陳志佳

摘 要：CAXA是我國自主研發(fā)的三維CAD/CAM軟件，其在數(shù)控加工領(lǐng)域中具有較高的應(yīng)用價值，已被業(yè)內(nèi)數(shù)控工程師所廣泛認可。本文首先闡述CAXA軟件的相關(guān)概念與由來，包括概念含義，軟件功能和特點，之后分析了應(yīng)用CAXA實現(xiàn)數(shù)控加工的具體步驟及其相關(guān)內(nèi)容;最后基于前文分析描述的基礎(chǔ)上，探討CAXA復(fù)雜曲面加工，通過一個實例提供給讀者借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;CAXA;復(fù)雜曲面加工

近年來，隨著數(shù)控加工技術(shù)在機械制造行業(yè)的廣泛普及與應(yīng)用，我國的機械制造產(chǎn)業(yè)得到有力的推動，數(shù)控加工水平得到相應(yīng)的提高，相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)飛躍發(fā)展。CAXA軟件應(yīng)用于數(shù)控加工產(chǎn)業(yè)后，拓展數(shù)控加工的發(fā)展空間，合理地降低了數(shù)控加工中的人力時間資源消耗，提升效率，規(guī)范化生產(chǎn)，提高零件的加工質(zhì)量，從而進一步為數(shù)控行業(yè)乃至智能制造業(yè)的發(fā)展揚帆護航。因其在數(shù)控加工中的優(yōu)勢，本文首先對CAXA軟件的相關(guān)概念做簡要說明，之后研究CAXA數(shù)控加工的步驟，最后基于復(fù)雜曲面零件的加工，作為實例提供給CAXA應(yīng)用工程師做參考與借鑒。

1 CAXA相關(guān)概念闡述

1.1 基本概念

CAXA軟件是由北航海爾有限公司研發(fā)，全中文、面向數(shù)控加工中心的三維CAD/CAM軟件。其設(shè)計核心包含數(shù)控加工過程中由零件造型到加工代碼，包括四個核心內(nèi)容：設(shè)計、管理、工藝以及制造。CAXA軟件因其全中文設(shè)計，學(xué)習(xí)較之其他軟件較為容易;其次工藝性較好，與傳統(tǒng)的二維數(shù)控加工和手工數(shù)控加工相較優(yōu)勢巨大，業(yè)已被廣泛應(yīng)用數(shù)控加工領(lǐng)域，并在多個領(lǐng)域中都有所普及，例如國防軍工、教育、電子電器以及裝備器械等等。

1.2 功能特點

CAXA軟件具有豐富的功能：

（1）實體特征很多，造型豐富，如打孔、倒圓角、放樣、導(dǎo)動與分模等，不僅可以對二維草圖輪廓進行快速的優(yōu)化，形成試實體三維模型，還提供多種基準平面的構(gòu)建等功能;（2）提供類型豐富的曲面造型功能，CAXA使用的是NURBS 曲面造型方式，曲面造型支持的種類繁多，例如：等距、邊界以及掃面等等;（3）其造型方式支持復(fù)雜曲面與實體間連接，該方式多應(yīng)用在復(fù)雜零件、磨具設(shè)計等方面。CAXA還提供了曲面生成實體功能如曲面加厚成實體、曲面剪裁實體等功能。使用者可以根據(jù)提示區(qū)里的提示進行操作;（4）較為完整的加工工藝過程。CAXA加工模塊不僅提供基本粗、精、補等多種加工功能，還提供了四軸、五軸、葉輪葉片粗精加工等高級功能;安排完成加工工藝后，CAXA可以自動生產(chǎn)加工工藝清單，其工藝順序嚴格按照工藝設(shè)計，方便工程師進行工藝記錄;（5）加工仿真功能。CAXA提供了軌跡仿真功能，能夠提前對加工代碼進行檢測，利用仿真實體的模擬加工，確定加工余量;此外，CAXA還提供自主檢測工具，可以確定加工過程中是否干涉，避免撞刀等事故發(fā)生，降低安全隱患;（6）后置處理生成加工G代碼指令，無需中間文件轉(zhuǎn)換。

CAXA 是一款優(yōu)秀的數(shù)控編程軟件，具有卓越工藝性，為數(shù)控加工行業(yè)提供了一整套從造型與工藝設(shè)計到仿真與加工代碼檢驗完善的解決方案。

2 CAXA數(shù)控加工步驟

CAXA系統(tǒng)數(shù)控加工具有一套流程，簡要如下：二維圖紙解析

—>加工模型建立—>工藝分析—>加工方案確定—>加工仿真—>加工代碼輸出。每個步驟均有其規(guī)范，應(yīng)該充分分析與理解加工內(nèi)容，并對加工步驟全面認知。詳細解釋如下：

（1）圖紙解析。以設(shè)計好的圖紙為依據(jù)，對待加工零件模型進行分析，之后通過CAXA幾何建模功能對零件進行造型;（2）工藝分析。其是數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)必不可少的一部分，目前主要依靠人工來完成，包括零件尺寸、精度與公差校準，零件裝卡設(shè)計，確定加工路線與工藝參數(shù)，加工刀具選擇等;（3）加工方案確定。其加工方法的選擇非常重要，在使用 CAXA時，要求數(shù)控加工人員要選擇合適的加工方法，設(shè)置合理的加工參數(shù);（4）仿真與代碼生成。加工仿真主要是對零件進行模擬加工，校驗刀具的軌跡，其能有效地校驗刀具軌跡的干涉、加工過切等缺陷;代碼生成是指后置處理輸出加工G代碼，其可以通過PC與數(shù)控系統(tǒng)進行連接，完成零件加工。

3 CAXA數(shù)控加工應(yīng)用

目前CAXA應(yīng)用情況表明，CAXA軟件的功能，如模型的造型設(shè)計、加工方案確認、刀具加工模擬仿真等，已被數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)的從業(yè)人員廣泛認可。本部分以復(fù)雜曲面實例，闡述CAXA數(shù)控加工應(yīng)用。筆者參考業(yè)內(nèi)相關(guān)文獻，結(jié)合自身的工作實踐經(jīng)驗，對復(fù)雜曲面的CAXA加工應(yīng)用進行研究探討，具體如下：

3.1 復(fù)雜曲面三維模型設(shè)計

首先分析該零件的二維設(shè)計圖紙，由于篇幅限制并未提供，根據(jù)圖紙中提供的尺寸繪制空間曲面，之后通過旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動等命令建立曲面模型。

3.2 復(fù)雜曲面的CAXA仿真

在對加工參數(shù)、刀具參數(shù)、切削參數(shù)、加工曲面設(shè)置等參數(shù)設(shè)置完成后，必須通過軌跡仿真對生成的軌跡進行驗證。其軌跡的正確與否決定著程序是否正確。在CAXA中設(shè)定仿真參數(shù)，動態(tài)和步長，拾取刀具軌，Enter鍵進入仿真。

軌跡仿真完成后，激活世界坐標系，按照實際加工機床類型選擇合適數(shù)控系統(tǒng)配置，將已確認無誤的加工軌跡生成G代碼數(shù)據(jù)文件，也就是CNC數(shù)控程序。

最后將生成的NC文件，導(dǎo)入FANUC Oi-M系統(tǒng)，在立式加工中心進行加工，加工出曲面樣品。

4 結(jié)束語

總而言之，CAXA作為一款CAD/CAM軟件在數(shù)控加工中具有強大的應(yīng)用優(yōu)勢，其包含豐富的功能，代碼效率也較高。本文通過對CAXA的基本概念闡述，并應(yīng)用CAXA軟件實現(xiàn)對負載曲面數(shù)控加工研究，完成曲面建模、加工工藝分析、加工方案確定與仿真校驗，最后通過FUNUC機床加工出樣件。

參考文獻：

[1]胡彥萍.CAXA制造工程師在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表，2014（12）：124-125.

[2] 李宏艷.基于CAXA軟件的復(fù)雜曲面加工（制造）方法與技術(shù)[D].天津大學(xué)，2016.