的選擇、刀具路徑的優(yōu)化、幾何參數(shù)和刀具參數(shù)的選擇，提高加工精度和切削效率，降低加工成本，以滿足階梯軸這一類型的結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品的加工需要。</p><p><b>　　圖4-1 階梯軸</b></p><p><b&g

95、t;　　圖4-2 印章</b></p><p>　　4.1 軸的加工車削過程研究</p><p>　　本小節(jié)主要講述了對階梯軸加工的完整操作流程，對加工步驟作出詳細(xì)介紹。</p><p>　　1.引入零件及進(jìn)入加工模塊</p><p>　　打開已經(jīng)建立好的工件零件模型（圖4-3）。</p><p>　　圖4

96、-3 打開零件模型</p><p>　　零件草圖如圖4-4?？傞L150mm，從左至右軸的徑分別是R12.5，R25，R20，R12.5。</p><p>　　圖4-4 階梯軸草圖</p><p>　　所以該工件的加工方式為車削，有粗車，精車，切槽，切削端面等加工工藝。</p><p>　　點擊“開始”，在“加工”欄選擇Lathe machin

97、ing如圖 4-5所示。</p><p>　　圖4-5 選擇車削加工模塊</p><p><b>　　2.零件定義操作</b></p><p>　　在特征樹中雙擊“Part Operation”，系統(tǒng)彈出如圖4-6所示“Part Operation”對話框。</p><p>　　圖4-6 Part Operation界面

98、</p><p>　　對話框中各按鈕的說明如下。</p><p>　　按鈕：用于選擇數(shù)控機床和設(shè)置機床參數(shù)。</p><p>　　按鈕：設(shè)定加工坐標(biāo)系。</p><p>　　按鈕：加入一個裝配模型文件或一個加工目標(biāo)模型文件。</p><p>　　按鈕：選擇目標(biāo)加工文件。</p><p>　　按鈕

99、：選擇毛坯零件。</p><p><b>　　按鈕：選擇夾具。</b></p><p>　　按鈕：設(shè)定安全平面。</p><p>　　按鈕：選定5個平面定義一個整體的阻礙體。</p><p>　　按鈕：選定一個平面作為零件整體移動平面。</p><p>　　按鈕：選定一個平面作為零件整體旋轉(zhuǎn)平面。

100、</p><p>　　選取已經(jīng)建立的零件模型和毛坯，如圖4-7</p><p>　　圖4-7 零件毛坯選擇完成</p><p><b>　　3.機床的設(shè)置</b></p><p>　　單擊“Part Operation”對話框中的按鈕，彈出對話框如圖4-8所示</p><p><b>　

101、　圖4-8 選擇機床</b></p><p>　　單擊其中的Horizontal Lathe Machine按鈕，保持系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，然后確認(rèn)，完成機床設(shè)置。</p><p><b>　　4.定義坐標(biāo)系</b></p><p>　　單擊定義坐標(biāo)系，將坐標(biāo)系原點放在軸線的一端（先加工R25，R20，R12.5mm這一端）并改名“xoy”

102、。如圖4-9。</p><p>　　圖4-9 設(shè)置坐標(biāo)系</p><p><b>　　5.設(shè)置換刀點</b></p><p>　　在“Part Operation”里選擇Position。更改“Tool Change Point”下的坐標(biāo)。</p><p><b>　　如圖4-10</b></

103、p><p>　　圖4-10 設(shè)置換刀點</p><p>　　6.定義加工零件及毛坯零件</p><p>　　首先單擊圖標(biāo)，選擇已做好的工件。在空白處雙擊鼠標(biāo)結(jié)束定義。</p><p>　　然后單擊插入→幾何體。選擇草圖畫出一個比工件輪廓大的長方形，使用旋轉(zhuǎn)命令做出所需毛坯，命名為“rough”。之后單擊圖標(biāo)，選擇剛做好的毛坯，在空白處雙擊鼠標(biāo)結(jié)束

104、定義。</p><p>　　7.階梯軸的粗車加工</p><p>　　將階梯軸分為左右兩部分分別加工，先對離坐標(biāo)系遠(yuǎn)的部分加工。</p><p>　　選擇 插入→Machining Operations→Rough Turning，然后進(jìn)入Rough Turning1界面，如圖4-11。</p><p>　　圖4-11 粗車界面</p&

105、gt;<p>　　圖4-11對話框中部分選項卡說明如下：</p><p>　　：刀具路徑參數(shù)選項卡。</p><p><b>　?。簬缀螀?shù)選項卡。</b></p><p><b>　?。旱毒邊?shù)選項卡。</b></p><p><b>　?。哼M(jìn)給率選項卡。</b>

106、;</p><p>　?。哼M(jìn)刀/退刀路徑選項卡。</p><p><b>　　刀具路徑參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　單擊圖標(biāo)進(jìn)行刀具路徑參數(shù)設(shè)置，Roughing mode（粗加工模式）選擇Longitudinal（縱向的），Orientation（方向）選擇External（外部），Location選擇Front。如圖4-12。<

107、;/p><p>　　圖4-12 刀具路徑參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　幾何參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　單擊圖標(biāo)進(jìn)行幾何參數(shù)設(shè)置，Part offset（工件切削余量）設(shè)置為0.5mm。毛坯和零件輪廓選擇如圖4-13。</p><p>　　圖4-13 幾何參數(shù)設(shè)置</p><p>&l

108、t;b>　　刀具參數(shù)設(shè)置</b></p><p>　　單擊圖標(biāo)進(jìn)行刀具參數(shù)設(shè)置，刀具為T1 External Insert-Holder，默認(rèn)參數(shù)，如圖4-14。菱形刀片為Diamond Insert r 0.5，默認(rèn)參數(shù)，如圖4-15。</p><p>　　圖4-14 刀具參數(shù) 圖4-15 刀片參數(shù)</p><p><b>　　

109、進(jìn)給率設(shè)置</b></p><p>　　在Spindle Speed下將Automatic compute from tooling Feeds and Speeds前的對勾去掉，Machining改為600turn_mn，如圖4-16。</p><p>　　4-16 進(jìn)給率設(shè)置</p><p><b>　　進(jìn)行仿真模擬加工</b>

110、</p><p>　　單擊右下角圖標(biāo)，進(jìn)入仿真界面，顯示刀軌如圖4-17。</p><p>　　圖4-17 粗車刀軌</p><p>　　仿真完成后對工件進(jìn)行檢驗，檢查是否有過切和是否留有余量。如圖4-18。</p><p>　　圖4-18 粗車余量分析</p><p>　　8.階梯軸的精車加工</p>

111、<p>　　單擊插入→Machining Operations→Profile Finish Turning</p><p><b>　　刀具路徑參數(shù)</b></p><p>　　刀具路徑定義與粗車定義一致，Orientation選擇External，Location選擇Front。如圖4-19</p><p>　　圖4-19 刀路參

112、數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　幾何參數(shù)</b></p><p>　　幾何參數(shù)選擇階梯軸的輪廓（如圖4-20），所有余量均為零。</p><p>　　圖4-20 幾何參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　刀具參數(shù)</b></p><p>　　刀具與粗車刀具一致，為T1 E

113、xternal Insert-Holder。</p><p><b>　　進(jìn)給率</b></p><p>　　參數(shù)不變，只將Quality改為Finish即可。</p><p><b>　　仿真加工模擬</b></p><p>　　同樣步驟對精車進(jìn)行仿真模擬，刀軌如圖4-21。因為定義沒有留余量，所

114、以軸表面大部分為沒有余量的綠色，并且沒有過切，符合要求。如圖4-22。</p><p><b>　　4-21 精車刀路</b></p><p>　　圖4-22 精車余量分析</p><p>　　9.階梯軸的切槽加工</p><p>　　單擊插入→Machining→Groove Turning,</p>&

115、lt;p>　　先在R20和R12.5的軸上切槽，兩個槽寬和深一致，所以只有幾何參數(shù)選取不同，其余設(shè)置相同。</p><p><b>　　刀具路徑參數(shù)</b></p><p>　　Orientation選擇External，Machining direction選擇To head stock。</p><p><b>　　幾何參數(shù)

116、</b></p><p>　　兩個槽的幾何參數(shù)分別為圖4-23的①、②。</p><p>　?、佗?lt;/p><p>　　圖4-23 切槽幾何參數(shù)</p><p><b>　　刀具參數(shù)</b></p><p>　　刀具為T2 External Groove Inser

117、t-Holder（切槽刀），刀具（圖4-24）參數(shù)為默認(rèn)，刀片參數(shù)默認(rèn)。</p><p><b>　　圖4-24 切槽刀</b></p><p><b>　　進(jìn)給率</b></p><p><b>　　使用默認(rèn)進(jìn)給率。</b></p><p><b>　　仿真加工模擬