基于VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工实例分析
摘要：以VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工为例，通过教学实践证明，VNUC仿真软件的应用不仅弥补了设备的不足，而且也是节约成本、安全有效的教学模式。
关键词：VNUC；数控铣削；仿真加工
Abstract: In the simulation of NC milling simulation software VNUC as an example, through the teaching practice, the application of VNUC simulation software can not only make up the equipment deficiencies, but also save the cost, safety and effective teaching model.
Key words: VNUC; NC milling; machining simulation
数控铣床是一类很重要的数控机床，在数控机床中所占的比例最大，在航空航天、汽车制造、一般机械加工和模具制造业中应用非常广泛。数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削和立体轮廓铣削及五维复杂形面的铣削加工。随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，对数控技术人员的需求日益增加，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与院校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真软件，是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或者二维图形的方式演示出来的软件。用计算机仿真软件进行培训，安全可靠、费用低，因此，VNUC数控仿真软件在数控教学中发挥着重要的作用。
本文以VNUC仿真软件对数控铣削的仿真加工为例，通过一段时间的数控教学，发现数控仿真软件不仅弥补了数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，同时也是节约成本、安全有效的教学模式。
铣床零件的数控仿真加工
铣床零件的尺寸及程序的编写
下面以加工如图1所示零件内外轮廓为例说明FANUC铣床的操作方法。用刀具半径补偿指令编程，刀具直径为8mm。
分析：外轮廓沿圆弧切线方向切入，切出时沿切线方向，根据判断，用左侧刀具半径补偿。内轮廓加工时，为切入段，为切出段，故用右侧刀具半径补偿。外轮廓加工完毕取消左侧刀具半径补偿，待刀具移至点，再建立右侧刀具半径补偿。加工应选用高度为14mm、边长为240mm的正方形毛坯。
打开“开始”菜单，在“程序/数控加工仿真系统/”中选择“数控加工仿真系统”
毕业论文 （2013届） 题目：铣削零件数控加工工艺及程序设计 姓名： 学号： 系部： 班级： 指导教师： 2013年4月
铣削零件数控加工工艺及程序设计 摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至观重要的，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。 本文根据铣削零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，对该零件进行了数控加工工艺设计，并编制了工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等。 关键词：数控编程刀具切削用量加工程序 一、绪论 随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。 数字控制机床简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。 1.数控机床的组成及工作原理 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
第18章宇龙数控车床仿真软件的操作 本章将主要介绍宇龙数控仿真软件车床的基本操作，在这一章节中主要以FANUC 0I和SIEMENS 802S数控系统为例来说明车床操控面板按钮功能、MDA键盘使用和数控加工操作区的设置。通过本章的学习将使大家熟悉在宇龙仿真软件中以上两个数控系统的基本操作，掌握机床操作的基本原理，具备宇龙仿真软件中其它数控车床的自学能力。 就机床操作本身而言，数控车床和铣床之间并没有本质的区别。因此如果大家真正搞清楚编程和机床操作的的一些基本理论，就完全可以将机床操作和编程统一起来，而不必过分区分是什么数控系统、什么类型的机床。 在编程中一个非常重要的理论就是在编程时采用工件坐标值进行编程，而不会采用机床坐标系编程，原因有二：其一机床原点虽然客观存在，但编程如果采用机床坐标值编程，刀位点在机床坐标系中的坐标无法计算；其二即使能得到刀位点在机床坐标系的坐标，进而采用机床坐标值进行编程，程序是非常具有局限性的，因为如果工件装夹的位置和上次的位置不同，程序就失效了。实际的做法是为了编程方便计算刀位点的坐标，在工件上选择一个已知点，将这个点作为计算刀位点的坐标基准，称为工件坐标系原点。但数控机床最终控制加工位置是通过机床坐标位置来实现的，因为机床原点是固定不变的，编程原点的位置是可变的。如果告诉一个坐标，而且这个是机床坐标，那么这个坐标表示的空间位置永远是同一个点，与编程原点的位置、操作机床的人都没有任何关系；相反如果这个坐标是工件坐标值，那么它的位置与编程原点位置有关，要确定该点的位置就必须先确定编程原点的位置，没有编程原点，工件坐标值没有任何意义。编程原点变化，这个坐标值所表示的空间位置也变化了，这在机床位置控制中是肯定不行的，所以在数控机床中是通过机床坐标值来控制位置。为了编程方便程序中采用了工件坐标值，为了加工位置的控制需要机床坐标值，因此需要将程序中的工件坐标转换成对应点的机床坐标值，而前提条件就是知道编程原点在机床中的位置，有了编程原点在机床坐标系中的坐标，就可以将工件坐标值转换成机床坐标值完成加工位置的控制，解决的方法就是通过对刀计算出编程原点在机床坐标系中的坐标。程序执行时实际上做了一个后台的工作，就是根据编程原点的机床坐标和刀位点在工件坐标系中的坐标计算出对应的机床坐标，然后才加工到对应的机床位置。 这是关于编程的最基本理论，所有轮廓加工的数控机床在编程时都采用这样的理论，无论铣床、车床、加工中心等类型的机床，还是FANUC、SIEMENS、华中数控、数控等数控系统，数控机床都必须要对刀，原理都是完全相同的，而对刀设置工件坐标系或刀补则是机床操作中的核心容，如果大家搞清楚这些理论对机床操作将十分具有指导意义。 18.1 实训目的 本章主要使大家了解宇龙仿真软件车床的基本操作，熟悉并掌握FANUC 0I数控车床的操作界面，在此基础上过渡并熟悉SIEMENS 802S数控车床的界面和操作。 18.2 FANUC 0i数控车床
目录 一、零件图的工艺分析 二、零件设备的选择 三、确定零件的定位基准和装夹方式 四、确定加工顺序及进给路线 五、刀具选择 六、切削用量选择 七、填写数控加工工艺文件
1、如图1所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为 84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。 图1带型腔的凸台零件图 一零件图的工艺分析 1、图形分析 （1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。 （2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。 （3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。 2、零件材料分析 由题目提供，材料为45钢。 3、精度分析
该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。加工时不宜产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。 4、结构分析 从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。 二、选择设备 由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。 三、确定零件的定位基准和装夹方式 由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。把零件竖放加工外轮廓。 零件的装夹方式采用机用台虎钳。 四、确定加工顺序及进给路线 1、确定加工顺序 加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。 加工圆弧时，应沿圆弧切向切入。 2、进给路线
数控仿真编程论文：数控加工仿真系统在数控教学中的 应用 【摘要】在数控工种的实践教学中，数控加工仿真软件的应用，弥补了目前实践教学中设备不足，学生操作时间不足的缺点；改善了目前数控实习教学中效果不理想、效率低、资源消耗大的现象；避免了由于操作不熟练造成的设备损坏；提高了学生数控编程能力、机床操作能力；使实践教学达到事半功倍的效果。 【关键词】数控实习；数控仿真；编程；模拟加工AbstractNC simulation software is applied in numericalcontrolled practice.Making up the equipmentinsufficiencyandtheinsufficiencyofthestudentoperatin gtimewhiletheypracticedintheteachingprocess,It has enhanced the unideal result,lowefficiencyandmoreresourcesconsumptioninthepractices ectorintheteachingofnumericalcontrolledcourseandhasavoidedeq uipmentdamageinthecase of the operation has not skilled;It has alsoimprovedstudentscapabilitytoprogramnumericalcontrolando peratemachine;thus,Itmakingpracticeteaching twice the result with half the effort. Key wordsNC practice；NC simulation；program；Simulationprocessing
数控铣削加工零件工艺性分析 陈振国刘冬张永占刘芳 （安阳钢铁集团工程技术公司，河南，455004） 摘要：零件制作时，首先是对工件进行加工工序工艺的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就加工路线进行编程加工。 关键词：工艺工序加工路线编程 1 序论 数控铣削加工是在数控系统发出的控制指令下，通过PLC控制各执行部分，完成零件的加工。零件制作时，为了能按照图纸要求保证各形位公差，必须进行工艺分析。首先是对工件进行加工工序工艺的确定，并且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就加工路线进行编程加工。数控铣加工路线确定前要考虑下面几点： ①保证零件的加工精度和表面质量，且效率要高。 ②尽可能加工路线最短，减少空行程时间和换刀次数，提高生产率。 ③减少零件的变形； ④尽量使数值点计算方便，缩短编程工作时间。 ⑤合理选择铣削方式，以提高零件的加工质量。 ⑥合理选取刀具的起刀点、切入和切出点及刀具的切入和切出方式，保证 刀具切入和切出的平稳性。 ⑦位置精度要求高的孔系零件的加工应避免机床反向间隙的引起的位置误差； ⑧复杂曲面零件的加工应根据零件的实际形状、精度要求、加工效率等多种因素来确定是行切还是环切，是等距切削还是等高切削的加工路线等。 ⑨保证加工过程的安全性，避免刀具与非加工面的干涉。 2 工艺分析 针对数控铣削加工的特点，列举出一些经常遇到的工艺性问题，作为对零件图进行工艺性分析的要点来加以分析与考虑。 ①图纸尺寸的标注方法是否方便编程，构成工件轮廓图形的各种几何元素的条件是否充要，各几何元素的相互关系(如相切、相交、垂直和平行等)是否明确，有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等等。 ②零件所要求的加工精度、尺寸公差是否都可以得到保证。不要以为数控机床加工精度高而放弃这种分析。特别要注意过薄的腹板与缘板的厚度公差，“铣工怕铣薄”，数控铣削也是一样，因为加工时产生的切削拉力及薄板的弹性退让
上海宇龙仿真操作2009.5 一、软件开启。 双击桌面图标，或者右键单击图标打开，或点开始——程序——数控仿真系统。 二、选择机床。 （1）点左上角图标。 （2）点机床选项下拉菜单“选择机床”。 出现图004 依次点选“控制系统”“系统型号”“机床类型”“机床标准”最后点“确定”三、定义毛坯 （1）点左上角图标 （2）点零件下拉菜单“定义毛坯”。 出现图007
毛坯名字一般不用改；材料默认低碳钢，可以点右面的下拉箭头选择各种材料；圆柱形状即为上图所示为棒料，横向150为长度，纵向100为直径；U形形状下图008为带孔棒料，上面150为棒料长度，左面100为棒料直径，下面50为内孔深度，右面50为孔径，所有数字左键单击即可修改；所有选项点选完毕后，点“确定”即可完成“定义毛坯” 四、放置毛坯 （一）点击左上角图标。 （二）点击零件下拉菜单放置零件。出现图011
左键单击刚才所设的“毛坯1”内容变蓝，再单击“安装零件”即可安装，并进入“移动零件”状态。 五、移动零件 （一）安装零件后的默认状态。图012 （二）点击零件下拉菜单，移动零件。会出012图示。 “—”号为缩进，“+”号为伸出，中间旋转符号为“调头” 六、选择刀具 （一）点击图标 （二）点击机床下拉菜单“选择刀具” 出现图016刀具选择选项。
首先，1234号刀具选框选中会变黄，其次，选择刀片样式（16类），选中样式后会有刀片规格（角度刀长刀尖角），最后，选择刀柄（内外左右等），再选择刀柄规格（长度）。总结为一把刀点五下。所有刀具选择完毕后点“确定”。 以下为推荐选择。1号刀“定制”“菱形刀片”“35度11刃长刀尖半径0”“右偏93度或90度” 2号刀切槽刀 3号螺纹刀 七、视图选择
产品需求及技术规范 一、建设目标： 项目建成后，为数控技术专业提供现代化数控技术类专业的学习平台、学生学习数控机床操作的实训仿真平台和考核平台，建成后将达到以下应用目标： 1、建立数控技术专业教学仿真实训软件平台，该平台能完成数控机床仿真实训操作； 2、建设一个资源丰富的专业教学学习平台； 3、建设一个能完成学生课程考核系统平台； 4、建设一个能管理学生教学过程的管理平台。 二、项目组成 项目主要包括三个部分：数控技术专业教学仿真实训软件平台建设、数控机床仿真终端设备开发集成系统、仿真平台教学资源开发。 （一）数控技术专业仿真实训软件平台建设 系统平台建设主要包括：实训系统开发和考核系统开发等。 （二）数控机床仿真终端设备开发集成 数控机床仿真终端设备主要包括：基于安卓系统的平板触摸式仿真数控机床终端操作面板的开发。 （三）仿真平台教学资源开发 开发基于工作过程的课程教材，适用于虚拟仿真平台的教学使用；开发基于网页的教学学习资源。 三、系统功能需求说明 （一）数控技术专业仿真实训软件平台包括5部分：工厂及车间虚拟场景系统、数控机床虚拟仿真系统、教学考核系统、积分管理系统、管理功能。各子系统的主要功能如下： （1）工厂及车间虚拟场景系统 能提供工厂厂区平面图； 能在制作的工厂环境中漫游； 工厂由若干个车间组成，每个车间大小可以定制； 能在制作的车间环境中漫游，能在车间虚拟环境中完成着装、领取工具、刀
具、量具等职业行为动作。 漫游中提供多个人物角色，分男和女，各种人物角色有不同形象。 车间环境是小组团队实训学习的虚拟实训环境，在该环境中，有完整清晰的标示线，指明各个区域的作用，并在各个区域中完成相关职业活动学习任务、实训任务和实际的工作任务； 车间虚拟环境中能在规定区域中由教师或者学生自由摆放数控机床、钻床等设备和工具车、材料车等辅助设备； 车间虚拟环境提供的设备种类包括：数控车床、数控铣床（3轴）；提供是辅助设备包括：工具车、材料车、钳工台。 提供进入其他模块的入口功能。 （2）数控机床虚拟仿真系统 能完成以下系统的仿真操作功能： a、加工中心：华中22m、法那科oi MD b、数控车床：华中世纪星、广数系统； 能完成刀具选择，毛坯选择和装夹功能； 能完成程序仿真； 能完成零件的仿真加工； 能完成加工产品的测量； 能完成加工产品测量数据的填写，并能发回服务器提供给老师，并能通过系统进行自动评分； 能独立完成数控车床、数控铣床学习任务； 能采用团队合作的方式完成数控车铣复合学习任务； 提供任务导向的教学工作任务； （3）教学考核系统 能提供理论考核和实训考核； 能提供理论试题录入功能； 能提供实训任务录入功能，并提供工艺表书写功能； 能自动组卷，并通过网络的方式传递到每个学生界面； 能自动阅卷和手工阅卷模式； 能自动将成绩录入；
数控铣削加工技术教案 【教学目的要求】 1、了解数控铣床和加工中心的基本结构，工作原理及常用数控 系统。2、掌握数控铣床工艺的基础知识，与普通铣床工艺进行比较，分析其异同点。 3、掌握数控铣床操作技能和机床使用方法。 【教学内容及步骤】 1、内容： 熟悉数控铣床的结构、操作原理，完成指定及自选工件的表面加工的编程和上机操作。 2、步骤： ⑴讲解数控铣床基拙知识。 ⑵熟悉数控铣床的操作。 ⑶编制数控铣床的程序。 ⑷完成规定的实验内容。 ⑸完成创新设计工件的加工。 【教学设备及材料】 1、设备：总计三台设备、分组训练，每组一台机床。 西门子802D 立式加工中心一台，FANUC数控铣床和立式加工中心各一台。 2、材料：石蜡等 【注意事项】 1、认真遵守实验安全管理制度。
2、严格遵守设备操作规程。 3、应按照拟定的工艺要求进行加工工件。。 4、文明生产。 5、听从指导教师的指导。 一、数控机床基本知识 数控是一种利用计算机通过数字信息来实现加工自动控制的技术。数控机床则是指以数字形式进行信息控制的机床。由于数控与机床控制技术的发展紧密相连，因此，现在人们通常讲的“数控”就是指“数控机床”。 (一)数控机床的组成及工作原理 1、数控机床的组成 数控机床的基本构成主要包括控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体。数控机床的构成框图。 2、数控机床的工作原理 数控机床的工作原理如图2 所示。在数控机床上加工零件时，首先要将被加工的零件的状态、尺寸及工艺要求等，采用手工或自动程序编制，然后送入数控装置。在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计 算后，发出相应的指令，通过伺服系统经传动机构驱动机床有关部件，使机床的刀具与工件及其它辅助装置按预定的加工程序进行运动，从而加工出符合要求的零件 (二) 数控系统的分类 机床数控系统，通常按控制运动方式和有无测量装置进行分类。 1、按控制运动方式分类
宇龙数控加工仿真系统实验指导书 主要内容 ?基于FANUC 0i数控加工仿真系统的基本操作方法 ?基于FANUC 0i数控车床的仿真加工操作 ?基于FANUC 0i数控铣床的仿真加工操作 ? FANUC 0i数控加工仿真实验 1 宇龙数控加工仿真系统基本操作方法 1.1 界面及菜单介绍 1.1.1 进入数控加工仿真系统 进入宇龙数控加工仿真系统3.7版要分2步启动，首先启动加密锁管理程序，然后启动数控加工仿真系统，过程如下： 鼠标左键点击“开始”按钮，找到“程序”文件夹中弹出的“数控加工仿真系统”应用程序文件夹，在接着弹出的下级子目录中，点击“加密锁管理程序”，如图1.1（a）所示。 (a) 启动加密锁管理程序(b) 启动数控加工仿真系统(c) 数控加工仿真系统登录界面 图1.1 启动宇龙数控加工仿真系统3.7版 加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏中出现的图表，此时重复上面的步骤，在二级子目录中点击数控加工仿真系统，如图1.1（b）所示，系统弹出“用户登录”界面，如图1.1（c）所示。 点击“快速登录”按钮或输入用户名和密码，再点击“登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统。 1.1.2 机床台面菜单操作 用户登录后的界面，如图1.2所示。图示为FANUC 0i车床系统仿真界面，由四大部分构成，分别为：系统菜单或图标、LCD/MDI面板、机床操作面板、仿真加工工作区。 1 选择机床类型
图1.2 宇龙数控加工仿真系统3.7版FANUC 0i 车床仿真加工系统界面 打开菜单“机床/选择机床…”，或单击机床图标菜单，如图1.3（a ）鼠标箭头所示，单击弹出“选择机床”对话框，界面如图1.3（b ）所示。选择数控系统FANUC0i 和相应的机床，这里假设选择铣床，通常选择标准类型，按确定按钮，系统即可切换到铣床仿真加工界面，如图1.4所示。 (a) 选择机床菜单 (b) 选择机床及数控系统界面 图1.3 选择机床及系统操作 图1.4 宇龙数控加工仿真系统3.7版FANUC 0i 铣床仿真加工系统界面 系统菜单或图标 机床操作面板
数控加工仿真实验指导书
数控编程仿真实验要求 一、实验目的 “数控机床加工程序编制”（简称数控编程）课程，是机械和机电等各类专业本、专科教学计划中开设的一门应用性和实践性很强的专业课程。学好本课程，不仅要掌握数控编程的基本理论知识和编程方法，更重要的是要通过一定的实践教学，在实践教学中运用所掌握的机械加工工艺知识、数控编程的理论知识、数控编程的方法编制零件加工程序，并完成对零件的数控加工。采用仿真软件在计算机上进行模拟加工，是完成这一实践教学的有效手段。因此，在各专业本、专科“数控编程”课程的教学计划中均设有“仿真实验”这一实践教学环节。其实验的目的是： 1. 熟悉并学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程； 2. 为后续的“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累和打下操作技能训练的基础。 二、实验要求 1. 熟悉并掌握FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程； 2. 按给定车削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 3. 按给定铣削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 4. 按实验内容，编写实验报告。 三、课时安排 四、实验报告编程内容 1. 简要叙述FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程； 2. 按给定零件图样，编制的车削加工程序； 3. 按给定零件图样，编制的铣削加工程序。 五、指导书及联系题： 1. 数控加工仿真FANUC 0i系统面板操作简介 2. 仿真加工零件图样 2010年9月修订
宇龙数控加工仿真系统实验指导书 主要内容 ?基于FANUC 0i数控加工仿真系统的基本操作方法 ?基于FANUC 0i数控车床的仿真加工操作 ?基于FANUC 0i数控铣床的仿真加工操作 ? FANUC 0i数控加工仿真实验 1 宇龙数控加工仿真系统基本操作方法 1.1 界面及菜单介绍 1.1.1 进入数控加工仿真系统 进入宇龙数控加工仿真系统3.7版要分2步启动，首先启动加密锁管理程序，然后启动数控加工仿真系统，过程如下： 鼠标左键点击“开始”按钮，找到“程序”文件夹中弹出的“数控加工仿真系统”应用程序文件夹，在接着弹出的下级子目录中，点击“加密锁管理程序”，如图1.1（a）所示。 (a) 启动加密锁管理程序(b) 启动数控加工仿真系统(c) 数控加工仿真系统登录界面 图1.1 启动宇龙数控加工仿真系统3.7版 加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏中出现的图表，此时重复上面的步骤，在二级子目录中点击数控加工仿真系统，如图1.1（b）所示，系统弹出“用户登录”界面，如图1.1（c）所示。 点击“快速登录”按钮或输入用户名和密码，再点击“登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统。 1.1.2 机床台面菜单操作 用户登录后的界面，如图1.2所示。图示为FANUC 0i车床系统仿真界面，由四大部分构成，分别为：系统菜单或图标、LCD/MDI面板、机床操作面板、仿真加工工作区。 1 选择机床类型
摘要 本文详细的论述了导机凸模数控加工的加工工艺，通过分析加工零件的工艺，铣削的工装，工艺卡的制订以及编制程序时应注意的问题，解决实际问题。 通过运用数控技术加工出导机凸模零件，能使自己在数控技术运用方面得到一次较为系统的训练，差不多上达到了适应工厂的要求。要紧介绍包括数控机床简介，进给路线、加工余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。最终完成零件的机械加工工艺过程卡片，数控加工工序卡片，工件的定位和夹紧方案草图，数控刀具卡片，数控加工进给路线图。
关键词导机凸模、数控加工技术加工工艺分析、编程、数控刀具、数控加工进给路线。
目录 摘要 (1) 目录 (2) 前言 (3) 第一章课题分析 (4) 1.1 设计课题课题分析 (4) 1.1.1 设计课题目的 (4) 1.2 工件的结构分析 (4) 1.2.1 导机凸模加工要求 (4) 1.2.2 导机凸模三维造型图 (6) 第二章数控铣削加工工艺分析 (7) 2.1数控加工工序 (7) 2.2 工艺工序安排 (7) 2．3加工顺序 (7)
2．4装夹方案和夹具的选择 (8) 2．5选择刀具 (8) 2．6 切削参数及刀具路径 (8) 2．7 确定切削用量 (19) 第三章数控程序编制 (19) 3．1 Mastercam自动编程软件进行加工 (19) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23) 数控加工程序单 (23) 刀具卡片 (24) 程序 (25) 前言
数控技术在制造业的广泛运用，使当今的制造业生产面貌涣然一新，在我国，数控技术与装备的进展也有相当大的进步。以pc平台为基础的国产数控系统及柔性制造系统逐渐运用于生产实践，通过对数控技术的运用使我们更好的掌握所学的专业知识。 随着我国制造业的进展，数控加工的需求也在增加，它的总的进展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺适用性和经济性。而斜联结管的加工充分的适应了现代化生产的需要.。 数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂多变零件的要紧加工方法。数控设备为周密复杂零件的加工提供了差不多条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不公包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺
数控机床仿真模拟加工实验报告 实验目的 1、熟悉典型数控加工仿真软件——宇龙数控加工仿真软件的特点及其应用； 2、通过软件系统仿真操作和编程模拟加工，进一步熟悉实际数控机床操作，提高编写和调试数控加工程序的能力。 3、了解如何应用数控加工仿真软件进行加工过程预测，以及验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。 实验基本原理 宇龙数控加工仿真软件是模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统；应用该软件，可以基于虚拟现实技术，模拟实际的数控机床操作和数控加工全过程。本实验在熟悉软件的用户界面及使用方法的基础上，针对典型零件进行机床仿真操作运行和零件数控编程模拟加工，从而预测加工过程，验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。 实验内容及过程 本实验通过指导老师讲解和自己的实际操作练习，分两个阶段完成实验任务；具体如下： 一、初步熟悉数控加工仿真软件的用户界面及基本使用方法： 通过实际练习，了解应用宇龙数控加工仿真软件系统进行仿真加工操作的基本方法，包括： 如何选择机床类型； 如何定义毛坯、使用夹具、放置零件； 如何选择刀具； FANUC 0i 数控系统的键盘操作方法； 汉川机床厂XH715D加工中心仿真操作方法等。 二、针对汉川机床厂XH715D数控加工中心，应用宇龙数控加工仿真软件对凸轮零件进行机床仿真操作运行和数控编程模拟加工： 凸轮零件图如下所示：
机床仿真操作运行和数控编程模拟加工过程如下： 1、机床开启 启动数控铣系统前必须仔细检查以下各项：1.所有开关应处于非工作的安全位置；2.机床的润滑系统及冷却系统应处于良好的工作状态；3.检查工作台区域有无搁放其他杂物，确保运转畅通。之后打开数控机床的电器总开关，启动数控车床。 2、机床回参考点 启动数控铣系统后，首先应手动操作使机床回参考点。将工作方式旋钮置于“手动”，按下“回参考点”按键，健内指示灯亮之后，按“+X”健及“+Z”键，刀架移动回到机床参考点 3、设置毛坯，并使用夹具放置毛坯 通过三爪卡盘将工件夹紧。 4、选择刀具并安装
数控铣削加工中心课程标 准 The latest revision on November 22, 2020
《数控铣削（加工中心）加工技术》课程标准 （一）课程性质、地位 本课程是中等职业技术学校数控技术专业核心课程之一。其任务是：使学生掌握数控铣削（加工中心）加工技术的基本知识和运用能力；了解数控行业的现状及广阔的前景；培养学生分析问题和解决问题的能力，使其形成良好的学习习惯，具备继续钻研专业技术的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，使其形成严谨、敬业的工作作风，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。 （二）课程目标 一、总目标 通过本课程的学习，使学生掌握数控铣、加工中心加工较复杂零件的工艺编制、程序编制，能熟练进行其数控加工，并能进行精度分析与质量控制。 通过本课程的学习训练，使学生养成严谨、认真的职业规范，勤恳、努力的职业态度，进取、积极的创新精神以及团结合作的团队作风。 二、具体目标 1、知识与技能 （1）掌握数控铣削、加工中心加工工艺参数和工艺路线选择的原则，会编制数控铣削较复杂零件的工艺文件； （2）掌握数控程序编制的基础知识，能编制较复杂零件的数控铣削、加工中心程序； （3）会正确选用各种刀具及常用量具、夹具； （4）熟练掌握数控铣床、加工中心的操作技术，具备数控加工较复杂零件的能力； （5）熟练掌握数控铣削、加工中心产品的质量检测技术，会分析影响加工质量的原因； （6）掌握数控铣床和加工中心日常维护保养的基本方法； 2、情感态度与价值观
（1）培养学生良好的职业道德，增强质量意识和产量意识； （2）培养学生坚强毅力、自信心、认真负责的工作态度、团队合作精神、人际交往能力，形成良好的职业素养。 三、内容标准 教学内容由理论和实践两部分组成。以项目式的课程方式呈现，将对应的知识进行分类，以便更好的进行教学，让学生更快的接受和掌握。 1.理论是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求，教学时数不少于64学时。 2.实践是以结合理论进行的实践教学内容，使学生掌握相应理论的操作技能，并且能够熟练掌握，最终达到国家中级工的考核要求。 理论模块
数控铣削加工工艺围及铣削方式 铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。 在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动 形式的不同可将铣削分为如下几种： （1）根据铣床分类 根据铣床的结构将铣削方式分为立铣 和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加 工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式 铣床。 （2）根据铣刀分类 根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削 方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2（b）所示。 图中平行于铣刀轴线测量的切 削层参数ap为背吃刀量。垂直于铣 刀轴线测量的切削层参数ac为切削 宽度，fz是每齿进给量。单独的周铣 和端铣主要用于加工平面类零件，数 控铣削中常用周、端铣组合加工曲面 和型腔。 （3）根据铣刀和工件的运动形 式公类 根据铣刀和工作的相对运动将铣 削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣 刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示； 铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件进 给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。 顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用 度2~3倍，工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难 加工材料时，效果更加明显。铣床工作台的纵向进 给运动一般由丝杠和螺母来实现，采用顺铣法加工 时，对普通铣床首先要求铣床有消除进给丝杠螺母 副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯表 面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这
样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。 数控铣削主要特点 （1）生产率高 （2）可选用不同的铣削方式 （3）断续切削 （4）半封闭切削 数控铣削主要加工对象 （1）平面类零件 加工面平行或垂直水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。 （2）变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为斜角类零件。这类零件多为飞机零件，如飞机上的整体梁、框、橡条与肋等。 （3）曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。如模具、叶片、螺旋桨等。 加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标铣床。 数控铣削的刀具与选用 对数控铣削刀具的基本要求 （1）铣刀刚性要好 （2）铣刀的耐用度要高 此外，铣刀切削刃的几何参数的选择及排屑性能也非常重要。 铣刀的种类 （1）面（端）铣刀 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铣刀的直径一般较大，为直径50~500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀齿为高速或硬质合金，刀体采用40cr制作，可长期使用。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=直径80~250mm，螺旋角β＝10度，刀齿数Z＝10~26. 硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高，加工效率高，加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹一焊接式和可转位式三种（见图6-4）。 面铣刀主要以端齿为主加工各种平面，主偏角为90度的面铣刀还能用时加工出与平面垂直的直角
一、数控加工仿真系统的运行 单击【开始】按钮，在【程序】中选择【数控加工仿真系统】，在弹出的子菜单中单击【加密锁管理程序】，如图1所示。 图1 单击【加密锁管理程序】，WINDOWS XP右下角任务栏会出现如图2所示的电话形状图标。 图2 再次进入【程序】菜单中的【数控加工仿真系统】，在弹出的子菜单中单击【数控加工仿真系统】，如图3所示。
图3 单击【数控加工仿真系统】弹出系统登陆界面，如图4所示。直接单击【快速登陆】按钮进入系统。 图4
二、数控加工仿真系统的基本用户界面 1.选择机床 在主界面下，单击下拉菜单中的【机床】，在弹出的下拉子菜单中单击【选择机床】；或者单击图标 菜单中的图标，如图5所示，系统将会弹出选择机床子界面，将【控制系统】选为【FANUC】,然后在选择【FANUC OI Mate】【机床类型】【选车床】然后在选择机床的生产厂家【南京第二机床厂】选项，然后单击确定，如图6。 图5
图6
机械操作面板 图7 图5所示为数控加工仿真系统的主界面，用户可以通过操作鼠标或键盘来完成数控机床的仿真操作。它包括下拉菜单；图标菜单；机械操作面板；机床操作面板和数控机床动画仿真五部分组成。 2.图标菜单 3.机械操作面板 数控仿真加工系统的机械操作面板即为真实机床操作面板上的操作区，其各键名称功能见图7。
模式旋钮上的功能： 为编辑模式，在此模式下才可以进行程序的输入和修改 . 为手动模式在此模式下可以进行手动操作. 为微米模式，指针对准1则为1微米模式，对准10为10微米模式，以此类推，同时在微米模式下激活手轮旋钮.手轮共有100个小格，指针对准哪个数字则每个小格单位为多少微米。 模式旋钮 主轴正转 倍率开关 主轴反转
（数控加工）宇龙数控加工仿真系统实验指导书
数控加工仿真实验指导书（适用本、专科各专业）
数控编程仿真实验要求 壹、实验目的 “数控机床加工程序编制”（简称数控编程）课程，是机械和机电等各类专业本、专科教学计划中开设的壹门应用性和实践性很强的专业课程。学好本课程，不仅要掌握数控编程的基本理论知识和编程方法，更重要的是要通过壹定的实践教学，在实践教学中运用所掌握的机械加工工艺知识、数控编程的理论知识、数控编程的方法编制零件加工程序，且完成对零件的数控加工。采用仿真软件在计算机上进行模拟加工，是完成这壹实践教学的有效手段。因此，在各专业本、专科“数控编程”课程的教学计划中均设有“仿真实验”这壹实践教学环节。其实验的目的是： 1.熟悉且学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程； 2.为后续的“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累和打下操作技能训练的基础。 二、实验要求 1.熟悉且掌握FANUC0i系统仿真软件面板操作过程； 2.按给定车削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 3.按给定铣削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 4.按实验内容，编写实验报告。
三、课时安排 注：表中课时带括号者，指实验学时可调整 四、实验报告编程内容 1.简要叙述FANUC0i系统仿真软件面板操作过程； 2.按给定零件图样，编制的车削加工程序； 3.按给定零件图样，编制的铣削加工程序。 五、指导书及联系题： 1.数控加工仿真FANUC0i系统面板操作简介 2.仿真加工零件图样 2010年9月修订 宇龙数控加工仿真系统实验指导书主要内容
浙江工业职业技术学院
课题3 数控铣削加工工艺 数控铣削加工工艺分析是数控铣削加工的一项重要工作，工艺分析的合理与否，直接影响到零件的加工质量，生产效率和加工成本。在编制数控程序时，根据零件图纸要求首先应该考虑的几个问题： 3.1 零件图样的工艺分析 在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便 在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这 种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编 ．．．．．．．．．．．．．．．． 程零点 ．．．的设置和计算。 2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分 在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。 3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证 虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。 4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一 在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是
否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。 5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工 采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。 6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大 图（3-1） 由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D 一定时，圆角半径r（如图（3-1）所示）越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强， 铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。 5）保证基准统一原则 若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，
数控车仿真软件操作指导
8、数控加工仿真系统 依次点击“开始→程序→数控加工仿真系统→数控加工仿真系统”（或双击桌面上的数控加工仿真系统快捷图标），系统将弹出如图1-38所示的用户登录界面。 图1-38 登录界面 单击“快速登录”进入仿真软件主界面，如图1-39所示。 仿真系统界面由以下三方面组成： ①菜单栏及快捷工具栏：（图形显示调节及其它快捷功能图标） ②机床显示区域：三维显示模拟机床，可通过视图选项调节显示方式。 ③系统面板区域：通过对该区域的操作，执行仿真对刀、参数设置及完成仿真加工。
图1-39 仿真软件主界面 （1）数控仿真软件的基本操作 ◆对项目文件的操作 1）项目文件的作用 保存操作结果，但不包括操作过程。 2）项目文件包括的内容 ①机床、毛坯、经过加工的零件、选用的刀具和夹具、在机床上的安装位置和方式； ②输入的参数：工件坐标系、刀具长度和半径补偿数据； ③输入的数控程序。 3）对项目文件的操作
①新建项目文件 打开菜单“文件\新建项目”；选择新建项目后，就相当于回到重新选择机床后的初始状态。 ②打开项目文件 打开选中的项目文件夹，在文件夹中选中并打开后缀名为“.MAC”的文件。注意：“.MAC”文件只有在仿真软件中才能被识别，因此只能在仿真软件中打开，而不能直接打开。 ③保存项目文件 打开菜单“文件\保存项目”或“另存项目”；选择需要保存的内容，按下“确认”按钮。如果保存一个新的项目或者需要以新的项目名保存，选择“另存项目”，内容选择完毕后输入另存项目名，“确认”保存。 保存项目时，系统自动以用户给予的文件名建立一个文件夹，所有内容均放在该文件夹中，默认保存在用户工作目录相应的机床系统文件夹内。 提示：在保存项目文件时，实际上是一个文件夹内保存了多个文件，这些文件中包含了“2）”中所讲到的所有内容，这些文件共同构成一个完整的仿真项目，因此文件夹中的任一文件丢失都会造成项目内容的不完整，需特别注意。 ◆其他操作 1）零件模型 如果仅想对加工的零件进行操作，可以选择“导入\导出零件模型”，零件模型的文件以“.PRT”为后缀。 2）视图变换的选择 在工具栏中选之一，它们分别对应于菜单“视图”下拉菜单的“复位”、“局部放大”、“动态缩放”、“动态平移”、“动态旋转”、“绕X轴旋转”、“绕Y轴旋转”、“绕Z轴旋转”、“左视图”、“右视图”、“俯视图”、“前视图”。或者可以将光标置于机床显示区域内，点
数控铣削加工工艺参数的确定 确定工艺参数是工艺制定中重要的内容，采用自动编程时更是程序成功与否的关键。 （一）用球铣刀加工曲面时与切削精度有关的工艺参数的确定 1、步长l （步距）的确定 步长l （步距）——每两个刀位点之间距离的长度，决定刀位点数据的多少。 曲线轨迹步长l 的确定方法： 直接定义步长法：在编程时直接给出步长值，根据零件加工精度确定 间接定义步长法：通过定义逼近误差来间接定义步长 2、逼近误差e r 的确定 逼近误差e r ——实际切削轨迹偏离理论轨迹的最大允许误差 三种定义逼近误差方式（如图16-4所示） ： 指定外逼近误差值：以留在零件表面上的剩余材料作为误差值 （精度要求较高时一般采用，选为0.0015~0.03mm ） 指定内逼近误差值：表示可被接受的表面过切量 同时指定内、外逼近误差 3、行距S （切削间距）的确定 行距S （切削间距）——加工轨迹中相邻两行刀具轨迹之间的距离。 行距小：加工精度高，但加工时间长，费用高 行距大：加工精度低，零件型面失真性较大，但加工时间短。 两种方法定义行距： （1）直接定义行距 算法简单、计算速度快，适于粗加工、半精加工和形状比较平坦零件的精加工的刀具运动轨迹的生成 （2）用残留高度h 来定义行距 残留高度h ——被加工表面的法矢量方向上两相邻切削行之间残留沟纹的高度。 大：表面粗糙度值大 小：可以提高加工精度，但程序长，占机时间成倍增加，效率降低 选取考虑：粗加工时，行距可选大些，精加工时选小一些。有时为减小刀峰高度，可在原两行之间加密行切一次，即进行曲刀峰处理，这相当于将S 减小一半，实际效果更好些。 图3.2.6 指定逼近误差