CAXA制造工程師在生產(chǎn)加工負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）刀頭中的應用

王永俊

摘 要：CAXA制造工程師是一款優(yōu)秀的國產(chǎn)數(shù)控加工軟件，負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）是我校企合作的產(chǎn)品，本文介紹了CAXA制造工程師在數(shù)控加工車刀刀頭中的應用，運用CAXA制造工程師生產(chǎn)加工車刀刀頭簡單易學，減少了機床占用時間，刀具路線軌跡合理，生產(chǎn)效率高

關鍵詞：CAXA制造工程師；數(shù)控生產(chǎn)加工；負前角車刀刀頭

0.引言

當代機械加工行業(yè)的發(fā)展大大推進了對加工方式的改革，尤其是數(shù)控設備的出現(xiàn)更是對加工方式提出了更高的要求，以往的手工編程已不能滿足人們對于更快更精確更復雜加工方式的需求，而借助于計算機編程的加工方式越來越廣泛的應用于機械加工行業(yè)，以及所有適用于數(shù)控設備行業(yè)，CAXA制造工程師則是計算機編程加工一個很具代表性的軟件，運用CAXA制造工程師，生成G代碼，導入數(shù)控機床自動加工，簡單易學，刀具路線更合理，減少了機床占用時間，生產(chǎn)效率高。

1.CAXA制造工程師簡介

CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學習和操作，并且價格較低。CAXA制造工程師可以生成3-5軸的加工代碼。

1.1 CAXA制造工程師基本功能

1.1.1.實體曲面完美結合方便的特征實體造型

1.1.2.強大的NURBS自由曲面造型

1.1.3.靈活的曲面實體復合造型

1.1.4.優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工

CAXA制造工程師將CAD模型與CAM加工技術無縫集成，可直接對曲面、實體模型進行一致的加工操作。支持軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通用的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。

兩軸到三軸的數(shù)控加工功能，可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指令，而無需建立其三維模型；提供輪廓加工和區(qū)域加工功能，加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島?？煞謩e指定加工輪廓和島的拔模斜度，自動進行分層加工。三軸加工方式：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。

1.1.5支持高速加工

本系統(tǒng)支持高速切削工藝，以提高產(chǎn)品精度，降低代碼數(shù)量，使加工質(zhì)量和效率大大提高?？稍O定斜向切入和螺旋切人等接近和切入方式，拐角處可設定圓角過渡，輪廓與輪廓之間可通過圓弧或S字型方式來過渡形成光滑連接，從而生成光滑刀具軌跡，有效地滿足了高速加工對刀具路徑形式的要求。

1.1.6參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理

CAXA制造工程師的“軌跡再生成”功能可實現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。用戶只需選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表，即可重新生成加工軌跡。CAXA制造工程師可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不立即生成軌跡。工藝設計人員可先將大批加工軌跡參數(shù)事先定義而在某一集中時間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時間。

1.1.7獨具特色的加工仿真與代碼驗證

可直觀、精確地對加工過程進行模擬仿真、對代碼進行反讀校驗。仿真過程中可以隨意放大、縮小、旋轉，便于觀察細節(jié)，可以調(diào)節(jié)仿真速度；能顯示多道加工軌跡的加工結果。仿真過程中可以檢查刀柄干涉、快速移動過程（G00）中的干涉、刀具無切削刃部分的干涉情況，可以將切削殘余量用不同顏色區(qū)分表示，并把切削仿真結果與零件理論形狀進行比較等。

1.1.8加工工藝控制

CAXA制造工程師提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程

1.1.9通用后置處理

全面支持SIEMENS、FANUC等多種主流機床控制系統(tǒng)。CAXA制造工程師提供的后置處理器，無需生成中間文件就可直接輸出G代碼控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)的后置格式，用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式?？缮稍敿毜募庸すに嚽鍐危奖鉍代碼文件的應用和管理。

1.2 CAXA制造工程師卓越的工藝性

可將某類零件的加工步驟、使用刀具、工藝參數(shù)等加工條件保存為規(guī)范化的模板，形成企業(yè)的標準工藝知識庫，類似零件的加工即可通過調(diào)用“知識加工”模板來進行。這樣就保證了同類零件加工的一致性和規(guī)范化。同時，初學者更可以借助師傅積累的知識加工模板，實現(xiàn)快速入門和提高。

1.3 Windows界面操作

CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互，全中文界面，讓您一見如故，輕松流暢地學習和操作。全面支持英文、簡體和繁體中文Windows環(huán)境。

1.4 CAXA制造工程師豐富流行的數(shù)據(jù)接口

CAXA制造工程師是一個開放的設計/加工工具。它提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，包括：直接讀取市場上流行的三維CAD軟件，如CATIA，Pro/ENGINEER的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的DXF和IGES標準圖形接口，基于實體的STEP標準數(shù)據(jù)接口；Parasolid幾何核心的x—T、x—B格式文件；ACIS幾何核心的SAT格式文件面向快速成型設備的STL以及面向Internet和虛擬現(xiàn)實的VRML等接口。這些接口保證了世界流行的CAD軟件進行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺和跨地域地與合作伙伴實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。

1.5 全面開放的2D3D開發(fā)平臺

CAXA制造工程師充分考慮用戶的個性化需求，提供了專業(yè)而易于使用的2D和3D開發(fā)平臺，以實現(xiàn)產(chǎn)品的個性化和專業(yè)化。用戶可以隨心所欲地擴展制造工程師的功能。

1.6 品質(zhì)一流的刀具加工軌跡與加工質(zhì)量

加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理，大大提高了加工走刀的流暢性，保證了工件表面的加工質(zhì)量。endprint

2.CAXA制造工程師生產(chǎn)加工負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）刀頭中的應用

2.1負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）整體加工過程

負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）是我校企合作研發(fā)的產(chǎn)品，加工過程如下。棒料銑方是傳統(tǒng)加工方式，正確采用切削參數(shù)及裝夾方式，在銑床上加工完成。在此不詳細講解。本文重點分析CAXA制造工程師在生產(chǎn)加工負前角外圓車刀刀頭中的應用。

2.3 圖紙分析

由于車刀刀頭尺寸小，點多，用手工編程麻煩，編程時間長，不精確。通過CAXA制造工程師軟件生產(chǎn)加工車刀刀頭，生成G代碼導入數(shù)控機床自動加工，簡單，精確，效率高。

2.4 裝夾方式

2.4.1在加工中心VMC600中用平口機虎鉗裝夾工件

2.4.2采用加墊鐵方式解決6度負角

由于負前角車刀有6度負角，每次裝夾都需要找正，很不方便，效率低，經(jīng)過反復試驗采用銑削成型6度墊鐵固定機虎鉗，再裝夾工件，提高加工生產(chǎn)效率。

2.5 用CAXA制造工程師，結合車刀圖紙，合理選擇刀具及切削參數(shù)，生成刀路軌跡

2.6 實體仿真檢驗刀具軌跡是否正確

2.7根據(jù)刀具路線軌跡，生成加工程序

由于生成程序多，近2000字，在此不詳細展示，僅展示縮略圖

2.8將程序導入加工中心機床，生產(chǎn)加工

2.9 最終產(chǎn)品圖片

3.結論

我們用CAXA制造工程師對負前角外圓車刀（MCLNR2020K12）刀頭進行生產(chǎn)加工，刀具路徑設計合理、正確，執(zhí)行加工一次成功。與傳統(tǒng)的手工編程相比較，有以下幾個優(yōu)點：

（1）在計算機屏幕上，面向刀具的幾何圖形，使用相關菜單進行編程設計，方法簡單易學。

（2）編程結果直觀，以刀具路徑在屏幕上顯示，處理速度快。經(jīng)仿真切削和刀具干涉檢查，所編程序一次成功，大幅度減少了機床調(diào)整時間和機床試切時間。

（3）減少了程序調(diào)試時間，減少了機床工時占用，縮短了生產(chǎn)周期。

（4）采用數(shù)控技術不僅可以縮短生產(chǎn)周期，又避免了多次裝夾，提高了加工精度，提高加工的準確性和加工復雜零件的能力。

致謝

首先我要感謝我的前輩們，我的恩師！他們不僅教會我豐厚的知識，更重要的是他們在實踐中所培養(yǎng)我思維方式、表達能力和開闊的視野，腳踏實地的精神。感恩之情難以用語言表達，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意，謝謝恩師??！今后我一定將自己學到的技能用到平時教學中，讓更多的人受益，讓技能交流的面積更廣。由于自己的水平還很有限，本次設計過程存在缺點和不足之處，希望前輩們多提寶貴的意見和改進方法，不甚感激！

參考文獻：

[1]張寶林《數(shù)控技術》機械工業(yè)出版社 1995

[2]鞠全勇《數(shù)控技術》成都科技大學出版社 1997

[3]陳明 劉剛 鐘敬文《CAXA制造工程師 -- 數(shù)控加工》北京航空航天大學 2006

[4]王貴明《CAXA項目教程—CAXA制造工程師2008》人民郵電出版社 2009

[5]來華《CAXA制造工程師造型與數(shù)控加工》清華大學出版社2009endprint