基于CAXA數(shù)控車、編程助手和斐克仿真軟件配合的數(shù)控車削加工技術(shù)

摘 要：近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展數(shù)控機(jī)床對(duì)于復(fù)雜零件的加工能力越來(lái)越強(qiáng)。面對(duì)復(fù)雜零件和粗加工中需要大量開(kāi)粗的零件，為了提高編程效率和工藝，計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程和加工仿真已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展和應(yīng)用的重要組成部分。市場(chǎng)上高端軟件雖然功能全面，但軟件成本相對(duì)較高，出于節(jié)省成本兼顧精度和編程檢測(cè)方面的考慮，完全可以配合使用幾個(gè)國(guó)產(chǎn)軟件的相應(yīng)模塊。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)編程；CAXA；編程助手；斐克仿真

中圖分類號(hào)：TP314 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著數(shù)控機(jī)床功能的增加及加工復(fù)雜工件能力的提高，在零件編程時(shí)，對(duì)簡(jiǎn)單零件采用手工編程的方法很適合，但對(duì)于大量開(kāi)粗和復(fù)雜零件加工時(shí)往往數(shù)值計(jì)算量較大、編程時(shí)間長(zhǎng)、精度差且不易檢查和編輯。故計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程和加工仿真便成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展和應(yīng)用的重要組成部分。市場(chǎng)上常見(jiàn)的制造類軟件很多，如UG、CATIA、Pro/E等。這些軟件雖然功能強(qiáng)大，但成本相對(duì)較高，并不適合中小企業(yè)生產(chǎn)和高校教學(xué)使用。其實(shí)在一般的生產(chǎn)和學(xué)習(xí)中我們也僅是使用這些軟件的幾個(gè)模塊，這樣我們完全可以找來(lái)幾個(gè)單一功能的國(guó)產(chǎn)軟件配合使用。由于很多軟件主要是針對(duì)加工中心設(shè)計(jì)的，像車削這樣二維圖形的加工在坐標(biāo)的建立和仿真模擬中的顯示并不清楚。這里就基于CAXA數(shù)控車XP、編程助手和斐克仿真軟件配合使用并以車削加工為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖1所示的工件。這里為了論述方便將零件進(jìn)行了理想化，工件尺寸完全沒(méi)有標(biāo)注公差。正常情況下是沒(méi)有這種可能的，這里請(qǐng)大家注意一下。

1 加工思路分析

根據(jù)圖紙和工藝要求首先使用CAXA數(shù)控車軟件進(jìn)行二維建模，建立刀具、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床信息。生成走刀路線和程序編碼。再通過(guò)CAXA編程助手對(duì)生成代碼進(jìn)行檢驗(yàn)和修改。最后再將代碼文件輸入斐克仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

2 加工工藝過(guò)程分析

該零件比較理想，沒(méi)有尺寸精度、表面粗糙度及熱處理要求，切削加工性能較好。兩端都要車削出來(lái)，故要掉頭裝夾。左端有薄壁，第一次裝夾，應(yīng)該用三抓自動(dòng)定心卡盤先夾住左端，加工右端。由于左右兩端的加工原理是一樣的，所以這里我僅以加工左端為例。

圖1 零件圖

圖2 零件的加工輪廓與毛坯輪廓

圖3 外圓粗加工軌跡

3 使用CAXA數(shù)控車軟件進(jìn)行加工處理

使用CAXA數(shù)控車軟件繪制出零件的加工輪廓和毛坯輪廓，如圖2所示。在建模過(guò)程中要注意：第一，建模前根據(jù)工藝確定建模原點(diǎn)且坐標(biāo)系與所用機(jī)床的坐標(biāo)系一致。第二，建模只需要繪制要加工部分的外輪廓和毛坯輪廓，其余的特征線條不必畫(huà)出。

通過(guò)工藝分析我們確定出加工時(shí)要使用的車刀，根據(jù)加工刀具的實(shí)際參數(shù)，在CAXA數(shù)控車軟件的刀具管理系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置。CAXA數(shù)控車提供了輪廓車刀、切槽車刀、鉆孔車刀、螺紋車刀四種刀具類型，在不同的選項(xiàng)卡中設(shè)定不同的刀具參數(shù)，點(diǎn)擊增加刀具創(chuàng)建出所有要用的車刀。

刀具設(shè)置好之后就可以根據(jù)建模圖形來(lái)生成零件外圓的加工軌跡。由于開(kāi)粗在手工編程中計(jì)算量大，所以這里我僅以開(kāi)粗為例生成粗加工刀具軌跡。選擇輪廓粗車功能。分別設(shè)定加工參數(shù)、進(jìn)退刀方式、切削用量和輪廓車刀。這些參數(shù)根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際數(shù)據(jù)填寫(xiě)即可。設(shè)置好后根據(jù)狀態(tài)欄的提示依次拾取被加工工件表面輪廓和毛坯輪廓，拾取好后再輸入起刀點(diǎn)，此時(shí)軟件將自動(dòng)生成粗加工軌跡，如圖3所示。從圖中的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡可以看出如果單純的用手工編程工作量很大，而實(shí)際生產(chǎn)中我們?yōu)榱颂岣呱a(chǎn)效率并不建議使用復(fù)合循環(huán)來(lái)進(jìn)行編程，這就看出自動(dòng)編程在當(dāng)今數(shù)控加工中的重要性。根據(jù)開(kāi)粗過(guò)程同理可以生成外圓輪廓精加工的軌跡。這里注意無(wú)論是粗車軌跡還是精車軌跡的生成，在拾取輪廓時(shí)最好選擇單個(gè)拾取，這樣可以避免連續(xù)選擇后出現(xiàn)多選的麻煩。輪廓線在選中后會(huì)變成虛線，如果沒(méi)有變成虛線需要重新拾取。此外軟件還提供了螺紋和退刀槽等特征的加工，使用方法和開(kāi)粗類似，方便在實(shí)際加工中使用。

生成了刀位軌跡后就要進(jìn)行機(jī)床設(shè)置和后置處理。由于軟件默認(rèn)的數(shù)控系統(tǒng)可能和實(shí)際加工的機(jī)床有差異，而這兩者必須統(tǒng)一才能正確完成加工，所以要在軟件中定義機(jī)床，使其與實(shí)際加工的機(jī)床系統(tǒng)相一致。最后拾取外圓粗加工軌跡，確定后系統(tǒng)自動(dòng)生成了零件數(shù)控加工代碼cut文件。其實(shí)CAXA數(shù)控車軟件自身帶有簡(jiǎn)單的二維仿真功能可以驗(yàn)證數(shù)控代碼和圖形形狀的正確性，但是看不出三維實(shí)體不易進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)干涉觀察分析，故需要獨(dú)立的仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

4 程序編輯

其實(shí)最終生成的代碼還不能直接拿來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，因?yàn)槌绦虻母袷胶鸵恍┲噶畈⒉荒芡ㄟ^(guò)軟件自身簡(jiǎn)單的后置設(shè)置就實(shí)現(xiàn)與實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)床系統(tǒng)完全匹配，還需要進(jìn)行細(xì)致的編輯，但是在cut格式和txt格式下編輯程序非常麻煩。這里我們就可以借用CAXA編程助手來(lái)對(duì)生成的代碼文件進(jìn)行編輯。

CAXA編程助手是CAXA制造工程師中的一個(gè)輔助編程模塊，主要針對(duì)加工中心的程序編輯和檢測(cè)，但其使用方法和我們平時(shí)辦公中使用的word文字編輯一樣，我們完全可以使用這個(gè)軟件來(lái)編輯我們的車削程序，通過(guò)導(dǎo)入cut文件后對(duì)其進(jìn)行插入、刪除、替換等一系列操作來(lái)完成數(shù)控代碼的后期編輯工作。

5 數(shù)控仿真實(shí)驗(yàn)

程序經(jīng)過(guò)最終編輯處理后就可以導(dǎo)入到斐克數(shù)控仿真軟件中進(jìn)行模擬加工，在仿真加工中觀察加工過(guò)程，檢查模擬加工數(shù)據(jù)和干涉情況，以這些數(shù)據(jù)來(lái)分析實(shí)際加工情況。仿真軟件的界面與實(shí)際的機(jī)床面板一樣，我們只需要像操作機(jī)床一樣使用軟件就可以得到仿真效果輔助加工檢驗(yàn)。在確認(rèn)程序符合加工要求后就可以直接保存程序代碼或直接聯(lián)機(jī)傳輸給機(jī)床待加工使用。

通過(guò)這樣幾個(gè)簡(jiǎn)單軟件的配合使用大大提高了編程的效率和準(zhǔn)確性，對(duì)于小成本的生產(chǎn)企業(yè)和文化水平一般的編程人員來(lái)說(shuō)是非常方便簡(jiǎn)單的，不必像從前一樣追求使用復(fù)雜的高端軟件，化簡(jiǎn)了工作過(guò)程，卻也收到了很好的效果。其實(shí)只要認(rèn)真發(fā)掘很多小的模塊組合起來(lái)都會(huì)成為生產(chǎn)加工中的強(qiáng)有力助手。

參考文獻(xiàn)

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