基于CAXA2013數(shù)控車(chē)軟件在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

馬智敏

摘 要：在中職學(xué)校數(shù)控車(chē)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中普遍采用手工編程的方法進(jìn)行編程，但是手工編程效率低，準(zhǔn)確性差。經(jīng)常碰到對(duì)一些特殊弧形零件無(wú)從下手，牽扯到宏程序更是難上加難，然而CAXA數(shù)控車(chē)軟件包含了三維建模和數(shù)控車(chē)削編程模塊，在對(duì)工件的加工過(guò)程中，可以利用軟件進(jìn)行數(shù)控車(chē)削自動(dòng)編程。結(jié)合CAXA的強(qiáng)大的參數(shù)化功能和后處理器支持多種數(shù)控機(jī)床功能，可迅速自動(dòng)生成數(shù)控代碼，縮短編程人員的編程時(shí)間，提高程序的正確性和安全性，降低教學(xué)難度，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：CAXA2013數(shù)車(chē)軟件;特殊弧形零件;自動(dòng)編程;后置處理

一、引言

自動(dòng)編程就是利用計(jì)算機(jī)專(zhuān)用軟件編制數(shù)控加工程序的過(guò)程。目前，常見(jiàn)的數(shù)控車(chē)床自動(dòng)編程軟件有CAXA數(shù)控車(chē)，Mastercam，UG、pro-E等。其中，CAXA2013數(shù)控車(chē)軟件是我國(guó)自主研發(fā)的一款集計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）于一體的數(shù)控車(chē)床專(zhuān)用軟件，它具有零件二維輪廓建模、刀具路徑模擬、切削驗(yàn)證加工和后置代碼生成等功能。下面通過(guò)一復(fù)雜弧形零件—手柄輪廓零件的數(shù)控編程來(lái)介紹CAXA2013數(shù)控車(chē)在自動(dòng)編程中的具體應(yīng)用。

二、典型特殊弧形零件加工

（一）手柄零件圖分析。零件手柄的輪廓線由直線、橢圓、螺旋線和圓弧所構(gòu)成，該零件圖的加工難點(diǎn)在于由R42的圓弧段、橢圓曲線和R8圓弧段相切形成的光滑曲面的編程計(jì)算，若采用手工編程，則各段曲線相切處的節(jié)點(diǎn)計(jì)算非常復(fù)雜，必須借助計(jì)算機(jī)輔助繪圖。

（二）手柄的加工工藝分析。手柄零件的數(shù)控加工流程包括外輪廓、外槽和外螺紋的粗加工及精加工，零件的加工難點(diǎn)在于特殊弧形外輪廓的編程加工。下面著重介紹基于CAXA2013數(shù)控車(chē)軟件的特殊弧形外輪廓的粗、精加工編程。

在利用CAXA2013數(shù)控車(chē)軟件對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)編程加工前，首先要對(duì)零件進(jìn)行加工工藝分析，正確劃分加工工序，選擇合適的加工刀具，設(shè)置相應(yīng)的切削參數(shù)，確定加工路線和刀具軌跡，以保證零件的加工效率和加工質(zhì)量。

（三）毛坯及外輪廓的建模。在CAXA2013數(shù)控車(chē)軟件中對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行輪廓建模時(shí)，需要同時(shí)給出毛坯輪廓和加工對(duì)象的外輪廓，輪廓的建?？梢酝ㄟ^(guò)CAXA數(shù)車(chē)軟件直接繪制或者利用AutoCAD中dxf圖形文件的導(dǎo)入來(lái)實(shí)現(xiàn)。在CAXA2013數(shù)車(chē)軟件中導(dǎo)入dxf圖形文件的具體步驟為：首先利用軟件繪制好所需的毛坯及手柄外輪廓，并將其保存為dxf文件，然后利用CAXA數(shù)車(chē)中的數(shù)據(jù)輸入功能dxf文件讀入到CAXA數(shù)車(chē)的界面中。毛坯及手柄的具體外輪廓圖如圖1所示。

圖1手柄的毛坯和被加工輪廓圖

（四）外輪廓的自動(dòng)編程

1.外輪廓粗車(chē)加工。根據(jù)加工工藝中先粗后精的加工原則，首先對(duì)手柄的外輪廓進(jìn)行粗車(chē)加工，單擊CAXA2013數(shù)車(chē)工具欄上的“輪廓粗車(chē)”圖標(biāo)，根據(jù)加工要求填寫(xiě)各項(xiàng)加工參數(shù)、進(jìn)退刀方式、切削用量的粗車(chē)參數(shù)表，加工參數(shù)和輪廓車(chē)刀選取。

在各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置結(jié)束之后，根據(jù)系統(tǒng)提示分別拾取圖1中的被加工輪廓和毛坯輪廓，采用限制鏈?zhǔn)叭》绞剑謩e拾取左面輪廓線和右面R8圓弧部分的輪廓線，如圖2所示。

圖2 拾取被加工表面輪廓

根據(jù)刀具路徑軌跡選擇合適的進(jìn)退刀點(diǎn)，系統(tǒng)則自動(dòng)生成粗車(chē)外輪廓的刀具軌跡圖。

2.外輪廓精車(chē)加工。外輪廓的精車(chē)與粗車(chē)設(shè)置相似，只是將加工參數(shù)適當(dāng)改變，用其余采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，此處不贅述。

3.外輪廓的粗精加工軌跡仿真及程序生成。CAXA2013數(shù)車(chē)軟件中生成的粗、精加工刀具軌跡，可以進(jìn)行模擬仿真，以驗(yàn)證加工程序的正確性。程序生產(chǎn)是根據(jù)當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的配置要求，把生成的加工軌跡轉(zhuǎn)化成G代碼數(shù)據(jù)文件，即生成CNC數(shù)控程序。

三、數(shù)控加工

程序生成后，需要將得到的數(shù)控代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，引導(dǎo)機(jī)床先進(jìn)行仿真加工，如果不能滿(mǎn)足加工要求，就需要對(duì)原NC程序進(jìn)行修正，并重新進(jìn)行數(shù)控加工仿真，直到確定無(wú)誤后，再裝上毛坯，機(jī)床就可以按照程序加工出合格的零件。

四、結(jié)論與展望

通過(guò)在CK6136數(shù)控機(jī)床上實(shí)體零件的加工結(jié)果表明，利用CAXA數(shù)車(chē)軟件自動(dòng)編程加工得到的手柄外輪廓曲面與手工宏程序編程加工得到的手柄外輪廓曲面相比，前者表面光潔度較好，加工表面質(zhì)量高。另外，由于自動(dòng)編程代碼可以通過(guò)R232串行口直接輸入至數(shù)控系統(tǒng)，避免了復(fù)雜的面板輸入操作，自動(dòng)編程加工所需時(shí)間是手工編程加工所需時(shí)間的1/3左右，因此大大提高了零件的加工效率。

本文對(duì)特殊弧形零件—手柄外輪廓的自動(dòng)編程做了初步探討，利用CAXA數(shù)車(chē)軟件進(jìn)行了加工設(shè)置，生成了加工程序代碼。此方法突破了手工編程的局限性，避免了手工編程時(shí)繁瑣的節(jié)點(diǎn)計(jì)算工作，節(jié)省了在宏程序編程中多次走空刀所耗費(fèi)的時(shí)間。