淺析基于CAXA數控車非圓曲線零件的自動編程與仿真加工

砂礫 戰忠秋

摘要：在進行數控車削時，對橢圓以及非圓曲線零件進行手動編程是非常復雜，并且工作量很大。在文中主要是對基于CAXA數控車軟件的非圓曲線零件的編程以及仿真加工進行了簡單的描述，事實證明，使用CAXA數控車可以大大地簡化對非圓曲線零件編程的難度，解決了零件制造中存在的很多問題。

關鍵詞：基于CAXA，數控車削，非圓曲線零件，自動編程，仿真加工

1.零件的設計以及制造

CAXA 數控車在設計以及制造零件時主要包括4個步驟：

1.1.對零件按照圖紙以及相關要求進行二維輪廓的設計。

1.2.結合車床及數控系統的要求來對車床參數進行設計。

1.3.對加工參數進行定義，并對加工軌跡進行仿真

1.4.比對與設計原型是否相符合。若存在問題，重新檢查第1、2步是否存在問題，修改至滿足要求為止。

2.零件的輪廓造型設計

2.1.坐標系的使用

在CAXA數控坐標系是采用絕對直角坐標。

2.2.零件輪廓曲線的造型

CAXA數控車的二維平面造型功能是比較強大的，菜單條和工具條可以對CAXA數控車的各項功能進行驅動，其操作可以參照下面的方法：

2.2.1.基準平面的選取，如XY平面為基準平面，確定基準點。

2.2.2.繪制基本草圖，并對其是否封閉進行檢查。

3.機床參數的設置

在對機床的參數進行設置時，主要的考慮因素包括：機床的型號以及控制系統的類別，然后根據特定的數控代碼，以及數控代碼的格式以及參數，對配置文件進行生成，系統會根據該配置文件的定義對特定代碼格式進行相應的加工。

通過對系統進行參數的配置，數控程序在后置處理中自動生成，直接輸入數控機床或加工中心然后機床就可以對材料進行加工了。如果現有的機床類型不在預先設定的范圍內，可以對該機床的類型進行添加，并根據其實際參數對系統內的參數進行修改。

4.零件的車床加工仿真

4.1.對刀具參數進行定義

對零件進行加工時，要根據加工要求進行參數的定義。包括：刀具半徑、刀桿長度、刀刃半徑等等。對這些參數的設定可以在菜單項“刀具管理”中進行設定。該功能除了能夠完成對相關參數的設定外，還能夠對新的刀具進行添加，以及對當前使用的刀具進行更換等等。

4.2.刀路圖的生成以及模擬加工

刀具中心的運動軌跡形成的路徑就是零件加工的軌跡圖，這是數控機床的加工代碼的生成的基礎，零件加工軌跡的好壞對于零件的加工質量的影響是直接的。對于曲線的加工軌跡的定義可參照下面的方法。

4.2.1.采用輪廓粗車對零件的輪廓表面、端面以及內輪廓表面進行粗加工。這相當于最初的成型。

4.2.2.是在粗加工的基礎上進行精細的加工。

4.2.3.加工軌跡仿真模擬。

5.后置處理

根據機床類型，對加工軌跡經過CNC數控程序進G代碼數據文件的轉化。數控車床與計算機相連，數據傳輸的相關設置完成后就可以進行加工了。整個過程的具體步驟操作如下：

5.1.選擇機床

首先是對控制系統進行選擇，選擇順序為：（1）、FANUC，（2）、FANUC 0i Mate系統，（3）、“車床”類型的選擇，（4）、“車床”廠商的選擇。

5.2.毛坯定義

在開啟仿真軟件后，找到【定義毛坯】圖標，單擊，然后對毛坯參數進行定義。

5.3.零件的放置

在菜單中，打開“零件/放置零件” 命令，根據系統彈出的對話框，選擇需要加工的毛坯，然后選擇安裝零件。此時會有一個小鍵盤彈出，小鍵盤上面的方向按鈕可以實現零件的平行移動，通過移動來對零件的具體位置進行確定。

5.4.刀具的定義

單擊【選擇刀具】圖標可以對刀具進行定義，

5.5.機床準備工作

機床準備工作包括：開啟機床、釋放急停、進行對刀操作、程序的導入以及進行仿真加工。

6.實例分析

下面我們以葫蘆的輪廓設計為例進行對整個過程進行簡單的描述。

6.1.葫蘆輪廓在CAXA 數控車軟件上的策劃見下圖。

6.2.車床參數的設置。本文中車床選用華中數控。然后對相關的參數進行設置。如：程序起停、冷卻控制、補償方式等等。

6.3.加工仿真。根據葫蘆的形狀，選擇加工所用刀具為外輪廓車刀。刀具前角80.000，具后角 50.000。使用輪廓粗加工方式，拾取加工輪廓及毛坯輪廓，確定進退刀點生成

刀路圖，選擇刀路確定后進行模擬加工。

6.4.后置處理

對生成的程序進行后置處理，就是對于加工軌跡的一種再現，這并不意味著這個程序就是最后應用于生產的程序。為了確保生成的程序的準確性，即對刀具以及加工參數的選擇的正確性進行確認，我們可以通過對數控仿真軟件的使用進行仿真加工，數控加工仿真系統”界面，與實際數控機床的操作面板與控制面板是相似的。

7.結語

利用CAXA數控車軟件對復雜曲面的回轉體零件進行輪廓設計、仿真模擬，使得手工編程的局限性的問題得以解決，使得工作質量以及工作效率在很大程度上得到了提高。在生產實際中，要注意軟件之間的相互協作，以保證計算機操作的準確性。

參考文獻：

[1] 熊雋.CAXA數控車自動編程注意要點及難點解析[J].機械工程與自動化，2011，（6）.

[2] 范閱.CAXA數控車實例教程（第2版）[M]北京：北京航空航天大學出版社，2007.