基于CAXA數(shù)控車的斜橢圓零件自動編程加工

陳小芳

摘 要：? 含有非圓曲線的軸類零件的數(shù)控編程是一個難點，用宏程序手工編程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計算量大。以一個含有斜橢圓的零件為例，用CAXA數(shù)控車軟件詳細介紹了自動編程的全過程，即零件輪廓及筆坯建模、加工軌跡創(chuàng)建、刀具加工軌跡仿真及程序代碼生成，闡述了CAXA數(shù)控車自動編程的優(yōu)點，降低了編程的難度，縮減了編程的時間，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：? CAXA ;數(shù)控車;自動編程;斜橢圓

中圖分類號：? TG519.1??????? ??文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.011

數(shù)控車主要用于軸類零件的加工。對于由直線和圓弧構(gòu)成的簡單軸類零件加工很多人會選擇手工編程，手工編出來的加工程序高效簡潔。對于含有橢圓、拋物線、雙曲線等非圓曲線的軸類零件大部分人會選擇自動編程，只有少數(shù)對宏程序編程掌握比較好的人會選擇用宏程序手工編程。如果將上述非圓曲線旋轉(zhuǎn)一個角度，那么含有這類曲線的工件用宏程序手工編程將變得很復(fù)雜，而這種情況選擇自動編程將會簡單很多。本文以一個含有斜橢圓曲線的工件為例介紹用CAXA數(shù)控車自動編程與加工。

CAXA數(shù)控車是我國自主研發(fā)的一款CAD/CAM軟件，具有二維建模、刀路軌跡生成、模擬切削加工和后置處理模塊等功能，生成的G代碼適用于國內(nèi)各種數(shù)控加工系統(tǒng)[1]。

1 零件工藝分析

1.1 零件圖分析

如圖1所示，零件輪廓由兩條斜橢圓弧曲線和直線段構(gòu)成，若采用宏程序手工編程不但編程復(fù)雜而且節(jié)點的計算較為困難，因此本例用CAXA數(shù)控車自動編程。

1.2 確定毛坯和裝夾方式

根據(jù)圖1所標注的尺寸，選擇毛坯料為? ? 60 mm×110 mm的棒料，材料為45#鋼。使用三爪卡盤夾緊工件并保證伸出長度略大于90 mm。零件為單件加工，設(shè)定工件右端面中心為工件坐標系的原點。

1.3 刀具選擇及切削用量

零件輪廓的加工根據(jù)先粗車后精車的原則，選擇加工刀具及切削用量如下表所示，粗車、精車刀片圓角半徑為0.4 mm。

2 基于CAXA數(shù)控車的自動編程

2.1 零件輪廓及毛坯建模

零件輪廓繪制難點在于兩段斜橢圓弧曲線，兩段橢圓的標準方程分別為 x2/52+z2/302=1， x2/142+z2/282=1，將其轉(zhuǎn)化為參數(shù)方程為x（t）=30cos（t）;y（t）=5sin（t）和x（t）=28cos（t）;y（t）=14sin（t）。將這兩組參數(shù)方程輸入到公式曲線中去，單位選擇角度，起始值0，終止值360，點擊確定后就可得到兩個橢圓，然后通過旋轉(zhuǎn)、平移添加到零件圖中去，最后通過裁剪多余的線段得到零件輪廓。零件輪廓除了可以在CAXA數(shù)控車軟件中直接繪制還可在其他CAD軟件繪制，用其他軟件繪好圖后保存為dwg、dxf、igs格式文件，再用CAXA數(shù)控車軟件導(dǎo)入即可。不管是直接繪制還是用其他軟件繪制均不用繪出完整的零件圖，只需繪零件輪廓和毛坯輪廓。本例中零件輪廓及毛坯建模后如圖2所示。

2.2 加工軌跡創(chuàng)建

2.2.1 輪廓粗加工

點擊工具欄上的【輪廓粗車】圖標，根據(jù)實際加工要求填寫各項加工參數(shù)、進退刀方式、切削用量、刀具參數(shù)等。特別是加工方式選擇行切方式，編程時考慮半徑補償，刀尖圓角半徑R為0.4 mm。各項參數(shù)設(shè)置完之后根據(jù)系統(tǒng)提示分別選擇被加工輪廓和毛坯輪廓，選擇拾取方式有鏈拾取、單個拾取、限制鏈拾取，最后選擇合適的進退刀點，系統(tǒng)則會自動生成輪廓粗車的刀具軌跡，如圖3所示。

2.2.2 輪廓精加工

將輪廓粗加工軌跡、毛坯輪廓刪除，點擊工具欄上的【輪廓精車】圖標，按照粗加工類似的方式設(shè)置參數(shù)，拾取被加工輪廓，生成輪廓精加工軌跡，如圖4所示，特別要注意精加工時軸向、徑向余量都為0，精加工時只需選擇被加工輪廓，而不用選毛坯輪廓。

2.3 刀具加工軌跡仿真及程序代碼生成

在“數(shù)控車”子菜單中選取“軌跡仿真”， 按鼠標左鍵拾取要仿真的粗加工或者精加工軌跡，按鼠標右鍵結(jié)束拾取，系統(tǒng)彈出仿真控制條，按開始鍵開始仿真。仿真可選擇靜態(tài)仿真、動態(tài)仿真或二維仿真[2]。

在生成程序代碼前需要根據(jù)實際所用的數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)進行后置設(shè)置和機床設(shè)置。設(shè)置好這些參數(shù)后在“數(shù)控車”子菜單中選取“生成代碼”，則彈出生成后置代碼對話框，用戶按要求填寫確定后拾取加工軌跡，則系統(tǒng)自動生成加工程序。

3 結(jié)語

斜橢圓零件用宏程序編程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計算量大，用CAXA數(shù)控車軟件自動編程很好地解決了斜橢圓零件手工編程困難的問題，大大降低了編程的難度，縮減了編程的時間，提高了工作效率。在數(shù)控車中所有的非圓曲線都可用類似的方法編程，用公式曲線、旋轉(zhuǎn)、平移等方式得到非圓曲線，其他過程跟本例類似。如圖5所示是根據(jù)以上方法加工出來的實物，加工零件表面質(zhì)量、光潔度較好。

參考文獻：

[1] ??顧麗敏，黃時煒.基于CAXA數(shù)控車的特殊弧形零件的自動編程[J].機床與液壓，2011（6）.

[2] ??陳銀，黃俞淇.基于CAXA數(shù)控車雙曲線軸類零件的自動編程加工[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2016（11）.