基于CAXA制造工程师的复杂零件数控加工.docx

基于CAXA制造工程师的复杂零件数控加工
张 君 路金萍
（1..平顶山工业职业技术学院 河南 平顶山 467001）
摘要：论述了CAXA制造工程师CAD/CAM系统在数控加工中的应用过程：理解二维图形、建立加工模型、确定加工工艺、生成刀具轨迹、加工仿真、后置处理、输出加工代码。
关键词：CAXA制造工程师、刀具轨迹、数控加工
The Using CAXA Manufacturing Engineer in Numerical Control Machining
Zhang Jun Lu Jinping
(Pingdingshan Industrial College of Technology,Pingdingshan,Henan 467001)
Abstract :This artide discusses the practical process of CAXA manufacturing engineer , CAD/CAM system in numerical control machining . Understanding X-Y scheme , Processing the model ,Processing technology ,cutting tool locus ,Copying processing ,After treatment ,Output processing code.
Key words: CAXA manufacturing engineer , cutting tool locus, Numerical control machining
0 引言
随着现代制造业的迅猛发展，基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，使用CAD/CAM系统产生的NC程序代码可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM进行复杂零件的设计和加工制造，可使企业提高设计质量，缩短生产周期，降低产品成本，从而取得良好的经济效益。
CAXA制造工程师作为一个曲面实体相结合的CAD/CAM一体化的国产CAM软件，具有灵活的实体曲面造型功能和丰富的数据接口，可以实现零件复杂的三维造型设计，通过加工工艺参数的后置处理的设定，选取需加工的部分，自动生成数控系统加工代码，通过直观的加工仿真和代码反读来检验加工工艺和代码质量。下面以手机外壳的数控加工为例，阐述利用CAXA制造工程师软件进行复杂零件的计算机辅助数控加工过程。
1 实体建模
如图1所示的二维图形，在理解其含义的基础上，利用CAXA-CAD提供的直线、圆弧以及样条线等平面绘图功能和拉伸、除料、放样等实体造型功能，可以将设计元素加工混合，进行三维加工数据的建模，用实体表达工件。在对零件造型过程中，可以直接使用软件提供的三维设计功能，也可以将二维制图中参数线等元素，引入到CAXA建模中，实现CAD数据的准确交换，生成满足数控加工的三维数据模型，实现复杂零件的三维实体造型设计。
图1 二维图形
Fig. 1 X-Y scheme
实体建模步骤为：拉伸基体——拉伸除料生成手机表面——过渡——旋转除料生成凹球面——作键孔草图——作键孔在曲面——拉伸除料生成键孔——过渡所有棱边，完成实体造型。如图2所示。
图二 实体建模
Fig.2 Processing the model
2 计算机辅助加工
2．1 确定加工工艺
加工工艺的确定目前主要依靠人工进行，其主要内容有：核准加工零件的尺寸、公差和精度要求、确定装卡位置、选择刀具、确定加工路线、选定工艺参数。 对零件的三维建模进行分析，按工艺方案的要求，根据零件毛坯、夹具装配之间空间几何关系及刀具特征和参数，筛选最适合的加工方法。对实体造型进行进一步的工艺分析，根据加工性质修改增补造型，根据加工特点以及加工能力，确定需要加工的三维实体面，再分析实体的组成情况，拟定刀具的进入路径、切削路径、退出路径，找到刀具在运动中可能发生干涉的部位，并及时地进行加工环境调整。
分析手机外壳零件整体形状平坦，可采用等高粗加工和浅平面精加工完成加工，手机模型上表面的孔和腔的根部为直角需要清根，清根方式及方法可以采用多种方案。具体加工步骤为：
（1）用直径为Φ8㎜的端铣刀做等高线粗加工。
（2）用直径为Φ2㎜的端铣刀做浅平面精加工。
（3）用直径为Φ8㎜的端铣刀做轮廓线精加工。
（4）用直径为Φ2㎜的端铣刀做扫描线精加工清根。
2．2生成刀具轨迹
根据需加工零件的形状特点及工艺要求，利用CAXA制造工程师中提供的平面轮廓、平面区域、曲面轮廓、导动、参数线、投影、等高等加工方法，灵活选定需要加工的实体部分，输入相关的数据参数和要求，可快速显示出生成刀具轨迹和刀具切削路径。按照等高
图3 刀具轨迹
Fig. 3 cutting tool locus
线粗加工——浅平面精加工 ——轮廓线精加工—— 扫描线精加工 的加工过程，生成刀具轨迹。如图3所示。
2．3零件的模拟数控加工
设置好刀具加工路径，生成刀具轨迹后，利用CAXA制造工程师系统提供的零件加工模拟功能，能够观察切削加工的过程，可用来检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确，实际零件是否符合设计要求。同时在数控模拟加工中，系统会给出有关加工过程的报告。这样可以在实际生产中省去试切的过程，可降低材料消耗，提高生产效率。
2．4 生成数控指令代码及程序传输
通过计算机模拟数控加工，确认符合实际加工要求时，就可以利用CAXA制造工程师的后置处理程序来生成NC数控代码，后置处理的目的是形成数控指令文件，也就是平我们经常说的G代码程序或NC程序。CAXA制造工程师提供的后置处理功能是非常灵活的，它可以通过用户自己修改某些设置而适应各自的机床要求。用户按机床规定的格式进行定制，即可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。G代码生成后，可根据需要，自动生成加工工序单，程序会根据加工轨迹编制中的各项参数自动计算各项加工工步的加工时间，这非常便于生产管理识别和加工工时的计算。生成的G代码要传输给机床，如果程序量少而机床内存容量允许的话，可以一次性地将G代码程序传输给机床。如果程序量比较大，就需要进行DNC在线传输，将G代码通过计算机标准接口直接与机床连通，在不占用机床系统内存的基础上，进行在线加工。
3 结束语
采用CAXA制造工程师软件能方便的建立零件的几何模型，迅速自动生成数控代码，缩短编程人员的编程时间，特别对复杂零件的数控程序编制，可大大提高程序的正确性和安全性，降低生产成本，提高工作效率。

作者简介：张君（1968-），女，河南平顶山人，副教授，1991年毕业于焦作工学院机械系矿山机械专业，现在平顶山工业职业技术学院机电系从事教学工作，在国内不同类型刊物发表论文多篇。
通讯地址：河南平顶山工业职业技术学院机电工程系 张君
联系电话：[phone]