【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后，即可利用 CAXA 制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。CAXA 制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點(diǎn)、不同的工藝要求和精度要求，靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。CAXA 制造工程師在研制過(guò)程中深入工廠車間并有自己的實(shí)驗(yàn)基地，它不僅集成了北航多年科研方面的成果，也集成了工廠中的加工工藝經(jīng)驗(yàn)，它是二者的完美結(jié)合。在 CAXA 制造工程師中做刀具軌跡，已經(jīng)不是一種單純的數(shù)值計(jì)算，而是工廠中數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)的生動(dòng)體現(xiàn)，也是你個(gè)人加工經(jīng)驗(yàn)的積累，它人加工經(jīng)驗(yàn)的繼承，為滿足特殊的工藝需要，CAXA 制造工程師能夠?qū)σ焉傻牡毒哕壽E進(jìn)行編輯。CAXA 制造工程師還可通過(guò)模擬仿真檢驗(yàn)生成的刀具軌跡的正確性和是否有過(guò)切產(chǎn)生。并可通過(guò)代碼較核，用圖形方法檢驗(yàn)加工代碼的正確性。后期 G 代碼生成在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機(jī)床的代碼，需進(jìn)行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件，也就是平我們經(jīng)常說(shuō)的 G 代碼程序或 NC 程序。CAXA 制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過(guò)用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。用戶按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，即可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。加工代碼輸出生成數(shù)控指令之后，可通過(guò)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通。CAXA 制造工程師可以提供我們自己開(kāi)發(fā)的通信軟件，完成通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口或并口與機(jī)床連接，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床。隨著我們國(guó)家加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)得到空前廣泛的應(yīng)用，CAXA 的CAD/CAM 軟件得到了日益廣泛的普及和應(yīng)用。我們相信當(dāng)你認(rèn)識(shí)了 CAXA 制造工程師以后，CAXA 制造工程師一定會(huì)走到你的身邊，成為你身邊的不可多得的造型能手，忠實(shí)可靠的編程高手，數(shù)控加工工藝的良師益友。第 10 頁(yè)第 2 章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容　　 在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的工作：數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇； 數(shù)控加工工藝性分析； 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)。 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇第 11 頁(yè) 對(duì)于一個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵問(wèn)題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。適于數(shù)控加工的內(nèi)容 在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； （3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。不適于數(shù)控加工的內(nèi)容　　一般來(lái)說(shuō)，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工：（1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工；（3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等?？傊?，要盡量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。 數(shù)控加工工藝性分析被加工零件的數(shù)控加工工藝性問(wèn)題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)　　在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖樣上最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確　　在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還第 12 頁(yè)是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。定位基準(zhǔn)可靠　　在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。如圖 所示的零件，為增加定位的穩(wěn)定性，可在底面增加一工藝凸臺(tái)，如圖 所示。在完成定位加工后再除去。a)改進(jìn)前的結(jié)構(gòu) b)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)圖 工藝凸臺(tái)的應(yīng)用 統(tǒng)一幾何類型及尺寸　　零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。零件的形狀盡可能對(duì)稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來(lái)編程，以節(jié)省編程時(shí)間。 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)　　數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中，因而要與其它加工工藝銜接好。常見(jiàn)工藝流程如圖 所示?！　?shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：工序的劃分　　根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：（1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。（2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。（3）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。（4）以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對(duì)粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)，凡要進(jìn)行粗、精加工的過(guò)程，都要將工序分開(kāi)。圖 工藝流程第 13 頁(yè)順序的安排　　順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來(lái)考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行：（1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮；（2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工；（3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)；數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接　　數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對(duì)校形工序的技術(shù)要求；對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后，即可進(jìn)行數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡確定下來(lái)，為編制加工程序作好準(zhǔn)備。 確定走刀路線和安排加工順序　　走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫(xiě)程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：尋求最短加工路線　　如加工圖 所示零件上的孔系。 圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用 圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。a)零件圖樣 b)路線 1 c)路線 2圖 最短走刀路線的設(shè)計(jì)最終輪廓一次走刀完成為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來(lái)。　　如圖 為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的第 14 頁(yè)表面粗糙度。所以如采用 圖的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。圖 也是一種較好的走刀路線方式。a)路線 1 b)路線 3 c)路線 3 圖 銑削內(nèi)腔的三種走刀路線選擇切入切出方向考慮刀具的進(jìn)、退刀（切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過(guò)程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕，如圖 所示。 圖 　刀具切入和切出時(shí) 的外延選擇使工件在加工后變 形小的路線對(duì)橫截面積小的細(xì)長(zhǎng) 零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸 或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng) 先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。 確定定位和夾緊方案在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一；（2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面；（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的裝夾方案；（4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位?！　∪鐖D 薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形會(huì)小得多。在夾緊圖 所示的薄壁箱體時(shí)，夾緊力不應(yīng)作用在箱體的第 15 頁(yè)頂面，而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上，或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，改變著力點(diǎn)位置，以減小夾緊變形,如圖 所示。a) 薄壁套 b) 改進(jìn)方法 2 c)改進(jìn)方法