李亞平　張永　李揚(yáng)

摘要：本文運(yùn)用CAXA制造工程師軟件實(shí)現(xiàn)典型型腔類零件-轉(zhuǎn)接盤的三維建模造型，使用軟件的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，進(jìn)行加工方法的選擇、工藝參數(shù)的設(shè)置，自動生成零件的數(shù)控加工程序和相關(guān)加工工藝資料文件等，利用仿真模塊進(jìn)行零件刀具路徑規(guī)劃仿真，驗(yàn)證加工代碼的正確性。該結(jié)果對相關(guān)零件的CAM造型設(shè)計(jì)、加工仿真和數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃具有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助造型 仿真 CAXA制造工程師

中圖分類號：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）10-0000-00

1 引言

CAXA制造工程師是由北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的面向數(shù)控銑床和加工中心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（CAD/CAM）軟件。CAXA制造工程師軟件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊可以進(jìn)行零件建模（線框建模、實(shí)體建模、曲面建模），實(shí)體造型可進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、放樣、倒角、圓角、打孔、筋板、拔模、分模等特征造型，可以將二維的草圖輪廓快速生成三維實(shí)體模型。曲面造型包括直紋面、旋轉(zhuǎn)面、掃描面、導(dǎo)動面、放樣面和網(wǎng)格面等，軟件還可以進(jìn)行實(shí)體與復(fù)雜曲面混合的造型。

計(jì)算機(jī)輔助加工：面向加工中心二至五軸，生成刀具軌跡、仿真加工、生成加工程序、生成工藝單。數(shù)控加工方法可根據(jù)加工實(shí)際，靈活選用。加工方法有多種粗、半精、精、補(bǔ)加工方式。例如：平面區(qū)域粗加工（2D）、區(qū)域粗加工、等高粗加工、掃描線粗加工。 平面輪廓精加工、輪廓導(dǎo)動精加工、輪廓線精加工、等高線精加工、掃描線精加工。 等高線補(bǔ)加工、筆式清根加工和區(qū)域補(bǔ)加工等。

系統(tǒng)提供軌跡仿真手段以檢驗(yàn)數(shù)控代碼的正確性。 可以進(jìn)行編輯修改達(dá)到刀具路徑規(guī)劃的目標(biāo)。系統(tǒng)提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶自定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式，直接輸出G代碼指令。 本文利用CAXA 2011制造工程師對典型零件轉(zhuǎn)接盤進(jìn)行了三維建模，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助加工和虛擬仿真，并自動生成數(shù)控加工G代碼和相應(yīng)工藝文件。

2 轉(zhuǎn)接盤零件實(shí)體造型與CAM加工

CAXA制造工程師具有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能，軟件能完成復(fù)雜的實(shí)體造型設(shè)計(jì)包括線框造型、實(shí)體造型、曲面造型和曲面實(shí)體混合造型等，可方便的建立各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體模型，并運(yùn)用CAM功能模塊設(shè)置工藝參數(shù)，自動生成用于加工的數(shù)控代碼等。①②③④

2.1 轉(zhuǎn)接盤實(shí)體造型

（1）建立底座實(shí)體。進(jìn)入草圖模式，利用拉伸增料/固定深度建立底座實(shí)體。如圖1 所示。

（2）應(yīng)用打孔命令或拉伸除料/貫穿，生成孔特性。如圖2所示。

（3）利用拉伸除料、貫穿、倒角等命令生成轉(zhuǎn)接盤的實(shí)體特征造型，如圖3所示。

2.2 轉(zhuǎn)接盤CAM加工

啟動CAM加工模塊（如圖4所示），選擇合理加工方法，設(shè)置相關(guān)加工參數(shù)，進(jìn)行CAM仿真加工。

根據(jù)加工實(shí)際，轉(zhuǎn)接盤零件的加工過程中選用區(qū)域粗加工、輪廓線精加工、啄式鉆孔、區(qū)域式粗加工、等高線精加工和倒角等加工方法和操作命令，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接盤零件的CAM加工，如圖5所示。

選擇加工仿真命令，如圖6所示：在仿真加工中可以檢查刀具規(guī)劃路徑是否合理，是否參數(shù)加工干涉現(xiàn)象，加工下刀方式是否合理等加工信息。如不合理可以及時(shí)修改和重新規(guī)劃。

2.3 轉(zhuǎn)接盤零件加工工藝分析

刀具類型：立銑刀 10 ，立銑刀 6 ，中心鉆 2，鉆頭 10。毛坯90×90×25。

（1）虎鉗裝夾90×90外形，裝夾深度5mm，找正外形中心，頂面對刀設(shè)Z值為正1mm（注：對Z值時(shí)深度不可太深，由于毛坯厚度為25mm，裝夾5mm+找正值1mm+銑削深度17mm=23mm，虎鉗鉗口只有2mm的安全距離）。（2）調(diào)用程序加工零件外形與型腔。（3）翻面選擇合適的墊鐵加工，虎鉗鉗口上面與墊鐵頂面的高度不得大于14mm，對Z值，銑一刀上面見光即可，測量一下毛坯厚度，用測量值減15mm，得出毛坯余量厚度。Z值直接輸入余量厚度（余量值為正值），調(diào)用程序加工即可。

3 結(jié)語

轉(zhuǎn)接盤零件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造數(shù)控加工的探討，充分運(yùn)用CAXA軟件的CAM功能，并運(yùn)用軟件進(jìn)行虛擬數(shù)控加工，驗(yàn)證加工代碼的正確性。進(jìn)行了刀具路徑的規(guī)劃和優(yōu)化，闡述了實(shí)際加工過程的工藝分析，軟件的使用對數(shù)控零件的加工具有很好的效果。

參考文獻(xiàn)

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[4] 吳為.CAXA軟件應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

收稿日期：2015-09-23

作者簡介：李亞平（1970—），男，山西太原人，研究生，副教授，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及數(shù)控加工。E-mail：liyp@bitc.edu.cn。