張昱

摘 要：CAXA制造工程師的出現(xiàn)及應(yīng)用，已經(jīng)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到了巨大的促進(jìn)作用，特別是數(shù)控加工領(lǐng)域，CAXA制造工程師的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)得更加明顯。作為一款優(yōu)秀的數(shù)控加工編程軟件，CAXA制造工程師通過(guò)大量的實(shí)踐已經(jīng)得到了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。本文中，筆者首先闡述了CAXA制造工程師的相關(guān)內(nèi)容，包括含義、功能和特點(diǎn)，然后分析了CAXA制造工程師數(shù)控加工步驟，最后在前文的基礎(chǔ)上詳細(xì)探討了CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān)內(nèi)容的研究提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：CAXA制造工程師；數(shù)控加工；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG68 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

近些年來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步的帶動(dòng)下，我國(guó)的數(shù)控加工水平有了很大的提高，數(shù)控加工工業(yè)也實(shí)現(xiàn)飛躍性的發(fā)展。CAXA制造工程師應(yīng)用在數(shù)控加工領(lǐng)域之后，給了數(shù)控加工更大的發(fā)展空間，數(shù)控加工應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮出CAXA制造工程師的優(yōu)勢(shì)，合理地應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，最大限度地提升數(shù)控加工的效率，以此進(jìn)一步提高數(shù)控加工的水平，為數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。為此，本文針對(duì)CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應(yīng)用展開(kāi)探究。

1 CAXA制造工程師的相關(guān)內(nèi)容闡述

1.1 基本概念

CAXA制造工程師是由北航海爾軟件有限公司研制開(kāi)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。該軟件學(xué)習(xí)起來(lái)比較容易，具有很好的工藝性，與傳統(tǒng)的手工數(shù)控加工和二維數(shù)控加工相比優(yōu)勢(shì)巨大，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于數(shù)控加工領(lǐng)域，促進(jìn)了數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展。

1.2 功能特點(diǎn)

首先，曲面完美結(jié)合。曲面完美結(jié)合體現(xiàn)在3個(gè)方面，分別是方便的特征實(shí)體造型、強(qiáng)大的NURSBS自由曲面造型以及靈活的曲面真實(shí)復(fù)合造型。CAXA制造工程師可以使用精確的特征實(shí)體造型技術(shù)，將設(shè)計(jì)信息用特征術(shù)語(yǔ)加以描述，保證準(zhǔn)確性，提高簡(jiǎn)便性。另外，CAXA制造工程師在使用的過(guò)程中，從線框到曲面，提供了豐富的建模手段。與此同時(shí)，基于實(shí)體的“精確特征造型”技術(shù)，使得曲面融合進(jìn)實(shí)體中，形成統(tǒng)一的曲面實(shí)體復(fù)合造型模式。

其次，高數(shù)控加工。關(guān)于高數(shù)控加工，CAXA制造工程師在這方面的功能特點(diǎn)體現(xiàn)得非常明顯。在使用CAXA制造工程師進(jìn)行數(shù)控加工的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)兩軸到三軸的數(shù)控加工功能，并且支持四軸到五軸的數(shù)控加工。需要注意的是CAXA制造工程師還支持高速加工，能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理。另外在加工仿真以及代碼驗(yàn)證、加工工藝控制以及通用后置處理方面，也是CAXA制造工程師比較具有特色的功能特點(diǎn)。

2 CAXA制造工程師數(shù)控加工步驟

數(shù)控加工過(guò)程中，應(yīng)用CAXA制造工程師，并不是隨意進(jìn)行加工的，而是應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到所要加工的內(nèi)容，并且對(duì)加工的步驟有著全面的了解。

（1）CAXA制造工程師應(yīng)用時(shí)，以設(shè)計(jì)好的零件圖紙為依據(jù)，認(rèn)真對(duì)零件圖紙進(jìn)行分析，對(duì)零件圖紙進(jìn)行分析之后對(duì)零件造型。

（2）工藝分析是任何活動(dòng)都不可缺少的一部分，數(shù)控加工領(lǐng)域更加不可缺少，CAXA制造工程師應(yīng)用時(shí)要求做好數(shù)控加工工藝分析。

（3）加工方法的選擇非常重要，要求數(shù)控加工人員在使用CAXA制造工程師的時(shí)候，一定要選擇好加工的方法，并對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。

（4）做好軌跡生成工作，并且做好仿真加工工作，完成軌跡生成和仿真加工后，后置處理生成G代碼。

3 CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應(yīng)用

CAXA制造工程師作為一種現(xiàn)代化的三維CAD/CAM軟件，已經(jīng)得到了數(shù)控加工領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可，在數(shù)控加工領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。從當(dāng)前CAXA制造工程師在數(shù)控加工領(lǐng)域的應(yīng)用情況來(lái)看，主要從工件模型造型設(shè)計(jì)、加工方案的設(shè)計(jì)以及生成刀具路徑和程序G代碼這3個(gè)方面體現(xiàn)。接下來(lái)，筆者在參考相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的工作實(shí)踐以及經(jīng)驗(yàn)，就數(shù)控加工過(guò)程中CAXA制造工程師的應(yīng)用進(jìn)行探討，具體內(nèi)容如下。

3.1 工件模型造型設(shè)計(jì)

利用CAXA制造工程師提供的基本繪圖指令，如直線、圓弧、橢圓線等功能和拉伸、除斜、孔制作等實(shí)體造型功能，可以將設(shè)計(jì)元素加工混合，進(jìn)行三維加工數(shù)據(jù)的建模，用曲線、曲面和實(shí)體表達(dá)實(shí)體工件。在實(shí)踐操作當(dāng)中，對(duì)零件進(jìn)行加工，可以借助CAXA制造工程師提供的三維設(shè)計(jì)加以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，還可以利用二維制圖中的參數(shù)線等元素，并將其引入到CAXA建模中，實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換，以此滿足數(shù)控加工時(shí)對(duì)三維數(shù)據(jù)模型的需求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜零件三維實(shí)體造型的設(shè)計(jì)。以某介紹型過(guò)程為例，需要分6個(gè)步驟。第一步，繪制矩形（120mm×100mm），繪制之后將該矩形進(jìn)行拉伸（至10mm）；第二步，在之前繪制好的矩形的上方再繪制一個(gè)矩形（100mm×80mm），同樣進(jìn)行拉伸（至12mm）；第三步，將100mm×80mm的矩形為標(biāo)準(zhǔn)并作為平面草圖，繪制出一個(gè)橢圓形（長(zhǎng)軸70mm，短軸50mm），然后將其帶角度15°進(jìn)行拉伸（至8mm）；第四步，繪制一個(gè)小凸臺(tái)并拉伸（至25mm）；第五步，制作通孔（直徑10mm）；第六步，制作好的凸臺(tái)和通孔圍繞軸陣列4份。最后得到該工件模型。

3.2 加工方案的設(shè)計(jì)

以上述提及的三維建模的分析為例，選擇加工方法。需要注意的是，在選擇加工方法的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)其工藝方案的要求，同時(shí)結(jié)合零件的毛坯、夾具裝配之間的空間幾何關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，設(shè)計(jì)加工方案的時(shí)候，還需要有全面的考慮，特別是對(duì)實(shí)體造型的工藝設(shè)計(jì)要進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并且根據(jù)加工性質(zhì)修改墻補(bǔ)造型。在設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮加工的特點(diǎn)、加工能力、需要加工的三維實(shí)體面等。結(jié)合上述提及到的某工件模型介紹加工方案：（1）凸臺(tái)加工，選擇平面區(qū)域粗加工方法，Z軸進(jìn)給深度至-5mm；（2）再次進(jìn)行加工，加工的深度參數(shù)不同，加工至-10mm；（3）橢圓孔的加工采用等高線精加工方法；（4）對(duì)（1）和（2）中加工產(chǎn)生的輪廓進(jìn)行處理，處理時(shí)采用平面輪廓精加工法；（5）孔加工法加工孔。

3.3 生成刀具路徑和程序G代碼

CAXA制造工程師應(yīng)用在數(shù)控加工過(guò)程中，最為核心的功能就是生成刀具軌跡，而這也是與傳統(tǒng)手工數(shù)控加工區(qū)別最大、優(yōu)勢(shì)最明顯的地方。從3.1和3.2的論述中，可以生成加工軌跡：以FANUC0i-MA 機(jī)床的數(shù)控加工為例，根據(jù)該型號(hào)機(jī)床的配置要求，把已經(jīng)生成刀具軌跡自動(dòng)轉(zhuǎn)化成G代碼，也就是所謂的CNC數(shù)控加工程序。程序G代碼生成之后，對(duì)程序仿真進(jìn)行調(diào)試修改，如果調(diào)試修改結(jié)束后程序正確無(wú)誤，則利用常用的機(jī)床通信軟件，通過(guò)RS-232數(shù)據(jù)線將程序?qū)氲剿庸さ臄?shù)控機(jī)床中，之后便開(kāi)始對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，CAXA制造工程師應(yīng)用在數(shù)控加工制造中，與傳統(tǒng)的手工編程的數(shù)控加工相比，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如刀具路徑設(shè)計(jì)合理、執(zhí)行加工一次成功、學(xué)習(xí)起來(lái)方便簡(jiǎn)單等。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)的存在，使得CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應(yīng)用效果得到了充分的認(rèn)可。在數(shù)控加工不斷發(fā)展的情況下，CAXA制造工程師也應(yīng)當(dāng)不斷更新，以此進(jìn)一步提升加工的效率以及質(zhì)量，擴(kuò)大CAXA制造工程師應(yīng)用的同時(shí)，促進(jìn)數(shù)控加工行業(yè)的發(fā)展。

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