階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

一、題目    階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

二、研究主要內容

本課題來源于《飛機結構件高效數控加工系統研究》項目，研究內容和研究方法上的要求是針階梯軸車削加工的特點，進行刀路規劃，合理地劃分加工區域、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。

三、主要技術指標

1．完成指定翻譯文獻；

2．完成階梯軸車削粗加工程編；

3．完成階梯軸車削精加工的程編；

4. 完成階梯軸車削加工虛擬仿真加工及生成NC指令；

四、進度和要求

要求學生畢業設計從第1周開始至第17周結束；主要的工作量及進度要求如下：

第一階段：（共計5周）

1．第一周及第二周，翻譯并完成教師指定的英文文獻翻譯；

2．第三周，熟悉階梯軸車削加工工藝及工藝模型處理；

3. 第四周，去工廠現場參觀調研；

4．第五周，熟悉及掌握CAD\CAM軟件相關的階梯軸車削加工方法；

第二階段：（共計5周）

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；

2. 第八周，完成階梯軸車削的粗加工編程；

3. 第九周，完成階梯軸車削精加工編程；

3. 第十周，完成仿真加工及數控加工代碼生成；

第三階段：（共計5周）

1 .第十一周，檢測階梯軸車削加工程序的通用性；

2．第十二周，檢測階梯軸車削加工刀路工藝規劃的合理性；

3．第十三周，進行刀路優化、過切檢查;

4. 第十四及第十五周，生成通用的數控指令(G代碼和M代碼)；

    5. 第十六周及第十七周，撰寫論文及評閱;

五、主要參考書及參考資料

[1]謝龍漢等. CATIAV5數控加工[M].北京：清華大學出版社，2005年4月.

[2] 謝龍漢等.CATIAV5機械設計[M].北京：清華大學出版社，2005年4月.

[3] 謝龍漢等.CATIAV5機械設計應用實例[M].北京：清華大學出版社，2005年4月.

[4] 謝龍漢等.CATIAV5逆向造型設計[M].北京：清華大學出版社，2005年4月.

[5] 謝龍漢等.CATIAV5自由曲面造型[M].北京：清華大學出版社，2005年4月.

[6]謝龍漢等.CATIAV5數控加工實例[M].北京：清華大學出版社，2005年4 月.

     [7] 卜昆等.計算機輔助制造[M].北京：：機械工業出版社，2006.

階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

摘 要

虛擬數控加工技術是虛擬制造領域重要的研究方向，其中機床的三維建模是基礎，通過對加工過程的仿真數控加工，可以在計算機上完成對數控程序的檢驗，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，能有效降低產品制造成本，提高產品質量。本文利用CATIA V5進行車床各部件及夾具、刀具、和工件模型的建立，并結合VERICUT軟件讀取數控代碼的字符和字—地址格式特點，對所使用的數控程序代碼進行了適當的轉換，最后使用VERICUT軟件進行數控仿真加工。詳細討論了車床模型建立和數控仿真加工等過程中遇到的問題及解決方法。

CATIA如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 領域內的領導地位，已得到世界范圍內的承認，廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子\電器、消費品行業，它的集成解決方案覆蓋所有的產品設計與制造領域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術更是推動著企業競爭力和生產力的提高。

本文的主要內容包括：

項目背景介紹，課題研究的意義。

對CATIA  V5進行了系統的介紹及研究

主要介紹利用VERICUT 7.0進行數控仿真加工，并對仿真過程進行分析，解決仿真中出現的問題。

關鍵詞：車削，數控仿真，CATIA V5，VERICUT 7.0

階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

ABSTRACT

    Virtual NC machining technology is an important research 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 encountered 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 components and fixture、cutting tool and workpiece model,And then,converting the numerical code based on the VERICUT software completed the lathe assembly and the numerical control turning processing simulation.The paper discussed the problems and solving methods in establishing a lathe model and the NC turning processing simulation process.

    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 manufacturing, 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 technology is to promote the competitiveness of enterprises and increased productivity.

The main contents include:

Introducing the project background,the meaning of researching the NC machining simulation.

Introducing and researching for CATIA V5

VERICUT 7.0 were mainly introduced,include the lathe assembly and CNC lathe machining simulation,and analyzing the process of simulation,solving the problems appeared in the simulation.

KEY WORDS:cutter，NC simulation，CATIA V5，VERICUT 7.0

階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

前 言

近年來，隨著計算機技術的發展，數字控制技術已經廣泛應用于工業控制的各個領域，尤其是機械制造業中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數控機械所代替。目前國外機械設備的數控化率已達到85%以上，而我國的機械設備的數控化率不足20%，隨著我國制造行業新技術的應用，我國世界制造業加工中心地位形成，數控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業城市都非常緊缺，再加上數控加工人員從業面非常廣，可在現代制造業的模具、鐘表業、五金行業、中小制造業、從事相應公司企業的電腦繪圖、數控編程設計、加工中心操作、模具設計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現有的數控技術人才無法滿足制造業的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導致模具設計、CAD/CAM工程師、數控編程、數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。現代數控加工技術的普遍應用，使得產品的加工周期大幅度縮短，產品的加工質量不斷改善，加速了產品的更新換代，增強了產品的市場競爭能力。因此數控加工技術的研究已成為衡量一個國家機械制造工業的重要標志之一，更是體現一個機械制造企業技術水平的重要標志。正是基于上述形勢，許多制造行業都已經采用數控加工方式來提高產品的競爭力。此外，利用和發展數控加工，實現高效數控加工已成為了制造類企業所普遍關心的大事。進一步提高我國國防軍工行業的數控效率以及數控制造能力，是加強軍工國防建設的迫切需要。

階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究

目錄

第1章 緒論6

1.1 課題研究的意義6

1.2 國內外現狀6

1.3 論文的章節安排7

第2章  使用軟件介紹（CATIA、VERICUT）8

2.1 CATIA概述8

2.2 CATIA先進的混合建模技術8

2.3 CATIA的歷史9

2.4 CATIA的主要應用領域11

2.5 VERICUT軟件簡介12

第3章 數控加工關鍵技術的研究14

3.1 基本概念14

3.2 數控編程的方法15

3.3數控車床的基本構成15

3.4數控機床坐標系16

3.5 數控編程格式及內容17

3.6 F、S、T功能18

第4章 階梯軸車削加工及數控車削機床仿真的研究20

4.1 軸的加工車削過程研究20

1.引入零件及進入加工模塊21

2.零件定義操作22

3.機床的設置23

4.定義坐標系24

5.設置換刀點25

6.定義加工零件及毛坯零件25

7.階梯軸的粗車加工25

8.階梯軸的精車加工30

9.階梯軸的切槽加工32

10.切端面加工34

11.重新定義坐標系36

12.對階梯軸的另一端加工37

4.2 印章的加工車削過程研究38

1.印章的粗車加工38

2.印章的溝槽加工41

3.印章的精車加工43

第5章 VERICUT數控模擬仿真操作研究45

5.1 NC程序的生成45

5.2 設置仿真環境47

5.3 加工仿真的驗證50

第6章 總結與展望53

6.1 總結53

6.2 展望54

致 謝55

參考文獻56

畢業設計小結57