FANAC0数控车床与加工仿真课程设计说明书

1、数控技术课程设计题目：fanac 0数控车床与加工仿真专业 班级： 学生 姓名： 学 号： 指导 老师： 说 明数控技术课程设计实习是高等本科机械专业中重要的一个实践环节。是在学生学完技术基础课和专业课进行的。是培养学生理论联系实际、解决生产实际问题能力的重要步骤。通过对数控机床加工程序的编制、数控系统设计总体方案的拟定，使学生综合运用所学的机械、电子和计算机的知识，进行一次数控技术的实践性训练。从而培养学生具有加工编程能力，初步设计计算能力以及分析和处理生产中所遇到的数控技术方面技术问题的能力。 学生： 2010年10月22日目 录1 fanuc0数控加工样品一41.1 零件分析41.2 工

2、艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备41.3 编写加工程序51.4 使用仿真软件进行加工仿真62 fanuc0数控加工样品二162.1 零件分析162.2工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备162.3 编写加工程序172.4 使用仿真软件进行加工仿真193 fanuc0数控加工样品三283.1 零件分析283.2工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备283.3 编写加工程序293.4 使用仿真软件进行加工仿真30 参考文献40 1 fanuc0数控加工样品一1.1 零件分析1）零件图样图1-1 如图1-1，此零件包括圆柱面，圆锥面，圆弧面，切断等加工。材料为08f低碳钢，毛坯尺寸。 2

3、）精度分析本零件精度要求较高的尺寸有。对于尺寸精度要求主要通过在加工的准确对刀，正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。3）表面粗糙度加工的锥面粗糙度要求为，其他的加工面要求。对于粗糙度要求，主要是通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。1.2 工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备1）确定装夹方案，定位基准，编程原点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。编程原点取为完工工件的右端面与主轴轴线相交点。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设在同一点，放在z向距工件右端面100mm，x向距轴线200mm的位置。

4、2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控车床加工。数控系统选用fanuc-0。机床选用标准（平身前置刀架）。加工路线为：车削外圆车削外圆车圆锥面车圆弧面切断。3）刀具的选用根据加工内容，可选用外圆车刀，b=3mm的切断刀。具体情况见表1.1。表1.1 刀具选用序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面1t01外圆车刀0.2mm1外表面2t02切断刀（刀位点左刀尖）0.2mm（b=3mm）1切断4）确定加工参数主轴转速（n）：高速钢材料的刀具切削中碳钢工件时切削速度v取45-60m/min，根据公式及加工经验，主轴转速取为300-800r/min。进给速度（）：粗加工时，为

5、提高生产效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时取0.05-0.2mm/r。5）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表1.2。 表1.2 加工工艺表材料08f低碳钢零件号0003系统fanuc o工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/r）1车削外圆t014000.12车削外圆t014000.13车圆锥面t014000.054车圆弧面t014000.055切断t023000.031.3 编写加工程序 加工工序表如表1.3所示。 表1.3 加工程序卡程序号o0001编程系统fanuc o序号程序简

6、要说明o0001n010 g00 x200.0 z200.0;n020 m03 s400 t0101;n030 g00 x17.50 z2.0 ;n040 g01 z-70. f0.1;n050 g00 x40.;n060 z2.0;n070 x15.0;n080 g01 z-35.0 f0.1;n090 g00 x35.0;n100 z2.0;n110 x12.5;n120 g01 z-32.0 f0.1;n130 g00 x30.0;n140 z2.0;n150 x10.0;n160 g01 z-30.0 f0.1;n170 x17.5 z-40.0 f0.05;n180 g00 x40.

7、0;n190 z2.0;n200 x0;n210 g01 x10.0 z-3.0 f0.1;n220 g00 x25.0;n230 z2.0; n240 x0;n250 g03 x10.50 z-10.0 r10.0 f0.05;n260 g00 x23.0;n270 x200.0 z100.0 t0100;n280 m03 s300 t0202;n290 g00 x18.5 z-60.;n300 g01 x-19.5 f0.03;n310 g00 x45.0;n320 x200.0 z100.0 t0200 m05;n330 m30;程序代码快速定位主轴正转，转速为400 r/min，选01

8、刀具快速移到（17.50，2）准备切削直线插补35mm,车削,进给速度0.1mm/r快速移到（40，-70）快速移到（40，2）快速移到（15,2）直线插补30mm,车削进给速度0.1mm/r快速移到（35,-35）快速移到（35,2）快速移到（12.5，2）直线插补25mm,进给速度0.1mm/r快速移到（30，-32）快速移到（30，2）快速移到（10，1）直线插补20mm,进给速度0.1mm/r直线插补圆锥面,进给速度0.05mm/r快速移到（40，-40）快速移到（40，2）快速移到（0，2）车锥面，进给速度0.1mm/r快速移到（25，-3）快速移到（25，2）快速移到（0，2）车圆

9、弧面r=10mm,进给速度0.05mm/r快速移到（23，-10）返回参考点，取消01号刀补主轴正转，转速300 r/min，换02刀具02刀补快速移到（18.5，-60）切断工件，进给速度0.03mm/r快速移到（45，-60）返回参考点，主轴停转程序结束1.4 使用仿真软件进行加工仿真1.4.1进入系统打开“开始”菜单。点击“程序/数控加工仿真系统”进入系统。1.4.2选择机床 点击菜单“机床/选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择fanuc0，标准（平身前置刀架）,如图1-2，fanuc0，标准（平身前置刀架）“数控加工仿真系统”软件界面如图1-3。图1-3图1-2 1.4.3定义毛

10、坯按照零件尺寸及加工工艺，定义毛坯：打开菜单“零件/定义毛坯”，单击“定义毛坯”指令后，弹出如图1-4对话框，设置好毛坯参数。1.4.4装夹零件选择毛坯：打开菜单“零件/放置零件”,单击“放置零件”指令后，弹出如图1-5所示对话框。选择“毛坯1”，单击“安装零件”按钮。图1-4 图1-5145设置刀具图1-6 打开菜单“机床/选择刀具”，弹出刀具选择对话框，选择车刀后如图1-6所示。1.4.6车床回零将mode旋钮置于ref挡进入回零模式，如图所示，将axis旋钮置于x挡，如图，单击加号按钮，x轴方向回零，x轴回零指示灯亮，将axis旋钮置于z挡，如图，单击加号按钮，z轴方向回零，z轴回零指示

11、灯亮。显示器显示如图1-7。图1-7图1-81.4.7对刀用试切法进行对刀，对刀过程如下：1）车外圆计算工件中心x坐标值。如图1-8所示crt界面上显示坐标值x1=249.000，单击“工艺分析/测量”，单击对刀时切割的边如图1-9，得x2=18.987，计算工件中心的x坐标：x=x1-x2=249.000-18.987=230.013。图1-9 2）车端面，计算工件中心z坐标值。如图1-11，z=169.760。图1-11图1-101.4.8设置工件坐标系图1-13 用g54方法确定工件与机床坐标系的关系，连续单击按钮4次，找到如图1-12所示面板，输入工件中心坐标x、z值，如图1-13。图

12、1-12 1.4.9设置其他刀具偏置值图1-15图1-14 1）建立换刀数据程序duidao2.nc文件，如图1-14所示，使用dnc方式把duidao2.nc文件传送到数控系统：mode旋钮放到dnc挡，如图，打开菜单“机床/dnc传送”， 把duidao2.nc文件传送到数控系统，屏幕如图1-15所示。 2）运行duidao2.nc程序换刀：将mode旋钮切换到auto,单击按键，换2号刀，如图1-1 6。图1-16 3）移动刀具，在z轴方向对刀，tz2=-0.282，所以刀具2相对于标准刀z方向坐标偏置值：z2=tz2-h=-0.282-3=-3.282。图1-17图1-184）移动刀具

13、，在x轴方向对刀，tx2=19.318, 所以刀具2相对于标准刀x方向坐标偏置值：x2=tx2-x2=19.318-18.987=0.331。图1-20图1-195）输入刀具偏置值，单击按钮，调到如图1-19所示面板，输入刀具的有关参数，如图1-20所示。 1.4.10输入加工过程序 1)用记事本编辑o0001.nc加工程序，如图1-21。 图1-212)dnc方式将o0001.nc加工程序传送到数控系统图1-22图1-231.4.11自动加工将操作面板上的mode旋钮置于auto挡，如图，单击按钮，机床就开始自动加工了，如图1-24所示。加工后零件形状如图1-25所示。图1-25图1-242

14、 fanuc0数控加工样品二2.1 零件分析1）零件图样 如图2-1，此零件包括圆柱面，圆锥面，圆弧面，螺纹，切断等加工。材料为08f低碳钢，毛坯尺寸。 2）精度分析本零件精度要求较高的尺寸有。对于尺寸精度要求主要通过在加工的准确对刀，正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。3）表面粗糙度加工的圆柱面粗糙度要求为，其他的加工面要求。对于粗糙度要求，主要是通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。2.2 工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备1）确定装夹方案，定位基准，编程原点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。编程原点取为

15、完工工件的右端面与主轴轴线相交点。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设在同一点，放在z向距工件右端面100mm，x向距轴线200mm的位置。2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控车床加工。数控系统选用fanuc-0。机床选用标准（平身前置刀架）。加工路线为：车削外圆车削外圆车圆锥面车圆弧面切退刀槽车螺纹切断。3）刀具的选用根据加工内容，可选用外圆车刀，b=3mm的切断刀，外螺纹刀。具体情况见表2.1。表2.1 刀具选用序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面1t01外圆车刀0.2mm1外表面2t02切断刀（刀位点左刀尖）0.2mm（b=3）1切断3t

16、03外螺纹刀1.5mm1螺纹4）确定加工参数主轴转速（n）：高速钢材料的刀具切削中碳钢工件时切削速度v取45-60m/min，根据公式及加工经验，主轴转速取为200-800r/min。进给速度（）：粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时取0.05-0.2mm/r。5）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表2.2。 表2.2 加工工艺表材料08f低碳钢零件号0002系统fanuc o工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/r）1车削外圆t012000.12车削外圆t01200

17、0.13车圆锥面t012000.14车圆弧面t012000.15切退刀槽t022000.086车螺纹t0310017切断t022000.082.3 编写加工程序 加工工序表如表2.3所示。 表2.3 加工程序卡程序号o0002编程系统fanuc o序号程序简要说明o0001n010 g00 x200.0 z100.0;n020 m03 s200.0 t0101;n030 g00 x21.0 z0;n040 g01 x-21.0 f0.1;n050 g00 z2.0;n060 x19.0;n070 g01 z-70.0 f0.1;n080 g00 x30.0;n090 z2.0;n100 x15

18、.0;n110 g01 z-55.0 f0.1;n111 g01 x19.0 z-65.0;n120 g00 x30.0;n130 z2.0;n140 x10.0;n150 g01 z-35.0 f0.1;n160 g02 x15.0 z-45.0 r7.0 f0.1;n170 g00 x30.0;n180 z2.0;n190 x8.85;n200 g01 z-35.0 f0.1;n205 g00 x30.0;n210 x200. z100. t0100;n220 m03 s200.0 t0202;n230 g00 x12.0 z-32.0;n240 g01 x6.0 f0.08;n250 g

19、04 u0.05;n260 g00 x26.0;n270 x200.0 z100.0 t0200;n280 m03 s100 t0303;n290 g00 x15.0 z5.0;n300 g92 x8.6 z-32.0 f1.0;n310 x8.0;n320 g00 x40.0;n330 g00 x300.0 z200.0 t0300;n340 m03 s200.0 t0202;n350 g00 x20.0 z-65.0;n360 g01 x10.0 f0.08;n370 x12.0;n380 x-20.0;n390 g00 x38.0;n400 x200.0 z100.0 t0200 m05

20、;n410 m30; 程序代码快速定位主轴正转，转速为200 r/min，选01刀具快速移到（21，0）准备切削直线插补车削端面,进给速度0.1mm/r快速移到（-21，2）快速移到（19，2）直线插补38mm,车削进给速度0.1mm/r快速移到（30,-70）快速移到（30,2）快速移到（15，2）直线插补30mm,进给速度0.1mm/r直线插补锥面快速移到（30，-65）快速移到（30，2）快速移到（10，2）直线插补20mm,车削进给速度0.1mm/r顺时针插补圆弧，进给速度0.1快速移到（30，-45）快速移到（30，2）快速移到（8.85，2）直线插补17.7mm,车削进给速度0.1

21、mm/r快速移到（30，-35）快速定位，取消1号刀补主轴正转，转速为200 r/min，选02刀具快速移到（12，-32）切槽，进给速度0.08mm/r暂停于（6.05,-32）快速移到（26，-32）快速定位，取消2号刀补主轴正转，转速为200 r/min，选03刀具快速移到（15，5）车螺纹车螺纹快速移到（40,-32）快速定位，取消3号刀补主轴正转，转速为200 r/min，选02刀具快速移到（20,-65）直线插补，进给速度0.08mm/r直线插补到（12,-65）直线插补到（-20,-65）快速移到（38,-65）返回参考点，主轴停转程序结束2.4 使用仿真软件进行加工仿真2.4.

22、1进入系统打开“开始”菜单。点击“程序/数控加工仿真系统”进入系统。2.4.2选择机床图2-2点击菜单“机床/选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择fanuc0，标准（平身前置刀架）,如图2-2，fanuc0，标准（平身前置刀架）“数控加工仿真系统”软件界面如图2-3。图2-32.4.3定义毛坯按照零件尺寸及加工工艺，定义毛坯：打开菜单“零件/定义毛坯”，单击“定义毛坯”指令后，弹出如图2-4对话框，设置好毛坯参数。图2-42.4.4装夹零件选择毛坯：打开菜单“零件/放置零件”,单击“放置零件”指令后，弹出如图2-5所示对话框。选择“毛坯1”，单击“安装零件”按钮。图2-5 245设置刀具

23、图2-6 打开菜单“机床/选择刀具”，弹出刀具选择对话框，选择车刀后如图2-6所示。2.4.6车床回零将mode旋钮置于ref挡进入回零模式，如图所示，将axis旋钮置于x挡，如图，单击加号按钮，x轴方向回零，x轴回零指示灯亮，将axis旋钮置于z挡，如图，单击加号按钮，z轴方向回零，z轴回零指示灯亮。显示器显示如图2-7。图2-8图2-7 2.4.7对刀用试切法进行对刀，对刀过程如下：图2-91）车外圆计算工件中心x坐标值。如图2-8所示crt界面上显示坐标值x1=248.833，单击“工艺分析/测量”，单击对刀时切割的边如图2-9，得x2=18.903，计算工件中心的x坐标：x=x1-x2

24、=248.833-18.903=229.9。2）车端面，计算工件中心z坐标值。如图2-11，z=169.425。图2-11图2-102.4.8设置工件坐标系图2-13 用g54方法确定工件与机床坐标系的关系，连续单击按钮4次，找到如图2-12所示面板，输入工件中心坐标x、z值，如图2-13。图2-12 2.4.9设置其他刀具偏置值 1）建立换刀数据程序duidao2.nc文件，如图2-14所示，使用dnc方式把duidao2.nc文件传送到数控系统：mode旋钮放到dnc挡，如图，打开菜单“机床/dnc传送”， 把duidao2.nc文件传送到数控系统，屏幕如图2-15所示。图2-15图2-1

25、4 2）运行duidao2.nc程序换刀：将mode旋钮切换到auto,单击按键，换2号刀，如图2-16。图2-16 3）移动刀具，在z轴方向对刀，tz2=-0.282，所以刀具2相对于标准刀z方向坐标偏置值：z2=tz2-h=-0.282-3=-3.282。图2-17图2-184）移动刀具，在x轴方向对刀，tx2=19.318, 所以刀具2相对于标准刀x方向坐标偏置值：x2=tx2-x2=19.318-18.987=0.331。图2-20图2-195）输入刀具偏置值，单击按钮，调到如图1-19所示面板，输入刀具的有关参数，如图2-20所示。2.4.10输入加工过程序 1)用记事本编辑o000

26、2.nc加工程序，如图2-21。如图2-212)dnc方式将o0002.nc加工程序传送到数控系统图2-22 图2-232.4.11自动加工图2-25 将操作面板上的mode旋钮置于auto挡，如图，单击按钮，机床就开始自动加工了，如图2-24所示。加工后零件形状如图2-25所示。图2-24 3 fanuc0数控加工样品三3.1 零件分析1）零件图样图3-1 如图3-1，此零件包括圆柱面，圆锥面，圆弧面，切断等加工。材料为08f低碳钢，毛坯尺寸。 2）精度分析本零件精度要求较高的尺寸有。对于尺寸精度要求主要通过在加工过程中的准确对刀，正确设置刀补及磨耗，以及正确制定合适的加工工艺措施来保证。3

27、）表面粗糙度加工粗糙度要求。对于粗糙度要求，主要是通过选用合适的刀具及其几何参数，正确的粗精加工路线，合适的切削用量及冷却液等措施来保证。3.2 工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备1）确定装夹方案，定位基准，编程原点由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。编程原点取为完工工件的右端面与主轴轴线相交点。由于工件较小，为了加工路径清晰，加工起点和换刀点可以设在同一点，放在z向距工件右端面100mm，x向距轴线200mm的位置。2）制定加工方案及加工路线根据工件的形状及加工要求，选用数控车床加工。数控系统选用fanuc-0。机床选用标准（平身前置刀架）。加工路线为：车削外圆车削外圆车圆锥面车

28、削外圆车削外圆车圆锥面车削外圆切断。3）刀具的选用根据加工内容，可选用外圆车刀，b=3mm的切断刀。具体情况见表3.1。表3.1 刀具选用序号刀具号刀具名称及规格刀尖半径数量加工表面1t01外圆车刀0.2mm1外表面2t02切断刀（刀位点左刀尖）0.2mm（b=3mm）1切断4）确定加工参数主轴转速（n）：高速钢材料的刀具切削中碳钢工件时切削速度v取45-60m/min，根据公式及加工经验，主轴转速取为300-800r/min。进给速度（）：粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下可选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3-0.8mm/r，精车时常取0.1-0.3mm/r，切断时取0.0

29、5-0.2mm/r。5）制定加工工艺经上述分析，加工工艺见表3.2。 表3.2 加工工艺表材料08f低碳钢零件号0003系统fanuc o工步号工步内容刀具转速/（r/min）进给速度/（mm/r）1车削外圆t014000.12车削外圆t014000.13车圆锥面t014000.14车削外圆t014000.15车削外圆t014000.16车圆锥面t014000.14车削外圆t014000.15切断t023000.053.3 编写加工程序 加工工序表如表3.3所示。 表3.3 加工程序卡程序号o0003编程系统fanuc o序号程序简要说明o0003n010 g00 x200.0 z100.0;

30、n020 m03 s400 t0101;n030 g00 z2.0;n040 x17.50;n050 g01 z-95.0 f0.1;n060 g00 x30.0;n070 g00 z2.0;n080 x14.50;n090 g01 z-60.0 f0.1;n100 x17.50 z-70.0 f0.1;n110 g00 x30.0;n120 g00 z2.0;n130 x11.50;n140 g01 z-60. f0.1;n150 g00 x30.0;n160 g00 z2.0;n170 g00 x8.50;n180 g01 z-17.0 f0.1;n190 x11.50 z-30.0 f0

31、.1;n200 g00 x30.0;n210 g00 z2.0;n220 g00 x5.50;n230 g01 z-17.0 f0.1;n240 g00 x30.0;n250 g00 x200. z100. t0100;n260 m03 s300 t0202;n270 g00 x18.0 z-90.0;n280 g01 x-20.0 f0.05;n290 g00 x40.0;n300 x200.0 z100.0 t0200 m05;n310 m30;程序代码快速定位主轴正转，选01刀具快速移到（200，2）快速移到（35，2）准备车外圆直线插补车削35mm,车削,进给速度0.1mm/r快速移到

32、（30，-95）快速移到（30，2）快速移到（14.5，2）直线插补车削29mm进给速度0.1mm/r直线插补车圆锥面 进给速度0.1mm/r快速移到（30.0,-70）快速移到（30,2.0）快速移到（11.5,2.0）车23mm，进给速度为0.1mm/r快速移到（30,-60）快速移到（30,2.0）快速退刀到（8.5,2.0）直线插补车削17mm进给速度0.1mm/r直线插补圆锥面快速移到（30.0，-30.0）快速移到（30.0，2.0）快速移到（5.50，2.0）直线插补车削11mm进给速度0.1mm/r快速移到（30，-17）快速回参考点，取消1号刀补主轴正转，转速为300r/mm

33、,选02刀具快速移到（18，-90）直线插补，进行切断快速移到（40，-90）返回（200.0，100.0），取消02刀补，主轴停止程序结束3.4 使用仿真软件进行加工仿真3.4.1进入系统打开“开始”菜单。点击“程序/数控加工仿真系统”进入系统。3.4.2选择机床 点击菜单“机床/选择机床”，在选择机床对话框中控制系统选择fanuc0，标准（平身前置刀架）,如图3-2，fanuc0，标准（平身前置刀架）“数控加工仿真系统”软件界面如图3-3。图3-2图3-33.4.3定义毛坯按照零件尺寸及加工工艺，定义毛坯：打开菜单“零件/定义毛坯”，单击“定义毛坯”指令后，弹出如图3-4对话框，设置好毛坯参数。3.4.4装夹零件选择毛坯：打开菜单“零件/放置零件”,单击“放置零件”指令后，弹出如图3-5所示对话框。选择“毛坯1”，单击“安装零件”按钮。图3-4 图3-5345设置刀具图3-6 打开菜单“机床/选择刀具”，弹出刀具选择对话框，选择车刀后如图3-6所示。3.4.6车床回零将mode旋钮置于ref挡进入回零模式，如图所示，将axis旋钮置于x挡，如图，单击加号按钮，x轴方向回零，x轴回零指示灯