ＣＡＸＡ制造工程師的應(yīng)用初探

徐曉文

摘要：文章介紹了CAXA制造工程師軟件的應(yīng)用，使我們對(duì)這一國產(chǎn)的軟件的功能有一個(gè)認(rèn)識(shí)。以便進(jìn)行制造軟件的選擇和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CAXA制造工程師；CAD；CAM；G代碼

中圖分類號(hào)：TG659

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)04-0085-02

在普通機(jī)床上零件加工的工藝過程實(shí)際上只是一個(gè)工藝過程卡，機(jī)床加工的切削用量、走刀路線、工序內(nèi)的工步安排等，往往都是由操作工人自行決定。而加工中心是按照程序進(jìn)行加工的，加工過程是自動(dòng)的。因此，加工中的所有工序、工步、每道工序的切削用量、走刀路線、加工余量和所用刀具的尺寸、類型等都要預(yù)先確定好并編入程序中。CAXA制造工程師作為一個(gè)曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD／CAM一體化的國產(chǎn)CAM軟件，具有靈活的實(shí)體曲面造型功能和豐富的數(shù)據(jù)接口，可以實(shí)現(xiàn)零件復(fù)雜的三維造型設(shè)計(jì)，通過加工工藝參數(shù)的后置處理的設(shè)定，選取需加工的部分，自動(dòng)生成適合的數(shù)控系統(tǒng)加工代碼，通過直觀的加工防真和代碼反讀來檢驗(yàn)加工工藝和代碼質(zhì)量。

一、接收加工任務(wù)

完成滿足數(shù)控加工的三維數(shù)據(jù)模型。利用CAXA-CAD提供的直線、圓弧，以及樣條線等平面建圖功能和拉伸、去料、放樣、掃描等實(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。

針對(duì)所內(nèi)各部門CAD工程設(shè)計(jì)軟件各不相同的特點(diǎn)，需要CAXA具有豐富的數(shù)據(jù)接口，CAXA制造工程師包括了基于曲面的標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實(shí)體的，面向快速成型設(shè)備以及面向INTERNET和虛擬現(xiàn)實(shí)的VRML等接口。保證了與CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。在對(duì)零件造型過程中，可以直接使用設(shè)計(jì)提供的三維設(shè)計(jì)，也可以利用兩維制圖中的參數(shù)線等元素，引入到CAXA建模中，實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換。

二、確定加工工藝方案

對(duì)三維建模進(jìn)行分析，根據(jù)上道工序、下道工序以及中間穿插的必須的熱處理規(guī)范，確定需要加工的零件尺寸，以及加工中間是不是需要重新裝夾以滿足熱處理要求等。先對(duì)實(shí)體造型進(jìn)行工藝分析，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，確定需要加工的三維實(shí)體面。再分析實(shí)體的組成情況，確定加工步驟。

同時(shí)，加工工藝的確定，也包括對(duì)零件尺寸、公差等技術(shù)要求的核準(zhǔn)，確定裝夾方式，選定切削刀具，機(jī)床調(diào)校和參數(shù)設(shè)定。根據(jù)加工的工作量大小，確定是否需要DNC在線G代碼傳輸。

三、加工刀具選擇

加工中心的主軸轉(zhuǎn)速較普通機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高1～2倍，某些特殊用途的加工中心，主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)數(shù)萬轉(zhuǎn)／分鐘，因此數(shù)控刀具的強(qiáng)度與耐用度至關(guān)重要。目前涂鍍刀具，立方氮化硼刀具等已廣泛用于加工中心，陶瓷刀具與金剛石刀具也開始在加工中心上運(yùn)用。一般說來，數(shù)控機(jī)床所用刀具應(yīng)具有較高的耐用度和剛度，刀具材料抗脆性好，有良好的斷屑性能和易更換等特點(diǎn)。

四、切削用量的確定

程序編制時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。它包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度和切削寬度等。切削深度由機(jī)床、刀具、工件的剛度確定，在剛度允許的情況下，盡可能使切削深度等于零件的加工余量，以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。

對(duì)于精度和表面粗糙度有較高要求的零件，應(yīng)留有足夠的加工余量。

主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)允許的切削速度v來選擇：

n=1000v／πD

式中：n－主軸轉(zhuǎn)速(r／min)：

v－切削速度(m／min)，受刀具耐用度的限制；

D－刀具直徑(mm)。進(jìn)給速度F(mm/min)或進(jìn)給量(mm/r)是切削用量的主要參數(shù)。在主軸轉(zhuǎn)速一定的情況下，進(jìn)給速度F決定了切削厚度

五、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制造工程師中提供的曲面、導(dǎo)動(dòng)、參數(shù)線、投影、等高等加工方法，靈活選定需要加工的實(shí)體部分，輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)和要求，快速生成刀具軌跡和刀具切削路徑。

針對(duì)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而生成的粗加工和精加工軌跡。編程人員可以根據(jù)實(shí)際需要，靈活選擇加工部位和加工方法。加工軌跡生成后，利用刀位編輯、軌跡的連接和打斷編輯、以及參數(shù)修改功能對(duì)相關(guān)軌跡進(jìn)行編輯修改。運(yùn)用軌跡防真功能，檢驗(yàn)生成的刀具軌跡是否滿足要求，查看切削后的工件截面，確保不會(huì)出現(xiàn)過切，以改進(jìn)刀具軌跡。

CAXA制造工程師中還可以利用知識(shí)加工功能，選用典型加工工藝套路，以利用他人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并在長期加工過程中積累自己的加工經(jīng)驗(yàn)，使加工軌跡的編定更加簡便、可靠。

六、G代碼生成

加工軌跡生成后，需要由加工軌跡生成加工G代碼，但不同的機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的，目前世界流行的典型數(shù)控系統(tǒng)有：日本FUNUC、德國SIEMENS、美國ACRA-MATIC、西班牙FAGOR、日本三菱、法國NUM、德國HEI-DENHAIN等，不同的數(shù)控系統(tǒng)其C代碼功能不同，加工程序的格式也有所區(qū)別，所以要對(duì)G代碼進(jìn)行后置處理，以對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的機(jī)床。利用后置處理功能，可以通過修改某些設(shè)置而適用于各種常見的機(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)需要生成加工工序單，程序會(huì)根據(jù)加工軌跡編制中的各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算各項(xiàng)加工工步的加工時(shí)間。這樣就便于生產(chǎn)管理識(shí)別和加工工時(shí)的計(jì)算。

七、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，進(jìn)行在線DNC加工或單獨(dú)加工。

由于目前國家對(duì)于制造業(yè)的重視，使用的CAXA制造工程師這一國產(chǎn)CAM軟件，使得在數(shù)控加工技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步，充分發(fā)揮了原有數(shù)控類機(jī)床的優(yōu)勢，提高了利用效率，開發(fā)了數(shù)控加工的其他功能。為今后的復(fù)雜工程零部件的加工提供了更加有力的保證，對(duì)于我們今后進(jìn)一步提高精密機(jī)械加工工藝水平拓寬了道路。