蔣建衛(wèi)

常州信息職業(yè)技術學院

CAD/CAM技術在數(shù)控加工中的應用探討

蔣建衛(wèi)

常州信息職業(yè)技術學院

在科學技術不斷發(fā)展的今天，CAD/CAM技術在數(shù)控加工中的作用更加明顯。本文主要對CAD/CAM技術對數(shù)控加工的插補功能、刀具補償功能以及循環(huán)功效等的影響進行分析，并且對CAD/CAM技術在數(shù)控加工中的應用程序進行了分析研究。

CAD/CAM技術；數(shù)控加工；應用

前言

數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術的典型代表，在制造業(yè)的各個領域，如航空航天、汽車摩托車、模具、精密機械、家用電器等有著日益廣泛的應用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工手段。由于數(shù)控加工技術操作比較復雜、編制程序較多，在制造精密度較高的機械零件時，不但質(zhì)量很難保證，并且生產(chǎn)效率較低。因此，將數(shù)控加工技術和CAD/CAM技術結(jié)合一體，不僅可以提高生產(chǎn)的效率，而且零件的精密度也提高了。下面對CAD/CAM技術在數(shù)控加工中的應用進行分析。

1.CAD/CAM技術和數(shù)控加工技術

1.1數(shù)控加工技術

所謂的數(shù)控加工技術就是把機械加工技術、計算機技術、電子技術、自動控制技術以及檢測技術有機的融合在一起，發(fā)現(xiàn)的一種新型的機械制造技術，并且發(fā)展速度很快，給機械制造業(yè)的發(fā)展做出了很大貢獻。以數(shù)控技術為中心的數(shù)控機床、機械數(shù)控制造技術代表了自動化一體化的前沿技術。

現(xiàn)在的數(shù)控技術，采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)。機械設備電機位置、速度以及電流都實現(xiàn)了數(shù)字控制，伺服系統(tǒng)采取先進的控制理論，數(shù)控機床系統(tǒng)的主要作用就是控制機械機床制造出精密度高、合格率高機械零件，數(shù)控機床系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。數(shù)控機床系統(tǒng)具有以下功能：刀具補償功能、輔助編制功能、編輯程序功能、圖顯功能以及故障診斷功能等，提升了機械加工的效率，縮短了加工的時間。

1.2 CAD/CAM技術

CAD/CAM一體化系統(tǒng)由CAD制圖系統(tǒng)編制機械零件的模型和加工的信息，然后自動選擇合適的加工方法和加工工藝，選擇合適的刀具和刀具軌跡，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為機床識別的代碼，并且進行仿真加工，最后完成機械產(chǎn)品的真實加工。CAD/CAM一體化系統(tǒng)具有以下優(yōu)點，避免了零件加工過程中二次輸入零件數(shù)據(jù)信息的過程，提升了零件的唯一性和準確性；縮短了機械零件的生產(chǎn)周期，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。CAD/CAM一體化系統(tǒng)機械制造業(yè)制造技術的研發(fā)，是實現(xiàn)機械制造系統(tǒng)和計算機信息技術有機結(jié)合的前提。

2.CAD/CAM對機床數(shù)控加工系統(tǒng)的影響

2.1對零件制造輪廓插補功能的影響

輪廓插補功能是制造零件過程中對零件的機床輪廓進行加工的主要過程。機械制造過程中常用的輪廓插補功能有：直線插補功能、弧線插補功能以及拋物線插補功能等。每個功能都有自己的控制模板，因此，數(shù)字機床的軟件控制系統(tǒng)較為復雜。在加工零件過程中任何物件的輪廓都可以用細小的直線進行代替，所以數(shù)控體統(tǒng)只需要安裝直線輪廓補刀系統(tǒng)就能夠完成機械零件的加工。CAD/CAM一體化系統(tǒng)可以逼近零件每個細小的輪廓，編制含有數(shù)字代碼的加工程序。

2.2 CAD/CAM一體化系統(tǒng)對刀具補償功能的影響

刀具補償功能是機床數(shù)控系統(tǒng)中比較重要的功能之一。在進行手工編制刀具補償功能時，設立左右刀具半徑補償，使用G40代表撤銷刀具半徑補償，用G43、G44設立零件長度正負補償，G49代表撤銷長度補償功能。加工零件過程中，是把補償功能轉(zhuǎn)化為數(shù)字代碼，當輸入相應代碼時機床數(shù)控系統(tǒng)就會自動完成刀具補償操作。CAD/CAM一體化系統(tǒng)不需要編制相應的代碼就可以實現(xiàn)刀具補償功能。

2.3 CAD/CAM一體化系統(tǒng)對其他數(shù)控加工技術的影響

機床數(shù)控加工系統(tǒng)中有很多固定的循環(huán)功能，其中主要包括簡單的循環(huán)功能、多重固定循環(huán)功能、鏜孔循環(huán)功能以及鉆孔循環(huán)功能等。鏡像循環(huán)功能是零件制造過程中經(jīng)常會用到的，對稱零件的加工和零件中相同的幾個形狀都可以采用鏡像循環(huán)功能來完成。CAD/CAM一體化系統(tǒng)可以根據(jù)零件的模型自動調(diào)節(jié)相關的系統(tǒng)，實現(xiàn)對零件的加工。

CAD/CAM一體化系統(tǒng)對于機床數(shù)控系統(tǒng)還有以下兩個方面的影響，（1）CAD/CAM一體化系統(tǒng)可以把機床數(shù)控中多個系統(tǒng)功能有機的結(jié)合在一起，使用起來更方便，符合時代的發(fā)展步伐。（2）CAD/CAM一體化系統(tǒng)減少了機床數(shù)控程序代碼，生產(chǎn)效率更高、精密度更高，因此，可以加快機床數(shù)控信息技術的發(fā)展。

3.CAD/CAM一體化系統(tǒng)數(shù)控加工的程序

CAD/CAM一體化系統(tǒng)是把CAD制圖技術和CAM制造技術有機的融合在一起，CAM系統(tǒng)在加工零件時從CAD系統(tǒng)中提取圖樣，經(jīng)過系統(tǒng)的處理后，就可以生成相應的程序代碼，傳入到機床數(shù)控系統(tǒng)中用來進行零件的制造。

3.1 CAD幾何建模程序

CAD幾何建模程序可以根據(jù)相應的零件數(shù)據(jù)信息，建立仿真的立體模具，按照1：1的比例將信息保存起來，然后提供給床數(shù)控系統(tǒng)用于零件的加工參照物。

3.2數(shù)控生產(chǎn)工藝程序

根據(jù)CAD幾何建模程序提供的信息數(shù)據(jù)，由數(shù)控生產(chǎn)工藝程序完成零件加工的工藝選擇，包括加工方法的選擇、刀具的選擇以及機床的選擇等，CAM系統(tǒng)會根據(jù)相關的信息選擇合適的刀具，進行零件加工。

3.3數(shù)控加工仿真程序

數(shù)控加工仿真程序根據(jù)上述提供的數(shù)據(jù)生成相應的數(shù)控代碼，對于零件建立三維立體模型，并且根據(jù)數(shù)控加工程序的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，預測加工過程的誤差，然后確定是否滿足零件的加工要求。如果預測到的結(jié)果不符合加工要求，數(shù)控加工仿真程序就會進行自動調(diào)整、預測，直到符合零件的加工要求為止。

結(jié)束語

CAD/CAM一體化系統(tǒng)和機床數(shù)控加工系統(tǒng)的有機結(jié)合，實現(xiàn)了機械制造業(yè)的計算機信息化技術，提高了生產(chǎn)的效率、零件的精密度以及零件的質(zhì)量，并且解決了數(shù)控編程的難題，是機械制造業(yè)一次質(zhì)的飛躍。

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