苑恒軼 崔 巍 宋立明

[摘 要]數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件是一個應(yīng)用虛擬加工技術(shù)于數(shù)控加工操作技能實(shí)訓(xùn)的仿真軟件,具備對機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行的仿真功能?？梢赃M(jìn)行數(shù)控編程、加工操作、后置處理以及自動生成工藝圖表等功能。CAXA制造工程師在此項(xiàng)技術(shù)中的發(fā)展較為迅速且最為典型,這里主要以CAXA制造工程師為例來說明數(shù)控虛擬加工與后置處理技術(shù)的特點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]CAXA 高速加工 后置處理

[中圖分類號]TP391[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-9416(2009)11-0049-02

隨著我國制造業(yè)迅速的發(fā)展,和制造加工相關(guān)的制造類軟件也相繼蓬勃發(fā)展起來。起初源自美國的虛擬技術(shù)是一種很高超的加工技術(shù)。它不但可以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)層次,還可以降低成本,避免新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件是一個應(yīng)用虛擬加工技術(shù)于數(shù)控加工操作技能實(shí)訓(xùn)的仿真軟件,具備對機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行的仿真功能。可以進(jìn)行數(shù)控編程、加工操作、后置處理以及自動生成工藝圖表等功能。我們國家近幾年里,在此項(xiàng)技術(shù)中的發(fā)展較為迅速。最為典型的就是我國自主研發(fā)的CAXA軟件。下面我們主要以CAXA制造工程師為例來說明數(shù)控虛擬加工與后置處理技術(shù)的特點(diǎn)。

1 基于CAXA制造工程師的高速加工技術(shù)

CAXA制造工程師是具有卓越工藝性的數(shù)控編程軟件。提供七種粗加工方式:平面區(qū)域粗加工、區(qū)域粗加工、等高粗加工、掃描線、擺線、插銑、導(dǎo)動線加工。提供14種精加工方式:平面輪廓、輪廓導(dǎo)動、曲面輪廓、曲面區(qū)域、曲面參數(shù)線、輪廓線、投影線、等高線、導(dǎo)動、掃描線、限制線、淺平面、三維偏置、深腔側(cè)壁多種精加工功能。提供3種補(bǔ)加工:等高線補(bǔ)加工、筆式清根、區(qū)域補(bǔ)加工等多種補(bǔ)加工功能。是數(shù)控加工編程精品,它為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型、設(shè)計(jì)到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗(yàn)等一體化的解決方案。繼CNC技術(shù)之后,高速銑削給機(jī)械制造業(yè)帶來又一次革命性變化。其巨大吸引力在于實(shí)現(xiàn)高速加工的同時,把原來普通數(shù)控難以達(dá)到的對加工精度、表面質(zhì)量、以及刀具磨損和生產(chǎn)時間等更高的要求變成了現(xiàn)實(shí)。高速銑削的實(shí)現(xiàn)不僅要求有好的機(jī)床和刀具等硬件條件,還必須有優(yōu)秀的CAM軟件與之相匹配。值得一提的是CAXA制造工程師在此方面表現(xiàn)的尤為突出。由于高速銑削在加工過程中刀具運(yùn)動速度很快,要求CAM輸出光滑、平順、穩(wěn)定的刀位軌跡,避免切削角度和速度的突然變化,以達(dá)到高質(zhì)量和高精度的零件表面。就此問題,CAXA制造工程師提出了光滑的進(jìn)退刀方式:提供輪廓的切向、圓弧進(jìn)退刀;曲面的切向進(jìn)退刀;Z向的螺旋式進(jìn)刀。對拐角處提供“刀具直徑百分比“和“絕對半徑”兩種添加拐角半徑的方式。提供三種行間連接方式:直線、圓弧、S形。這些方式對于高速的數(shù)控銑削工程中起著重要的作用。下面主要以幾種最為典型的高速加工為例,來說明CAXA制造工程師在高速加工中的優(yōu)越性。

(1) 擺線粗加工(如圖):這是一種專門針對高速加工的刀位軌跡策略,由于切削的過程中刀具總是沿一條具有平穩(wěn)曲率的曲線作單向運(yùn)動,使得刀具運(yùn)動總能保持一致的進(jìn)給率,從而加工過程中刀具所受負(fù)荷保持一定。可提高模具型腔部粗加工效率和延長刀具使用壽命 ,適用于高速加工。

(2)插銑式粗加工(如圖2):在高速加工中,對于型腔很深的零件的粗加工,由于刀具使用了加長桿,而采用正常的銑削方法就會在加工過程中刀具產(chǎn)生變形,影響了加工效果、質(zhì)量和精度。插銑式加工方式引用了類似于鉆孔的刀具軌跡,在加工中心的Z方向上將型腔深處的材料切削掉。在實(shí)際加工大型注塑模具或沖壓模具的過程中,插銑式銑削被證明是一種行之有效的方法。

(3)導(dǎo)動式加工(如圖3):曲面加工中普遍采用絎切方式,這種方式產(chǎn)生的代碼非常大,而且增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間和困難,加工精度和表面質(zhì)量也很難滿足要求,對高速加工更會產(chǎn)生不良效果。針對導(dǎo)動產(chǎn)生的曲面和實(shí)體特征,只需要導(dǎo)動線和截面線就可以產(chǎn)生類似等參線絎切的軌跡,生成的NC后置程序小,加工時間比傳統(tǒng)方法大幅縮短,加工精度和表面質(zhì)量也有所提高,同時更適合于高速銑削。

2 基于CAXA制造工程師的后置處理技術(shù)

(1)后置處理:后置處理是數(shù)控編程技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過后置處理器讀取由CAM系統(tǒng)生成的刀具路徑文件,從中提取相關(guān)的加工信息,并根據(jù)指定數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及NC程序格式要求進(jìn)行分析、判斷和處理,最終生成數(shù)控機(jī)床所能直接識別的NC程序。我國自主開發(fā)的商品化的CAD/ CAM 系統(tǒng)中,CAXA制造工程師是目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng),其后置處理功能模塊解決了常見數(shù)控機(jī)床的后置處理。CAXA的后置處理模塊包括后置設(shè)置、生成G代碼和校核G代碼功能。后置設(shè)置功能包括兩方面的功能:增加機(jī)床和后置處理設(shè)置。機(jī)床配置主要設(shè)置機(jī)床控制參數(shù)和程序格式參數(shù)。

(2) 后置處理設(shè)置:后置設(shè)置就是針對特定的機(jī)床,結(jié)合已經(jīng)設(shè)置好的機(jī)床配置,對后置輸出的數(shù)控程序的格式,如程序段行號,程序大小,數(shù)據(jù)格式,編程方式,圓弧控制方式等進(jìn)行設(shè)置。后置參數(shù)設(shè)置包括程序段行號,程序大小,數(shù)據(jù)格式,編程方式,圓弧控制方式等。

綜上我們看到了CAXA制造工程師的后置處理的優(yōu)越性,它是目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng),其后置處理功能模塊解決了常見數(shù)控機(jī)床的后置處理,但是它也具有局限性,適用于多數(shù)的銑削加工,在解決Sodick 類型機(jī)床的數(shù)控代碼時,如果零件中涉及到孔的加工,將不能生成相應(yīng)的程序代碼。CAXA制造工程師是我們國家CAD/CAM軟件的代表,它的用途更加適合中國的國情,它的能力將會隨著我們國家制造業(yè)發(fā)展的不斷壯大而日趨完善。

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