任艷霞，丁 剛

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，河南 濟(jì)源 459000）

在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床具有可以加工復(fù)雜型面工件、加工效率高、精度高、可大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中越來(lái)越多地被采用。數(shù)控機(jī)床的諸多優(yōu)點(diǎn)若能充分利用，則能為企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但這些優(yōu)點(diǎn)都是以合理的工藝安排處理、優(yōu)化和高效的編程為前提。目前由于合適的編程、操作、維修人員等人才比較缺乏，使得很多企業(yè)的數(shù)控機(jī)床開(kāi)動(dòng)使用率較低，其中編程效率低是數(shù)控機(jī)床不能很好開(kāi)動(dòng)的重要的原因之一[1]。

CAXA制造工程師是高效易學(xué)，性能卓越的數(shù)控編程軟件，為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計(jì)到加工代碼生成、加工軌跡仿真、代碼校驗(yàn)等一體化的解決方案。在企業(yè)生產(chǎn)中，充分利用CAXA制造工程師軟件的功能，結(jié)合工件特點(diǎn)進(jìn)行合理編程，能大大提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，具有重要的意義。

1 軟件功能

CAXA制造工程師軟件的工作流程是先利用CAD功能構(gòu)建圖形，然后進(jìn)行加工相關(guān)的設(shè)置，進(jìn)行CAM編程。根據(jù)工件特點(diǎn)，利用二維圖形和三維圖形都可以進(jìn)行編程加工。

軟件具有使用方便、功能強(qiáng)大的二維及三維線框造型功能，如圖1所示，可以繪制直線、圓弧、矩形、樣條曲線、公式曲線等，每種繪圖命令下面又有多種不同的方式可以選擇，以便于使用者根據(jù)工件的形狀特點(diǎn)進(jìn)行快速造型，如直線命令有兩點(diǎn)線、平行線、角度線、角等分線等多種方式。另外通過(guò)幾何變換工具可以對(duì)已有幾何元素進(jìn)行復(fù)制、鏡像、旋轉(zhuǎn)、陣列等編輯操作。

圖1 線框造型功能

另外軟件有實(shí)體特征造型功能，主要有拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、導(dǎo)動(dòng)、圓角、倒角、筋板、打孔、拔模、分模等特征造型方式，可以將二維的草圖輪廓快速生成三維實(shí)體模型。

CAXA制造工程師軟件提供多種NURBS曲面造型方法，可通過(guò)列表數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、字體、數(shù)據(jù)文件及各種測(cè)量數(shù)據(jù)生成樣條曲線；通過(guò)旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣、導(dǎo)動(dòng)、等距、邊界網(wǎng)格等多種方式生成復(fù)雜曲面；并提供裁剪、延伸、拼接、縫合、過(guò)渡等曲線曲面裁剪編輯手段。

利用CAXA制造工程師可以實(shí)現(xiàn)二維及三維模型構(gòu)建，造型后利用軟件可進(jìn)行三軸到五軸的數(shù)控加工。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，高效生成刀具軌跡。

四軸到五軸加工方式有：曲線加工、四軸平切面、五軸等參數(shù)線、五軸側(cè)銑、五軸定向、五軸G01鉆孔等多種加工方法，針對(duì)葉輪、葉片類零件提供葉輪粗加工和葉輪精加工實(shí)現(xiàn)整體加工葉輪和葉片。

運(yùn)用CAXA制造工程師的知識(shí)加工功能，經(jīng)驗(yàn)豐富的編程者可以將加工的步驟、刀具、工藝條件進(jìn)行記錄、保存和重用，大幅提高編程效率和編程的自動(dòng)化程度；數(shù)控編程的初學(xué)者可以快速學(xué)會(huì)編程，共享經(jīng)驗(yàn)豐富編程者的經(jīng)驗(yàn)和技巧。隨著企業(yè)加工工藝知識(shí)的積累和規(guī)范化，形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的加工流程[1-2]。

2 應(yīng)用實(shí)例

圖2 端蓋零件

如圖2所示為一端蓋零件，利用CAXA制造工程師軟件可以實(shí)現(xiàn)其編程過(guò)程，可以高效完成零件的數(shù)控編程和加工，具體方法如下。

（1）根據(jù)工件特點(diǎn)，進(jìn)行CAD實(shí)體造型，如圖3所示。

圖3 工件CAD造型

（2）進(jìn)行毛坯定義，創(chuàng)建粗加工刀路軌跡。其中毛坯選擇“參照模型”選項(xiàng)，粗加工采用“等高線粗加工”方式，對(duì)加工余量、刀具行距、加工層高等加工參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

圖4 等高線粗加工參數(shù)設(shè)置

程序在正式加工前可以先進(jìn)行模擬仿真，以了解運(yùn)行情況，粗加工程序仿真結(jié)果如圖5所示。

圖5 粗加工程序仿真

（3）精加工設(shè)置。在粗加工后還需進(jìn)行精加工，對(duì)于此工件可以采用平面精加工和等高線精加工對(duì)底面和倒圓角部分分別進(jìn)行精加工處理。底面精加工刀具軌跡和倒圓角刀具軌跡分別如圖6（a）、（b）所示。

圖6 底面和圓角編程

（4）孔加工編程。底面8個(gè)孔的程序設(shè)置情況如圖7所示。

圖7 孔加工設(shè)置

生成的鉆孔刀具軌跡如圖8所示。

圖8 鉆孔刀具軌跡

（5）程序整體情況及仿真。工件加工的所有刀路軌跡情況如圖9所示。

圖9 所有刀具軌跡

所有刀路軌跡設(shè)置好后，可以進(jìn)行加工前的仿真校驗(yàn)，如圖10所示，通過(guò)仿真可以發(fā)現(xiàn)程序編寫(xiě)中的可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并及時(shí)進(jìn)行更正處理。

圖10 程序仿真校驗(yàn)

（6）程序后置處理及數(shù)控加工。將上述設(shè)置好的刀具路徑進(jìn)行后置處理，即可生成加工程序，將加工程序通過(guò)RS232接口或CF卡傳入數(shù)控機(jī)床，即可進(jìn)行工件的自動(dòng)加工工作。

3 結(jié) 語(yǔ)

熟練掌握CAXA制造工程師軟件的編程方法和技巧能大大提高編程效率，在編程前應(yīng)該根據(jù)工件特點(diǎn)進(jìn)行合理的工藝過(guò)程安排，選擇合理的刀具對(duì)不同的加工部位進(jìn)行加工處理。對(duì)于粗加工一般使用硬質(zhì)合金機(jī)夾刀具進(jìn)行開(kāi)粗處理，精加工根據(jù)情況選用整體合金立銑刀或機(jī)夾刀具進(jìn)行處理，孔加工可根據(jù)精度要求，采用鉆、擴(kuò)、鉸或鏜等加工方法。其它CAM軟件的工作過(guò)程和CAXA制造工程師類似，合理的工藝處理及編程對(duì)提高數(shù)控機(jī)床利用率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，提高企業(yè)生產(chǎn)效益具有重要的意義。