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1、西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 本科毕业设计论文本科毕业设计论文 题题 目目 螺纹轴车削加工及数控车削机床仿真的研究 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 毕业 任务书 一、题目 螺纹轴车削加工及数控车削机床仿真的研究螺纹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对螺纹轴车削加工的特点，进行刀路规划，合理地划分 加工区域、选择适合的加工方法。
2、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完成螺纹轴车削加工粗加工程编； 3完成螺纹轴车削加工加工的程编； 4. 完成螺纹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，熟悉螺纹轴车削加工工艺及工艺模型处理； 设计 论文 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 3. 第四周，去工厂现场参观调研； 西北工业大学明德学院本科毕业
3、设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 4第五周，熟悉及掌握 CADCAM 软件相关的螺纹轴车削加工方法； 第二阶段：（共计 5 周） 1第六周及第七周，完成螺纹轴车削加工工艺模型建立和处理； 2. 第八周，完成螺纹轴车削加工的粗加工编程； 3. 第九周，完成螺纹轴车削加工精加工编程； 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，检测螺纹轴车削加工程序的通用性； 2第十二周，检测螺纹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
4、十七周，撰写论文及评阅; 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
5、 卜昆等.计算机辅助制造M.北京：机械工业出版社，2006. 学生学号 103306 学生姓名 指导教师 系主任 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 I 摘 要 随着全球制造业竞争的日益激烈，先进制造技术的不断出现，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，增强了产品的竞争力。因此数控加工技术的研究已成为研究重点。 在这个计算机技术发展迅速，新科技日新月异的信息社会中，制造
6、业也发生着革 命性的变化。计算机模拟、仿真技术省去了大量的工作量，大大节约了原材料成本， 提高了生产效率。工厂里现在大部分机床使用的都是数控机床，数控加工出来的零件 既符合外观及精度有要求，又方便操作者进行操作。掌握计算机制造技术已经是新时 代我们势在必行的必须课。 作者在查阅和搜索大量与本毕业设计相关资料的基础上，对数控加工进行研究， 并在老师的耐心指导下，首先分析零件模型，根据零件的外形特点，确定加工方法。 利用 CATIA P3 V5R20 进行数控加工程序的编制，设计出该零件的 NC 加工方法，并且 尝试找出最合理的加工方法。从而进行零件的动态模拟数控加工。此次设计中以螺纹 轴为加工对
7、象，利用粗车，精车，切空槽，切沟槽，钻孔，钻螺纹孔等进行加工。最 后，结合 CATIA 中设计好了的模型实例展现了 VERICUT 环境下数控加工仿真的全过程。 关键词：粗车，精车，CATIA，仿真，VERICUT 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 II ABSTRACT Since the competition of global manufacturing industry is increasingly intense, advanced manufacturing technologies appeared continuously. The
8、general application of the modern Numerical Control Manufacturing technology, has made the processing cycle of the products shorten by a large margin, has improved the processing quality of the products, has accelerated the update of the products, and has strengthened the competitive power of the pr
9、oducts. So the research of the process technology of numerical control has become the focal point of studying. The manufacturing method changes a lot with the development of the computer technology in the modern society. Computer simulation saves a lot of time for the workers and greatly saves the c
10、ost of raw materials. Also computer simulation increases production efficiency. At present, most of the factory machines are used in CNC machine tools. CNC machining parts achieved the requirement both in the appearance and in the accuracy. To master the computer manufacturing technology for the eng
11、ineering working in the field of aviation is imperative. After looking up plenty of relevant articles, author researched the process technology of Numerical Control. Under the guidance of the teachers patience，author analysis the mold of the part at first and according to the shape characteristics o
12、f parts , assure the method of processing. Finally utilized CATIA P3 V5R20 carrying on characteristic modeling and carry on Numerical Control establishment to process procedure and designed NC processing method of the part and try to find out the most reasonable method of processing .Thus the dynami
13、c simulation Numerical Control of carrying on the part is processed. Regarding thread spindle as the target of processing in this design . author has used Rough Turning operation, Profile Finish Turning operation, Recess Turning operation, Groove Turning 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 III oper
14、ation, Drilling, Reverse Threading. Further，the whole process of NC simulation under VERICUT is shown combining with designed model instance in CATIA KEYWORDS: rough turning operation，profile finish turning operation，CATIA，simulation，VERICUT 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 IV 前 言 近年来，随着计算机技术的发展
15、，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
16、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
17、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。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 V 目录目录 第一章第一章 绪论绪论 9 1.1 课题研究的意义 .9 1.2 CATIA 软件的简单介绍9 1.3 VERICUT 软件的简单介绍10 第二章第二章 螺纹轴右端加工螺纹轴右端加工 .11 2.1 初始化 CATIA 加工环境.11 2.2 螺纹轴的粗加工 .15 2.3 螺纹轴的精加工 .23 3.4 端面加工.30 2.5 空槽加工.32 2.6 沟槽加工37 2.7 钻孔.42 2.8 钻螺纹孔46 第三章第三章 螺纹轴左端加工螺纹轴左端加工
18、50 3.1 拷贝加工程序 .50 3.2 粗车50 3.3 精车52 3.4 切沟槽53 3.5 加工螺纹.55 第四章第四章 VERICUTVERICUT 数控仿真加工数控仿真加工.58 4.1 数控加工仿真技术概述.58 4.2 数控加工仿真技术的操作步骤61 4.3 数控加工的发展趋势 .62 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 VI 4.4 VERCUT 仿真加工步骤.63 第五章第五章 总结与展望总结与展望 74 5.1 论文总结.74 5.2 后续展望.75 参考文献参考文献 .77 致谢致谢 .78 毕业设计小结毕业设计小结 .79 西北工
19、业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 7 第一章 绪论 1.11.1 课题研究的意义课题研究的意义 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品更新的速度越来越快， 多品种、中小批量生产的比重明显增加。同时，随着航空工业、汽车工业和轻工业消 费品生产的高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高。此外，激烈 的市场竞争要求产品研制、生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适 应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效、高质量加工要求。因此，近几十年来， 世界各国十分重视发展能有效解决复杂、精密、小批量、多变零件加工的数控加工技 术。在机械制造业中
20、，大量采用以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，并将 机械技术与现代控制技术、传感检测技、信息处理技术、网络通信技术有机地结合在 一起，使其生产方式发生了革命性变化。因此研究该课题意义在于使数控技术和数控 机床不断更新换代，向高速度、多功能、智能化、开放型以及高可靠性等方面迅速发 发展。 1.21.2 CATIACATIA 软件的简单介绍软件的简单介绍 CATIA 是法国的产品开发旗舰解决方案。作为 PLM 协同解决方案的一个重要组成 部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、 分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。新的 V5 版本界面更加友好，功
21、 能也日趋强大，并且开创了 CAD/CAE/CAM 软件的一种全新风格。 CATIA V5 版本具有： 1.重新构造的新一代体系结构 为确保 CATIA 产品系列的发展，CATIA V5 新的体系结构突破传统的设计技术， 采用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务发展需求，使客户具有更大的 竞争优势。 2.支持不同应用层次的可扩充性 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 CATIA V5 对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品 开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。允许任意配置的解决方案可满足从 最小的供货商到最大的跨国
22、公司的需要。 3.与 NT 和 UNIX 硬件平台的独立性 CATIA V5 是在 Windows NT 平台和 UNIX 平台上开发完成的，并在所有所支持的 硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。CATIA V5 在 Windows 平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而 UNIX 平 台上 NT 风格的用户界面，可使用户在 UNIX 平台上高效地处理复杂的工作。 4.专用知识的捕捉和重复使用 CATIA V5 结合了显式知识规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图， 定义产品的性能和变化。隐式的经验知识变成了显式的专用知识，提高了设计的自动
23、 化程度，降低了设计错误的风险。 5.给现存客户平稳升级 CATIA V4 和 V5 具有兼容性，两个系统可并行使用。对于现有的 CATIA V4 用户， V5 能引领他们迈向 NT 世界。对于新的 CATIA V5 客户，可充分利用 CATIA V4 成熟的 后续应用产品，组成一个完整的产品开发环境。 本次设计主要用到 CATIA 软件中的仿真加工部分。 1.31.3 VERICUTVERICUT 软件的简单介绍软件的简单介绍 VERICUT 可以是可以进行 NC 程序的验证、机床的模拟和 NC 程序的优化的一款数 控模拟仿真软件，它是美国的 CGTech 公司于 1988 年开发的，现在已
24、经发展到了 VT7.3 版本。该软件的基本思想就是在进行真实的加工之前，尽可能真实的在虚拟的环境里 模拟加工的整个过程和加工的结果，避免在真实的加工中出现零件的过切、欠切，避 免发生机床碰撞，并最大程度的优化 NC 程序、延长刀具使用寿命，提高的加工的效 率和加工质量。程序验证就是验证程序的正确性，说的通俗一点就是检查 G 代码的正 确性。任何一个机械加工厂，其最基本也是最简单的要求就是要尽量提高零件的合格 率。就是这样一个简单的基本要求，机械加工厂并不是那么容易就能达到。影响零件 合格率的因素有很多，最根本、最重要的就是加工工艺方案和数控加工程序，因为这 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
25、西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 两个因素是根本、源头，是指导生产零件的，二者出现错误，报废或造成故障的就不 是单个零件，而是一批零件，造成的损失也是巨大的。因此，我们要杜绝加工工艺方 案和数控加工程序出现错误，对于加工工艺方案，在此不多作叙述，是可以通过人的 校对来保证其正确性的，但是对于数控加工程序，这样是不能保证其正确性的，特别 是复杂的 NC 程序，人工校对根本不可能，VERICUT 的 NC 程序验证功能很好的解决了 这个问题。机床模拟就是模拟加工过程中机床各个组件之间的相互运动，其过程和真 实机床一样，这样就可以检查机床碰撞，避免发生，这样就很好保护了机床，延长机 床的使用
26、寿命。NC 程序优化可以最大限度的优化加工的进给率，计算最合适刀具长 度，提高生产效率，延长刀具使用寿命，提高刀具使用效率。对于企业来说， VERICUT 的这三个基本功能的目标很明确：提高加工零件的合格率，提高机床和刀具 的使用效率，帮助企业降低生产成本，提高生产效率，增强企业的核心竞争力，使之 在激烈的竞争中处于不败之地。因此，对于从事机械加工行业的人来说，学习和掌握 VERICUT 就显得尤为重要。 本次设计主要用到 VERICUT 中的仿真部分。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 第二章 螺纹轴右端加工 2.12.1 初始化初始化 CATI
27、ACATIA 加工环境加工环境 a)打开毛坯打开毛坯 在 CATIA 中打开螺纹轴毛坯并进入到加工环境（毛坯为 R105 X 570） 图 2.1 毛坯 图 2.2 导入毛坯 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 b)b) 选择机床选择机床 在此，选择 Horizontal Lathe Machine（卧式车床） ，机床的各种参数都不用修改， 使用默认值。 图 2.3 选择机床 c)c) 选择坐标系选择坐标系 把坐标系名称命名为 XOY，位置固定于左侧轴心处，并定义 Z 轴方向沿轴向。 图 2.4 选择坐标系 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工
28、业大学明德学院本科毕业设计论文 12 d)d) 选取几何图形选取几何图形 在 Geometry 中选择加工零件以及毛坯。 图 2.5 选择零件和毛坯 e)e) 然后指定刀具起点位置然后指定刀具起点位置 positionposition 为了进退刀方便，指定刀具起点位置为（200 0 800） 。 图 2.6 设置换刀点 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 13 2.22.2 螺纹轴的粗加工螺纹轴的粗加工 a)a) 进入粗车环境进入粗车环境 选择制造程序，然后点击 Rough Turning operation 进入粗车。选择毛坯元素和 零件元素。 图 2.
29、7 粗车 b)b) 设置加工余量设置加工余量 1、加工余量：为了保证零件的质量（精度和粗糙度值），在加工过程中，需要 从工件表面上切除的金属层厚度，称为加工余量。加工余量又有总余量和工序余 量之分。 2、总余量：某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量。 3、工序余量：该表面加工相邻两工序尺寸之差称为工序余量。 工序余量有单边余量和双边余量之分 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 14 图 2.8 余量 1）单边余量： 非对称结构的非对称表面的加工余量，称为单边余量，用 Zb 表示。 表 2-1 余量公式 Zbla-lb 式中：Zb本工序的工序余量；
30、lb本工序的基本尺寸； la上工序的基本尺寸。 2）双边余量：对称结构的对称表面的加工余量，称为双边余量。 对于外圆与内孔这样的对称表面，其加工余量用双边余量 2Zb 表示， 对于外圆表面有： 2Zbda-db； （2-1） 对于内圆表面有： 2ZbDb-Da （2-2） 总余量=所有工序余量之和 加工余量的确定计算法、查表法和经验估计法 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 15 （1）经验估算法：靠经验估算确定，从实际使用情况看，余量选择都偏大，一般用 于单件小批生产。 （2）查表法(各工厂广泛采用查表法)：根据手册中表格的数据确定，应用较多。 （3）分
31、析计算法(较少使用)：根据实验资料和计算公式，综合确定，比较科学，数 据较准确，一般用于大批大量生产。 加工余量选取原则加工余量选取原则 余量过大材料浪费，成本增大；余量过小不能纠正 加工误差，质量降低。所以，在保证质量的前提下，选余量尽可能小。 c)c) 刀具的选择刀具的选择 刀具的选择原则： a.刀具半径 R 应小于零件内轮廓的最小曲率半径，约为 (0.80.9）R min. b.切削深度取(1/41/2)D，以保证刀具有足够的加工刚度。 数控加工对刀具的要求很高。不仅要刚度好、精度好，还要使用寿命长。 1)材料: 优质高速钢,硬质合金,耐磨涂层,陶瓷材料等 2)类别: 种类繁多 车刀可分
32、为： 整体车刀 焊接车刀 ：其优点是结构简单，紧凑，刀具刚度好，抗振性能强，制造方便， 适用灵活。其缺点是切削性能较低，刀杆不能重复利用，辅助时间 常。 机夹车刀 可转位车刀：使用可转位刀片的机夹车刀。其优点是刀具使用寿命常，生产效 率高，有利于推广新技术，新工艺，有利于降低刀具成本。 (5)成形车刀：用在各类车床上加工内，外回转体成形表面，其刀形根据工件轮廓 设计。该种车刀有平体，棱体，圆体三种型式。 车刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、后刀面和副后刀面等组成。 它的几何形状由前角 o、后角 o、主偏角 r、刃倾角 s、副偏角 r 和刀尖圆 弧半径 r 所决定。车刀几何参数的选择受多
33、种因素影响，必须根据具体情况选取。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 16 图 2.9 刀具组成 图 2.10 车刀参数 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 17 刀柄：主轴与刀具的联系环节, 用以夹持刀具 作用：传递扭矩、夹持刀具 分类：）普通刀柄 ）液压刀柄 图 2.11 刀片参数 d)d) 走刀方式走刀方式 走刀路线的规划 走刀路线是指数控加工过程中刀位点相对于被加工工件的运动轨迹。 确定走刀路线的原则： a. 保证零件的加工精度和光洁度 b. 方便数值计算，减少程序段数 c. 缩短走刀路线，减少空程 d. 易
34、于增加零件刚性 e尽量避免刀具在加工中向下 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 18 f. 刀具轨迹变化尽量做到平缓 g. 精加工最好采用顺 图 2.13 纵向走刀 e)e) 转速和切削速度的选择转速和切削速度的选择 1、转速 一般与直径有关系，径大的转速低，径小的转速高，提高它的线速度。与吃 刀量大小也有关系。 2、切削速度 vc 切削速度 vc 是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动瞬时线速度。由于 切削刃上各点的切削速度可能是不同，计算时常用最大切削速度代表刀具的切削 速度。当主运动为回转运动时： （2-2） 式中 d切削刃上选定点的回转直径，mm;
35、 n主运动的转速，r/s 或 r/min. 此次转速和切削速度由 CATIA 系统自动计算，设置加工精度为 0.1mm/turn， 退刀量为 0.3mm/turn 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 19 图 2.14 进给率和转速 f)f) 进退刀方向进退刀方向 选择垂直进刀，水平退刀。 图 2.15 进退刀 g)g) 形成刀轨形成刀轨 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 20 图 2.16 刀轨 h)h) 动画仿真动画仿真 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.17 仿真 i)i) 分析余量和过切
36、分析余量和过切 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 21 图 2.18 余量分析 在 Video 窗口中选择 Analyze 进入到 Analysis 选项卡，选择 Gouge,然后点应用, 主要分析刀具对工件是否有过切现象。 图 2.19 过切分析 到此步为止就完成了螺纹轴的右端粗车加工。 2.32.3 螺纹轴的精加工螺纹轴的精加工 a)a) 进入精车加工环境进入精车加工环境 选择精加工零件表面，零件的加工余量设为零。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 22 图 2.20 精加工环境 b)b) 选择走刀方式选择走刀
37、方式 刀具的走刀方式为外部走刀 图 2.21 外部走刀 c)c) 刀具参数刀具参数 刀具参数的设定同粗加工，参数不变，刀片的参数也不变 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 23 图 2.22 刀具和刀片参数 d)d) 切削速度及转速切削速度及转速 1) 切削速度与切削温度理论 理论核心：Vc Tv 上升一定程度后达到极限之后 高速加工的特点： Vc Tv 高转速+高进给+小切削量 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 24 图 2.23 理论图 2) 转速(S)的确定： 如果有切削参数库，可直接查切削参数库； 否则，根据
38、实际经验,并配合刀具厂家提供的刀具切削线速度vc (m/min) 查 表计算来确定。 刀具厂商根据被切削材料、刀具材料、切削深度、切削宽度等建立了刀具切 削线速度 vc(m/min)查询表 主轴转速n (r/min)根据允许的切削速度vc (m/min)选取 （2- 3） D-工件或刀具的直径 (mm) 400300200100 切切削削速速度度 （m m/ /m mi in n) ) 传传 递递 热热 量量 ( (k k W W) ) 0.5 1.0 1.5 2.0 500 0 切切屑屑 刀刀具具 工工件件 高高速速切切削削刀刀具具、工工件件、切切屑屑吸吸收收的的热热量量 1000 c v
39、n D 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 25 图 2.24 材料与转速 由上述理论，此次精加工选择较大进给量 0.4mm_turn，较高转速 1500turn_mn。 图 2.25 进给率和转速 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 26 e)e) 进退刀方向进退刀方向 选择垂直进刀，水平退刀。 图 2.26 进退刀 f)f) 模拟仿真加工模拟仿真加工 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.27 仿真 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 27 g)g) 分析余量
40、和过切分析余量和过切 图 2.28 余量分析 在 Video 窗口中选择 Analyze 进入到 Analysis 选项卡，选择 Gouge,然后点应用, 主要分析刀具对工件是否有过切现象。 图 2.29 过切分析 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 28 2.42.4 端面加工端面加工 a)a) 进入粗车加工环境进入粗车加工环境 选择零件元素与毛坯元素 其中的余量设为零，走刀方式为端面走刀，其余参数设置同上述的粗加工 图 2.30 车端面 图 2.31 走刀方式 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 29 图 2.32
41、 走到轨迹 b)b) 仿真加工及分析仿真加工及分析 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.32 仿真 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 30 图 2.33 剩余材料分析 图 2.34 过切分析 2.52.5 空槽加工空槽加工 a)a) 进入空槽加工环境进入空槽加工环境 选择加工的零件元素和毛坯元素 由于空槽加工可以一步到位，所以不用预留余量。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 31 图 2.35 进入空槽加工环境 b)b) 选择刀具走刀方式选择刀具走刀方式 平行外形走刀，径向切削深度设为 1mm。
42、 图 2.36 走刀方式 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 32 c)c) 定义空槽加工刀具定义空槽加工刀具 选择直刃刀具，其余参数使用系统默认值。 图 2.37 刀具参数 d)d) 定义刀具刀片定义刀具刀片 左刀尖半径=右刀尖半径=0.2mm。 图 2.38 刀片参数 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 33 e)e) 进给速度与转速同粗加工进给速度与转速同粗加工 图 2.39 进给率和转速 f)f) 进退刀方式进退刀方式 图 2.40 进退刀 g)g) 仿真加工仿真加工 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工
43、业大学明德学院本科毕业设计论文 34 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.41 仿真 h)h) 剩余材料与过切分析剩余材料与过切分析 图 2.42 剩余材料分析 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 35 在 Video 窗口中选择 Analyze 进入到 Analysis 选项卡，选择 Gouge,然后点应用, 主要分析刀具对工件是否有过切现象。 图 2.43 过切分析 2.62.6 沟槽加工沟槽加工 a)a) 进入沟槽加工环境进入沟槽加工环境 单击 Groove Turning operation 进入沟槽加工模块， b)b) 选择要
44、加工的零件元素和毛坯元素选择要加工的零件元素和毛坯元素 由于可以一步完成加工，所以不用留余量。 图 2.44 沟槽加工 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 36 c)c) 走刀方式走刀方式 在 strategy 中选择 orientation 为外部走刀。 图 2.45 走刀方式 d)d) 选择刀具并定义刀具参数选择刀具并定义刀具参数 在刀具选项中选择切槽刀，在 More 中定义各种参数。在 Hand Style 中选择 Left Hand,其中的最大切削深度定位 20mm（防止刀具与工具干涉）。 图 2.46 刀具参数 西北工业大学明德学院本科毕业设计论
45、文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 37 e)e) 切削深度和转速切削深度和转速 切削深度不要太大，其中 Lead_in = 0.1 mm_turn；First_plunge = 0.3 mm_turn；Next_plunge = 0.4 mm_turn；Lift_off = 0.8 mm_turn。转速 =1500turn_mn。 图 2.47 进给率和转速 f)f) 进退刀方向进退刀方向 选择进到方向为水平进刀，由用户自己定义，并激活；选择推刀方向为垂直 退刀，由用户自己定义，并激活。 图 2.48 进退刀 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 38
46、 g)g) 刀轨及仿真加工刀轨及仿真加工 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.49 生成刀轨 图 2.50 仿真加工 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 39 h)h) 分析过切分析过切 在 Video 窗口中选择 Analyze 进入到 Analysis 选项卡，选择 Gouge,然后点应 用,主要分析刀具对工件是否有过切现象。 图 2.51 过切分析 2.72.7 钻孔钻孔 a)a) 进入钻孔加工环境进入钻孔加工环境 单击 Drilling 进入钻孔加工。 b)b) 选择钻孔加工位置选择钻孔加工位置 在钻孔位置出单击，然后再选择零件
47、上的孔，之后在空白处双击。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 40 图 2.52 钻孔 c)c) 钻孔方式选项钻孔方式选项 在 approach clearance 中取 5 mm，first compensation 默认取 1。 图 2.53 钻孔参数 d)d) 选择钻刀参数选择钻刀参数 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 41 首先单击刀具，然后选择 Drill,之后打开 More 选项，选择 nominal diameter = 30mm，overall length = 200mm, cutting len
48、gth = 100mm, length =150mm, body diameter = 33mm,其余参数默认。 图 2.54 钻刀参数 e)e) 进给速度与转速进给速度与转速 选择 approach = 300mm_turn, plunge = 10 mm_turn，machining = 800 mm_turn，retract = 300 mm_turn，spindle speed = 1500turn_mn。 图 2.55 进给率和转速 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 42 f)f) 进退刀方向进退刀方向 进刀和退刀都由用户自己定义并激活，进刀选
49、择垂直方向，退刀也选择垂直方向。 图 2.56 进退刀 g)g) 仿真加工仿真加工 单击进入仿真环境，选择，然后单击进行仿真演示。 图 2.57 仿真 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 43 h)h) 过切分析过切分析 在 Video 窗口中选择 Analyze 进入到 Analysis 选项卡，选择 Gouge,然后点应 用,主要分析刀具对工件是否有过切现象。 图 2.58 过切分析 2.82.8 钻螺纹孔钻螺纹孔 a)a) 进入钻螺纹孔环境进入钻螺纹孔环境 单击 Reverse Threading 进入钻螺纹孔加工环境。 b)b) 选择钻螺纹孔加工位置选择钻螺纹孔加工位置 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 44 图 2.59 位置在圆心 c)c) 钻螺纹孔方式选项