基于Caxa的數(shù)控車應(yīng)用

譚剛

【摘要】隨著工業(yè)生產(chǎn)線自動化的不斷提高，傳統(tǒng)的手動編程操作加工在成批量的復(fù)雜零部件面前顯得有些捉襟見肘，然而代加工或者出口歐美的機(jī)加產(chǎn)品被要求的尺寸精度與形位精度又越來越嚴(yán)格。面對這一系列的困難，自動化設(shè)計(jì)制造的軟件也應(yīng)運(yùn)而生了。

【關(guān)鍵詞】Caxa 數(shù)控車 參數(shù)設(shè)置

1軟件介紹

CAXA數(shù)控車自動編程軟件，主要應(yīng)用于數(shù)控車削編程，其編程功能強(qiáng)大，可按加工要求生成各種復(fù)雜圖形的加工軌跡。數(shù)控加工教學(xué)利用CAXA數(shù)控車自動編程軟件進(jìn)行加工應(yīng)用，首先必須配置好機(jī)床，利用軟件提供的圖形生成和編輯功能，將零件的被加工部位繪制到計(jì)算機(jī)屏幕上，作為計(jì)算機(jī)自動生成刀具軌跡的依據(jù)。

CAXA數(shù)控車可以建立夾具庫和刀具庫，實(shí)現(xiàn)多工位夾具的裝配及在各工序間的切換以及在仿真切削過程中刀具的調(diào)用；然后，利用NC建模系統(tǒng)進(jìn)行程序的應(yīng)用調(diào)試，并使用CAXA軟件的刀具、夾具數(shù)據(jù)庫中的系列刀具元件、夾具元件加工毛坯模型；接著，進(jìn)行模擬加工，并檢查是否存在切削干涉現(xiàn)象，并修改刀具路徑；

CAXA數(shù)控車具有應(yīng)用軟件功能，生成刀具、夾具及部件裝配圖以及刀具路徑圖，輸出各種工藝信息及報(bào)表。Caxa數(shù)控車軟件是由北京大方數(shù)碼有限公司自主研發(fā)的適合國人學(xué)習(xí)加工生產(chǎn)的數(shù)控設(shè)計(jì)制造類軟件，秉承了機(jī)械設(shè)計(jì)類的經(jīng)典軟件所擁有的優(yōu)點(diǎn)，在使用界面上改進(jìn)了autocad2004，使其更加直觀，適合國人熟悉上手。在工作內(nèi)容上除了繼承autocad優(yōu)秀的二維平面圖形設(shè)計(jì)功能之外，還針對于國內(nèi)外知名廠家，例如國外的fanuc，simense，國內(nèi)的廣州數(shù)控，華中數(shù)控等生產(chǎn)型，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床量身定做了相應(yīng)的機(jī)床參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)以及后置處理生成加工代碼功能。

2CAXA數(shù)控車加工的步驟

2.1圖形繪制。根據(jù)CAXA數(shù)控車的應(yīng)用步驟，首先要按照圖樣繪制出要加工零件的圖形，并補(bǔ)齊毛坯輪廓。這一步對大多數(shù)學(xué)生來講是比較簡便的，因?yàn)橐话阍跀?shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)前，都開設(shè)了AutoCAD科目，兩者在繪圖指令上差別不大，在教學(xué)中教師主要要提醒學(xué)生注意繪圖時(shí)各線段聯(lián)結(jié)點(diǎn)的連續(xù)，不能在中間出現(xiàn)斷點(diǎn)，否則會在生成程序時(shí)出現(xiàn)報(bào)警——輪廓不封閉。在剛開始繪制圖形時(shí)，一般要求學(xué)生畫出完整的零件圖形，待學(xué)生熟悉使用后，可以改為只畫軸線上一半圖形，以節(jié)省加工時(shí)間。圖形繪制的難點(diǎn)在于分層顯示，即將不同的加工工序顯示在不同的圖層上，這對后面的輪廓選擇尤其重要。

2.2自動編程。繪制出零件圖形后，接下來應(yīng)該生成程序了。具體操作過程可分為4個(gè)步驟：設(shè)定加工參數(shù)、選擇進(jìn)退刀方式、設(shè)定切削用量、輪廓車刀，進(jìn)而自動生成程序。

第一步：設(shè)定加工參數(shù)。選等距切削行距與普車實(shí)訓(xùn)一致，粗加工時(shí)的切削深度為1～2mm。教師在教學(xué)時(shí)還要提醒學(xué)生注意干涉后角的選擇與刀具實(shí)際后角相互符合，以免在加工中刀具后刀面干涉工件。

第二步：選擇進(jìn)退刀方式。教師一般建議學(xué)生選垂直方向即可。

第三步：設(shè)定切削用量。進(jìn)退刀要選快速走刀，進(jìn)刀時(shí)要慢，選5m/min左右即可，退刀時(shí)要快，20m/min左右，進(jìn)給率0.1～0.2mm/r為宜，主軸轉(zhuǎn)速選恒線速度，粗車400～600r/min，精車800～1200r/min。在螺紋加工時(shí)，教師要提醒學(xué)生選恒面積切削，螺距大時(shí)切入方式要左右交替，注意每次快速退刀距離要大于螺紋深度，否則會在退刀時(shí)將牙頂車掉。刀具設(shè)定時(shí)要注意刀具角度。

第四步：輪廓車刀。在數(shù)控車軟件中選擇刀具時(shí)，應(yīng)確保刀具的參數(shù)設(shè)定與機(jī)床刀架上的刀具實(shí)際參數(shù)一致，刀具號一致。例如在機(jī)床一號刀位上裝夾一把90°的車刀，則在軟件中也要將一號刀設(shè)為90°車刀，并且注意刀尖圓弧的大小兩者要相一致。

這里還要提醒一點(diǎn)，就是用4mm寬的割斷刀去切4mm寬的槽時(shí)，會在生成程序時(shí)出現(xiàn)刀具不下切的現(xiàn)象，教師可要求學(xué)生將軟件上的刀寬改為3.99mm，即可進(jìn)行加工。如加工時(shí)分粗精車，還要選用合適的精加工余量。在前期教學(xué)中，教師一般要求學(xué)生將粗車與精車分開生成程序，這是因?yàn)閯傞_始時(shí)學(xué)生對刀的操作不易準(zhǔn)確，加工出的零件尺寸一般不準(zhǔn)確，需要改刀具磨損后再次車削。如將粗精連在一起，會形成許多空刀，浪費(fèi)時(shí)間，如有單獨(dú)的精車程序，只需改磨損后一刀解決超差尺寸。所有這一切完成后，即可拾取加工工件表面輪廓。拾取時(shí)要選“單個(gè)拾取”，并注意與綠箭頭方向一致，孔加工時(shí)還要注意退刀點(diǎn)坐標(biāo)不能在孔徑之外，最后點(diǎn)擊刀路即可自動生成程序。在這里，教師要提醒學(xué)生，一定讓學(xué)生以自己的姓名建一個(gè)文件夾，生成的所有程序統(tǒng)一存在這一個(gè)文件夾中，以便教師檢查。生成程序的模擬加工比較簡單，在此不再贅述。

2.3仿真。CAXA數(shù)控車自帶了不能測量的仿真加工動畫程序，同時(shí)軟件檢測自身生成的數(shù)控代碼并不可靠。用VNUC4.3數(shù)控仿真軟件檢測上步數(shù)控代碼正誤的正確過程為：（1）將CAXA工藝程序中的刀具參數(shù)（如后角），對應(yīng)在VNUC刀具庫中（對應(yīng)副偏角）；（2）按毛坯尺寸完成刀具的對刀，不同于實(shí)際VNUC每把對刀都不存在誤差；（3）分步加載CAXA生成的右外、左外、左內(nèi)數(shù)控程序并執(zhí)行加工，重點(diǎn)觀測有無進(jìn)退刀超限、撞刀等停頓報(bào)警事故；（4）完成加工后利用VNUC～，I量工具檢測加工精度誤差。如果加工表面方程樣條線的誤差不超過0.0 1 mm（或最小步長的10倍左右），<2>直斜線和圓弧加工只存在刀尖半徑殘余，沒有尺寸誤差，則該程序代碼可視為切實(shí)可用的；（5）VNUC仿真軟件也可以驗(yàn)證CAXA生成的鉆孔程序

2.4程序傳輸。數(shù)控車床一般都有專門的通信接口，在電腦與機(jī)床間用一根配套的數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接。在教學(xué)中，教師主要是教會學(xué)生如何設(shè)立通信參數(shù)，只有機(jī)床與電腦上的通信參數(shù)設(shè)置一致時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。教師尤其要注意提醒學(xué)生，數(shù)據(jù)線禁止帶電拔插。CAXA數(shù)控車軟件一般可以不通過中間的CNC軟件直接傳輸?shù)綑C(jī)床，所以這一步在教學(xué)中相對比較簡單。

2.5程序運(yùn)行。在對自動編程生成的程序再次檢查確認(rèn)后，便可進(jìn)行自動加工。檢查時(shí)主要關(guān)注各加工參數(shù)是否正確，各刀具的退刀位置是否與工件存在可能干涉的現(xiàn)象。加工時(shí)，教師應(yīng)要求學(xué)生時(shí)刻緊盯顯示屏上刀具坐標(biāo)的變化，以便在出現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)停止。

3結(jié)語

數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)引入CAXA數(shù)控車自動編程軟件，使學(xué)生在掌握了軟件的使用方法之后，能夠更多地嘗試更為復(fù)雜的工件的工藝分析、編程及加工方法，為學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)訓(xùn)練提供一個(gè)良好的平臺。