關于CAXA制造工程師的加工與后置處理技術的研究

苑恒軼 崔 巍 宋立明

[摘 要]數控加工仿真系統軟件是一個應用虛擬加工技術于數控加工操作技能實訓的仿真軟件,具備對機床操作全過程和加工運行的仿真功能。可以進行數控編程、加工操作、后置處理以及自動生成工藝圖表等功能。CAXA制造工程師在此項技術中的發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控虛擬加工與后置處理技術的特點。

[關鍵詞]CAXA 高速加工 后置處理

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

隨著我國制造業迅速的發展,和制造加工相關的制造類軟件也相繼蓬勃發展起來。起初源自美國的虛擬技術是一種很高超的加工技術。它不但可以提升傳統產業層次,還可以降低成本,避免新產品開發的風險。數控加工仿真系統軟件是一個應用虛擬加工技術于數控加工操作技能實訓的仿真軟件,具備對機床操作全過程和加工運行的仿真功能。可以進行數控編程、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,在此項技術中的發展較為迅速。最為典型的就是我國自主研發的CAXA軟件。下面我們主要以CAXA制造工程師為例來說明數控虛擬加工與后置處理技術的特點。

1 基于CAXA制造工程師的高速加工技術

CAXA制造工程師是具有卓越工藝性的數控編程軟件。提供七種粗加工方式:平面區域粗加工、區域粗加工、等高粗加工、掃描線、擺線、插銑、導動線加工。提供14種精加工方式:平面輪廓、輪廓導動、曲面輪廓、曲面區域、曲面參數線、輪廓線、投影線、等高線、導動、掃描線、限制線、淺平面、三維偏置、深腔側壁多種精加工功能。提供3種補加工:等高線補加工、筆式清根、區域補加工等多種補加工功能。是數控加工編程精品,它為數控加工行業提供了從造型、設計到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗等一體化的解決方案。繼CNC技術之后,高速銑削給機械制造業帶來又一次革命性變化。其巨大吸引力在于實現高速加工的同時,把原來普通數控難以達到的對加工精度、表面質量、以及刀具磨損和生產時間等更高的要求變成了現實。高速銑削的實現不僅要求有好的機床和刀具等硬件條件,還必須有優秀的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的尤為突出。由于高速銑削在加工過程中刀具運動速度很快,要求CAM輸出光滑、平順、穩定的刀位軌跡,避免切削角度和速度的突然變化,以達到高質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退刀方式:提供輪廓的切向、圓弧進退刀;曲面的切向進退刀;Z向的螺旋式進刀。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曲率的曲線作單向運動,使得刀具運動總能保持一致的進給率,從而加工過程中刀具所受負荷保持一定。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生變形,影響了加工效果、質量和精度。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,這種方式產生的代碼非常大,而且增加了數據傳輸的時間和困難,加工精度和表面質量也很難滿足要求,對高速加工更會產生不良效果。針對導動產生的曲面和實體特征,只需要導動線和截面線就可以產生類似等參線絎切的軌跡,生成的NC后置程序小,加工時間比傳統方法大幅縮短,加工精度和表面質量也有所提高,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

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

(2) 后置處理設置:后置設置就是針對特定的機床,結合已經設置好的機床配置,對后置輸出的數控程序的格式,如程序段行號,程序大小,數據格式,編程方式,圓弧控制方式等進行設置。后置參數設置包括程序段行號,程序大小,數據格式,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越性,它是目前應用最廣泛的系統,其后置處理功能模塊解決了常見數控機床的后置處理,但是它也具有局限性,適用于多數的銑削加工,在解決Sodick 類型機床的數控代碼時,如果零件中涉及到孔的加工,將不能生成相應的程序代碼。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發展的不斷壯大而日趨完善。

[參考文獻]

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[2] 揚偉群主編.數控工藝培訓教程.北京:清華大學出版社,2002.

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[4] 張遠輝主編.數控加工工藝與編程.北京:清華大學出版社,2009-07.