【文章內(nèi)容簡介】 具干涉檢查；可提供完整的工藝過程信息?？商峁┑毒哐b配、安裝、使用信息，夾具安裝、使用信息，機(jī)床使用信息，工藝參數(shù)設(shè)置信息等。 用 CAXA制造工程 師 在 數(shù) 控機(jī)床上 進(jìn) 行工 藝 分析及 加工的 過 程 基于 CAXA 制造工程師的技術(shù)支持，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工工藝分析及加工的過程，可分為下面的幾個(gè)階段： CAM 系統(tǒng)的編程基本步驟如下： (1)準(zhǔn)備工作 在這個(gè)階段里，主要完成加工環(huán)境設(shè)計(jì)工作，即在完成工藝方案設(shè)計(jì)的前提下，在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)控機(jī)床參數(shù)設(shè)置，刀具元件建庫、刀具組裝，通用夾具元件建庫、專用夾具元件建模、夾具組裝等，目的是建立一個(gè)三維工件的加工環(huán)境。 此篇文章來自中國熱點(diǎn)模具網(wǎng) 。 (2)工件模型造型設(shè)計(jì) 利用 CAXACAD 提供的直線、圓弧以及樣條線等平面繪圖功能和拉伸、除料、放樣等實(shí) 體造型功能，可以將設(shè)計(jì)元素加工混合，進(jìn)行三維加工數(shù)據(jù)的建模，用曲線、曲面和實(shí)體表達(dá)工件。在對零件造型過程中，可以直接使用軟件提供的三維設(shè)計(jì)功能，也可以將二維制圖中參數(shù)線等元素，引入到 CAXA 建模中，實(shí)現(xiàn) CAD 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換，生成滿足數(shù)控加工的三維數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)。 (3)加工方案設(shè)計(jì) 對以上零件的三維建模進(jìn)行分析，按工藝方案的要求，根據(jù)零件毛坯、夾具裝配之間空間幾何關(guān)系及刀具特征和參數(shù)，篩選最適合的加工方法。對實(shí)體造型進(jìn)行進(jìn)一步的工藝分析，根據(jù)加工性質(zhì)修改增補(bǔ)造型，根據(jù)加工特點(diǎn)以 及加工能力，確定需要加工的三維實(shí)體面，再分析實(shí)體的組成情況，擬定刀具的進(jìn)入路徑、切削路徑、退出路徑，找到刀具在運(yùn)動(dòng)中可能發(fā)生干涉的部位，并及時(shí)地進(jìn)行加工環(huán)境調(diào)整。 (4)生成加工軌跡 根據(jù)需加工零件的形狀特點(diǎn)及工藝要求，利用 CAXA 制造工程師中提供的曲面、導(dǎo)動(dòng)、參數(shù)線、投影、等高等加工方法，靈活選定需要加工的實(shí)體部分，輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)和要求，可快速顯示圖形、生成刀具軌跡和刀具切削路徑。 根 據(jù)實(shí)際需要，靈活地選擇加工部位和加工方法。加工軌跡生成后，利用刀位編輯、軌跡的連接和打斷編輯以及參數(shù)修改等功能對相關(guān)軌 跡進(jìn)行編輯和修針對實(shí)體不同加工10 性質(zhì)和加工部位的特點(diǎn)，采用不同的加工方法從而生成不同的粗加工和精加工軌跡。編程人員可以根改。運(yùn)用軌跡仿真功能，即可屏幕模擬實(shí)際切削過程，顯示材料去除過程和進(jìn)行刀具干涉檢查，檢驗(yàn)生成的刀具軌跡是否滿足要求，查看切削后的工件截面，確保不會(huì)出現(xiàn)過切。 (5)生成 G代碼 數(shù)控編程的核心工作就是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點(diǎn)，經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。當(dāng)加工軌跡生成后，按照當(dāng)前機(jī)床類型的配置要求，把已經(jīng)生成的刀具軌跡自動(dòng)轉(zhuǎn)化成合適的數(shù)控系統(tǒng)加工 G代碼，即 CNC 數(shù)控加工程序。但 不同的機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的，不同的數(shù)控系統(tǒng)其 G代碼功能不同，加工程序的格式也有所區(qū)別，所以要對 G 代碼進(jìn)行后置處理，以對應(yīng)于相應(yīng)的機(jī)床。利用軟件的加工工藝參數(shù)后置處理功能，可以通過對 “ 后置處理設(shè)置 ” 進(jìn)行修改，使其適用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的要求，或按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制。定制后，可以保存設(shè)置，用于今后與此類機(jī)床匹配需要。 G 代碼生成后，可根據(jù)需要，自動(dòng)生成加工工序單，程序會(huì)根據(jù)加工軌跡編制中的各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算各項(xiàng)加工工步的加工時(shí)間，這非常便于生產(chǎn)管理識(shí)別和加工工時(shí)的計(jì)算。我們還可通過直觀的加工仿真和代碼反讀來 檢驗(yàn)加工工藝和代碼的質(zhì)量。 (6)G 代碼傳輸和機(jī)床加工 生成的 G 代碼要傳輸給機(jī)床，如果程序量少而機(jī)床內(nèi)存容量允許的話，可以一次性地將 G 代碼程序傳輸給機(jī)床。如果程序量巨大，就需要進(jìn)行 DNC 在線傳輸，將 G代碼通過計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口直接與機(jī)床連通，在不占用機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)存的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制機(jī)床的加工過程。機(jī)床根據(jù)接收到的 G 代碼加工程序，就可進(jìn)行在線 DNC 加工或單獨(dú)加工了。 11 第 三 章 數(shù)控加工工藝分析與工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝性分析 工藝分析也既是擬定加工路線和加工方法，是程序編制首 先要解決的問題，也是編制程序的工藝基礎(chǔ)，數(shù)控加工實(shí)踐表明：工藝考慮不周是影響數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本的重要因素。因此，在充分分析研究的基礎(chǔ)上，提出多種方案進(jìn)行比較，然后選擇一種比較符合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，低消耗的加工路線。 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 在 CNC 機(jī)床上加工零件，編程之前，首先遇到的就是工藝編制問題。在普通機(jī)床上零件加工的工藝過程實(shí)際上只是一個(gè)工藝過程卡，機(jī)床加工的切削用量，走刀路線，工藝內(nèi)的工步安排的等，往往都是由操作工人自行決定。而 CNC 機(jī)床時(shí)按照程序進(jìn)行加工的，加工過程時(shí)自動(dòng)的。因此，加 工中的所有程序，工步，每道工序的切削用量，走刀路線，加工余量和所用刀具的尺寸，類型等都要預(yù)先確定好并輸入程序中。為此，要求一個(gè)合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員，對 CNC 機(jī)床的性能，特點(diǎn)和應(yīng)用，切削規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)等要非常熟悉，否則就無法做到全面，周到的考慮零件加工的全過程并正確，合理的編程零件加工程序。 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)：合理確定數(shù)控加工工藝對實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟(jì)的數(shù)控加工具有極為重要的作用。數(shù)控加工工藝問題的處理與普通加工工藝基本相同，在設(shè)計(jì)零件的數(shù)控加工工 藝時(shí)，首先要遵循普通加工工藝的基本原則和方法，同時(shí)還必須考慮數(shù)控加工本身的特點(diǎn)和零件編程要求。數(shù)控加工具有加工自動(dòng)化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、設(shè)備使用費(fèi)用高等特點(diǎn)。具體如下： 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，數(shù)控加工工藝主要包括以下內(nèi)容： ，確定數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容。 12 ，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。 。 、換刀點(diǎn)的選擇，刀具補(bǔ)償?shù)取? 。 ，編制工藝文件。 數(shù)控加工工藝的特殊要求 數(shù)控加工工藝的特殊要求： 由于數(shù)控機(jī)床較普通機(jī)床的剛度高，所配的刀具也較好，因而在同等情況下，所采用的切削用量通常比普通機(jī)床大，加工效率也較高。選擇切削用量時(shí)要充分考慮這些特點(diǎn)。 由于數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此，工序相對集中是現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)，明顯表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機(jī)床上盡可能安排較復(fù)雜的工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。 由于數(shù)控機(jī)床加工的零件比較復(fù)雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。 零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性 零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，它是評價(jià)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要技術(shù)指標(biāo)之一。零件切削加工的結(jié)構(gòu)工藝性涉及到零件加工時(shí)裝夾 、對刀、測量和切削效率等。零件的結(jié)構(gòu)工藝性差會(huì)造成加工困難，耗費(fèi)工時(shí)，甚至無法加工。 零件結(jié)構(gòu)的工藝性的好與差是相對的，與生產(chǎn)的工藝過程、生產(chǎn)批量、工藝裝備條件和技術(shù)水平等因素有關(guān)。零件和產(chǎn)品的制造需要經(jīng)過很多工藝過程，因此必須全面考慮，使零件在個(gè)工藝過程中都具有良好的工藝性。 在確定了設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)內(nèi)容之后 ,接下來我們要做的最重要的一件事就是對零件的零件圖進(jìn)行分析 ,零件圖是制訂規(guī)程最主要的原始資料 ,它是整個(gè)零件的形狀、尺寸、形位公差、技術(shù)要求等一切信息的最直接的幾何信息的體現(xiàn)，分析零件圖是整個(gè)機(jī)械工藝過 程設(shè)計(jì)的奠基石。 只有通過對零件圖中零件的形狀進(jìn)行認(rèn)真的分析，我們才能弄清楚零件各組成表面的連接形式以及它們之間的相互位置關(guān)系，才能在我們頭腦中建立起零件的模型，進(jìn)而可以讓我們初步確定在制訂工藝規(guī)程的時(shí)候加工該零件可能要用到的哪些機(jī)床以加工這些形狀的時(shí)候可能要用到的刀具、量具和夾具。只有通過對零件圖中零件的各尺寸以及尺寸公差進(jìn)行仔細(xì)的分析我們才能夠更進(jìn)一步的弄清該零件的立體空間大小，從零件圖中的尺寸13 公差中可以知道該零件在哪些地方的尺寸要求嚴(yán)格、精度要求高，從而使我們在制訂工藝規(guī)程的時(shí)候注意選擇合適的機(jī)床、刀 具、夾具，加工的時(shí)候選擇什么樣的定位基準(zhǔn)，選擇什么樣的加工路線，編制怎么樣的程序來保證零件圖中的這些尺寸和這些尺寸的公差要求符合零件的精度要求。 只有通過對零件圖形位公差和粗糙度的要求進(jìn)行仔細(xì)的分析，我們才能夠了解組成零件的各成形面或成形體的形狀要求，以及它們之間的位置要求和它們表面的粗糙程度的要求，同樣為我們在制訂工藝規(guī)程的時(shí)候起到了不可忽視的要求和指導(dǎo)方向。 綜合上述所說，我們可以了解到在制訂零件的工藝規(guī)程的過程中對零件圖的分析是必不可少的一個(gè)步驟。零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，在制訂工藝時(shí)，必 須認(rèn)真分析。零件結(jié)構(gòu)工藝性，是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 數(shù)控加工的設(shè)計(jì)實(shí)例 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與普通加工工藝設(shè)計(jì)相似。首先需要選擇定位基準(zhǔn)；在確定所有加工方面的加工方法和加工方案；然后確定所有的工步的加工順序，把相鄰工步劃分為一個(gè)工序，最后再將需要的其他工步輸入，并銜接于數(shù)控加工工步序列之中，就得到了要求零件的數(shù)控加工工藝路線 。 14 圖 3— 1 凸塊零件圖 如圖 3— 1所示，該零件外形尺寸長寬高 =120 100 42,屬于盤類小零件。 100 尺寸兩側(cè)面、寬 50 凸臺(tái)兩側(cè)面和上頂面要求 ?？追植荚谏舷聝蓚€(gè)平面上且下平面中間有“高山”不連續(xù)，下平面上有 6 M107H 螺紋孔、 4φ 16H8 孔，上平面上有φ 25Hφ 20H7 同軸孔。螺紋孔的位置精度是φ 、所有光孔的位置精度是φ ，光孔的孔徑精度 H7Hφ 25H7 和φ 20H7 的同軸精度φ ，光孔的表面粗糙度 ，光孔孔徑較小，精度要求較高。工件下平面 ， 120 兩側(cè)面不要求加工。該零件以孔加工為主 ,面加工要求不高。 底平面、 120 和 100 的四側(cè)面在普通機(jī)床上加 工完成后上加工中心加工頂面、凸臺(tái)及所有孔，以保證孔的位置精度等。 所用材料： 45 半成品外形尺寸： 120 100 45,六面全部加工過，且除 45 高度尺寸的一側(cè)面表面粗 15 糙度未達(dá) 外，其余各面均已達(dá)圖紙表面粗糙度要求。 4．確定裝夾方案和夾具選擇 在數(shù)控加工時(shí)，無論是數(shù)控機(jī)床本身具有多高精度，如果工件因莊家不合理而產(chǎn)生變形或外邪，就會(huì)因此降低零件加工精度。要正確裝夾工件，必須合理選用數(shù)控夾具，才能保證加工高質(zhì)量的產(chǎn)品。 （ 1）工件裝夾的基本原則 數(shù)控加工時(shí)， 工件裝夾的 基本原則與 普通機(jī)床相同，都要根據(jù)具體情況合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。②盡量減少工件的裝夾次數(shù)和輔助時(shí)間，即盡可能在工件的一次裝夾中加工出全部待加工表面。③避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。④對于加工中心，工件在工作臺(tái)上的安放位置要兼顧各個(gè)工位的加工，要考慮刀具長度及其剛度對加工質(zhì)量的影響。 （ 2）選擇夾具的基本原則 : 數(shù)控加工對夾具要求有兩個(gè)方面：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的方向?qū)潭?；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床 坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。此外，尚需考慮以下五點(diǎn)： 1. 在單件小批量生產(chǎn)時(shí)才考慮采用組合、可調(diào)夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn) 備時(shí)間，提高生產(chǎn)率。 2. 在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用家具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3. 采用輔助時(shí)間短的夾具，即共建的裝卸要迅速、方便、可靠。 4. 為滿足數(shù)控加工精度，要求夾具定位、加緊精度高。 5. 夾具上各零件應(yīng)不妨礙機(jī)床各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、加緊機(jī)構(gòu)原 件不能影響加工刀具的進(jìn)給（如生產(chǎn)碰撞）。 6. 便于清掃切屑。 數(shù)控加工對夾具要有兩方面要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的方向相 對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。此外，尚需考慮以下四點(diǎn)： 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其它通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用；成批生產(chǎn)時(shí)考慮采用專用夾具。 零件的裝卸要迅速、方便，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間； 夾具要開敞，