顧婷婷，顧 雨

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司特別為從事機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的專業(yè)人員開發(fā)的三維零件設(shè)計(jì)及數(shù)控加工的軟件。應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)零件建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、自動(dòng)生成數(shù)控代碼、三維刀具軌跡編輯、動(dòng)態(tài)模擬加工軌跡并與數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信[1]，大大縮短了生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、制造的周期，為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得先機(jī)。尤其在模具制造方面，其獨(dú)特的功能優(yōu)勢(shì)更加突出。由于是我國(guó)自主開發(fā)的CAD/CAM軟件，不僅完全符合中國(guó)的工程習(xí)慣和工程標(biāo)準(zhǔn)，更適合中國(guó)工程技術(shù)人員的實(shí)際應(yīng)用需要。

1 造型設(shè)計(jì)

連桿是內(nèi)燃機(jī)中的重要零件，連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸，使曲軸帶動(dòng)工作機(jī)械做功。

圖1 連桿的三維實(shí)體造型

圖2 連桿的整個(gè)造型過程

CAXA制造工程師提供了豐富的圖形繪制、編輯修改、曲線曲面及實(shí)體造型等功能，我們可以通過CAXA制造工程師軟件提供的直線、圓、圓弧、樣條線等平面繪圖功能和拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、導(dǎo)動(dòng)、過渡等實(shí)體造型功能，再混合設(shè)計(jì)元素，實(shí)現(xiàn)連桿的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，如圖1所示。從零件特征欄中，我們可以看出連桿的整個(gè)造型過程（如圖2示）。

2 模具生成

（1）首先調(diào)入設(shè)計(jì)好的連桿實(shí)體圖（圖1）；

（2）縮放。利用CAXA制造工程師提供的縮放功能，將圖形縮放至需要尺寸；

（3）型腔。利用CAXA制造工程師提供的型腔功能，將毛胚尺寸放大10倍，如圖3所示。

圖3 型腔毛坯尺寸放大

圖4 繪制分模草圖

（4）分模。在分模之前，首先繪制分模草圖，如圖4所示。然后根據(jù)所畫的草圖線進(jìn)行分模，得到所需的上、下模，如圖5、圖6所示。

圖5 上模

圖6 下模

3 生成加工軌跡

CAXA制造工程師軟件提供了十余種加工軌跡生成的方法，根據(jù)連桿的特點(diǎn)、精度要求和工藝要求，以圖6為例，選用系統(tǒng)中提供的等高粗加工和平面區(qū)域粗加工方式，精加工選用等到精加工和平面區(qū)域精加工對(duì)設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行加工，并做好加工前的準(zhǔn)備工作，設(shè)定好加工的刀具、所用的機(jī)床參數(shù)、加工范圍等，來生成粗、精加工的加工軌跡，以及刀具的切削路徑。圖7、圖8為粗加工的軌跡。

圖7 加工軌跡樹

圖8 粗加工軌跡

4 仿真加工

仿真加工是通過直觀的圖形顯示，來進(jìn)行數(shù)控程序的加工仿真和干涉碰撞檢查，運(yùn)用軌跡仿真功能對(duì)生成的粗、精加工軌跡進(jìn)行仿真，圖6粗加工的實(shí)體仿真結(jié)果如圖9所示。仿真檢驗(yàn)無誤后，對(duì)粗加工和精加工軌跡進(jìn)行保存。

圖9 仿真結(jié)果

圖10 G代碼程序

5 生成加工程序

仿真無誤后，對(duì)加工軌跡進(jìn)行保存，選擇生成G代碼程序，分別生成粗、精加工的G代碼程序。與圖6對(duì)應(yīng)的粗加工的G代碼程序如圖10所示。

6 生成加工工序單

選擇生成工序單指令，選中全部刀具軌跡，生成加工工藝單。

7 進(jìn)行數(shù)控加工

至此，連桿的造型、模具的生成、生成加工軌跡、加工軌跡仿真檢查、生成G代碼程序，生成加工工藝單的工作，已經(jīng)全部做完，可以把加工工藝單和G代碼程序送到車間去了。

車間在加工之前，還可以通過CAXA制造工程師中的校核G代碼功能，再看一下加工代碼的軌跡形狀，做到加工之前胸中有數(shù)。把工件打表找正，按加工工藝單的要求找好工件零點(diǎn)，再按工序單中的要求裝好刀具、找好刀具的Z軸零點(diǎn)[2]，就可以開始加工了。

8 結(jié)束語

用CAXA制造工程師軟件對(duì)示例模具進(jìn)行加工，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是在計(jì)算機(jī)屏幕上，面向零件的幾何圖形，使用相關(guān)命令進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，方法簡(jiǎn)單易學(xué)；

二是變成結(jié)果直觀，以刀具路徑在顯示出來，速度快，加工仿真大幅度減少了機(jī)床調(diào)試時(shí)間；

三是采用數(shù)控技術(shù)，縮短了生產(chǎn)周期，又提高了加工精度和準(zhǔn)確性。

[1]徐紅巖.CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]張國(guó)軍.CAD/CAM軟件應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)-CAXA制造工程師[M].北京：高等教育出版社，2008.