王永俊

摘 要：CAXA制造工程師是一款優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)數(shù)控加工軟件，負(fù)前角外圓車刀（MCLNR2020K12）是我校企合作的產(chǎn)品，本文介紹了CAXA制造工程師在數(shù)控加工車刀刀頭中的應(yīng)用，運(yùn)用CAXA制造工程師生產(chǎn)加工車刀刀頭簡(jiǎn)單易學(xué)，減少了機(jī)床占用時(shí)間，刀具路線軌跡合理，生產(chǎn)效率高

關(guān)鍵詞：CAXA制造工程師；數(shù)控生產(chǎn)加工；負(fù)前角車刀刀頭

0.引言

當(dāng)代機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展大大推進(jìn)了對(duì)加工方式的改革，尤其是數(shù)控設(shè)備的出現(xiàn)更是對(duì)加工方式提出了更高的要求，以往的手工編程已不能滿足人們對(duì)于更快更精確更復(fù)雜加工方式的需求，而借助于計(jì)算機(jī)編程的加工方式越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，以及所有適用于數(shù)控設(shè)備行業(yè)，CAXA制造工程師則是計(jì)算機(jī)編程加工一個(gè)很具代表性的軟件，運(yùn)用CAXA制造工程師，生成G代碼，導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工，簡(jiǎn)單易學(xué)，刀具路線更合理，減少了機(jī)床占用時(shí)間，生產(chǎn)效率高。

1.CAXA制造工程師簡(jiǎn)介

CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價(jià)格較低。CAXA制造工程師可以生成3-5軸的加工代碼。

1.1 CAXA制造工程師基本功能

1.1.1.實(shí)體曲面完美結(jié)合方便的特征實(shí)體造型

1.1.2.強(qiáng)大的NURBS自由曲面造型

1.1.3.靈活的曲面實(shí)體復(fù)合造型

1.1.4.優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工

CAXA制造工程師將CAD模型與CAM加工技術(shù)無(wú)縫集成，可直接對(duì)曲面、實(shí)體模型進(jìn)行一致的加工操作。支持軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通用的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。

兩軸到三軸的數(shù)控加工功能，可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指令，而無(wú)需建立其三維模型；提供輪廓加工和區(qū)域加工功能，加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島?？煞謩e指定加工輪廓和島的拔模斜度，自動(dòng)進(jìn)行分層加工。三軸加工方式：多樣化的加工方式可以安排從粗加工、半精加工到精加工的加工工藝路線。

1.1.5支持高速加工

本系統(tǒng)支持高速切削工藝，以提高產(chǎn)品精度，降低代碼數(shù)量，使加工質(zhì)量和效率大大提高?？稍O(shè)定斜向切入和螺旋切人等接近和切入方式，拐角處可設(shè)定圓角過(guò)渡，輪廓與輪廓之間可通過(guò)圓弧或S字型方式來(lái)過(guò)渡形成光滑連接，從而生成光滑刀具軌跡，有效地滿足了高速加工對(duì)刀具路徑形式的要求。

1.1.6參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理

CAXA制造工程師的“軌跡再生成”功能可實(shí)現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。用戶只需選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表，即可重新生成加工軌跡。CAXA制造工程師可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不立即生成軌跡。工藝設(shè)計(jì)人員可先將大批加工軌跡參數(shù)事先定義而在某一集中時(shí)間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時(shí)間。

1.1.7獨(dú)具特色的加工仿真與代碼驗(yàn)證

可直觀、精確地對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真、對(duì)代碼進(jìn)行反讀校驗(yàn)。仿真過(guò)程中可以隨意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)，便于觀察細(xì)節(jié)，可以調(diào)節(jié)仿真速度；能顯示多道加工軌跡的加工結(jié)果。仿真過(guò)程中可以檢查刀柄干涉、快速移動(dòng)過(guò)程（G00）中的干涉、刀具無(wú)切削刃部分的干涉情況，可以將切削殘余量用不同顏色區(qū)分表示，并把切削仿真結(jié)果與零件理論形狀進(jìn)行比較等。

1.1.8加工工藝控制

CAXA制造工程師提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過(guò)程

1.1.9通用后置處理

全面支持SIEMENS、FANUC等多種主流機(jī)床控制系統(tǒng)。CAXA制造工程師提供的后置處理器，無(wú)需生成中間文件就可直接輸出G代碼控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)的后置格式，用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式?？缮稍敿?xì)的加工工藝清單，方便G代碼文件的應(yīng)用和管理。

1.2 CAXA制造工程師卓越的工藝性

可將某類零件的加工步驟、使用刀具、工藝參數(shù)等加工條件保存為規(guī)范化的模板，形成企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工藝知識(shí)庫(kù)，類似零件的加工即可通過(guò)調(diào)用“知識(shí)加工”模板來(lái)進(jìn)行。這樣就保證了同類零件加工的一致性和規(guī)范化。同時(shí)，初學(xué)者更可以借助師傅積累的知識(shí)加工模板，實(shí)現(xiàn)快速入門和提高。

1.3 Windows界面操作

CAXA制造工程師基于微機(jī)平臺(tái)，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互，全中文界面，讓您一見如故，輕松流暢地學(xué)習(xí)和操作。全面支持英文、簡(jiǎn)體和繁體中文Windows環(huán)境。

1.4 CAXA制造工程師豐富流行的數(shù)據(jù)接口

CAXA制造工程師是一個(gè)開放的設(shè)計(jì)/加工工具。它提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，包括：直接讀取市場(chǎng)上流行的三維CAD軟件，如CATIA，Pro/ENGINEER的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的DXF和IGES標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實(shí)體的STEP標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口；Parasolid幾何核心的x—T、x—B格式文件；ACIS幾何核心的SAT格式文件面向快速成型設(shè)備的STL以及面向Internet和虛擬現(xiàn)實(shí)的VRML等接口。這些接口保證了世界流行的CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺(tái)和跨地域地與合作伙伴實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。

1.5 全面開放的2D3D開發(fā)平臺(tái)

CAXA制造工程師充分考慮用戶的個(gè)性化需求，提供了專業(yè)而易于使用的2D和3D開發(fā)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個(gè)性化和專業(yè)化。用戶可以隨心所欲地?cái)U(kuò)展制造工程師的功能。

1.6 品質(zhì)一流的刀具加工軌跡與加工質(zhì)量

加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理，大大提高了加工走刀的流暢性，保證了工件表面的加工質(zhì)量。endprint

2.CAXA制造工程師生產(chǎn)加工負(fù)前角外圓車刀（MCLNR2020K12）刀頭中的應(yīng)用

2.1負(fù)前角外圓車刀（MCLNR2020K12）整體加工過(guò)程

負(fù)前角外圓車刀（MCLNR2020K12）是我校企合作研發(fā)的產(chǎn)品，加工過(guò)程如下。棒料銑方是傳統(tǒng)加工方式，正確采用切削參數(shù)及裝夾方式，在銑床上加工完成。在此不詳細(xì)講解。本文重點(diǎn)分析CAXA制造工程師在生產(chǎn)加工負(fù)前角外圓車刀刀頭中的應(yīng)用。

2.3 圖紙分析

由于車刀刀頭尺寸小，點(diǎn)多，用手工編程麻煩，編程時(shí)間長(zhǎng)，不精確。通過(guò)CAXA制造工程師軟件生產(chǎn)加工車刀刀頭，生成G代碼導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工，簡(jiǎn)單，精確，效率高。

2.4 裝夾方式

2.4.1在加工中心VMC600中用平口機(jī)虎鉗裝夾工件

2.4.2采用加墊鐵方式解決6度負(fù)角

由于負(fù)前角車刀有6度負(fù)角，每次裝夾都需要找正，很不方便，效率低，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)采用銑削成型6度墊鐵固定機(jī)虎鉗，再裝夾工件，提高加工生產(chǎn)效率。

2.5 用CAXA制造工程師，結(jié)合車刀圖紙，合理選擇刀具及切削參數(shù)，生成刀路軌跡

2.6 實(shí)體仿真檢驗(yàn)刀具軌跡是否正確

2.7根據(jù)刀具路線軌跡，生成加工程序

由于生成程序多，近2000字，在此不詳細(xì)展示，僅展示縮略圖

2.8將程序?qū)爰庸ぶ行臋C(jī)床，生產(chǎn)加工

2.9 最終產(chǎn)品圖片

3.結(jié)論

我們用CAXA制造工程師對(duì)負(fù)前角外圓車刀（MCLNR2020K12）刀頭進(jìn)行生產(chǎn)加工，刀具路徑設(shè)計(jì)合理、正確，執(zhí)行加工一次成功。與傳統(tǒng)的手工編程相比較，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）在計(jì)算機(jī)屏幕上，面向刀具的幾何圖形，使用相關(guān)菜單進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，方法簡(jiǎn)單易學(xué)。

（2）編程結(jié)果直觀，以刀具路徑在屏幕上顯示，處理速度快。經(jīng)仿真切削和刀具干涉檢查，所編程序一次成功，大幅度減少了機(jī)床調(diào)整時(shí)間和機(jī)床試切時(shí)間。

（3）減少了程序調(diào)試時(shí)間，減少了機(jī)床工時(shí)占用，縮短了生產(chǎn)周期。

（4）采用數(shù)控技術(shù)不僅可以縮短生產(chǎn)周期，又避免了多次裝夾，提高了加工精度，提高加工的準(zhǔn)確性和加工復(fù)雜零件的能力。

致謝

首先我要感謝我的前輩們，我的恩師！他們不僅教會(huì)我豐厚的知識(shí)，更重要的是他們?cè)趯?shí)踐中所培養(yǎng)我思維方式、表達(dá)能力和開闊的視野，腳踏實(shí)地的精神。感恩之情難以用語(yǔ)言表達(dá)，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意，謝謝恩師?。〗窈笪乙欢▽⒆约簩W(xué)到的技能用到平時(shí)教學(xué)中，讓更多的人受益，讓技能交流的面積更廣。由于自己的水平還很有限，本次設(shè)計(jì)過(guò)程存在缺點(diǎn)和不足之處，希望前輩們多提寶貴的意見和改進(jìn)方法，不甚感激！

參考文獻(xiàn)：

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[5]來(lái)華《CAXA制造工程師造型與數(shù)控加工》清華大學(xué)出版社2009endprint