基于CAXA數控車的斜橢圓零件自動編程加工

陳小芳

摘 要：? 含有非圓曲線的軸類零件的數控編程是一個難點，用宏程序手工編程結構復雜，計算量大。以一個含有斜橢圓的零件為例，用CAXA數控車軟件詳細介紹了自動編程的全過程，即零件輪廓及筆坯建模、加工軌跡創建、刀具加工軌跡仿真及程序代碼生成，闡述了CAXA數控車自動編程的優點，降低了編程的難度，縮減了編程的時間，提高了工作效率。

關鍵詞：? CAXA ;數控車;自動編程;斜橢圓

中圖分類號：? TG519.1??????? ??文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.011

數控車主要用于軸類零件的加工。對于由直線和圓弧構成的簡單軸類零件加工很多人會選擇手工編程，手工編出來的加工程序高效簡潔。對于含有橢圓、拋物線、雙曲線等非圓曲線的軸類零件大部分人會選擇自動編程，只有少數對宏程序編程掌握比較好的人會選擇用宏程序手工編程。如果將上述非圓曲線旋轉一個角度，那么含有這類曲線的工件用宏程序手工編程將變得很復雜，而這種情況選擇自動編程將會簡單很多。本文以一個含有斜橢圓曲線的工件為例介紹用CAXA數控車自動編程與加工。

CAXA數控車是我國自主研發的一款CAD/CAM軟件，具有二維建模、刀路軌跡生成、模擬切削加工和后置處理模塊等功能，生成的G代碼適用于國內各種數控加工系統[1]。

1 零件工藝分析

1.1 零件圖分析

如圖1所示，零件輪廓由兩條斜橢圓弧曲線和直線段構成，若采用宏程序手工編程不但編程復雜而且節點的計算較為困難，因此本例用CAXA數控車自動編程。

1.2 確定毛坯和裝夾方式

根據圖1所標注的尺寸，選擇毛坯料為? ? 60 mm×110 mm的棒料，材料為45#鋼。使用三爪卡盤夾緊工件并保證伸出長度略大于90 mm。零件為單件加工，設定工件右端面中心為工件坐標系的原點。

1.3 刀具選擇及切削用量

零件輪廓的加工根據先粗車后精車的原則，選擇加工刀具及切削用量如下表所示，粗車、精車刀片圓角半徑為0.4 mm。

2 基于CAXA數控車的自動編程

2.1 零件輪廓及毛坯建模

零件輪廓繪制難點在于兩段斜橢圓弧曲線，兩段橢圓的標準方程分別為 x2/52+z2/302=1， x2/142+z2/282=1，將其轉化為參數方程為x（t）=30cos（t）;y（t）=5sin（t）和x（t）=28cos（t）;y（t）=14sin（t）。將這兩組參數方程輸入到公式曲線中去，單位選擇角度，起始值0，終止值360，點擊確定后就可得到兩個橢圓，然后通過旋轉、平移添加到零件圖中去，最后通過裁剪多余的線段得到零件輪廓。零件輪廓除了可以在CAXA數控車軟件中直接繪制還可在其他CAD軟件繪制，用其他軟件繪好圖后保存為dwg、dxf、igs格式文件，再用CAXA數控車軟件導入即可。不管是直接繪制還是用其他軟件繪制均不用繪出完整的零件圖，只需繪零件輪廓和毛坯輪廓。本例中零件輪廓及毛坯建模后如圖2所示。

2.2 加工軌跡創建

2.2.1 輪廓粗加工

點擊工具欄上的【輪廓粗車】圖標，根據實際加工要求填寫各項加工參數、進退刀方式、切削用量、刀具參數等。特別是加工方式選擇行切方式，編程時考慮半徑補償，刀尖圓角半徑R為0.4 mm。各項參數設置完之后根據系統提示分別選擇被加工輪廓和毛坯輪廓，選擇拾取方式有鏈拾取、單個拾取、限制鏈拾取，最后選擇合適的進退刀點，系統則會自動生成輪廓粗車的刀具軌跡，如圖3所示。

2.2.2 輪廓精加工

將輪廓粗加工軌跡、毛坯輪廓刪除，點擊工具欄上的【輪廓精車】圖標，按照粗加工類似的方式設置參數，拾取被加工輪廓，生成輪廓精加工軌跡，如圖4所示，特別要注意精加工時軸向、徑向余量都為0，精加工時只需選擇被加工輪廓，而不用選毛坯輪廓。

2.3 刀具加工軌跡仿真及程序代碼生成

在“數控車”子菜單中選取“軌跡仿真”， 按鼠標左鍵拾取要仿真的粗加工或者精加工軌跡，按鼠標右鍵結束拾取，系統彈出仿真控制條，按開始鍵開始仿真。仿真可選擇靜態仿真、動態仿真或二維仿真[2]。

在生成程序代碼前需要根據實際所用的數控機床和數控系統進行后置設置和機床設置。設置好這些參數后在“數控車”子菜單中選取“生成代碼”，則彈出生成后置代碼對話框，用戶按要求填寫確定后拾取加工軌跡，則系統自動生成加工程序。

3 結語

斜橢圓零件用宏程序編程結構復雜，計算量大，用CAXA數控車軟件自動編程很好地解決了斜橢圓零件手工編程困難的問題，大大降低了編程的難度，縮減了編程的時間，提高了工作效率。在數控車中所有的非圓曲線都可用類似的方法編程，用公式曲線、旋轉、平移等方式得到非圓曲線，其他過程跟本例類似。如圖5所示是根據以上方法加工出來的實物，加工零件表面質量、光潔度較好。

參考文獻：

[1] ??顧麗敏，黃時煒.基于CAXA數控車的特殊弧形零件的自動編程[J].機床與液壓，2011（6）.

[2] ??陳銀，黃俞淇.基于CAXA數控車雙曲線軸類零件的自動編程加工[J].海峽科技與產業，2016（11）.