【正文】 52 參考 文獻(xiàn) [1] 王隆太．機(jī)械 CAD/CAM 技術(shù) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 劉曉冰，高天一． CAD 技術(shù)的發(fā)展趨勢及主流軟件產(chǎn)品 [J]，中囝制造業(yè)信息化， 2021， 32(1)： 4145 [3] 姬振營，舒志兵，張曉．基于 Master CAM 軟件的數(shù)控加工 [J]，機(jī)床與液壓，2021， 35(7)： 8486 [4] 周衛(wèi)東，鐘振龍，景亮．模具 CAD/CAM 的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)展望 [J]，機(jī)械制造與自動化， 2021(12)： 46 [5] 陳樂堯 ． 數(shù)控車削加工的仿真建模與軟件實(shí)現(xiàn) [D]， 國防科技大 學(xué) 碩士論文，2021 [6] 汪玉平，王立新，劉德平． MasterCAM 軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用研究 [J]，機(jī)床與液壓， 2021， 38(2)： 38 [7] Chen S L, Wang W T. Computer aided manufacturing technologies for centrifugal pressor impellers. Journal of Materials Processing Technology. 2021, 115: 284293 [8] 陳先國，向忠祥 ． 面向?qū)?象三維動畫仿真的實(shí)現(xiàn) [J]，計(jì)算機(jī)仿真， 1998， 15(2)：6669 [9] Yang D CH， Hart Z． I。 論文寫作過程中，遇到過不少問題， 雖然 很多錯誤被克服了，但是系統(tǒng)中難免還有很多不足之處，希望各位評委老師和同學(xué)給予指正與建議。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過論文的寫作，理清了使用該軟件進(jìn)行加工仿 真的思路。 論文準(zhǔn)備階段，通過相關(guān)文獻(xiàn)資料的搜集、整理和分析，了解了加工仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對其他各種 CAD/CAM 的優(yōu)缺點(diǎn)有了一定的認(rèn)識。其中，其模具曲面的生成、加工工序的安排、加工刀具的選擇與參數(shù)設(shè)置等都尤其值得關(guān)注和研究。整個實(shí)踐過程包括零件的幾何造型、加工工藝分析、刀具路徑生成與校驗(yàn)、加工仿 真、及后處理程序生成等。 精加工進(jìn)給量最小，速度較快，可以獲得最重要求的表面粗糙度，加工效果如圖 5所示。仿真加工分為粗加工、精加工兩個部分。 零件的加工 基本的手動操作鍵了解之后就可以開始進(jìn)行加工了。 圖 68 勾選“將 NC 程序傳輸至”后單擊“ M 傳輸參數(shù)”。 本文用 MasterCAM 軟件傳輸。串口接線圖如圖 67 所示。 數(shù)控系統(tǒng)可通過 RS232 串行 口與 PC 機(jī)進(jìn)行通信。*.nc。單擊“添加”按鈕，在彈出的添加刀具對話框中選擇球頭刀，直徑為 5，刀桿長度為 120，轉(zhuǎn)速1000，進(jìn)給率為 200，材料選擇高速鋼，確定新建一把刀具，注意刀具號不要重復(fù)。 圖 64 毛坯設(shè)置 選擇“工 件操作”“ 工件裝夾”， 裝夾方式選擇工藝板裝夾，選擇圖中的第三種四面加緊的方式，設(shè)置長寬高數(shù)值，如圖 65 所示。 點(diǎn)擊手動移動機(jī)床臺面按鈕中間的 ，上方的黃燈亮，依次選擇 X、 Y和 Z 軸點(diǎn)擊，三個軸依次回零。 45 圖 62 FANUC OiM 的操作面板 工件的設(shè)置 打開斯沃仿真軟件時，彈出機(jī)床選擇界面，選擇 FANUC OiM，如圖 63所示。 （ 1） FANUC OiM 的控制面板如圖 61 所示。利用該軟件可以模擬真實(shí)機(jī)床進(jìn)行加工，包括工件的裝夾、對刀、數(shù)控面板的操作、程序的輸入、冷卻液等，與真實(shí)機(jī)床無異。 44 第六章 仿真加工 南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的，發(fā)那科 (FANUC)、西門子 (SINUMERIK)、三菱 (MITSUBISHI)、廣州數(shù)控 (GSK)、華中世紀(jì)星 (HNC)、北京凱恩帝 (KND)、大連大森 (DASEN)、南京巨森 (JNC)、南京華興 (WA)、江蘇仁和 (RENHE)、美國哈斯 (HAAS)、成都廣泰 (GREAT)、 PA8000、 南京四開數(shù)控車銑及加工中心仿真軟件，是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制 造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的。 在車削螺紋時，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距 P（或?qū)С蹋┐笮　Ⅱ?qū)動電機(jī)的升降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素 影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。根據(jù)切削速度可 以計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速。 常用硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金切削不同材料時的切削用量推薦值 表 53： 表 53 43 為常用切削用量推薦表 54 表 54 （ 3）選擇切削用量時應(yīng)注意的問題 轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)零件上被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 切 削 速 度 vc 確 定 后 ， 可 根 據(jù) 刀 具 或 工 件 直 徑 D 按公式 n=l000vc/π D 來確定主軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min）。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。 Vf = fz Zn (41) 式中 fz 銑刀每齒進(jìn)給量（ mm/z） Z銑刀齒數(shù) n銑刀轉(zhuǎn)速（ r/min） ③切削速度的確定 切削速度 vc 可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃 刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。粗銑時， Vf限制的是銑削力及銑刀容屑空間的大小，當(dāng)工藝系統(tǒng)的剛性愈好及銑刀齒數(shù)愈少時， Vf 可取得愈大；半 42 精銑及精銑時， Vf限制的是工件表面粗糙度，粗糙度要求愈小， Vf應(yīng)愈小。 進(jìn)給速度ν f可以按公式ν f =f n 計(jì)算，式中 f表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時一般取 ～ ／ r；精車時常取 ～ ；切斷時常取 ～ 。 ②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定 粗加工時，由于對工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來 選取進(jìn)給速度。精加工的加工余量一般 較小，可一次切除。 （ 2）切削用量的選取方法 ① 背吃刀量 ap（ mm）的選擇 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。選擇精車的切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。增大背吃刀量 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量 f有利于斷屑。 （ 1）切削用量的選用原則 粗車時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。 數(shù)控車削加工中的切削用量包括背吃刀量 ap、主軸轉(zhuǎn)速 n或切削速度 vc（用于恒線速度切削）、進(jìn)給速度 vf 或進(jìn)給量 f。隨著 v 的增大，刀具耐用度急劇下降，故 v的選擇主要取決于刀具耐用度。 切削速度 V。一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下， ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 （ 2）刀具材料選擇 （ 1） 高速鋼刀具 （ 2） 硬質(zhì)合金刀具 （ 3） 陶瓷刀具 （ 4） 立方氮化硼刀具 （ 5） 金剛石刀具 （ 6） 涂層刀具 圖 52 為各種材料的刀具硬度與韌性的對比 圖 52 (3)數(shù)控刀具的特點(diǎn) 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)： 剛性好 (尤其是粗加工刀具 )、精度高、抗振及熱變形??； 互換性好，便于快速換刀； 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除? 系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 (1)數(shù)控刀具的分類 根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為： 整體式； 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接，機(jī)夾 式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種； 特殊型式，如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進(jìn)行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。 刀具的 選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。 刀具選擇 數(shù)控加工的特點(diǎn)對刀具的強(qiáng)度及耐用度要求較普通加工嚴(yán)格。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火 。材料 毛 坯 選用的一般原則為：材料的力學(xué)性能、材料的工藝性能、材料的經(jīng)濟(jì)性。 數(shù)控 銑削加工工序的劃分 ： 刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法 本文加工方案采用 粗、精加工分序法 ，先對零件進(jìn)行粗加工，然后精加工，最后進(jìn)行外形銑削 。但是零件的粗加工，特別是鑄、鍛毛坯零件的基準(zhǔn)平面、定位面等的加工應(yīng)在普通機(jī)床上完成之后，再裝卡到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。 圖 430 加工完成 30%時的效果 圖 417 圖 431 加工完成 100%時的效果 加工代碼的生成 單擊 按鈕，彈出圖 415對話框，選擇默認(rèn)，單擊確定按鈕 。單擊等角按鈕把視圖調(diào)整到最佳觀察角度，單擊加工操作管理器中的實(shí)體加工模擬按鈕 ，彈出“實(shí)體 切 36 削驗(yàn)證” 對話框，點(diǎn)擊按鈕 ，可以設(shè)置毛坯。 圖 421 圖 425 34 圖 426 點(diǎn)擊“刀具”“選擇庫中刀具”選擇直徑為 10 的平底刀，參數(shù)設(shè)置圖 427，繼續(xù)點(diǎn)擊“共同參數(shù)”按鈕，參數(shù)設(shè)置圖 428，其他默認(rèn)，單擊 。 隱藏刀具路徑為圖 423. 圖 422 凹模粗加工刀具路徑 圖 423 （ 2） 繼續(xù)選 “刀具路徑”→“曲面精加工” →“精加工放射狀”，選取工件的形狀為“凹”