CAD/CAM技術在數控加工中的應用探討

蔣建衛

常州信息職業技術學院

CAD/CAM技術在數控加工中的應用探討

蔣建衛

常州信息職業技術學院

在科學技術不斷發展的今天，CAD/CAM技術在數控加工中的作用更加明顯。本文主要對CAD/CAM技術對數控加工的插補功能、刀具補償功能以及循環功效等的影響進行分析，并且對CAD/CAM技術在數控加工中的應用程序進行了分析研究。

CAD/CAM技術；數控加工；應用

前言

數控加工是現代制造技術的典型代表，在制造業的各個領域，如航空航天、汽車摩托車、模具、精密機械、家用電器等有著日益廣泛的應用，已成為這些行業中不可缺少的加工手段。由于數控加工技術操作比較復雜、編制程序較多，在制造精密度較高的機械零件時，不但質量很難保證，并且生產效率較低。因此，將數控加工技術和CAD/CAM技術結合一體，不僅可以提高生產的效率，而且零件的精密度也提高了。下面對CAD/CAM技術在數控加工中的應用進行分析。

1.CAD/CAM技術和數控加工技術

1.1數控加工技術

所謂的數控加工技術就是把機械加工技術、計算機技術、電子技術、自動控制技術以及檢測技術有機的融合在一起，發現的一種新型的機械制造技術，并且發展速度很快，給機械制造業的發展做出了很大貢獻。以數控技術為中心的數控機床、機械數控制造技術代表了自動化一體化的前沿技術。

現在的數控技術，采用交流數字伺服系統。機械設備電機位置、速度以及電流都實現了數字控制，伺服系統采取先進的控制理論，數控機床系統的主要作用就是控制機械機床制造出精密度高、合格率高機械零件，數控機床系統是由硬件系統和軟件系統組成。數控機床系統具有以下功能：刀具補償功能、輔助編制功能、編輯程序功能、圖顯功能以及故障診斷功能等，提升了機械加工的效率，縮短了加工的時間。

1.2 CAD/CAM技術

CAD/CAM一體化系統由CAD制圖系統編制機械零件的模型和加工的信息，然后自動選擇合適的加工方法和加工工藝，選擇合適的刀具和刀具軌跡，然后經過轉化系統轉化為機床識別的代碼，并且進行仿真加工，最后完成機械產品的真實加工。CAD/CAM一體化系統具有以下優點，避免了零件加工過程中二次輸入零件數據信息的過程，提升了零件的唯一性和準確性；縮短了機械零件的生產周期，提升產品的質量。CAD/CAM一體化系統機械制造業制造技術的研發，是實現機械制造系統和計算機信息技術有機結合的前提。

2.CAD/CAM對機床數控加工系統的影響

2.1對零件制造輪廓插補功能的影響

輪廓插補功能是制造零件過程中對零件的機床輪廓進行加工的主要過程。機械制造過程中常用的輪廓插補功能有：直線插補功能、弧線插補功能以及拋物線插補功能等。每個功能都有自己的控制模板，因此，數字機床的軟件控制系統較為復雜。在加工零件過程中任何物件的輪廓都可以用細小的直線進行代替，所以數控體統只需要安裝直線輪廓補刀系統就能夠完成機械零件的加工。CAD/CAM一體化系統可以逼近零件每個細小的輪廓，編制含有數字代碼的加工程序。

2.2 CAD/CAM一體化系統對刀具補償功能的影響

刀具補償功能是機床數控系統中比較重要的功能之一。在進行手工編制刀具補償功能時，設立左右刀具半徑補償，使用G40代表撤銷刀具半徑補償，用G43、G44設立零件長度正負補償，G49代表撤銷長度補償功能。加工零件過程中，是把補償功能轉化為數字代碼，當輸入相應代碼時機床數控系統就會自動完成刀具補償操作。CAD/CAM一體化系統不需要編制相應的代碼就可以實現刀具補償功能。

2.3 CAD/CAM一體化系統對其他數控加工技術的影響

機床數控加工系統中有很多固定的循環功能，其中主要包括簡單的循環功能、多重固定循環功能、鏜孔循環功能以及鉆孔循環功能等。鏡像循環功能是零件制造過程中經常會用到的，對稱零件的加工和零件中相同的幾個形狀都可以采用鏡像循環功能來完成。CAD/CAM一體化系統可以根據零件的模型自動調節相關的系統，實現對零件的加工。

CAD/CAM一體化系統對于機床數控系統還有以下兩個方面的影響，（1）CAD/CAM一體化系統可以把機床數控中多個系統功能有機的結合在一起，使用起來更方便，符合時代的發展步伐。（2）CAD/CAM一體化系統減少了機床數控程序代碼，生產效率更高、精密度更高，因此，可以加快機床數控信息技術的發展。

3.CAD/CAM一體化系統數控加工的程序

CAD/CAM一體化系統是把CAD制圖技術和CAM制造技術有機的融合在一起，CAM系統在加工零件時從CAD系統中提取圖樣，經過系統的處理后，就可以生成相應的程序代碼，傳入到機床數控系統中用來進行零件的制造。

3.1 CAD幾何建模程序

CAD幾何建模程序可以根據相應的零件數據信息，建立仿真的立體模具，按照1：1的比例將信息保存起來，然后提供給床數控系統用于零件的加工參照物。

3.2數控生產工藝程序

根據CAD幾何建模程序提供的信息數據，由數控生產工藝程序完成零件加工的工藝選擇，包括加工方法的選擇、刀具的選擇以及機床的選擇等，CAM系統會根據相關的信息選擇合適的刀具，進行零件加工。

3.3數控加工仿真程序

數控加工仿真程序根據上述提供的數據生成相應的數控代碼，對于零件建立三維立體模型，并且根據數控加工程序的經驗數據，預測加工過程的誤差，然后確定是否滿足零件的加工要求。如果預測到的結果不符合加工要求，數控加工仿真程序就會進行自動調整、預測，直到符合零件的加工要求為止。

結束語

CAD/CAM一體化系統和機床數控加工系統的有機結合，實現了機械制造業的計算機信息化技術，提高了生產的效率、零件的精密度以及零件的質量，并且解決了數控編程的難題，是機械制造業一次質的飛躍。

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