基于CAM的仿真數控加工

摘 要:數控CAM的軟件產生的NC程序代碼可以替代傳統的手工編程，大大降低了手工編程的復雜性，縮短了產品的生產時間，極大地提高了生產效率，提高操作者的編程能力。在現代生產過程中，CAD/CAM和仿真軟件結合使用已經越來越廣泛。本文以一個典型的實例展開，從零件的工藝分析著手，分析零件的造型，數控軟件自動生成程序并和仿真加工相結合，詳細闡述兩種技術結合在一起的優缺點。

關鍵詞:CAM 數控加工 數控編程

中圖分類號:TP319 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0093-01

現代機械工業的飛速發展，CAD/CAM的作用日益突出，在現代機械設計和制造中廣泛應用，CAD/CAM的最大優點在于能自動生成NC程序，現代企業中為了提高產品的設計質量和縮短生成周期，節約勞動成本，都廣泛運用CAD/CAM進行零件的設計和加工制造。它和數控加工仿真軟件結合在一起，使得生產效率大大提高。

1 CAXA軟件的自動編制程序介紹

CAXA軟件是我國應用最廣泛的數控軟件，相比于傳統的手工編程來說，它的優點主要表現在幾個方面:第一是多個可選擇的加工方式，第二具有強大的零件造型功能，第三簡單方便的輪廓粗、精加工功能，第四快捷的加工參數設置功能，并且能較簡單的與機床進行數據交換。

1.1 分析零件工藝圖

(1)分析圖紙中的技術要求。該工件所需要的工件材料為∮75mm×200mm鋼棒，其他沒有要求。其中包含了圓弧面，錐面等加工要點。

(2)確定工藝方案。該工件的裝夾方式是采用三爪卡盤;從零件的外形分析，粗加工該零件需要選擇93°外圓車刀，主軸轉速n=600r/min，進給速度f=0.2mm/r; 精車采用93°外圓尖刀，主軸轉速n=1000r/min，進給速度0.15mm/r。

1.2 在軟件中繪制零件圖

在繪制軸類零件圖時，只要求繪制零件的一半。根據輪廓的中心線可以對稱出零件圖，從輪廓拾取輪廓的方便來畫圖的原則就是不要畫出端面線，只需要畫出二維圖形，并且在這個過程中不需要標注尺寸。在CAXA軟件，F9功能鍵可以顯示繪圖坐標系，在繪圖過程中為了方便尺寸的標注，一般會選擇繪圖坐標系原點作為所繪圖形右端面的中心。

1.3 根據零件圖生產刀具路徑

在這個零件加工過程中必須分為粗加工和精加工兩個工藝步驟:

(1)拾取輪廓線生成粗加工路線

從軟件菜單中選擇“機床類型→車削→默認”之后會出現操作管理器對話菜單，在此對話框中點擊“工具設置”、“材料設置”和“安全區域”幾個參數分別設置數據，在設置毛在坯參數的時候點擊“Stock”菜單，在“Chuck”菜單中單擊選擇卡盤“參數”;選擇尾座參數在“Tailstock”參數中設置;中心架參數在“Steady Rest”中設置。最后單擊“刀具路徑→粗車”，采用“局部串聯”的方式來單擊選擇加工的起始輪廓線為最右端SR20的圓弧線和終止輪廓線圖中為最左端∮70的外圓輪廓線，確定結束后，在對話框“車床粗加工屬性”對話框中進行粗車參數的設置和刀具路徑參數，同時在此過程中生成粗加工路徑。

(2)拾取輪廓線生成精加工路線

在前面生成粗加工路徑的基礎上生成精加工路徑，選擇菜單中的“刀具路徑→車床循環切削→外形重復”，進行精加工參數的設置，并以同樣的方式生產精加工路徑。

(3)CNC程序的生成。

在成功生成了粗加工程序和精加工程序后就可以根據生成的路徑生成數控加工程序，點擊菜單中的后處理，同時選擇操作管理器中的G1圖標，就可以得到該輪廓的數控加工程序。

2 該零件圖的仿真加工

目前數控加工中使用最廣泛的數控仿真軟件軟件比較多，這里我們選擇宇航仿真軟件進行講解，該軟件提供了數控車床、數控銑床、加工中心以及這些機床廠家的多種常用操作控制面板;其中的操作系統包括了日本的發那科、德國的西門子、以及PA8000、三菱、大森、華中數控和廣州數控系統等。軟件中的油強大的數據庫統一管理刀具材料和各種參數，刀具庫中包含了數控應用中所有的刀具參數形狀，同時，用戶可以自定義刀具參數進行加工。

2.1 設置機床系統和基本參數

(1)打開仿真軟件，并同時選擇發那科機床系統。

(2)對零件毛坯的形狀、工件材料以及尺寸進行設置，然后對刀具進行設置。

(3)仿真機床和實際機床功能一樣，機床設置完畢后也需要打開機床電源開關、旋出急停按鈕并同時要進行開機回參考點的操作。一般是+X、+Z向回參考點，回到參考點后會有指示燈提示。

(4)采用試切的方式對刀。對刀的目的是為了讓機床坐標系和工件坐標系能形成吻合，通過手動方式試切毛坯外圓和端面，能將工件的右端中心和原點的位置相互重合。這里需要注意的是在對X軸的時候，試切完外圓后只能向Z向進行退刀，不能向X方向退刀，如果操作錯誤，直接后果就是工件原點不在中心位置，單擊按鍵“測量→剖面圖測量”，在對話框“車床工件測量”中單擊右端試切表面，將會得出工件直徑X73.255。同樣的道理，對Z軸的時候，只能向X方向退刀，不能向Z向退刀。對刀后將所得的X73.255、按下Z0進入系統參數，具體步驟是:單擊，再單擊屏幕中【形狀】下面對應的軟鍵，單擊屏幕中【操作】下面對應的軟鍵，再將X、Z值輸入，輸入結束后必須單擊【測量】下面對應的軟鍵。注意如果加工零件需要多把刀具，那所有的刀具都要進行對刀才能加工出來。

2.2 數控加工程序與數控機床數據傳輸

將CAXA軟件自動產生的數控程序進行簡單的處理后得到新程序，然后將其復制到仿真軟件所在文件夾中，再將N C文件傳輸至宇航數控加工仿真軟件中。調用的具體步驟是:單擊編輯→→(DNC傳送)→選擇好NC文件→【操作】→→輸入“O××××”→【READ】→【EXEC】，NC程序便會顯示在數控加工仿真軟件當前屏幕上，再將工作方式改為自動，單擊循環啟動鍵，機床自動加工零件。

3 結語

現代很多企業都將CAD/CAM自動編程和數控機床連接進行自動化操作，這樣一種方式為數控加工提供一種有效的途徑，在很大程度上打破了傳統的“手工編程→試切→修改程序”的數控編程方法以及程序驗證的方法，利用計算機輔助設計制造大大提高了數控加工的生產效率、同時節省了材料和設備損耗，特別是對于形狀復雜的零件加工，具有良好的實踐意義。

參考文獻

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