基于CAXA的金屬零件編程方法研究

程 輝

（甘肅有色冶金職業技術學院，甘肅 金昌 737100）

數控車床是金屬零件的主要加工方式，對于一些簡單的金屬零件，通常會采用手工編程的方法。但實際的操作中，加工的零件通常是結構較為復雜的金屬零件，因此仍然沿用傳統的方法完成編程，會產生較大的計算量，易形成一定的誤差[1]。基于CAXA的數據車是通過自主研發獲得的一款將CAD軟件與CAM軟件融為一體的數控車床編程模式[2]。通過CAXA的技術支持，可以有效的解決數控加工中對結構復雜的金屬零件設計和加工相銜接問題。

1 創建CAXA數控車模型

本文以金屬零件中經常生產的金屬手柄為例，在CAXA數控車中創建一個金屬手柄模型（如圖1所示），需要以下幾個步驟：

圖1 金屬手柄模型圖

首先，將CAXA軟件打開，在軟件的初始界面中，新建一個用于制作金屬手柄的作圖窗口，點擊“新建”按鈕，在彈出的對話框中輸入該作圖文件的名稱“金屬手柄”。第二步，點擊作圖窗口中的“橢圓”按鈕，在彈出的對話框中，輸入事先設定的相關參數。例如，終止角度360°，長軸為60mm，短軸為30mm。并選擇該橢圓形需要放置的位置，并將對于部分的橢圓曲線清除。第三步，點擊作圖窗口中的“矩形”按鈕，繪制一個長、寬分別為15、25的矩形，再點擊“直線”按鈕，并在矩形的右上方作為起點繪制一條與水平方向垂直的直線。第四步，點擊作圖窗口中的“平行線”按鈕，繪制出一條與矩形的右側邊距離3的線段，繪圖區域以外，點擊鼠標右鍵，找到曲線編輯工具，并找出“裁剪”按鈕，將直線下方的圖形裁剪。第五步，再次點擊“矩形”按鈕，繪制出一個長、寬為5、50的矩形，并點擊“倒角”按鈕，在該矩形的左側倒出一個固定的角度。第六步，再次點擊“矩形”按鈕，繪制出一個長、寬為2、15的矩形，并將圖中多余的直線進行裁剪，同時根據相應尺寸的設計，留出加工時所需的多余毛坯。

2 基于CAXA的金屬零件編程設計

根據上文創建的CAXA數控車模型，再按照數控加工中，鉆孔～加工端面～加工內螺紋～加工內孔～取總長～加工外輪廓的工藝順序，對其金屬零件的編程進行設計[3]。由于金屬零件的內螺紋加工的程序十分簡單，因此可以適當的選用手動的編程方式進行，同樣，取總長也可選用手動編程方式。因此本文的金屬零件編程設計主要包括對端面、內控以及外輪廓的加工。

（1）端面編程設計。首先，在CAXA數控車中，設定好相應的刀具參數，本文假定對金屬零件端面進行加工的刀具的主偏角為75°，副偏角為45°，刀具刀尖的圓弧半徑為0.5mm。按照零件加工的工藝流程，先進行粗加工，再進行細加工，并設定上文提出的相應的粗加工參數信息。當參數設定完畢后，再選擇相應的加工路徑，進而生成刀具的加工軌跡。細加工與粗加工的編程方法相同。

（2）內孔與螺紋編程設計。對于內孔的編程設計首先要繪制一個內孔的加工曲線圖，并設置對應的粗加工參數，選擇對應的加工類型為內輪廓，設置粗加工的角度以及刀具的相關參數信息，編程的方法與上文端面的編程方法相同。需要注意的是，對于普通的螺紋等簡單結構模型進行加工時，由于螺紋的結構較為簡單，因此使用CAXA數控車編程模式反而會使加工變得更加復雜，而是用手動的編程方法，通過公式計算出螺紋相應的大徑和小徑，可以使編程變得更加簡單。

（3）外輪廓編程設計。對于外輪廓的編程設計與上文相同，設置對應的刀具加工參數，并根據相關的工藝要求設置外輪廓的進、退刀方式，在進行加工的過程中，要時刻注意操作界面中的提示，先選擇加工表面的輪廓線以及對應連接方向，再選取毛坯的表面以及連接方向，根據刀具的路徑參數設置，找出適合的進、退刀點，最終CAXA數控車自動生成一段外輪廓的加工軌跡。若在編程過程中發現加工軌跡有不合理的地方，要及時對加工的參數進行適當的修改，并生成新的刀具軌跡。為了不影響后續的加工工序，在完成對加工軌跡的設計后要將其進行隱藏，上述幾種編程設計也一樣隱藏加工軌跡。

3 實驗

為了驗證基于CAXA的金屬零件編程方法可以提高數控加工的工作效率，將其與傳統的金屬零件加工進行對比，建立統一的金屬零件設計圖紙，分別用傳統方法和本文方法對其進行加工，在保證實驗過程中，其它外界環境及干擾因素均相同的情況下，比較兩種方法的加工時間。表1為兩種方法的加工時間對比。

表1 實驗結果對比

從表1可以看出，同樣的零件設計圖，本文方法的加工時間明顯小于傳統方法的加工時間。通過實驗證明了本文加工方法可以有效提高數控加工的工作效率。同時，在實際的數控加工中，程序的說明、程序頭、程序尾以及換刀都是相對固定不變的，因此在CAXA中生成一次軌跡文件后可重復進行使用，大大縮短了對相關設備參數的設置時間，在提高了加工速度的同時，也實現了數控加工的自動化生產。

4 結語

通過本文研究，有效的驗證了基于CAXA的金屬零件編程方法的工作效率，但本文對于CAXA中的后置處理環節沒有進行相應的研究，在后置處理環節中很可能會存在編譯錯誤的問題產生，因此在后續的研究中還將對這一環節進行更加深入的研究，以保障檢驗環節程序代碼的準確性。