基于數控仿真軟件探討數控車零件機械加工的設計

◎沈琦萍

基于數控仿真軟件探討數控車零件機械加工的設計

◎沈琦萍

數控加工仿真軟件技術目前在航天航空、機械制造領域中應用相當廣泛，它主要利用PC平臺模擬數控機床加工機械零件，具有較高模擬性，可以針對復雜的長軸數控車零件設計及工藝文件生成，實現對刀具及加工實體路徑的有效模擬，也能實現產品設計與人機交互的一體化進程，提高加工效率。文中基于北京數碼大方科技的CAXA數控車軟件，配合VNUC數控仿真軟件，簡要探討了機械設計圖紙的生成過程以及數控車生成加工軌跡技術流程。

現如今，像以CAM、CAD、CAPP為技術核心基礎的PLM平臺能夠在一定程度上達到對不同系統的校驗過程，實現零件機械加工的誤差精確無紙化過程，也能對整個加工流程進行動畫模擬，可有效針對于各類機械產品設計出圖和工業確定過程。但實際上在數控程序生成過程中，任何數控仿真軟件都無法替代實際加工的校驗性作用，因此本文提出基于數控仿真軟件的數控車技術，它能夠彌補上述內容中所存在的技術缺憾。

數控仿真機床與CAXA數控車

數控仿真機床。數控仿真機床基于虛擬數控機床技術，可以實現在虛擬環境中對數控機床具體模型的創建。相比于真實機床，數控仿真機床在功能表現方面完全相同，這也體現在結構上，這種模擬可以實現對原數控機床的完全代替，且不用擔心結構與信息功能失真問題，為技術人員學習數控機床生產技術帶來利好。另外，數控仿真機床還擁有網絡功能，能夠對應目前比較流行的遠程教育體系，它的數據接口標準，圖形結構健全，用戶在學習時還可以觀察其各項運行參數，實現與CAD、CAM、CAPP等軟件的技術對接，這也體現出數控仿真軟件的獨立性。

CAXA數控車。CAXA數控車是北京數碼大方科技所創建的基于二維、三維CAD及CAM的綜合性PLM技術平臺。它所提供的服務能夠解決目前最復雜的數控車問題，比如對刀具干涉的檢查、對不同材料的加工參數比較確定與文件生成。它完全可以代替傳統宏工程來解決數控車零件機械加工問題，而且它的性價比更高，對我國國產數控系統的編程技術應對能力更好，且能夠設計出符合國際GB標準的CAD、CAM二維圖，解決傳統零件機械加工所存在的宏程序編程空刀行程過程及效率過低等問題。新的CAXA數控車技術所采用的是VNUC數控仿真軟件，它能夠對數控車零件機械加工進行更深一步工藝程序驗證，解決數控車零件在設計與加工進程中的全仿真處理問題。

基于CAXA數控車設計的零件機械加工工藝出圖分析

基于CAXA數控車設計的零件機械加工工藝出圖主要包括機械設計圖紙生成和左右內外加工工藝出圖。

機械設計圖紙的生成過程。由于CAXA數控車圖紙生成分析能力較強，所以可以為零件機械加工快速生成二維設計圖紙。在這里，CAXA數控車要應用到公式曲線指令來制圖，它基于二軸參數方程設計，可以為各項加工軌跡生成對應零件程序，以便于之后用于圖層設置。在機械零件與毛坯設計部分，主要依靠鏡像層和軌跡層來實現加工軌跡設計，然后利用文件實現零件標注以完成修改。在加工過程中，CAXA坐標系中心點的確定是以圖幅調進作為基礎的，而數控編程原點則作為加工繪圖原點出現，這些確保了設計圖紙中每一個零件都能基于原點尺寸實現縮放，便于設計后注釋。

左右內外加工工藝出圖生成過程。客觀講，零件機械加工工藝圖紙數量沒有具體規制，它主要通過實際要求來對工藝文件進行精確化，進而生成各個環節的單步圖紙。由此所生成的工藝軌跡圖由于加工軌跡復雜很容易出現混淆現象，因此要專門為其設計對應軌跡土層，以規范化左右內外加工工藝出圖生成過程。在具體工藝操作過程中，要為切削的毛坯部分與保留成型部分共同設置對應土層，采用不同顏色與線性以實現加工抬取目的。考慮到CAXA在圖層設計過程中會出現隱藏圖層不識別加工問題，因此在工藝圖紙繪制時應該考慮增加大徑螺紋繪制，并且在加工過程中輸入對應螺紋牙深。

CAXA數控車的生成加工軌跡分析

加工軌跡生成分析。一般來說，CAXA數控車都會提供6個車加工工具欄和6個二軸銑加工指令命令，它們同時為零件機械加工過程設置固定循環命令，以生成易于用戶理解的數控仿真軟件程序。傳統零件機械中的鉆孔加工常常要用刀架固定鉆頭，這使得鉆孔軌跡程序生成基本無效。而采用VNUC仿真技術就能校正這一加工模式，為CAXA數控車設置內部溝槽及內螺紋加工指令，然后再根據CAXA坐標軸中的X軸鏡像來生成數控車所對應的零件機械加工程序。在此過程中，CAXA仿真軟件是不會涉及對內部干涉撞刀問題的檢查的。在CAXA數控修改軌跡參數過程中，可以利用“參數修改”指令，也可以基于CAXA數控仿真軟件來新增刀具軌跡管理命令。

數控代碼工藝文件的生成分析。在加工軌跡生成完畢后，就要對其程序與工藝文件進行嚴格管理，要明確包括切輪廓、螺紋、槽等加工程序的軌跡生成順序。此時生成順序的管理參考主要依據抬取軌跡順序，要明確不同零件機械加工過程中對CAXA數控仿真軟件的應用，有針對性的提出工藝文件生成指令，并采用不同軌跡來生成TXT或相關近似工藝文件。

本文簡單研究了基于數控仿真軟件的CAXA數控車零件機械加工設計過程，它配合VNUC數控仿真軟件實現了對不同工藝材料機械產品圖紙的繪制生成，為工藝出圖生成相關數控程序，并對數控車零件機械加工過程進行仿真加工校對，整體提升了目前國內數控零件機械加工的工藝質量水平。

（作者單位：南通職業大學）

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