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。

图1　轴类零件图
1. 建立工艺表格
1）输入坯料参数
* z, k0 T; {  ^/ h% g' u4 b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。
: S& @% P: N% `: }! v  k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。
5 _( W  c# A8 x( J2 O% P; d" n
图2　坯料的类型
2）查询材料类型与型号
⑴查询材料类型（图3）
& z4 E( }4 ?1 ?% c7 d选工件材料菜单，在材料类型对话框中，选零件材料Alloy steel。

图3　查询材料类型
8 S( y8 M2 K) B6 t⑵查询材料型号及材料的机械性能参数（图4）
. {. w! M4 Q4 |5 H2 r6 ], F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。
2 t  f6 [  c0 n. b9 H
1 h4 g$ x" T4 H) a% q* v/ Y' K图4　选材料型号
, g) z, j! V% W" P) h7 f3）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）。

图5　选择主轴卡盘
; P( C  ]$ w; G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。

图6　调整阶梯爪卡盘夹持工件长度
& l/ e  B" G+ n  w/ B
图7　卡盘夹持工件状态
) l: o! }& Z( m' @3 |1 O; _9 O# F4）选择刀具
& g, a3 `& m% f⑴打开刀具库
9 ]% l! G/ ?' c7 ]0 H0 d: n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。
+ j  P8 c! U( O( t0 F9 L
, V3 j5 _( ~: j图8　旋转刀塔
2 @' E7 n" J. i% V" R⑵选择刀具类型（图9）
: c4 {) z) F, \+ L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。
5 }  K5 C6 X* N' f
6 `- M; \8 B# O3 P  X; S图9　选择刀具类型
" a" u' Y0 A; g3 b. b" n⑶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。
2 n" Z( C, T1 d- q/ A
* k+ I: S+ ], K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。
0 H3 F' K! [' R5 E1 [: z⑸按菜单中Valid offsets 按钮，即对所选用的刀具建立了刀具补偿。
! s% ]$ v- T9 [$ N4 C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。
2 j1 K" \! L! b/ b: n& A5）设置工件坐标系原点
" T; r  _3 V; u, O& i9 I8 b6 D4 n⑴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。
3 S) K4 }: D; n# X0 B, Q7 ~- b⑵设定工件坐标系原点
( ^* [% d; I$ Y8 z. o- @! _① 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)。
7 S$ m; V4 |; n. a0 E, G* k② 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
& q( e& F0 |0 o; c/ a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）。
( E; {) o+ b6 n- M( c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。
8 V+ Z" F+ ~* t4 C6 D
. q/ J' s; ]. I0 |: D2 I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
1）输入程序段
. ?5 ~! V3 c% E8 i6 @$ g$ t- k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。
9 ?' n4 Y8 o* j- O8 J$ c2 }; X' g4 Z2）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。

图14　第一次装夹加工的零件
- Y3 V' C# ]9 }" G6 Z$G54 Z279 X0
N10 M03 M08 G96 S90
& r8 i! n) y7 e& ]$ Y* lN30 G00 X92 Z0
1 P. K( x; f+ U2 n/ E) JN35 G01 X-0.5 F0.2
4 p. B4 b  n' L* F: T& @, xN40 Z2
* A) m6 H. N' B2 g+ L- ZN45 G00 X90
N50 G71 U3 R1
! q3 p9 a* _$ ~3 O& X3 }. vN55 G71 P60 Q100 U0.5 W0.1 F0.3
+ J+ a, v5 _; [; K5 l: i. LN60 G00 X30
( _( ~. h! W( t; B0 X3 kN65 G01 X40 Z-3
& c' V1 v) N5 r2 m: k# ]3 p- ?N70 Z-40
8 @' ~' I4 j' {1 }# UN75 X60
: a5 ]2 e+ `3 `8 W1 |+ ON80 Z-75
# Z5 b2 X. b( m) W4 a+ hN85 G02 X70 Z-80 R5
N90 G01 X80
4 {  A' ^& }5 T+ o1 LN95 Z-122
3 h- t5 _9 b7 k6 l& UN100 X92
N105 G70 P60 Q100 F0.1
N110 G00 X200 Z200
; Q: @2 \& _5 |( J0 h; d4 m- nN115 M05 M09 M30
+ ~* g& |6 z2 X0 _8 Z/ c% }2 d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。
4 ]! K7 e% ]( S
图15　调头装夹的零件
4 _4 Q2 v7 e1 I* _- @$G54 X245.219 X0
N10 M03 M08 T0101
N15 G00 X92 Z0
; D2 S2 Z" E7 d! ?5 g+ GN20 G96 S90
- ^8 H  t( \0 \+ \+ K# W+ tN25 G01 X-0.5 F0.2
. B, f* X. C7 [3 N/ NN30 G01 Z2
% |3 ?* E# b. Y' M& X3 HN35 G00 X92
N40 G71 U3 R1
N45 G71 P50 Q65 U0.5 W0.1 F0.3
* F& K: I; i* |  K" `N50 G00 X30
N55 G01 X40 Z-2
N60 Z-40
! K& ]) y1 v8 H( [, V' oN65 X92
  a9 \+ l# x2 Y' M! B7 {N70 G70 P50 Q65 F0.1
N75 G00 X200 Z200
N80 M05 M09 M30
7 N3 v$ }9 }& f5 _3 O+ N
3 G7 b9 H5 n6 d; ^9 b图16　第二次装夹加工的零件
文章关键词： 车削