CAXA编程范文（精选7篇）
CAXA编程 第1篇
自动编程就是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。CAXA数控车是我国自主研发的一款集计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助制造 (CAM) 于一体的数控车床专用软件, 具有零件二维轮廓建模、刀具路径模拟、切削验证加工和后置代码生成等功能。在该软件的支持下, 我们可以较好地解决曲线零件的计算机辅助设计与制造问题。
1 零件的设计与制造
在CAXA数控车中, 零件的计算机辅助设计与制造分4个步骤:
(1) 根据零件的设计图纸进行零件二维轮廓造型设计; (2) 根据加工所用的车床及数控系统, 设置车床参数; (3) 定义加工参数, 生成刀路轨迹图, 进行加工轨迹仿真; (4) 对仿真结果进行检查, 检验加工结果是否符合设计要求。如符合设计要求, 则根据加工轨迹直接生成具体数控车床用加工程序 (G代码) ;如不符合设计要求, 则返回第 (1) 步或第 (2) 步, 重新进行轮廓设计或加工定义, 直到满足设计要求。零件的设计与制造流程如图1:
2 零件的轮廓造型设计
2.1 坐标系的使用
CAXA数控车中一般使用的是绝对直角坐标。机床坐标系Z轴相当于绝对坐标系X轴, 机床坐标系X轴相当于绝对坐标系Y轴。
2.2 曲线零件的轮廓造型
CAXA数控车提供了较强的二维平面造型功能。各种应用功能通过菜单条和工具条驱动;状态条指导用户进行操作并提示当前状态和所处位置;绘图区显示各种绘图操作的结果;同时绘图区和参数栏为用户实现各种功能提供数据的交互。具体做法简介如下:
(1) 选取XY平面为基准平面, 确定基准点。
(2) 利用菜单条和工具条的编辑功能, 绘制草图, 并确定其封闭。
3 设置机床参数
机床设置就是针对不同的机床、不同的数控系统, 设置特定的数控代码、数控格式及参数, 并生成配置文件。生成数控程序时, 系统根据该配置文件的定义生成用户所需要的特定代码格式的加工指令。
通过设置系统配置参数, 后置处理生成的数控程序可以直接输入数控机床或加工中心进行加工, 而无需进行修改。如果已有的机床类型中没有所需的机床, 可增加新的机床类型以满足使用要求, 并可对新增的机床进行设置。
机床参数配置包括主轴控制、数值插补方法、补偿方式、冷却控制、程序起停及程序首尾控制符等。
4 零件的加工仿真
4.1 定义刀具参数
根据零件形状及加工要求, 定义零件加工所用刀具。包括刀具半径、刀刃半径、刀杆长度等参数。在“应用”菜单下“数控车”子菜单区选取“刀具管理”菜单项, 系统弹出刀具库管理对话框, 可按自己的需求添加新的刀具、对已有的刀具参数进行修改、更换使用当前刀等。
4.2 生成刀路图模拟加工
零件加工轨迹图指的是刀具中心的运动轨迹, 是生成数控机床加工代码的前提, 包括加工方式、切削用量等参数的确定。零件加工轨迹定义的好坏直接影响到零件的加工质量。可采用如下方法对曲线进行加工轨迹定义。
(1) 轮廓粗车。该功能用于实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的粗加工, 用来快速清除毛坯的多余部分。
(2) 轮廓精车。实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的精加工。做轮廓精车是要确定被加工轮廓, 即加工结束后的工件表面轮廓, 被加工轮廓不能闭合或自相交。
(3) 加工轨迹仿真模拟。拾取加工轮廓及毛坯轮廓, 确定进退刀点生成刀路图, 选择刀路确定后进行模拟加工。
5 后置处理
按照当前机床类型的配置要求, 把已生成的加工轨迹转化为G代码数据文件, 即CNC数控程序。生成实际加工用的G代码后, 在数控车床和计算机联机的前提下, 分别在数控车床和计算机上将两者之间进行数据传输的通讯协议设置好后, 就可以进行实际加工了。
6 实例
(1) 工艺品葫芦的轮廓设计。根据要求用CAXA数控车软件将工艺品葫芦轮廓绘出, 如图2
(2) 设置车床参数。根据实际机床型号类型, 将车床选为华中数控。并配置主轴控制、数值插补方法、补偿方式、冷却控制、程序起停及程序首尾控制符机床参数等。
(3) 葫芦的加工仿真。根据葫芦的形状, 选择加工所用刀具为外轮廓车刀。刀具前角80.000, 刀具后角50.000。使用轮廓粗加工方式, 拾取加工轮廓及毛坯轮廓, 确定进退刀点生成刀路图, 选择刀路确定后进行模拟加工。
(4) 后置处理。按照华中数控车床的配置要求, 把已生成的加工轨迹转化为G代码数据文件, 部分如下:
结语
在数控编程中, 对于具有复杂曲面的回转体零件, 利用CAXA数控车软件进行轮廓设计、仿真模拟, 到最终生成程序代码的自动编程可以突破手工编程的局限性, 避免手工编程时繁琐的节点计算工作, 提高工作效率及质量
参考文献
[1]熊隽.CAXA数控车自动编程注意要点及难点解析[J].机械工程与自动化, 2011, (6) .
[2]顾丽敏, 黄时炜.基于CAXA数控车的特殊弧形零件的自动编程[J].机床与液压, 2011, (6) .
[3]北京北航海尔软件公司.CAXA-ME使用说明书[G].北京:北京北航海尔软件公司, 2003.
CAXA编程 第2篇
CAXA制造工程师是国产的CAD/CAM数控加工编程软件, 功能十分强大、应用广泛、代码质量好、效率高。CAXA制造工程师可直接对曲面、实体模型进行加工设定, 支持轨迹参数化和批处理功能。支持高速切削, 大幅度提高加工效率和加工质量。可生成3~5轴的加工代码。
1 CAXA制造工程师基本功能
CAXA制造工程师具有完美的曲面实体组合功能、灵活的特征实体造型、NURBS自由曲面造型、强大的曲面实体复合造型等功能。
在高效数控加工中, 具有2~3轴的数控加工功能, 支持4~5轴加工;支持高速加工;参数化轨迹编辑处理;典型的加工仿真与代码验证;加工工艺控制;通用后置处理等。
2 基于CAXA制造工程师自动编程步骤
CAXA制造工程师其数控加工具体步骤包括:1) 根据工件图纸, 对工件进行造型;2) 数控加工方案设计;3) 根据被加工工件形状、工艺要求和精度要求选择加工方法和加工参数;4) 轨迹生成与仿真加工;5) 后置处理生成G代码。
3 连杆的仿真加工过程
下面以连杆为例, 进一步阐述基于CAXA制造工程师数控加工编程过程。
3.1 连杆的实体造型
CAXA制造工程师进行数控加工和仿真之前, 必须要有实体造型, 可以利用CAXA制造工程师自带的模块进行实体造型。图1为连杆实体造型。
3.2 连杆加工工艺分析
根据零件的三维建模进行分析, 零件进行加工之前, 要结合毛坯制定加工方法。连杆形状较复杂, 整体加工选择等高粗加工, 精加工采用等高精加工。对于凸台凹坑的部分还可以应用曲面区域加工方式进行局部加工。
3.3 加工刀具的选用
1) 选择加工, 弹出刀具库管理对话框, 设定所用刀具;2) 增加铣刀D10r3;3) 输入增加的铣刀参数。
3.4 机床后置
给出当前使用机床名, 系统默认的格式为FANUC系统的格式。
1) 选择加工后置处理后置设置;2) 选择所使用机床类型;3) 根据系统机床类型, 设置各参数。
3.5 设定加工范围
根据矩形命令以连杆托板的两对角点绘制矩形, 作为加工区域。
3.6 等高粗加工刀具轨迹
1) 在等高线粗加工中设置粗加工参数;2) 选择粗加工, 设置铣刀参数;3) 设置粗加工切削用量参数;4) 选择系统默认的进退刀方式;5) 拾取整个曲面, 生成粗加工轨迹, 如图2所示;6) 隐藏粗加工轨迹。
3.7 等高精加工
1) 在等高线精加工中设置精加工参数;2) 选择精加工, 设置铣刀参数;3) 设置精加工切削用量参数;4) 选择系统默认的进退刀方式;5) 拾取整个曲面, 生成精加工轨迹, 如图3所示。
3.8 连杆仿真加工
1) 显示所有已生成的粗/精加工轨迹;2) 选择轨迹仿真;3) 观察仿真加工走刀路线, 判断刀路是否正确合理;4) 设置轨迹编辑;5) 仿真检验没有错误, 保存轨迹。
3.9 生成G代码
1) 选择后置处理命令生成G代码;2) 分别拾取粗、精加工轨迹, 生成粗、精加工G代码。
3.1 0 加工工艺清单
1) 选择加工生成加工工艺单;2) 按提示分别拾取粗精加工轨迹, 生成加工工艺清单。
4 结语
本文利用CAXA制造工程师自动编程系统, 对连杆进行三维造型设计, 选取合适加工方法及设定数控加工工艺参数, 生成刀具轨迹, 进行仿真加工, 生成加工代码, 解决了传统手工编程耗时、复杂零件不能用手工编程的问题, 大大提高了编程及加工效率。
参考文献
[1]彭志强.刘爽.杜文杰.CAXA制造工程2006实用教程[M].北京:化学工业出版社, 2008.
[2]冯荣坦.CAXA制造工程师2006基础实例教程[M].北京:机械工业出版社, 2009.
CAXA编程 第3篇
1.1 零件图形的描述
UG编程依赖零件的实体模型。要通过草图设计、特征建模, 甚至参数工具来建立三维模型, 工作量大。Master CAM编程, 其绘制的几何模型, 只需表达出零件的一半剖面图。
CAXA车的编程, 同Master CAM的类似。
1.2 Auto CAD设计图纸的利用
编程时如能直接利用企业的Auto CAD二维设计图样, 可以很好地提高工效。三者与Auto CAD软件都有数据接口, 以实现无缝连接。值得一提的是, Master CAM从X版本开始, Auto CAD文件可被直接拖入Master CAM启动图标自动打开, 操作简单。
2 相关设置
2.1 编程原点的设定
UG编程原点是在创建几何体中实现:运用操作导航器几何视图的“MCS主轴”对话框, 将工件坐标系MCS原点设定在工件的右端面中心。Master CAM编程原点确定:绘制图形时, 零件轮廓的轴线与绘图区的Z轴重合, 工件的原点与软件原点重合。否则, 必须平移到此位。CAXA车的编程原点的确定同Master CAM。
2.2 刀具管理与刀具参数
UG中通过创建刀具组来实现:通过主菜单, 或“创建刀具”图标, 或“操作导航器”, 在“创建刀具”对话框选择“创建刀具”, 并指定参数。也可以在刀库中调用刀具。定义刀具的参数用户可在“车刀—标准”对话框中指定参数;必要时需定义刀具的夹持器参数以及定义跟踪点。
Master CAM中主窗口单击“刀具路径”、“车床刀具管理器”菜单, 弹出“刀具管理”对话框;在刀具列表中鼠标键右击, 弹出刀具管理器快捷菜单, 进行“创建新刀具”等, 这一刀具管理的操作是Master CAM软件特有的, 显得简捷有效。系统也提供5类常用刀具。
CAXA车中点击“应用”菜单的“数控车”子菜单, 选“刀具管理”菜单弹出刀具库管理对话框。也可创建新刀具, 或修改刀具的参数, 更换掉当前刀具等。这里, 刀具库里的刀具只是同类别刀具的抽象描述, 例如轮廓车刀含外轮廓、端面粗车刀等, 不影响轨迹生成。其刀具管理与参数设定最为简单。
2.3 工件毛坯设置
UG的毛坯设置在创建几何体组中实现:通过主菜单, 或“创建几何体”图标, 或“操作导航器”创建几何体, 在“创建几何体”对话框中选择创建毛坯。Master CAM则在操作管理器中, 双击“属性”标识、单击“材料设置”现“机器群组属性”对话框, 单击对话框“信息内容”, 即可进行毛坯外径、长度以及Z尺寸的设置。CAXA车中, 只需要待加工外轮廓和毛坯轮廓的上半部分组成的封闭区域, 即要切除的部分, 设置最为简洁。
3 加工、验证和后处理
3.1 加工
UG的加工, 首先要进行创建方法组:通过主菜单, 或“创建方法”图标, 或“操作导航器”弹出“创建方法”对话框, 选择“车加工方法”, 据需选中心线车加工、粗车等, 还能指定进给率、附加的刀路、部件余量、内公差/外公差等信息。其次, 再进行创建程序组:通过主菜单, 或“创建程序”图标, 或“操作导航器”完成。再次, 要进行创建操作:通过主菜单, 或“创建操作”图标, 或“操作导航器”完成, 创建的子类型为粗加工、车螺纹等, 这一步需要指定程序组、几何体组、刀具组和方法组。
Master CAM在菜单“刀具路径”中, 据需选取如“粗车”、“车螺纹”等命令, 在弹出的对话框中设置刀具与切削参数等。这里, 涉及轮廓加工的, 要进行线段串联, 可以框选, 也可逐一依次选取。参数设置完立刻生成刀具轨迹。
CAXA车的加工包括轮廓粗车、车螺纹等:在“应用”菜单的“数控车”子菜单中选取相应的如“轮廓粗车”菜单项, 弹出加工参数表, 在表中确定表面类型, 再确定其他各加工参数;再拾取被加工轮廓;指定一点为进退刀点。被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。上述步骤完成立即生成刀具路径。
3.2 模拟与验证
UG在创建操作后, 点击工具栏, 或相应操作对话框中, 或“操作导航器”中的“确认”。验证效果有2D与3D两种。Master CAM在操作管理器内, 全选加工步骤, 点击模拟按钮, 即生成实体效果图。CAXA车在“数控车”菜单中选“轨迹仿真”, 拾取轨迹, 右击结束拾取, 即开始仿真。
3.3 后处理生成程序
UG在刀轨验证以后, 选择后处理的对象, 点击“后处理”图标, 按需选择后处理器, 生成加工程序;对后处理程序可以选择, 也能修改。Master CAM在点击操作管理器内的“G1”按钮, 在弹出的对话框中点击确定, 即生成加工程序。后处理可按需选取, 也可进行修改。CAXA车通过“数控车”菜单选取“生成代码”项, 拾取刚生成的刀具轨迹, 即生成加工程序。
参考文献
[1]寇文化.工厂数控编程技术实例特训 (UG NX6.0版) [M].北京:清华大学出版社, 2011.[1]寇文化.工厂数控编程技术实例特训 (UG NX6.0版) [M].北京:清华大学出版社, 2011.
CAXA编程 第4篇
1 CAXA制造工程师的基本功能介绍
1.1 实体曲面结合
(1)方便的特征实体造型
采用精确的特征实体造型技术,可将设计信息用特征术语来描述,简便而准确。通常的特征有:孔、槽、型腔、凸台、圆柱体、球体等。
(2)强大的NURBS自由曲面造型
CAXA制造工程师引入了强大的NURBS自由曲面造型技术,提供扫描、放样、导动、直纹、等距、边界等功能生成NURBS曲面。
(3)灵活的曲面实体复合造型
基于实体的“精确特征造型”将曲面融合到实体造型中来。
1.2 优质高效的数控加工
CAXA制造工程师快速高效的加工功能涵盖了从2~5轴的数控加工功能。可直接对曲面、实体模型进行一系列的加工操作。
1.3 最新技术的知识加工
可以将某类零件的加工步骤、使用刀具、工艺参数等加工条件保存为规范化的模板,形成企业的标准工艺知识库;以后类似零件的加工即可通过调用"知识加工"模板来进行,以保证同类零件加工的一致性和规范化,并随着企业各种加工工艺信息的数据积累,从而实现加工顺序的标准化。
2 基于CAXA制造工程师的数控加工步骤
CAXA制造工程师的使用流程如图1所示。
根据图1流程图所示,我们可以看出基于CAXA制造工程师在数控加工中主要包括以下几个方面内容:首先是根据零件图纸,对零件进行造型;其次是进行数控加工工艺分析,选用合适的加工方法并进行相关参数的设定;最后是加工仿真,生成G代码及相关工艺性文件。下面结合可乐瓶底的数控加工这一实例,进一步阐述基于CAXA制造工程师的具体应用方法。
2.1 可乐瓶底的实体造型
对待加工零件进行实体(CAXA制造工程师部分加工功能也支持二维线架造型)造型是基于CAXA制造工程师进行数控加工及仿真的基础及前提。图2所示可乐瓶底造型是运用CAXA制造工程师自带的CAD模块建立的。
2.2 可乐瓶底的数控工艺分析
合理确定数控加工工艺对实现优质高效和经济的数控加工具有非常重要的作用。其内容包括选择合适的机床、刀具、夹具、走刀路线、切削用量等,只有选择合适的工艺参数及切削策略才能获得较理想的加工效果。本例中可乐瓶底凹模材质为3Cr2W8V,且表面粗糙度要求较高;粗加工时选用D10r1球头刀,刀具的材料牌号选择为YW2。可乐瓶底的加工部位很多,结构也较复杂,凹模型腔的整体形状较为陡峭而且切削量很大,所以粗加工采用等高粗加工方式。然后我们采用参数线加工方式对凹模型腔中间曲面进行精加工。
2.3 等高线粗加工刀具轨迹
可乐瓶底加工的第一项任务就是如何迅速地去除型腔中的余量,而数控铣、加工中心加工效率的高低,很大程度上取决于粗加工去余量的快慢。等高线粗加工可以把整个型腔根据编程者给定的参数,自动分为多层,而每一层中又相当于一个平面区域加工。它适用于平刀、球刀和带R的平刀。因此,它可以高效可靠地去除型腔内的余量,并可以根据精加工的要求,留出余量,为精加工打下一个好的基础。
本例中等高线粗加工参数设置有以下几个注意点:第一切削模式为环切,因为本例可乐瓶底凹模本身就是一环形结构;第二由于可乐瓶底凹模加工面为曲面,为了不引起干涉,刀具类型选择球头刀;最后精加工余量一般0.5mm左右。图3所示为等高线粗加工轨迹。
2.4 参数线加工刀具轨迹
本例内型腔表面为5张曲面。精加工可以采用多种方式,如参数线、等高线+等高线补加工、放射线加工等。下面仅以参数线加工为例介绍软件的使用方法,曲面的参数线加工要求曲面有相同的走向、公共的边界,点取位置要对应。选应用→轨迹生成→参数线加工弹出参数线加工参数表,按表中内容设置好刀具R5球刀、F进给速度等,按确定。按左下边的提示拾取曲面,当把鼠标移到型腔内部时,曲面自动被加亮显示,拾取同一高度的二张曲面后,按鼠标右键确认,根据左下边的提示,完成相应的工作,最后生成轨迹。图4所示为曲面参数线加工轨迹。
2.5 轨迹仿真、检验与修改
生成可乐瓶底数控加工轨迹后,可用CAXA制造工程师自带的轨迹仿真功能来验证所生成刀具轨迹的正确性,检验刀具在加工过程中是否出现干涉,在实体真实感仿真模拟加工过程中,展示加工零件的任意截面,确保加工正确无误。示例如图5所示。
2.6 后置代码生成及数控加工
CAXA制造工程师提供的后置处理功能是非常灵活和方便的,用户按机床规定的格式进行定制,即可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。在软件窗口模式下显示的刀具轨迹要变成可以进行数控加工的G代码,就要进行所谓的后置处理。后置处理的目的是针对待定的机床,结合已经设置好的机床配置,形成数控指令文件,也就是G代码程序或NC程序。示例如图6所示。
生成G代码后,采用DNC加工方式,利用RS-232串行接口,将计算机与机床连接。通过Winpcin或PCIN等通讯软件将数控加工代码传输到数控机床,这样可以很方便地进行数控加工了。
3 结语
CAXA制造工程师提供了多种加工方式可供选择,很多情况下,同一种零件可用不同的加工方式进行加工。究竟用哪一种加工方式来生成轨迹,要根据所要加工形状的具体特点,不能一概而论。最终加工结果的好坏,是一个综合性的问题,它不单纯决定于程序代码的优劣,还决定于加工的材料、刀具、加工参数设置、加工工艺、机床特点等等,几种因素配合好了我们才能够得到最好的加工结果。
摘要：介绍了CAXA制造工程师的基本功能。结合可乐瓶底数控加工编程与仿真实例,阐述了CAXA制造工程师从造型、刀具轨迹生成、仿真加工等一系列过程,特别在加工方式的具体选择上作了进一步的研究和探索,对提高零件加工效率及精度有积极的作用。
关键词：CAXA制造工程师,可乐瓶底,数控加工,仿真
参考文献
[1]CAXA制造工程师2006用户手册[Z].北京:北航海尔软件有限公司,2005:2-10.
[2]陈志祥.CAXA制造工程师2006实用教程[M].北京:电子工业出版社,2009:281-283.
[3]潘志强,等.CAXA制造工程师2006实用教程[M].北京:化学工业出版社,2006:2-5.
[4]潘毅.CAXA模具设计与制造指导[M].北京:清华大学出版社,2004:80-88.
CAXA编程 第5篇
在数控车床上加工较复杂零件, 加工程序往往很长, 采用手工编程经常会出现书写、格式或算式等错误, 而这些错误靠人工逐个检查费时费力。若采用自动编程方法不仅能够快速、自动生成数控加工程序, 而且程序自检、纠错能力强, 还能够实现自动编程系统和数控系统间的通讯。因此, 在现代数控加工中, 自动编程因灵活、高效等优点得到了广泛使用。
自动编程 (Automatic Programming) 也称为计算机编程, 将输入计算机的零件设计和加工信息自动转换为数控装置能够读取和执行的指令 (或信息) 的过程就是自动编程。目前常用的数控车床自动编程软件有MASTERCAM 、CIMATRON、Pro/E 、UG、CAXA数控车等, 在这里采用CAXA数控车。该软件提供了功能强大、使用简洁的轨迹生成手段, 可按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。通用的后置处理模块使CAXA数控车可以满足各种机床的代码格式, 可输出G代码, 并可对生成的代码进行校验及加工仿真。下面将通过一个典型轴类零件 (如图1 所示) 来介绍CAXA数控车和宇航数控仿真软件相结合的的具体应用。
1 零件加工工艺分析
1.1 分析零件图
如图1 可知, 该零件为带螺纹实心轴类零件, 拟选用毛坯为 Φ60x180mm圆棒, 材料为45 钢, 零件无热处理及硬度要求。轮廓主要由锥面、圆柱面、凹圆弧面、凸圆弧面、槽、外螺纹及端面组成, 图中多个直径尺寸有较高的尺寸精度要求。
图1 所示零件若采用手工编程, 难点在圆弧与圆弧相切处切点坐标的计算, 且采用G73 固定形状循环指令进行编程, 会产生多次走空刀的现象, 因此, 该零件适合采用自动编程进行加工。采用自动编程可将整个零件外形直接加工出来, 减少了切槽工序, 加工效率大大得到提高。
1.2 制定加工工艺
由图1 可知, 该零件经一次装夹便可完成整个外轮廓的加工。考虑到零件的伸出端较长, 拟采用一夹一顶装夹方式, 工件原点设置在工件右端面与主轴回转中心的交点。具体加工工艺过程见表1 所示。
2 CAXA数控车自动编程
2.1 切削区域创建
打开CAXA数控车软件, 绘制图1 零件外轮廓上半部分, 并将首末两端适当延长, 与 Φ60mm毛坯轮廓构建成封闭切削区域, 该封闭区域即为工件需切除的毛坯余量, 如图2所示。
2.2 刀路轨迹生成
打开轮廓编程按钮, 采用限制链拾取方式, 依次确定轮廓形状部分和毛坯形状, 最后确定进、退点位置, 自动生成零件的粗、精加工轨迹, 如图3 所示。
在进行参数设置时, 相关设置应与表1中的参数相对应。如图4所示。
2.3程序后置处理
在CAXA数控车上完成刀路轨迹后, 可直接利用相应后置处理文件进行程序代码输出, 如图5所示。将输出的程序保存成.CNC或.NC文件格式, 便可导入相应的数控系统进行直接加工操作, 很大程度的提高了工作效率, 也实现了数控加工的完全自动化。
3 宇航仿真
为了检验生成的程序代码的可靠性, 这里采用南京宇航数控仿真软件对该轴类零件进行仿真, 具体操作流程如图6 所示。
图7 为宇航仿真加工过程与仿真结果。
4 结束语
随着经济和CAD/CAM技术的迅速发展, CAXA、MASTERCAM 、UG等先进的CAD/CAM软件的应用为产品的设计到加工提供了强有力的技术支持。本文选取了数控车床典型的轴类零件进行自动编程与仿真加工, 结合了两种软件的各自特点, 充分发挥了软件优势, 提高了产品的加工效率。
参考文献
[1]杨建明.数控加工工艺与编程[M].北京:北京理工大学出版社, 2014.
[2]崔静.基于CAXA数控车非圆曲线零件的自动编程与仿真加工[J].制造自动化, 2013, (6) .
[3]顾丽敏, 黄时炜.基于CAXA数控车的特殊圆弧零件的自动编程[J].机床与液压, 2011, (6) .
CAXA编程 第6篇
CAXA作为国内CAD/CAM软件的先驱者, 经受了实践的检验, 得到了市场的认可。与其他国外软件相比, 其特点更加鲜明, 其强大的绘图功能更加方便快捷, 易于上手, 其完善的外部接口也兼容多种数据形式, 如STL、IGS、DXF等, 便于与其他通用软件交换数据。CAXA数控车可根据工艺要求生成多种加工轨迹, 并提供了开放式的后置处理模块, 满足各种数控加工系统, 并可完成平面刀路的轨迹仿真和实体切削模拟。
1 双曲线分析
定义1:平面内与两定点F1, F2的距离之差的绝对值等于常数c、小于|F1F2|的点的轨迹称为双曲线。
定义2:平面内到给定一点及一直线的距离之比大于1且为常数的动点的轨迹称为双曲线, 如图1所示。在XY平面内, 双曲线的各点坐标之间呈规律变化, 可用双曲线的方程表示为:
2 案例分析
2.1 零件图分析
如图2所示, 该轴类零件的轮廓由常规线段和非圆曲线——双曲线轮廓组成, 零件编程的难点在于双曲线轮廓部分的复杂数学计算, 用常规的方法计算量比较大, 若采用手工编程, 则双曲线的各点计算非常复杂, 若用宏变量编程, 对编程者和数控系统的要求又特别高, 这时可借助计算机软件绘图, 比如CAXA数控车软件来实现。
2.2 加工工艺分析
根据零件图纸和加工要求, 确定加工工艺。CAD/CAM软件只能根据操作人员的加工工艺生成相应的程序, 所以工艺部分还是要由操作人员来确定。首先安排合理的加工工序, 确定工序和工步。然后在CAXA数控车软件中选择合理的刀具, 设置相应的加工参数。最后再选择加工方案, 生成加工路线和刀具轨迹。再根据仿真、试切、优化调整, 最后确定最佳的加工工艺。
2.2.1 选择毛坯, 确定装夹
根据零件图和工艺分析, 选择毛坯为Φ38mm×75mm的圆棒料, 材料为铝2a12。该零件为常规轴类零件, 使用通用夹具——三爪卡盘夹紧工件即可, 并且保证轴的伸出长度略大于60mm。单件加工可设定工件的右端点为工件原点建立编程坐标系, 批量生产为避免重复的对刀过程, 可选择固定的夹具确定左端为零件加工原点。
2.2.2 刀具选择及切削参数设定
根据该零件轮廓的特点, 由于其特殊轮廓曲线的加工要求, 粗加工选择93度主偏角, 80度刀尖角的外圆车刀, 粗加工选择95度主偏角。35度刀尖的外圆车削, 切削用量参照表1所示。
2.3 毛坯及外轮廓的绘制
在CAXA数控车软件中, 建立零件加工轮廓模型, 只需绘制所要加工对象的轮廓和毛坯轮廓即可, 无需绘出多余的线框, 而且对于轴类零件, 只需绘制单边轮廓即可。轮廓的建模可以通过在CAXA数控车床软件中直接绘制, 也可以通过其他CAD/CAM软件绘制, 如CAD软件的dwg、dxf文件的导入来实现, 同时也兼容CAD/CAM软件的通用格式igs。无论是采用直接绘图还是间接导入的方式, 都不需要画出完整的零件图, 只需绘出毛坯轮廓和被加工轮廓部分即可, 本例直接按照零件图尺寸绘制外轮廓和毛坯, 如图3所示。
2.4 CAXA自动编程
2.4.1 零件粗加工
根据加工工艺中“先粗后精, 先内后外, 先主后次, 先近后远”的加工原则, 本例没有内孔加工部分, 故首先对零件的外轮廓进行粗加工。点击CAXA数控车工具栏上的【轮廓粗车】图标, 根据加工要求填写各项切削用量、进退刀方式、加工参数等。在设置刀具的时候, 按加工工艺表设置好外圆车刀名称, 刀号, 主偏角, 副偏角, 刀尖角等参数, 并根据实际刀具设置好刀尖圆弧半径, 以及是否软件补偿还是程序补偿参数。
在完成以上参数设置后, 根据系统提示分别拾取图3中的被加工轮廓和毛坯轮廓。采用限制链拾取或单个拾取方式, 限制链拾取时只需拾取起始和结束轮廓线, 单个拾取则逐一拾取要加工的轮廓线, 然后鼠标任意指定合适的进退刀点或键盘输入具体数值, 系统则自动生成粗加工轮廓的走刀轨迹图, 包含进退刀线和可能干涉的部分, 如图4所示。
2.4.2 零件精加工
零件的精加工与粗加工设置类似, 只需将刀具参数、加工参数、切削用量和进退刀参数按精加工相关参数作相应改变, 即可完成精加工的设置。
2.4.3 刀具轨迹仿真及程序生成
刀具轨迹生成后, 可对生成的刀具轨迹进行动态仿真, 以验证刀路的合理性。具体操作如下:单击数控车工具栏中的【轨迹仿真】图标, 设置相关步数, 可以控制仿真的速度, 系统即可对刀路轨迹自动进行运态仿真。再选择“二维实体”、“缺省毛坯轮廓”方式。根据系统提示, 拾取已经生成的粗、精加工刀具轨迹, 系统开始进行实体切削仿真。通过二维动态轨迹仿真和实体切削仿真, 可以直观地观察刀具走刀路线的合理性以及实体切削是否存在干涉及过切现象。如图5所示。
程序生成需要根据当前使用的数控机床和数控系统的配置要求, 先设置好后置处理的相关参数, 如数控系统, 以及与数控系统相适应的各种代码, 只需更改不同的部分, 软件已设置好通用指令代码。配置完成后, 选择生成的刀具轨迹转数, 即可生成数控程序。具体操作过程如下:单击主菜单中的【数控车】、【代码生成】命令, 填写“后置文件”对话框, 选择相应的数控系统, 本例选择FANUC系统, 按软件默认的后置文件 (*.cut) 进行保存, 取好相应的文件名称后, 单击“运行”按钮, 拾取相应的粗精加工刀具轨迹, 系统自动生成程序, 如需对程序进行二次编辑和修改, 可用“记事本”程序打开数控代码加工程序。
2.4.4 程序后置处理与通讯传输
CAXA数控车软件生成的程序由于没有循环指令, 都是最基本的程序代码, 所以程序相比于手工编程量比较大, 程序内容较多, 必须解决机床与软件的传输问题。程序传输由于是软件与硬件之间的配合, 需要设置相关传输参数和协议。本例采用FANUC相关传输设置:串口:COM1;波特率:9600;数据位:7;停止位:2;握手协议:Xon/off;设置好以上参数, 保证机床与软件皆采用相同的参数设置, 基于CAXA数控车软件与FANUC数控车床之间即可实现在线传输。
3 结论
通过在FA NUC 0 i m at e数控系统, 凯达CKA6136机床上对双曲线零件的试加工结果表明, 利用CAXA数车软件自动编程加工与手工程序编程加工相比, 前者更加快捷简便, 而且可以即时演示加工刀路, 保证程序的准确性, 通过对试件检测结果比较, 前者刀路更加顺畅, 零件加工质量高。CAXA数控车软件具有应用灵活、参数开放、适用性强的特点, 可以满足不同回转体类零件的加工。作为国产软件的佼佼者, 可以广泛应用于数控加工行业中。
参考文献
[1]李友松, 张琳.基于CAXA数控车的曲线零件自动编程[J].中国新技术新产品, 2012 (16) :134.
[2]熊隽.CAXA数控车自动编程注意要点及难点解析[J].机械工程与自动化, 2011 (6) :176-177.
CAXA编程 第7篇
数控技术是先进制造技术的核心, 而随着数控机床性能的不断提升, 程序的编制方法也得到了不断改进与提高。当前数控加工技术正向着高精度、高自动化与高智能化方向发展, 而编程手段也需要随之不断发展与提升。
数控程序的生成方式主要有手工编制与自动编程两种。手工编程主要用于零件外形不太复杂、程序量较小的场合。而如果零件中包含有非圆弧曲线的情况, 若采用手工编程多采用宏程序的编制方法, 编程时需要进行数学处理与点位计算工作, 这样就造成了编程效率不高, 且容易出现错误。因此对于含有非圆弧曲线或存在复杂曲面的零件, 自动编程有其不可替代的优势。
所谓自动编程就是利用专用CAD/CAM软件完成数控加工程序的生成工作, 并可以用计算机进行零件加工过程的仿真与模拟。目前, 常见的数控铣削自动编程软件有CAXA数控制造工程师、UG、Pro/E等。其中, CAXA制造工程师是我国具有自主知识产权的一款数控CAD/CAM软件, 主要用于数控铣削的自动编程。其功能主要包括零件三维建模、刀具轨迹生成、加工仿真模拟、后置代码生成、编制加工工艺文件等。
本文以一种常见的曲面零件———“吊钩”为例, 介绍利用CAXA制造工程师实现复杂曲面零件加工轨迹自动生成与程序编制的一般方法。
2 自动编程过程介绍
2.1 零件图及加工工艺分析
作为一种弧形零件, 吊钩在数控车削加工中是较为常见的, 其轮廓由直线和圆弧曲线构成, 如图1所示。该零件若采用手工编程只能用宏程序的方法, 需要计算各段曲线相切处的节点, 这就必须要利用计算机辅助绘图手段来查询节点坐标, 这样不仅降低了编程的效率, 且因为存在人为因素的影响容易造成错误。因此对于该类零件, 采用自动编程的方式是较为正确的选择。
利用CAXA制造工程师软件对吊钩零件进行自动编程的第一步是零件建模, 其造型图如图2所示。
根据“吊钩”锻模造型的特点, 可选用三轴联动的数控铣床加工, 可选用机用平口钳装夹。不存在限制曲面, 同时, 为了防止“托板”上表面过切, 可以将此面作为干涉面。“吊钩”的“主体”曲面与“托板”上表面交界处为非圆弧过渡, 因此, 需要进行清根加工。
2.2 零件的建模
由图1可知, 该零件由“吊钩”的“主体”和“托板”两部分构成, 可采用“曲面造型”的思想创建, 即分别利用【导动面】命令中的“双导动线、双截面/单、变高/等高”方式来创建“主体”曲面部分的造型;利用【直纹面】命令中的“曲线+曲线”的方式来完成“托板”曲面部分的造型。
2.3 加工参数设置
(1) 利用10的平底铣刀, 采用【区域式粗加工】的方法, 去掉多余的毛坯 (设定加工余量为0.5) ;
(2) 利用【平面区域粗加工】的方法, 以“吊钩”底面轮廓线为加工区域, 采用“环切”方式, 生成平面区域加工轨迹 (设定行距为1.5) ;
(3) 利用R2的球头铣刀, 采用【投影线加工】的方法, 将上步生成的轨迹投影到“吊钩”的“主体”曲面上, 生成精加工轨迹;
(4) 利用10的球头铣刀, 采用【扫描线精加工】的方法, 沿“吊钩”的“主体”曲面, 生成扫描线精加工轨迹, 保证“吊钩”的“主体”曲面的光滑精度;
(5) 利用8的平底铣刀, 采用【区域式粗加工】的方法, 沿“吊钩”的“主体”曲面与“托板”上表面交界处的轮廓线, 生成加工轨迹 (设定加工余量为0) , 起到清根的作用;
(6) 仿真加工, 生成G代码。在加工“吊钩”锻模造型时, 只需一次装夹即可 (即“托板”) , 且保证“吊钩”锻模造型的Z轴向上 (目的是与机床的Z轴方向一致, 保证生成G代码的可用性) 。
2.4 自动编程与仿真
拾取所有的加工轨迹, 运行“【加工】│【实体仿真】”命令, 显示出的加工结果如图3所示, 各加工轨迹的部分G代码如图4所示。
3 结语
针对锻模零件“吊钩”, 利用CAXA制造工程师软件完成了刀具轨迹与加工代码的生成, 相比较手工编程而言, 不仅节省了大量的编程时间, 同时也可保证程序的正确性。可见, 利用该软件完成复杂曲面零件加工轨迹自动生成与数控程序的编制与仿真, 是行之有效的方法, 在实际生产中具有一定的现实意义。
摘要：介绍在数控铣床上利用CAXA制造工程师软件对“吊钩”锻模零件进行自动编程的过程:即对加工对象———吊钩进行绘图建模, 分析加工工艺, 确定加工刀具路径, 设置合适的加工参数, 进行刀具路径模拟和实体切削验证, 自动生成加工程序。采用该方法可以大大简化手工宏程序编程的计算量, 缩减空走刀时间, 提高加工效率。
关键词：吊钩,CAXA,自动编程,数控加工
参考文献
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[2]王银灵, 王小锋.基于CAXA的EMU门角铁自动编程加工分析[J].机车车辆工艺, 2008 (2) :124-126.