CAXA在數控加工中的應用研究

陳志佳

摘 要：CAXA是我國自主研發的三維CAD/CAM軟件，其在數控加工領域中具有較高的應用價值，已被業內數控工程師所廣泛認可。本文首先闡述CAXA軟件的相關概念與由來，包括概念含義，軟件功能和特點，之后分析了應用CAXA實現數控加工的具體步驟及其相關內容;最后基于前文分析描述的基礎上，探討CAXA復雜曲面加工，通過一個實例提供給讀者借鑒與參考。

關鍵詞：數控加工;CAXA;復雜曲面加工

近年來，隨著數控加工技術在機械制造行業的廣泛普及與應用，我國的機械制造產業得到有力的推動，數控加工水平得到相應的提高，相關產業實現飛躍發展。CAXA軟件應用于數控加工產業后，拓展數控加工的發展空間，合理地降低了數控加工中的人力時間資源消耗，提升效率，規范化生產，提高零件的加工質量，從而進一步為數控行業乃至智能制造業的發展揚帆護航。因其在數控加工中的優勢，本文首先對CAXA軟件的相關概念做簡要說明，之后研究CAXA數控加工的步驟，最后基于復雜曲面零件的加工，作為實例提供給CAXA應用工程師做參考與借鑒。

1 CAXA相關概念闡述

1.1 基本概念

CAXA軟件是由北航海爾有限公司研發，全中文、面向數控加工中心的三維CAD/CAM軟件。其設計核心包含數控加工過程中由零件造型到加工代碼，包括四個核心內容：設計、管理、工藝以及制造。CAXA軟件因其全中文設計，學習較之其他軟件較為容易;其次工藝性較好，與傳統的二維數控加工和手工數控加工相較優勢巨大，業已被廣泛應用數控加工領域，并在多個領域中都有所普及，例如國防軍工、教育、電子電器以及裝備器械等等。

1.2 功能特點

CAXA軟件具有豐富的功能：

（1）實體特征很多，造型豐富，如打孔、倒圓角、放樣、導動與分模等，不僅可以對二維草圖輪廓進行快速的優化，形成試實體三維模型，還提供多種基準平面的構建等功能;（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）其造型方式支持復雜曲面與實體間連接，該方式多應用在復雜零件、磨具設計等方面。CAXA還提供了曲面生成實體功能如曲面加厚成實體、曲面剪裁實體等功能。使用者可以根據提示區里的提示進行操作;（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功能;安排完成加工工藝后，CAXA可以自動生產加工工藝清單，其工藝順序嚴格按照工藝設計，方便工程師進行工藝記錄;（5）加工仿真功能。CAXA提供了軌跡仿真功能，能夠提前對加工代碼進行檢測，利用仿真實體的模擬加工，確定加工余量;此外，CAXA還提供自主檢測工具，可以確定加工過程中是否干涉，避免撞刀等事故發生，降低安全隱患;（6）后置處理生成加工G代碼指令，無需中間文件轉換。

CAXA 是一款優秀的數控編程軟件，具有卓越工藝性，為數控加工行業提供了一整套從造型與工藝設計到仿真與加工代碼檢驗完善的解決方案。

2 CAXA數控加工步驟

CAXA系統數控加工具有一套流程，簡要如下：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。每個步驟均有其規范，應該充分分析與理解加工內容，并對加工步驟全面認知。詳細解釋如下：

（1）圖紙解析。以設計好的圖紙為依據，對待加工零件模型進行分析，之后通過CAXA幾何建模功能對零件進行造型;（2）工藝分析。其是數控加工領域內必不可少的一部分，目前主要依靠人工來完成，包括零件尺寸、精度與公差校準，零件裝卡設計，確定加工路線與工藝參數，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，要求數控加工人員要選擇合適的加工方法，設置合理的加工參數;（4）仿真與代碼生成。加工仿真主要是對零件進行模擬加工，校驗刀具的軌跡，其能有效地校驗刀具軌跡的干涉、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與數控系統進行連接，完成零件加工。

3 CAXA數控加工應用

目前CAXA應用情況表明，CAXA軟件的功能，如模型的造型設計、加工方案確認、刀具加工模擬仿真等，已被數控加工領域內的從業人員廣泛認可。本部分以復雜曲面實例，闡述CAXA數控加工應用。筆者參考業內相關文獻，結合自身的工作實踐經驗，對復雜曲面的CAXA加工應用進行研究探討，具體如下：

3.1 復雜曲面三維模型設計

首先分析該零件的二維設計圖紙，由于篇幅限制并未提供，根據圖紙中提供的尺寸繪制空間曲面，之后通過旋轉、導動等命令建立曲面模型。

3.2 復雜曲面的CAXA仿真

在對加工參數、刀具參數、切削參數、加工曲面設置等參數設置完成后，必須通過軌跡仿真對生成的軌跡進行驗證。其軌跡的正確與否決定著程序是否正確。在CAXA中設定仿真參數，動態和步長，拾取刀具軌，Enter鍵進入仿真。

軌跡仿真完成后，激活世界坐標系，按照實際加工機床類型選擇合適數控系統配置，將已確認無誤的加工軌跡生成G代碼數據文件，也就是CNC數控程序。

最后將生成的NC文件，導入FANUC Oi-M系統，在立式加工中心進行加工，加工出曲面樣品。

4 結束語

總而言之，CAXA作為一款CAD/CAM軟件在數控加工中具有強大的應用優勢，其包含豐富的功能，代碼效率也較高。本文通過對CAXA的基本概念闡述，并應用CAXA軟件實現對負載曲面數控加工研究，完成曲面建模、加工工藝分析、加工方案確定與仿真校驗，最后通過FUNUC機床加工出樣件。

參考文獻：

[1]胡彥萍.CAXA制造工程師在數控銑削加工中的應用[J].自動化與儀器儀表，2014（12）：124-125.

[2] 李宏艷.基于CAXA軟件的復雜曲面加工（制造）方法與技術[D].天津大學，2016.