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。
; y! B* F( \: p2 |. Z& ]
图1　轴类零件图
7 G6 A3 [" A8 d7 @* n# o, u1. 建立工艺表格
& g1 d8 t3 C8 T9 Z) [# T: d4 U8 l& p1）输入坯料参数
/ e0 o& R, x" w) T/ C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。

, A4 U3 s! P/ W+ U& B2 q图2　坯料的类型
0 z- I6 s, ]* a1 t2）查询材料类型与型号
* v5 X, `4 }7 p/ A5 l5 H3 O⑴查询材料类型（图3）
选工件材料菜单，在材料类型对话框中，选零件材料Alloy steel。

" C$ |3 d8 |/ ]4 U. |' i0 k- r: _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）
) X: g5 b% d) U9 o2 r* D% T: S! a6 d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。

% I9 q+ e# |2 Y. p; T: K! \6 K图4　选材料型号
& }  V. j1 ~4 F3 N9 Y1 d. X/ }/ p3）选择夹具
4 C0 |. X% u$ a* d/ I3 I: r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）。
" R) m4 }2 q4 v6 C# c
% I( Z+ h6 ?& H) S0 d6 Z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。

: V7 ]) z# Q( K5 |( H: v7 q图6　调整阶梯爪卡盘夹持工件长度
1 V8 O1 y/ B' }3 G4 @
图7　卡盘夹持工件状态
4）选择刀具
⑴打开刀具库
- }5 X7 {! Z9 b) z( N5 j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。
' f6 x/ E/ s3 q* V4 C
图8　旋转刀塔
; i7 z: y" u. _! r2 R( j⑵选择刀具类型（图9）
8 p3 d& x3 c4 x2 {: F. ^0 Y+ k' y! [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。

. n, r8 k. Q/ x  ]( ]图9　选择刀具类型
, {1 N/ k! A1 }% Y2 b1 Z⑶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。

图10　选择刀具型号
0 d) t5 c) H, y; H# S⑷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。
' M, l' f$ E* O( m+ x0 `⑸按菜单中Valid offsets 按钮，即对所选用的刀具建立了刀具补偿。
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。
/ e, L3 i* a9 N& ?3 V. Y5）设置工件坐标系原点
1 `3 ]- n) M' V# y4 P: \" F⑴选取基准刀
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。
" j1 s& h4 l+ d" M* x) n9 U⑵设定工件坐标系原点
8 n+ w7 V+ f* Z/ {& |% k1 |5 Z① 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 d  `: _: S  B/ ^( l$ b8 E② 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
, E5 g& J5 d' M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）。
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。
' Z! N$ d: W0 Q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。
9 A6 F. \4 _- O  b6 b
图12　建立文件对话框
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。

图13　工艺表格文件
2. 人机交互式编程
3 z7 o. U  e# P1 U- B8 b1）输入程序段
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。
2）执行程序段
) [3 f( W, W1 |  E: _5 a1 j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。
1 M/ O( A- M+ g8 _3 h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。

: q4 I( Q: i6 D% `& {图14　第一次装夹加工的零件
$G54 Z279 X0
N10 M03 M08 G96 S90
N30 G00 X92 Z0
N35 G01 X-0.5 F0.2
2 ?4 O8 f9 I; u1 r; n+ i- AN40 Z2
N45 G00 X90
N50 G71 U3 R1
N55 G71 P60 Q100 U0.5 W0.1 F0.3
N60 G00 X30
1 n( [9 k: K( K) l- ]0 O; ]N65 G01 X40 Z-3
N70 Z-40
N75 X60
N80 Z-75
6 c: |5 g. f8 O7 a# O* U0 s1 aN85 G02 X70 Z-80 R5
2 I9 t* e4 L9 |* oN90 G01 X80
0 Q( [! p, g# ]5 A/ E1 t9 FN95 Z-122
  Z( ^. R. [1 [3 ^5 o/ MN100 X92
6 {/ }6 {, y# e* W/ O) @4 MN105 G70 P60 Q100 F0.1
N110 G00 X200 Z200
N115 M05 M09 M30
( e) D( a. I# D: H9 C0 t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。

图15　调头装夹的零件
$G54 X245.219 X0
# b6 m# J$ f7 Y$ wN10 M03 M08 T0101
N15 G00 X92 Z0
! v" o% q+ `3 @( w# ]( UN20 G96 S90
N25 G01 X-0.5 F0.2
N30 G01 Z2
N35 G00 X92
# K5 J6 N  f- p2 U9 bN40 G71 U3 R1
6 t2 G2 c& g# V) h2 k. MN45 G71 P50 Q65 U0.5 W0.1 F0.3
  r# Q- g" z$ FN50 G00 X30
N55 G01 X40 Z-2
$ ]0 \1 E$ |1 {; [/ ?' o7 qN60 Z-40
N65 X92
/ d5 T. I- k# k8 M* C0 `1 iN70 G70 P50 Q65 F0.1
N75 G00 X200 Z200
3 v" v3 m5 j2 @/ {" c8 {! B' AN80 M05 M09 M30

6 m$ ^4 r. Z$ e: b- F, M图16　第二次装夹加工的零件
4 K0 h* J* L( b- y) q文章关键词： 车削