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在浏览器中运行的加工模拟器 11 款:CAM、加工中心、数控车床、五轴、齿轮、磨削

全都在浏览器里运行哦。不用担心弄坏机床,想削多少就削多少

吉祥物 Chips
在浏览器中运行的加工模拟器 11 款:CAM、加工中心、数控车床、五轴、齿轮、磨削

Kezuriba 上有 11 款可在浏览器中运行的加工模拟器。你可以用 CAM 生成刀具路径并加工,输入 G 代码来操作加工中心和数控车床,体验五轴机床的奇异点,观察齿轮的啮合和磨床的工作——这些模拟器都无需安装、无需注册、免费,手机和电脑上都能运行。本文用画面截图和“能看明白什么”来介绍这 11 款,感兴趣的就先点开试试吧。

11 款一览

先来做一道题。下面就是“刻度读数练习”本身。请读出游标卡尺的刻度,输入数值核对答案。其余 10 款也同样可以直接在页面里运行。

1. CAM 体验(2.5 轴到五轴联动)

CAM 模拟器正在切削 2.5 轴型腔的画面
2.5 轴型腔加工。立铣刀沿刀具路径(红线)切削(点击放大)

在 CAD 中确定形状,在 CAM 中选择加工方式(刀具、切深、步距、走刀方式),就会生成刀具路径和 NC 程序,并能当场以 3D 方式加工。加工类型有“2.5 轴型腔”“3D 曲面”“3+2 定位加工”“五轴联动”4 种。后处理(NC 程序的输出)可选 FANUC 格式和 HEIDENHAIN 格式,还能保存为 .nc 文件。欠切、过切的颜色区分和加工时间估算也会显示。

打开 CAM 模拟器 →

2. 加工中心 NC 模拟器

加工中心 NC 模拟器正在切削毛坯的画面
运行 G 代码后,立铣刀开始切削毛坯。右下角显示坐标和进给(点击放大)

在编辑器中输入 G 代码并点击“运行”,加工中心就会以 3D 方式切削毛坯。可以逐行执行、改变速度,还能从斜上方、俯视、正面观察。由于附带判定是否按图纸加工到位的5 道练习题,所以可以动手练习,掌握 G00、G01、G02/G03 和刀具长度补偿。

打开加工中心模拟器 →

3. 数控车床 3D 模拟器

数控车床 3D 模拟器正在车削圆棒的画面
黑皮圆棒被车削,形成台阶和 R 角。拖动可改变视角(点击放大)

X 为直径,原点在端面中心——按数控车床的规则输入 G 代码,就能在 3D 中看到黑皮圆棒被车出台阶、锥度和 R 角的过程。还可以切换为截面和刀具路径显示。文章《数控车床编程入门》中有 5 道练习题,可自动判定是否按图纸加工到位,写好的程序还能通过链接发给别人。

打开数控车床模拟器 →

4. 五轴机床的动作

五轴机床双转台式倾斜刀具的画面
双转台式。改变刀具的倾斜角度和方向,工作台就会旋转并倾斜(点击放大)

在“双转台式”“摆头转台式”“双摆头式”3 种机床结构间切换,就能看到倾斜刀具时机床的哪些轴如何运动。还可以体验关闭刀尖点控制(TCP)后刀尖逐渐偏移的情形,以及经过顶点附近时 C 轴猛然大幅旋转的奇异点现象。

打开五轴机床动作 →

5. 齿轮啮合与展成

两个齿轮啮合的画面,接触点位于红线上
啮合。红色接触点始终沿着一条直线(啮合线)移动(点击放大)
齿条形刀具正在切出齿轮轮齿的画面
展成。刀具(金色)一边滚动,一边切出齿轮的齿形(点击放大)

在啮合模式中,改变齿数、变位系数、中心距、压力角和模数,就能确认接触点的运动、重合度和侧隙。在展成模式中,可以看到滚刀(齿条形刀具)切出轮齿的过程,还能看到齿数过少时齿根被切掉的根切现象,以及通过变位避免根切的方法;凸角滚刀的让刀也一目了然。

打开齿轮模拟器 →

6. 磨床(平面、外圆、无心)

平面磨床模拟器的画面
平面磨削。改变砂轮直径、转速、工作台速度和切深,磨削烧伤的趋势就会变化(点击放大)
无心磨削成圆作用模拟器的画面
无心磨削。工件转得越多,变形(偏离正圆的程度)越小(点击放大)

在平面磨削中,可以看到切深、速度等条件如何改变磨削烧伤的倾向;在外圆磨削中,可以看到粗磨、精磨、光磨的循环,以及因工件挠曲而无法按指令尺寸磨到位的情形。在无心磨削中,由砂轮、导轮、托板三点支撑的工件转得越多越圆(成圆作用)的过程,还附有图表可供确认。

打开磨削模拟器 →

7. 车削条件可视化

改变车削条件时转速、表面粗糙度、切屑、功率、挠曲和寿命的图表
6 张图表同时变化。功率超过电机输出时变红(点击放大)

改变工件材料、切削速度、进给、切深、刀尖圆角 R 和刀具悬伸量,①转速与 G50 ②加工表面(理论粗糙度)③切屑厚度 ④主切削力与功率 ⑤刀具挠曲 ⑥速度与刀具寿命这 6 项就会同时变化。“提高进给,表面变粗糙”“增大切深,功率超过电机输出”这类关系一目了然。

打开车削可视化 →

8. 切屑厚度(切屑减薄)

改变面铣刀切削宽度时切屑厚度随之变化的示意图
切削宽度(ae)变窄后,刀具接触的角度变小,切屑变薄(点击放大)

铣削中,切削宽度变窄时,切屑会比每齿进给量更薄(切屑减薄)。调整刀具直径、切削宽度和切入角,就会显示实际的切屑厚度,以及要达到同样厚度所需的进给。由此可以明白,轻切深时为什么可以提高进给。

打开铣削计算器 →

9. 生成 200 组配合

生成 200 组 H7/k6 孔与轴时的间隙与过盈直方图
H7/k6(过渡配合)200 组。过盈的组和间隙的组混在一起(点击放大)

对配合计算器中选定的孔和轴,可以在公差内随机取值生成 200 组,查看装配后的间隙与过盈量分布。你会明白过渡配合“装起来才知道结果”,也能看出它与尺寸集中在公差中央时的区别。

打开配合计算器 →

10. 刻度读数练习

读取游标卡尺刻度的练习画面
游标卡尺(0.05 mm)。读取放大后的刻度并输入数值(点击放大)

与本文上方可试玩的相同。游标卡尺(0.05 mm)和千分尺(0.01 mm)的刻度每次都会变化,所以可以反复读数、输入、核对答案。还会显示连续答对的次数。

去量具页面练习 →

11. 找正练习(四爪卡盘)

用四爪卡盘和百分表练习找正的画面
转动卡盘,百分表的指针就会摆动。拧紧读数偏高一侧的卡爪逐步调整(点击放大)

转动夹在四爪卡盘上的工件,读百分表,拧紧卡爪使工件向中心靠拢的练习。跳动降到 0.01 mm 以下即为合格。还会统计几次调整到位,所以可以反复练习“只移动跳动值的一半”这个要领。

打开百分表找正 →

使用须知

  • 它们都是用于理解原理的简化模型,与真实机床的动作、报警和加工条件有所不同。实际加工条件请按刀具厂商的推荐值和机床使用说明书来确定
  • 3D 模拟器在较旧的手机或省电模式下可能运行卡顿。此时请降低速度,或用电脑打开
  • 如果发现计算或显示有误,欢迎通过联系我们告诉我们,我们会非常感谢

汇总各模拟器的入口是 加工页面。运行效果的短视频,也会陆续发布在 Kezuriba 的 X(@kezuribanet)上。

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