阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

一、题目    阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

二、研究主要内容

本课题来源于《飞机结构件高效数控加工系统研究》项目，研究内容和研究方法上的要求是针阶梯轴车削加工的特点，进行刀路规划，合理地划分加工区域、选择适合的加工方法。制成以提高加工精度兼顾效率的NC加工专用程序。

三、主要技术指标

1．完成指定翻译文献；

2．完成阶梯轴车削粗加工程编；

3．完成阶梯轴车削精加工的程编；

4. 完成阶梯轴车削加工虚拟仿真加工及生成NC指令；

四、进度和要求

要求学生毕业设计从第1周开始至第17周结束；主要的工作量及进度要求如下：

第一阶段：（共计5周）

1．第一周及第二周，翻译并完成教师指定的英文文献翻译；

2．第三周，熟悉阶梯轴车削加工工艺及工艺模型处理；

3. 第四周，去工厂现场参观调研；

4．第五周，熟悉及掌握CAD\CAM软件相关的阶梯轴车削加工方法；

第二阶段：（共计5周）

1．第六周及第七周，完成阶梯轴车削加工工艺模型建立和处理；

2. 第八周，完成阶梯轴车削的粗加工编程；

3. 第九周，完成阶梯轴车削精加工编程；

3. 第十周，完成仿真加工及数控加工代码生成；

第三阶段：（共计5周）

1 .第十一周，检测阶梯轴车削加工程序的通用性；

2．第十二周，检测阶梯轴车削加工刀路工艺规划的合理性；

3．第十三周，进行刀路优化、过切检查;

4. 第十四及第十五周，生成通用的数控指令(G代码和M代码)；

    5. 第十六周及第十七周，撰写文档及评阅;

五、主要参考书及参考资料

[1]谢龙汉等. CATIAV5数控加工[M].北京：清华大学出版社，2005年4月.

[2] 谢龙汉等.CATIAV5机械设计[M].北京：清华大学出版社，2005年4月.

[3] 谢龙汉等.CATIAV5机械设计应用实例[M].北京：清华大学出版社，2005年4月.

[4] 谢龙汉等.CATIAV5逆向造型设计[M].北京：清华大学出版社，2005年4月.

[5] 谢龙汉等.CATIAV5自由曲面造型[M].北京：清华大学出版社，2005年4月.

[6]谢龙汉等.CATIAV5数控加工实例[M].北京：清华大学出版社，2005年4 月.

     [7] 卜昆等.计算机辅助制造[M].北京：：机械工业出版社，2006.

阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

摘 要

虚拟数控加工技术是虚拟制造领域重要的研究方向，其中机床的三维建模是基础，通过对加工过程的仿真数控加工，可以在计算机上完成对数控程序的检验，解决实际加工中遇到的各种问题，从而替代或减少实际的试切工作，能有效降低产品制造成本，提高产品质量。本文利用CATIA V5进行车床各部件及夹具、刀具、和工件模型的建立，并结合VERICUT软件读取数控代码的字符和字—地址格式特点，对所使用的数控程序代码进行了适当的转换，最后使用VERICUT软件进行数控仿真加工。详细讨论了车床模型建立和数控仿真加工等过程中遇到的问题及解决方法。

CATIA如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。

本文的主要内容包括：

项目背景介绍，课题研究的意义。

对CATIA  V5进行了系统的介绍及研究

主要介绍利用VERICUT 7.0进行数控仿真加工，并对仿真过程进行分析，解决仿真中出现的问题。

关键词：车削，数控仿真，CATIA V5，VERICUT 7.0

阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

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

阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

前 言

近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国制造行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、 电火花及线切割工作，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，以至于导致模具设计、CAD/CAM工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。现代数控加工技术的普遍应用，使得产品的加工周期大幅度缩短，产品的加工质量不断改善，加速了产品的更新换代，增强了产品的市场竞争能力。因此数控加工技术的研究已成为衡量一个国家机械制造工业的重要标志之一，更是体现一个机械制造企业技术水平的重要标志。正是基于上述形势，许多制造行业都已经采用数控加工方式来提高产品的竞争力。此外，利用和发展数控加工，实现高效数控加工已成为了制造类企业所普遍关心的大事。进一步提高我国国防军工行业的数控效率以及数控制造能力，是加强军工国防建设的迫切需要。

阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究

目录

第1章 绪论 6

1.1 课题研究的意义 6

1.2 国内外现状 6

1.3 文档的章节安排 7

第2章  使用软件介绍（CATIA、VERICUT） 8

2.1 CATIA概述 8

2.2 CATIA先进的混合建模技术 8

2.3 CATIA的历史 9

2.4 CATIA的主要应用领域 11

2.5 VERICUT软件简介 12

第3章 数控加工关键技术的研究 14

3.1 基本概念 14

3.2 数控编程的方法 15

3.3数控车床的基本构成 15

3.4数控机床坐标系 16

3.5 数控编程格式及内容 17

3.6 F、S、T功能 18

第4章 阶梯轴车削加工及数控车削机床仿真的研究 20

4.1 轴的加工车削过程研究 20

1.引入零件及进入加工模块 21

2.零件定义操作 22

3.机床的设置 23

4.定义坐标系 24

5.设置换刀点 25

6.定义加工零件及毛坯零件 25

7.阶梯轴的粗车加工 25

8.阶梯轴的精车加工 30

9.阶梯轴的切槽加工 32

10.切端面加工 34

11.重新定义坐标系 36

12.对阶梯轴的另一端加工 37

4.2 印章的加工车削过程研究 38

1.印章的粗车加工 38

2.印章的沟槽加工 41

3.印章的精车加工 43

第5章 VERICUT数控模拟仿真操作研究 45

5.1 NC程序的生成 45

5.2 设置仿真环境 47

5.3 加工仿真的验证 50

第6章 总结与展望 53

6.1 总结 53

6.2 展望 54

致 谢 55

参考文献 56

毕业设计小结 57