浅析基于CAXA数控车非圆曲线零件的自动编程与仿真加工

砂砾 战忠秋

摘要：在进行数控车削时，对椭圆以及非圆曲线零件进行手动编程是非常复杂，并且工作量很大。在文中主要是对基于CAXA数控车软件的非圆曲线零件的编程以及仿真加工进行了简单的描述，事实证明，使用CAXA数控车可以大大地简化对非圆曲线零件编程的难度，解决了零件制造中存在的很多问题。

关键词：基于CAXA，数控车削，非圆曲线零件，自动编程，仿真加工

1.零件的设计以及制造

CAXA 数控车在设计以及制造零件时主要包括4个步骤：

1.1.对零件按照图纸以及相关要求进行二维轮廓的设计。

1.2.结合车床及数控系统的要求来对车床参数进行设计。

1.3.对加工参数进行定义，并对加工轨迹进行仿真

1.4.比对与设计原型是否相符合。若存在问题，重新检查第1、2步是否存在问题，修改至满足要求为止。

2.零件的轮廓造型设计

2.1.坐标系的使用

在CAXA数控坐标系是采用绝对直角坐标。

2.2.零件轮廓曲线的造型

CAXA数控车的二维平面造型功能是比较强大的，菜单条和工具条可以对CAXA数控车的各项功能进行驱动，其操作可以参照下面的方法：

2.2.1.基准平面的选取，如XY平面为基准平面，确定基准点。

2.2.2.绘制基本草图，并对其是否封闭进行检查。

3.机床参数的设置

在对机床的参数进行设置时，主要的考虑因素包括：机床的型号以及控制系统的类别，然后根据特定的数控代码，以及数控代码的格式以及参数，对配置文件进行生成，系统会根据该配置文件的定义对特定代码格式进行相应的加工。

通过对系统进行参数的配置，数控程序在后置处理中自动生成，直接输入数控机床或加工中心然后机床就可以对材料进行加工了。如果现有的机床类型不在预先设定的范围内，可以对该机床的类型进行添加，并根据其实际参数对系统内的参数进行修改。

4.零件的车床加工仿真

4.1.对刀具参数进行定义

对零件进行加工时，要根据加工要求进行参数的定义。包括：刀具半径、刀杆长度、刀刃半径等等。对这些参数的设定可以在菜单项“刀具管理”中进行设定。该功能除了能够完成对相关参数的设定外，还能够对新的刀具进行添加，以及对当前使用的刀具进行更换等等。

4.2.刀路图的生成以及模拟加工

刀具中心的运动轨迹形成的路径就是零件加工的轨迹图，这是数控机床的加工代码的生成的基础，零件加工轨迹的好坏对于零件的加工质量的影响是直接的。对于曲线的加工轨迹的定义可参照下面的方法。

4.2.1.采用轮廓粗车对零件的轮廓表面、端面以及内轮廓表面进行粗加工。这相当于最初的成型。

4.2.2.是在粗加工的基础上进行精细的加工。

4.2.3.加工轨迹仿真模拟。

5.后置处理

根据机床类型，对加工轨迹经过CNC数控程序进G代码数据文件的转化。数控车床与计算机相连，数据传输的相关设置完成后就可以进行加工了。整个过程的具体步骤操作如下：

5.1.选择机床

首先是对控制系统进行选择，选择顺序为：（1）、FANUC，（2）、FANUC 0i Mate系统，（3）、“车床”类型的选择，（4）、“车床”厂商的选择。

5.2.毛坯定义

在开启仿真软件后，找到【定义毛坯】图标，单击，然后对毛坯参数进行定义。

5.3.零件的放置

在菜单中，打开“零件/放置零件” 命令，根据系统弹出的对话框，选择需要加工的毛坯，然后选择安装零件。此时会有一个小键盘弹出，小键盘上面的方向按钮可以实现零件的平行移动，通过移动来对零件的具体位置进行确定。

5.4.刀具的定义

单击【选择刀具】图标可以对刀具进行定义，

5.5.机床准备工作

机床准备工作包括：开启机床、释放急停、进行对刀操作、程序的导入以及进行仿真加工。

6.实例分析

下面我们以葫芦的轮廓设计为例进行对整个过程进行简单的描述。

6.1.葫芦轮廓在CAXA 数控车软件上的策划见下图。

6.2.车床参数的设置。本文中车床选用华中数控。然后对相关的参数进行设置。如：程序起停、冷却控制、补偿方式等等。

6.3.加工仿真。根据葫芦的形状，选择加工所用刀具为外轮廓车刀。刀具前角80.000，具后角 50.000。使用轮廓粗加工方式，拾取加工轮廓及毛坯轮廓，确定进退刀点生成

刀路图，选择刀路确定后进行模拟加工。

6.4.后置处理

对生成的程序进行后置处理，就是对于加工轨迹的一种再现，这并不意味着这个程序就是最后应用于生产的程序。为了确保生成的程序的准确性，即对刀具以及加工参数的选择的正确性进行确认，我们可以通过对数控仿真软件的使用进行仿真加工，数控加工仿真系统”界面，与实际数控机床的操作面板与控制面板是相似的。

7.结语

利用CAXA数控车软件对复杂曲面的回转体零件进行轮廓设计、仿真模拟，使得手工编程的局限性的问题得以解决，使得工作质量以及工作效率在很大程度上得到了提高。在生产实际中，要注意软件之间的相互协作，以保证计算机操作的准确性。

参考文献：

[1] 熊隽.CAXA数控车自动编程注意要点及难点解析[J].机械工程与自动化，2011，（6）.

[2] 范阅.CAXA数控车实例教程（第2版）[M]北京：北京航空航天大学出版社，2007.