基于CAXA数控车双曲线轴类零件的自动编程加工
陈银++黄俞淇摘 要：本文介绍利用CAXA数控车对双曲线零件进行自动编程，即“零件造型，工艺分析，设定刀具轨迹，设置切削参数，路径仿真，实体切削”的过程，与传统的手工编程方法相比，利用CAXA数控车软件对复杂零件，尤其是对非圆曲线类零件有其方便快捷的方法。一方面缩短了传统手工编程对于复杂零件调试程序的时间，使真正实现CNC变得可行；另一方面可以即时更改参数优化刀路，对新产品研发和生产实践有一定的指导意义关键词：数控车；自动编程；双曲线0 引言CAXA作为国内CAD/CAM软件的先驱者，经受了实践的检验，得到了市场的认可。与其他国外软件相比，其特点更加鲜明，其强大的绘图功能更加方便快捷，易于上手，其完善的外部接口也兼容多种数据形式，如STL、IGS、DXF等，便于与其他通用软件交换数据。CAXA数控车可根据工艺要求生成多种加工轨迹，并提供了开放式的后置处理模块，满足各种数控加工系统，并可完成平面刀路的轨迹仿真和实体切削模拟。1 双曲线分析定义1：平面内与两定点F1，F2的距离之差的绝对值等于常数c、小于|F1F2|的点的轨迹称为双曲线。定义2：平面内到给定一点及一直线的距离之比大于1且为常数的动点的轨迹称为双曲线，如图1所示。在XY平面内，双曲线的各点坐标之间呈规律变化，可用双曲线的方程表示为：2案例分析2.1 零件图分析如图2所示，该轴类零件的轮廓由常规线段和非圆曲线——双曲线轮廓组成，零件编程的难点在于双曲线轮廓部分的复杂数学计算，用常规的方法计算量比较大，若采用手工编程，则双曲线的各点计算非常复杂，若用宏变量编程，对编程者和数控系统的要求又特别高，这时可借助计算机软件绘图，比如CAXA数控车软件来实现。2.2 加工工艺分析根据零件图纸和加工要求，确定加工工艺。CAD/CAM软件只能根据操作人员的加工工艺生成相应的程序，所以工艺部分还是要由操作人员来确定。首先安排合理的加工工序，确定工序和工步。然后在CAXA数控车软件中选择合理的刀具，设置相应的加工参数。最后再选择加工方案，生成加工路线和刀具轨迹。再根据仿真、试切、优化调整，最后确定最佳的加工工艺。2.2.1 选择毛坯，确定装夹根据零件图和工艺分析，选择毛坯为Φ38mm×75mm的圆棒料，材料为铝2a12。该零件为常规轴类零件，使用通用夹具——三爪卡盘夹紧工件即可，并且保证轴的伸出长度略大于60mm。单件加工可设定工件的右端点为工件原点建立编程坐标系，批量生产为避免重复的对刀过程，可选择固定的夹具确定左端为零件加工原点。2.2.2 刀具选择及切削参数设定根据该零件轮廓的特点，由于其特殊轮廓曲线的加工要求，粗加工选择93度主偏角，80度刀尖角的外圆车刀，粗加工选择95度主偏角。35度刀尖的外圆车削，切削用量参照表1所示。2.3 毛坯及外轮廓的绘制在CAXA数控车软件中，建立零件加工轮廓模型，只需绘制所要加工对象的轮廓和毛坯轮廓即可，无需绘出多余的线框，而且对于轴类零件，只需绘制单边轮廓即可。轮廓的建模可以通过在CAXA数控车床软件中直接绘制，也可以通过其他CAD/CAM软件绘制，如CAD软件的dwg、dxf文件的导入来实现，同时也兼容CAD/CAM软件的通用格式igs。无论是采用直接绘图还是间接导入的方式，都不需要画出完整的零件图，只需绘出毛坯轮廓和被加工轮廓部分即可，本例直接按照零件图尺寸绘制外轮廓和毛坯，如图3所示。2.4 CAXA自动编程2.4.1 零件粗加工根据加工工艺中“先粗后精，先内后外，先主后次，先近后远”的加工原则，本例没有内孔加工部分，故首先对零件的外轮廓进行粗加工。点击CAXA数控车工具栏上的【轮廓粗车】图标，根据加工要求填写各项切削用量、进退刀方式、加工参数等。在设置刀具的时候，按加工工艺表设置好外圆车刀名称，刀号，主偏角，副偏角，刀尖角等参数，并根据实际刀具设置好刀尖圆弧半径，以及是否软件补偿还是程序补偿参数。在完成以上参数设置后，根据系统提示分别拾取图3中的被加工轮廓和毛坯轮廓。采用限制链拾取或单个拾取方式，限制链拾取时只需拾取起始和结束轮廓线，单个拾取则逐一拾取要加工的轮廓线，然后鼠标任意指定合适的进退刀点或键盘输入具体数值，系统则自动生成粗加工轮廓的走刀轨迹图，包含进退刀线和可能干涉的部分，如图4所示。2.4.2 零件精加工零件的精加工与粗加工设置类似，只需将刀具参数、加工参数、切削用量和进退刀参数按精加工相关参数作相应改变，即可完成精加工的设置。2.4.3 刀具轨迹仿真及程序生成刀具轨迹生成后，可对生成的刀具轨迹进行动态仿真，以验证刀路的合理性。具体操作如下：单击数控车工具栏中的【轨迹仿真】图标，设置相关步数，可以控制仿真的速度，系统即可对刀路轨迹自动进行运态仿真。再选择“二维实体”、“缺省毛坯轮廓”方式。根据系统提示，拾取已经生成的粗、精加工刀具轨迹，系统开始进行实体切削仿真。通过二维动态轨迹仿真和实体切削仿真，可以直观地观察刀具走刀路线的合理性以及实体切削是否存在干涉及过切现象。如图5所示。程序生成需要根据当前使用的数控机床和数控系统的配置要求，先设置好后置处理的相关参数，如数控系统，以及与数控系统相适应的各种代码，只需更改不同的部分，软件已设置好通用指令代码。配置完成后，选择生成的刀具轨迹转数，即可生成数控程序。具体操作过程如下：单击主菜单中的【数控车】、【代码生成】命令，填写“后置文件”对话框，选择相应的数控系统，本例选择FANUC系统，按软件默认的后置文件（*.cut）进行保存，取好相应的文件名称后，单击“运行”按钮，拾取相应的粗精加工刀具轨迹，系统自动生成程序，如需对程序进行二次编辑和修改，可用“记事本”程序打开数控代码加工程序。2.4.4 程序后置处理与通讯传输CAXA数控车软件生成的程序由于没有循环指令，都是最基本的程序代码，所以程序相比于手工编程量比较大，程序内容较多，必须解决机床与软件的传输问题。程序传输由于是软件与硬件之间的配合，需要设置相关传输参数和协议。本例采用FANUC相关传输设置：串口：COM1；波特率：9600；数据位：7；停止位：2；握手协议：Xon/off；设置好以上参数，保证机床与软件皆采用相同的参数设置，基于CAXA数控车软件与FANUC数控车床之间即可实现在线传输。3 结论通过在FANUC 0i mate数控系统，凯达CKA6136机床上对双曲线零件的试加工结果表明，利用CAXA数车软件自动编程加工与手工程序编程加工相比，前者更加快捷简便，而且可以即时演示加工刀路，保证程序的准确性，通过对试件检测结果比较，前者刀路更加顺畅，零件加工质量高。CAXA数控车软件具有应用灵活、参数开放、适用性强的特点，可以满足不同回转体类零件的加工。作为国产软件的佼佼者，可以广泛应用于数控加工行业中。
海峡科技与产业
2016年11期
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你可能喜欢　　CAXA造造工程师是具有出色工艺性的数控编程硬件。它高效易学，为数控加工行业供给了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的办理圆案，是数控机床真真的“年夜脑”。　　2.环形正弦曲线利用真例　　=2 =4 =8　　AD环形正弦曲线的振幅　　用CAXA造造工程师硬件编写环形正弦曲里的加工法式，选择加工体例中的“三维偏置精加工”。先指定欲加工的加工对象及加工鸿沟，并给出加工参数，如刀具参数、加工精度、插补体例等，计较机主动计较出刀位轨迹。需要是可以对生成的刀位轨迹停止编纂点窜，正在计较机屏幕上停止加工进程仿真，最后按照选用的数控机床交互输进后置处置数据，计较机主动生成加工代码。最后生成的刀具轨迹图如图7。NC代码略。　　选择XY为草图仄里，绘造半径划分为20mm和30mm的圆，颠末特点生成的增料拉伸获得图5的空心圆柱。点击“曲里裁剪除料”按钮，选择图示所画曲里，调整裁剪标的目的，点击“肯定”按钮，硬件主动生成图6所示。　　3.建立三维真体图形　　4.生成NC代码　　欲领会更多CAXA产物的功效，请登录CAXA民网：　　1.环形正弦曲线的画法　　正在CAXA的比赛练习中绘造复纯曲里或空间管道，常常会触及到公式曲线的利用。CAXA造造工程师（五轴CAM）应用CAXA五轴CAM教程：环形正弦曲线的利用可以精确的绘造公式曲线的图形，绘造的图形中形好不雅，尺寸切确，快捷便利。使用它的加工模块可主动生成数控加工机床辨认的NC法式。下里就以环形正弦曲线为例，申明公式曲线的利用。　　以r=20mm，A=2mm，=8为例，输进响应数值后，点击“肯定”按钮，硬件主动绘造出响应的环形正弦曲线。再以r=30mm，A=2mm，=8绘造出响应的环形正弦曲线，获得如图3所示，即为我们要求的环形正弦曲线。　　环形正弦曲里的表面曲线为三维曲线，可采取三轴联动的数控铣床（或加工中间），其加工法式可采取CAXA硬件主动编造，本文彩取CAXA造造工程师2008停止加工法式的编造。　　D控造单元角度内周期(单元角度内震惊的次数，正在其他前提稳定的前提下，越年夜图象越尖，越小图象越仄)　　CAXA（数码年夜圆科技股分有限公司）是中国领先的产业硬件和办事公司，尾要供给两维、三维CAD硬件和产物全生命周期办理PLM办理圆案和办事。　　“环形正弦曲线”公式曲线造型圆式的投进利用，极年夜的简化了环形正弦曲里的造型圆式，缩短了造型工夫，进步了编程效力，减小曲线误差，既便利又适用。　　式中tD变量名，单元为弧度　　点击“公式曲线”，呈现如图1所示菜单，“坐标系”选择“直角坐标系”，“参变量单元”选择“弧度”，精度控造为0.01，弧度肇端值0，末止值为2。对某一流动的环形正弦曲线来讲，r、A、为已知常量，只要t为变量，单元选择弧度输进上式公式。　　rD环形正弦曲线的半径，单元mm　　点击“造型”按钮，选择“曲里熟成”中的“直纹里”，“直纹里”当选择“曲线+曲线”，点击图3所示两条环形正弦曲线，硬件主动生成如图4所示曲里。　　CAXA具有自立常识产权，产物线完备。供给数字化设计办理圆案，产物包罗两维、三维CAD，工艺CAPP和产物数据办理PDM等硬件；供给数字化造造办理圆案，产物包罗CAM、收集DNC、MES和MPM等硬件。撑持企业贯脱并优化营销、设计、造造和办事的营业流程，真现产物全生命周期的协同办理。　　闭于CAXA:　　⑴环形正弦曲线的直角坐标系圆程为
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ICP备号 增值电信业务经营许可证 B2-CAXA&&试题2
一、选择题
中创建文字时，圆的直径的表示方法是（%%C B
2、要在CAXA
的绘图窗口中创建字符串“Φ200±0、05
”，下列正确的命令是（%�00%%P0、05）。
以下辅助机能代码中常用于作为子程序结束的代码是:
编程时使用刀具补偿具有很多优点，下列说法中不正确的是: （便于测量）
中用于生成沿一个轮廓线加工平面的刀具轨迹的加工方法是： （平面轮廓加工）
切削用量对切削力影响最大的是： （切削深度）
7、在数控编程过程中，编程员定义在工件上的几何基准点是：
（工件原点）
为了保证加工精度，降低刀具的损耗，提高生产率，合理使用机床，应正确选择：（切削用量）
在CAXA制造工程师中，检查加工是否正确，执行的操作是:（轨迹仿真）
程序段G01 G91 Y100 F90
的含义是：（直线插补，进给90 mm / min，Y轴移动100
在CAXA制造工程师中，要对已经生成的刀具轨迹进行修改，采用的操作是：（轨迹编辑）
首次加工的零件，须要试切。试切时的快速倍率开关要置于：（较低档）
13、CAXA中的文件要转换成其他格式有哪几种方法&
（另存为& ）
14、CAXA默认的保存的文件格式是&&
（*、mxe& &&）
鼠标的使用左键（MB1）：（&&
点菜单，在屏幕上确定点的位置，拾取元素&&&
鼠标的使用：中键（MB2）：(&
转动滚轮----图形缩放、按住滚轮拖动----图形旋转&
鼠标的使用：右键（MB3）：（确认；结束命令或命令重复；弹出右键菜单& ）
功能键F2: (&&
功能键F3 (&&&
功能键F4: (&&&
图形刷新&&
功能键F5 F6、F7：(&&
切换作图平面，并正向显示&
功能键F8 ( &&&轴侧显示&
功能键F9 (&&
切换作图平面&
回车键 (接受输入的数值、弹出坐标输入条&
27、CAXA空格键(&&&
弹出工具菜单)
28、CAXA半角状态捕捉特征点：错误的的是
(点捕捉通常不要置于缺省(S)状态&
29、CAXA不是直线的绘制（&
30、CAXA不是圆的绘制（&&
A、三点弧&&&&
B、圆心半径&&&&&
C、三点&&&&&&
D、两点半径
31、CAXA是圆弧或园的绘制（&
A、三点弧&&&&
B、圆心半径&&&&
C、三点&&&&&
D、两点半径选择题
32．哪个坐标系不能删除（世界坐标系）
33．转换作图平面按（&
34．转换到XY作图平面的热键是(F5 )
1、在进行“双面拉伸”时，拔模斜度可用。(&
2、在进行“拉伸到面”时，要使草图能够完全投影到这个面上，如果面的范围比草图小，会产生操作失败。(& Y& )
3、在进行“拉伸到面”时，深度和反向拉伸不可用。(&
4、在进行“拉伸到面”时，可以给定拔模斜度。(&
5、草图中隐藏的线不能参与特征拉伸。(& Y& )
6、在进行“拉伸到面”时，深度和反向拉伸可用。(&
7、草图中隐藏的线能参与特征拉伸。(& t )
8、拉伸除料是将一个轮廓曲线根据指定的距离做拉伸操作，用以生成一个减去材料的特征。(& Y& )
9、拉伸除料是将一个轮廓根据指定的距离做拉伸操作，用以生成一个减去材料的特征。(& t )
10、旋转增料是通过围绕一条空间直线旋转一个或多个封闭轮廓，增加生成一个特征。(& Y& )
11、对称旋转：是指以草图为中心，向相反的两个方向进行旋转，角度值以草图为中心平分。(& Y& )
12、对称旋转：是指以中心线为中心，向相反的两个方向进行旋转，角度值以草图为中心平分。(& t& )
13、双向旋转：是指以草图为起点，向两个方向进行旋转，角度值分别输入。(& Y& )
14、轴线是空间曲线，需要退出草图状态后绘制。(& Y& )
15、轴线是草图曲线，在草图状态下绘制。(& t& )
16、旋转除料是通过围绕一条空间直线旋转一个或多个封闭轮廓，移除生成一个特征。(& Y& )
17、放样增料是根据多个截面线轮廓生成一个实体。截面线应为草图轮廓。(& Y& )
18、放样增料是根据多个截面线轮廓生成一个实体。截面线应为轮廓曲线。(& t& )
19、导动增料是将某一截面曲线或轮廓线沿着另外一条轨迹线运动生成一个特征实体。(& Y& )
20、轮廓截面线：是指需要导动的草图，截面线应为封闭的草图轮廓。
21、轨迹线：是指草图导动所沿的路径。(& Y& )
25、(& Y& )
27、%(& Y& )
28、@(& t& )
29、GG(& Y& )
30、GGG(& Y& )
31、G(& t& )
1．切换到立体图方向用(&
2．“当前颜色”命令能改变（设定以后线和面的颜色&
3．删除命令能删除（所有的）
4、拉& “”
5、在进行“双面拉伸”时，哪一项是错误的（&&&&
A、在进行“双面拉伸”时，拔模斜度不可用。
B、在进行“拉伸到面”时，要使草图能够完全投影到这个面上，如果面的范围比草图小，会产
生操作失败。
C、在进行“拉伸到面”时，深度和反向拉伸不可用。
D、在进行“拉伸到面”时，不可以给定拔模斜度。
6、下面哪一项是错误的（&&
轮廓截面线：是指
A、需要导动的草图
B、截面线应为封闭的草图轮廓。
C、轨迹线：是指草图导动所沿的路径。
D、截面线应为不封闭的草图轮廓。
7、特征下面哪一项是正确的（&&
A、过渡方式有1种。
B、等半径：是指整条边或面以固定的尺寸值进行过渡。
C、结束方式有两种：保边方式和保面方式。
D、保边方式：是指曲面过渡。
8、关于特征倒角，下面哪一项是错误的（&&
A、距离：是指倒角的边尺寸值，可以直接输入所需数值，也可以点击按钮来调节。
B、角度：是指所倒角度的尺寸值，可以直接输入所需数值，也可以点击按钮来调节。
C、需倒角的元素：是指对需要过渡的曲面上的边的选取。
D、反方向：是指与默认方向相反的方向进行操作，分别按照两个方向生成实体。
9、关于特征拔模，下面哪一项是错误的（& &B&&&
A、拔模角度：是指拔模面法线与中立面所夹的锐角。
B、中立面：是指拔模结束的位置。
C、拔模面：需要进行拔模的实体表面。
D、向里：是指与默认方向相反，分别按照两个方向生成实体。
10、关于阵列，下面哪一项是错误的（&&
A、阵列对象：是指要进行阵列的实体。
B、边/基准轴：阵列所沿的指示方向的边或者基准轴。
C、距离：是指阵列对象相距的尺寸值。
D、数目：是指阵列对象的个数。
11、关于收缩，下面哪一项是错误的（&&
A、零件质心：是指以零件的质心为基点进行缩放。
B、拾取基准点：是指根据拾取的点为基点进行缩放。
C、给定数据点：是指以输入的具体数值为基点进行缩放。
D、收缩率：是指放大或缩小的比率。此时零件的缩放基点为零件模型的质心。
12、错误的是（&&&
以下说法那个最准确（&&
轮廓补偿有如下三种方式。
刀心线与轮廓重合。
刀心线未到轮廓一个刀具半径。
刀心线超过轮廓一个刀具半径。
以下说法错误的是（& B&&&
A、拔模斜度
输入所需拔模的角度,加工完成后，轮廓所具有的倾斜度。
生成的刀位的列数。
C、顶层高度
加工的第一层所在高度。
D、每层下降高度
两层之间的间隔高度151 &&
不设定 不使用切入切出。
直线 沿直线垂直切入切出,长度指直线切入切出的长度。
圆弧 沿圆弧切入切出，半径指圆弧切入切出的半径。
CAXA系统提供了三种毛坯定义的方式。错误的是(&&&&
A、两点方式
通过拾取毛坯的两个角点（与顺序，位置无关）来定义毛坯。
B、三点方式
通过拾取基准点，拾取定义毛坯大小的两个角点（与顺序，位置无关）来定义毛坯。
C、两点方式
通过拾取毛坯同一平面上的两个角点来定义毛坯。
D、参照模型
系统自动计算模型的包围盒，以此作为毛坯。
4、在三维作图中，“基准面”（作图平面）就是“平面ＸＹ”、“平面ＹＺ”、“平面ＸＺ”３个平面。（　t　）
5、拾取图形元素（点线面）的目的就是根据作图的需要在已经完成的图形中，选取作图所需的某个或某几个元素。（&&y&
6果坐标值以%开始，表示一个相对于前一个输入点的相对坐标。（&&&t
7果坐标值以@开始，表示一个相对于前一个输入点的相对坐标。（&&y
8用于绘制草图状态与非草图状态的切换是F3键。（&t&
9用于绘制草图状态与非草图状态的切换是F2键。（y
11、(& Y& )
12、(& t& )
19、(& Y& )
26、放样面
以一组互不相交、方向相同、形状相似的特征线(或截面线)为骨架进行形状控制，过这些曲线蒙面生成的曲面称之为放样曲面。(& Y& )
27、放样面
以一组方向相同、形状相似的特征线(或截面线)为骨架进行形状控制，过这些曲线蒙面生成的曲面称之为放样曲面。(& t& )
28、放样面(& Y& )
32、(& Y& )
33、(& Y& )
34、拉伸增料
将一个轮廓曲线根据指定的距离做拉伸操作，用以生成一个增加材料的特征。(&
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