MTS软件车削仿真

ycl1983

下面以图1所示零件为例，用MTS 软件编写加工程序，并进行车削仿真验证加工程序。具体操作分两步，第一步编辑工艺表格，主要包括五方面的内容：输入坯料参数、查询材料型号、选用夹具、选择刀具和设置工件坐标系原点。第二步编写加工程序，有人机交互式编程和直接在工艺表格文件中编程两种方法。
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图1　轴类零件图
, d# z0 p4 c9 z$ Y1. 建立工艺表格
4 y; o! F, `) E( K) @5 o3 G1）输入坯料参数
如图2所示，坯料类型分为四类：短圆柱体、长圆柱体、短套筒、长套筒。根据图1所示零件的结构形状和尺寸参数，选坯料类型为短圆柱体。
在安装方式菜单中选工件夹头→新工件→圆柱体菜单，根据图零件形状和结构尺寸设定上坯料尺寸：D＝90、L＝170。

图2　坯料的类型
5 a7 g& y7 c! y  N" U& t2）查询材料类型与型号
⑴查询材料类型（图3）
' R1 s) p7 `6 H, c/ M选工件材料菜单，在材料类型对话框中，选零件材料Alloy steel。
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图3　查询材料类型
⑵查询材料型号及材料的机械性能参数（图4）
选详细选择菜单，在材料型号对话框中，选择零件材料型号50CrV4，进而查询所选材料的机械性能参数。

图4　选材料型号
# \2 g! T/ {  K# |( t3）选择夹具
主轴卡盘有六种类型：外圆阶梯正爪、外圆阶梯反爪、内圆阶梯正爪、内圆阶梯反爪、弹簧夹具、两顶针夹具。在选用主轴卡盘对话框中，根据零件的结构形状与尺寸参数选外圆阶梯正爪夹具（图5）。
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图5　选择主轴卡盘
选阶梯爪与主轴菜单，按菜单中工件→与工件←按钮，调整阶梯爪卡盘夹持工件长度15mm，工件安装过程见图6和7。
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图6　调整阶梯爪卡盘夹持工件长度
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图7　卡盘夹持工件状态
' q* l9 _) k2 E9 ^8 e4）选择刀具
⑴打开刀具库
: L# L: p1 P1 p% e; J  I+ F选刀具基准→显示旋转刀塔菜单，打开旋转刀塔，如（图8）所示旋转刀塔可安装16把刀具，在旋转刀塔对话框中选定刀具号。
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图8　旋转刀塔
8 O6 w- t; ^% ?- T6 g. y⑵选择刀具类型（图9）
选Equipment菜单，打开刀具类型对话框，根据零件加工工艺要求选择对应刀具号的刀具类型，本题选一号刀为外圆切削右偏刀。
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; i' s7 V; X3 j5 O图9　选择刀具类型
⑶选择刀具型号（图10）
选选择刀具菜单，打开刀具型号对话框，根据零件加工工艺要求选择对应刀具号的刀具型号，本题选一号刀刀具型号为CL-SCLCR-2020/R/1208。
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8 [  G! q* J- A0 X图10　选择刀具型号
⑷重复上述1）至3）操作步骤，可选择2号至16号所需刀具类型的刀具型号。
4 x- y+ D# t% E⑸按菜单中Valid offsets 按钮，即对所选用的刀具建立了刀具补偿。
8 s, g+ l  \' [$ p) e刀具库内储存了各种类型及其型号的刀具和刀具结构参数，选刀之后通过刀具补偿，在数控系统内部自动计算所选刀具的刀尖位置偏差值，并作为补偿值自动对刀尖的位置偏差进行补偿。
5）设置工件坐标系原点
$ E/ l; H8 ]# p# U0 S4 v⑴选取基准刀
/ s5 u5 Y# e* h3 G- Q选更换刀具菜单，输入基准刀代码，一般情况下选1号刀为基准刀，输入刀具代码T0101。
9 f7 b# ]2 H; `& ]/ u, z⑵设定工件坐标系原点
4 \3 W4 j% Z: H5 F' j# p① 操作键盘方向键↑与↓，使刀尖在X轴方向位移至主轴轴线位置(图11)。
2 T( e6 o1 ?( v1 a  [) N) R* W0 ^7 y② 操作键盘方向键→与←，使刀尖在Z轴方向位移至工件右端面，然后按Z键，设Z坐标值为2，即设定工件端面的加工余量为2mm，定义刀具当前位置离开工件坐标系Z轴原点2mm。

图11　设定工件坐标系原点
工件坐标系原点设定后，选基准记录菜单，记录中的G54  X0　Z300程序段表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值（X0、Z300）。
; x2 a4 L+ g- n! g完成输入坯料参数、查询坯料材料型号、选择夹具型号、选择刀具型号和设置工件坐标系原点之后，返回编辑主菜单，建立工艺表格文件，储存工艺参数。
选安装表格→建立菜单，打开建立文件对话框（图12），输入文件名aaa，按保存按钮，建立工艺表格文件，编写的加工程序将存储在工艺表格文件之中。
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图12　建立文件对话框
6 N6 d- A* B5 O" G1 M选程序编辑→Select program菜单，在打开程序对话框中，选工艺表格文件名aaa，打开如图13所示工艺表格文件，其中记录了所选用的数控系统、工件坯料尺寸、工件材料型号、夹具型号、刀具型号和工件坐标系位置参数，接着在工艺表格文件中编写加工程序。
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图13　工艺表格文件
2. 人机交互式编程
9 ]+ B* A8 M3 Q/ J! m1）输入程序段
- @) T2 `0 u+ ^) D9 i4 s# t选自动方式→接受程式→交互方式菜单，根据加工零件的技术要求和工艺要求，用G代码和M代码编写加工程序。
* Y7 T' m2 z) D! {; K7 Z- O2 }2）执行程序段
输入一条程序段，计算机确认之后经编辑仿真切削加工，如果发现程序编辑有错误，系统停止执行程序，并提示错误信息，待纠正程序错误后，继续按上述两步进行人机交互方式编程，直至完成加工程序的编写。
车削加工如图1所示的轴类零件需要分两次装夹加工，第一次安装加工程序如下，加工后的零件图14。
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图14　第一次装夹加工的零件
1 U9 D8 m$ A* V' e$G54 Z279 X0
N10 M03 M08 G96 S90
# o8 ?+ Q0 ?0 q& j' MN30 G00 X92 Z0
N35 G01 X-0.5 F0.2
3 a% a% @3 e: U4 C' C- ^# uN40 Z2
$ U8 ~1 \4 Z. o% oN45 G00 X90
N50 G71 U3 R1
N55 G71 P60 Q100 U0.5 W0.1 F0.3
9 e* {. |4 b1 k$ e. f8 V( pN60 G00 X30
N65 G01 X40 Z-3
  ~0 V- g0 u8 ~- W1 m6 p4 ^N70 Z-40
0 h2 g  o' V9 I6 c2 O0 JN75 X60
N80 Z-75
N85 G02 X70 Z-80 R5
N90 G01 X80
N95 Z-122
! e5 @2 P5 z$ HN100 X92
N105 G70 P60 Q100 F0.1
N110 G00 X200 Z200
N115 M05 M09 M30
图15为调头装夹的零件，用同样的方法设定第二次装夹后的工件坐标系，编写加工程序如下，第二次装夹后加工的零件见图16。
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9 L) @& l1 `3 f4 |% S1 ]% ~图15　调头装夹的零件
2 m+ k3 P, E% u9 V. r' c# F% i$G54 X245.219 X0
- q& \! I( w6 o4 |: ?0 K/ c  f+ Q2 YN10 M03 M08 T0101
/ ?. n8 H, }/ s2 W* c8 |* uN15 G00 X92 Z0
6 h% v+ e; Q- t: ]% ?8 ^- vN20 G96 S90
% E. @+ L. x- F/ `N25 G01 X-0.5 F0.2
" S% h8 P" E# F- y) XN30 G01 Z2
N35 G00 X92
N40 G71 U3 R1
" x  x3 P+ P6 t6 s: [# _8 FN45 G71 P50 Q65 U0.5 W0.1 F0.3
N50 G00 X30
N55 G01 X40 Z-2
N60 Z-40
! Z/ ?/ {3 x, V, ]5 wN65 X92
N70 G70 P50 Q65 F0.1
  [8 q* M: X' Q3 L" n: F. M9 V/ MN75 G00 X200 Z200
* ^& S$ x- _. a+ J$ f; MN80 M05 M09 M30

3 m+ u7 b+ ~' G4 P7 v图16　第二次装夹加工的零件
文章关键词： 车削