現(xiàn)階段，數(shù)控程序的編制一直采用手工編程，這種方法適用于幾何形狀不太復(fù)雜的零件的加工，計(jì)算量小，程序內(nèi)容短，代碼簡單，編程速度快。但對于幾何形狀比較復(fù)雜、包含異形面的加工，由于幾何形狀復(fù)雜，刀位點(diǎn)難以準(zhǔn)確把握，對刀具加工軌跡的計(jì)算量相當(dāng)大，采用手工編程就相當(dāng)困難了。而且在程序編寫完成后，要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行程序調(diào)試，占用機(jī)床工時(shí)。

近年來，隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展普及，CAD／CAM技術(shù)研究和軟件開發(fā)有了良好的發(fā)展，CAD／CAM軟件也日益成熟。通過CAD／CAM軟件，可以實(shí)現(xiàn)對任意零件的建模及軌跡生成，直至自動生成數(shù)控程序，實(shí)現(xiàn)了自動編程加工。CAXA數(shù)控車2011是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)數(shù)控編程軟件。它集計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造于一體，功能強(qiáng)大，工藝性好，代碼質(zhì)量高，以其強(qiáng)大的造型功能和加工功能備受廣大用戶的贊譽(yù)，在第四屆全國數(shù)控技能大賽中被指定為大賽專用軟件。

CAXA數(shù)控車2011是一套易學(xué)易用的全中文二維造型、自動編程、模擬加工完美結(jié)合的CAD／CAM一體化專業(yè)數(shù)控軟件，為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計(jì)、代碼生成至校驗(yàn)加工反饋的全面工藝解決方案。下面主要介紹一下基于CAXA數(shù)控車2011的技術(shù)支持，在數(shù)控車床上進(jìn)行零件加工的工藝分析與加工過程，可分為以下幾個階段。

一、零件造型設(shè)計(jì)

CAXA數(shù)控車2011具備了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的要求，提供了強(qiáng)大的實(shí)體造型功能，快速繪制二維圖形輪廓；提供了函數(shù)曲線樣條曲線功能，可以形成各種異形面，生成真實(shí)的圖形，可直觀顯示設(shè)計(jì)結(jié)果；還提供了靈活的圖形編輯功能，實(shí)現(xiàn)裁剪、拉伸、打斷、偏移等功能的操作，完成復(fù)雜零件的二維實(shí)體造型設(shè)計(jì)。

二、加工方案設(shè)計(jì)

造型完成后，對零件的二維圖形進(jìn)行分析，按工藝方案的要求，根據(jù)零件毛坯、夾具裝配之間空間幾何關(guān)系及刀具參數(shù)，篩選最適合的加工方法。對實(shí)體造型進(jìn)行進(jìn)一步的工藝分析，根據(jù)加工性質(zhì)修改增補(bǔ)造型，根據(jù)加工特點(diǎn)以及加工能力，確定需要加工零件的二維實(shí)體，再分析實(shí)體的組成情況，擬定刀具的進(jìn)入路徑、切削路徑、退出路徑，找到刀具在運(yùn)動中可能發(fā)生干涉的部位，并及時(shí)地進(jìn)行加工部位的調(diào)整，同時(shí)設(shè)置合理的切削用量。

三、生成加工軌跡

根據(jù)需加工零件的形狀特點(diǎn)及工藝要求，利用CAXA數(shù)控車2011提供的輪廓粗車、輪廓精車、切槽、鉆孔、螺紋固定循環(huán)等加工方法，結(jié)合刀具庫管理、機(jī)床設(shè)置、后置設(shè)置等功能，根據(jù)工藝分析，依次選定需要加工的輪廓，設(shè)置相關(guān)的加工數(shù)據(jù)參數(shù)和要求，可快速顯示圖形的生成刀具軌跡和刀具切削路徑。針對實(shí)體不同加工性質(zhì)和加工特點(diǎn)的部位，采用不同的加工方法，從而生成不同的粗精加工、切槽、鉆孔、車螺紋等加工軌跡。編程人員可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活選擇加工部位與加工方法。加工軌跡生成后，利用軌跡參數(shù)修改功能對相關(guān)軌跡進(jìn)行編輯和修改。運(yùn)用軌跡仿真功能，即屏幕模擬實(shí)際切削過程，顯示材料去除過程和進(jìn)行刀具干涉檢查，檢驗(yàn)確保生成的刀具軌跡的正確性。

四、生成G代碼

數(shù)控編程的核心工作就是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點(diǎn)，經(jīng)機(jī)床設(shè)置、后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。當(dāng)加工軌跡生成后，按照當(dāng)前機(jī)床類型的配置要求，把已經(jīng)生成的刀具軌跡自動轉(zhuǎn)化成合適的數(shù)控系統(tǒng)加工G代碼，即CNC數(shù)控加工程序。不同的機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的，不同的數(shù)控系統(tǒng)其G代碼功能存在差異，加工程序的指令格式也有所區(qū)別，所以要對G代碼進(jìn)行后置處理，以對應(yīng)于相應(yīng)的機(jī)床。利用軟件的加工工藝參數(shù)后置處理功能，可以通過對“后置處理設(shè)置”進(jìn)行修改，使其適用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的要求，或按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制。定制后，可以保存設(shè)置，用于今后與此類機(jī)床匹配需要。G代碼生成后，可根據(jù)需要自動生成加工工序單，程序會根據(jù)加工軌跡編制中的各項(xiàng)參數(shù)自動計(jì)算各項(xiàng)加工工步的加工時(shí)間，這樣便于生產(chǎn)的管理和加工工時(shí)的計(jì)算，并可通過直觀的加工仿真和代碼反讀來檢驗(yàn)加工工藝和代碼質(zhì)量。

五、G代碼傳輸和機(jī)床加工

生成的G代碼要傳輸給機(jī)床，如果程序量少而機(jī)床內(nèi)存容量允許的話，可以一次性地將G代碼程序傳輸給機(jī)床。如果程序量巨大，就需要進(jìn)行DNC在線傳輸，將G代碼通過計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口直接與機(jī)床連通，在不占用機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)存的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制機(jī)床的加工過程。機(jī)床根據(jù)接收到的G代碼加工程序，就可以進(jìn)行在線DNC加工或單獨(dú)加工了。

（作者單位：平高集團(tuán)技工學(xué)校）