CAXA在數(shù)控加工中的應(yīng)用研究

陳志佳

摘 要：CAXA是我國(guó)自主研發(fā)的三維CAD/CAM軟件，其在數(shù)控加工領(lǐng)域中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，已被業(yè)內(nèi)數(shù)控工程師所廣泛認(rèn)可。本文首先闡述CAXA軟件的相關(guān)概念與由來(lái)，包括概念含義，軟件功能和特點(diǎn)，之后分析了應(yīng)用CAXA實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的具體步驟及其相關(guān)內(nèi)容;最后基于前文分析描述的基礎(chǔ)上，探討CAXA復(fù)雜曲面加工，通過一個(gè)實(shí)例提供給讀者借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;CAXA;復(fù)雜曲面加工

近年來(lái)，隨著數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的廣泛普及與應(yīng)用，我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)得到有力的推動(dòng)，數(shù)控加工水平得到相應(yīng)的提高，相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展。CAXA軟件應(yīng)用于數(shù)控加工產(chǎn)業(yè)后，拓展數(shù)控加工的發(fā)展空間，合理地降低了數(shù)控加工中的人力時(shí)間資源消耗，提升效率，規(guī)范化生產(chǎn)，提高零件的加工質(zhì)量，從而進(jìn)一步為數(shù)控行業(yè)乃至智能制造業(yè)的發(fā)展揚(yáng)帆護(hù)航。因其在數(shù)控加工中的優(yōu)勢(shì)，本文首先對(duì)CAXA軟件的相關(guān)概念做簡(jiǎn)要說明，之后研究CAXA數(shù)控加工的步驟，最后基于復(fù)雜曲面零件的加工，作為實(shí)例提供給CAXA應(yīng)用工程師做參考與借鑒。

1 CAXA相關(guān)概念闡述

1.1 基本概念

CAXA軟件是由北航海爾有限公司研發(fā)，全中文、面向數(shù)控加工中心的三維CAD/CAM軟件。其設(shè)計(jì)核心包含數(shù)控加工過程中由零件造型到加工代碼，包括四個(gè)核心內(nèi)容：設(shè)計(jì)、管理、工藝以及制造。CAXA軟件因其全中文設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)較之其他軟件較為容易;其次工藝性較好，與傳統(tǒng)的二維數(shù)控加工和手工數(shù)控加工相較優(yōu)勢(shì)巨大，業(yè)已被廣泛應(yīng)用數(shù)控加工領(lǐng)域，并在多個(gè)領(lǐng)域中都有所普及，例如國(guó)防軍工、教育、電子電器以及裝備器械等等。

1.2 功能特點(diǎn)

CAXA軟件具有豐富的功能：

（1）實(shí)體特征很多，造型豐富，如打孔、倒圓角、放樣、導(dǎo)動(dòng)與分模等，不僅可以對(duì)二維草圖輪廓進(jìn)行快速的優(yōu)化，形成試實(shí)體三維模型，還提供多種基準(zhǔn)平面的構(gòu)建等功能;（2）提供類型豐富的曲面造型功能，CAXA使用的是NURBS 曲面造型方式，曲面造型支持的種類繁多，例如：等距、邊界以及掃面等等;（3）其造型方式支持復(fù)雜曲面與實(shí)體間連接，該方式多應(yīng)用在復(fù)雜零件、磨具設(shè)計(jì)等方面。CAXA還提供了曲面生成實(shí)體功能如曲面加厚成實(shí)體、曲面剪裁實(shí)體等功能。使用者可以根據(jù)提示區(qū)里的提示進(jìn)行操作;（4）較為完整的加工工藝過程。CAXA加工模塊不僅提供基本粗、精、補(bǔ)等多種加工功能，還提供了四軸、五軸、葉輪葉片粗精加工等高級(jí)功能;安排完成加工工藝后，CAXA可以自動(dòng)生產(chǎn)加工工藝清單，其工藝順序嚴(yán)格按照工藝設(shè)計(jì)，方便工程師進(jìn)行工藝記錄;（5）加工仿真功能。CAXA提供了軌跡仿真功能，能夠提前對(duì)加工代碼進(jìn)行檢測(cè)，利用仿真實(shí)體的模擬加工，確定加工余量;此外，CAXA還提供自主檢測(cè)工具，可以確定加工過程中是否干涉，避免撞刀等事故發(fā)生，降低安全隱患;（6）后置處理生成加工G代碼指令，無(wú)需中間文件轉(zhuǎn)換。

CAXA 是一款優(yōu)秀的數(shù)控編程軟件，具有卓越工藝性，為數(shù)控加工行業(yè)提供了一整套從造型與工藝設(shè)計(jì)到仿真與加工代碼檢驗(yàn)完善的解決方案。

2 CAXA數(shù)控加工步驟

CAXA系統(tǒng)數(shù)控加工具有一套流程，簡(jiǎn)要如下：二維圖紙解析

—>加工模型建立—>工藝分析—>加工方案確定—>加工仿真—>加工代碼輸出。每個(gè)步驟均有其規(guī)范，應(yīng)該充分分析與理解加工內(nèi)容，并對(duì)加工步驟全面認(rèn)知。詳細(xì)解釋如下：

（1）圖紙解析。以設(shè)計(jì)好的圖紙為依據(jù)，對(duì)待加工零件模型進(jìn)行分析，之后通過CAXA幾何建模功能對(duì)零件進(jìn)行造型;（2）工藝分析。其是數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)必不可少的一部分，目前主要依靠人工來(lái)完成，包括零件尺寸、精度與公差校準(zhǔn)，零件裝卡設(shè)計(jì)，確定加工路線與工藝參數(shù)，加工刀具選擇等;（3）加工方案確定。其加工方法的選擇非常重要，在使用 CAXA時(shí)，要求數(shù)控加工人員要選擇合適的加工方法，設(shè)置合理的加工參數(shù);（4）仿真與代碼生成。加工仿真主要是對(duì)零件進(jìn)行模擬加工，校驗(yàn)刀具的軌跡，其能有效地校驗(yàn)刀具軌跡的干涉、加工過切等缺陷;代碼生成是指后置處理輸出加工G代碼，其可以通過PC與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行連接，完成零件加工。

3 CAXA數(shù)控加工應(yīng)用

目前CAXA應(yīng)用情況表明，CAXA軟件的功能，如模型的造型設(shè)計(jì)、加工方案確認(rèn)、刀具加工模擬仿真等，已被數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)的從業(yè)人員廣泛認(rèn)可。本部分以復(fù)雜曲面實(shí)例，闡述CAXA數(shù)控加工應(yīng)用。筆者參考業(yè)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合自身的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)復(fù)雜曲面的CAXA加工應(yīng)用進(jìn)行研究探討，具體如下：

3.1 復(fù)雜曲面三維模型設(shè)計(jì)

首先分析該零件的二維設(shè)計(jì)圖紙，由于篇幅限制并未提供，根據(jù)圖紙中提供的尺寸繪制空間曲面，之后通過旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動(dòng)等命令建立曲面模型。

3.2 復(fù)雜曲面的CAXA仿真

在對(duì)加工參數(shù)、刀具參數(shù)、切削參數(shù)、加工曲面設(shè)置等參數(shù)設(shè)置完成后，必須通過軌跡仿真對(duì)生成的軌跡進(jìn)行驗(yàn)證。其軌跡的正確與否決定著程序是否正確。在CAXA中設(shè)定仿真參數(shù)，動(dòng)態(tài)和步長(zhǎng)，拾取刀具軌，Enter鍵進(jìn)入仿真。

軌跡仿真完成后，激活世界坐標(biāo)系，按照實(shí)際加工機(jī)床類型選擇合適數(shù)控系統(tǒng)配置，將已確認(rèn)無(wú)誤的加工軌跡生成G代碼數(shù)據(jù)文件，也就是CNC數(shù)控程序。

最后將生成的NC文件，導(dǎo)入FANUC Oi-M系統(tǒng)，在立式加工中心進(jìn)行加工，加工出曲面樣品。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，CAXA作為一款CAD/CAM軟件在數(shù)控加工中具有強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其包含豐富的功能，代碼效率也較高。本文通過對(duì)CAXA的基本概念闡述，并應(yīng)用CAXA軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載曲面數(shù)控加工研究，完成曲面建模、加工工藝分析、加工方案確定與仿真校驗(yàn)，最后通過FUNUC機(jī)床加工出樣件。

參考文獻(xiàn)：

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