CAXA数控编程软件应用概论

孙贻芬

海南矿业股份有限公司

1、前言

现代制造业、加工业主要应用数控车床对零部件进行加工，数控加工，也称之为NC（Numerical Contorl）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。

随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在某些行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统的质量

数控加工有以下主要优点：

1）、零件一致性好，质量稳定。因为数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，很容易保证零件尺寸的一致性，而且，大大减少了人为因素的影响。 2) 、可加工任何复杂的产品，且精度不受复杂度的影响。 3) 、降低工人的体力劳动强度，节省劳动时间。

CAXA软件具有强大的图形绘制功能及编程能力，在CAXA界面，数控编程一般包括以下几个内容： 1）、对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分。 2）、利用CAXA软件对需要数控加工的部分造型。

3）、据加工条件，选合适加工参数生成加工轨迹（如括粗加工、精加工轨迹等）。 4）、轨迹的仿真检验。 5）、传给机床加工。

数控车床既可以在自带的屏幕实现编程的功能，也可以通过计算计应用相应的编程软件进行编程后输入到数控车床进行零部件加工。CAXA软件具有强大的图形绘制和数控加工编程功能，是一款集成了CAD/CAM为一体的软件。

2、用CAXA数控车实现加工的过程：

CAXA对毛坯的加工有精车和粗车等，针对粗车和精车，需要制定被加工件的毛坯。毛坯轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，在进行数控编程，交互指定待加工图形时，需要用户指定毛坯的轮廓，用来界定被加工的表面或被加工的毛坯本身。如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身，则毛坯轮廓也可以不闭合，毛坯轮廓及工件轨迹如图1所示。

图1

2.1、设置加工参数

2.1.1、速度参数

数控车床的一些速度参数，包括主轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度。 主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度； 进给速度是正常切削时刀具行进的线速度；

接近速度是从进刀点到切入工件前刀具行进的线速度，又称进刀速度； 退刀速度是刀具离开工件回到退刀位置时刀具行进的线速度。

这些速度参数的给定一般依赖于用户的经验，原则上讲，它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和表面光洁度要求等相关。速度参数与加工的效率密切相关，这些参数在进行数控编程是需要用户指定，操作时可以通过参数表设定，如图2所示。

图2

2.1、2、加工余量和加工精度

切削加工是一个去余量的过程，即从毛坯开始逐步除去多余的材料，以得到需要的零件。这种过程往往由粗加工和精加工构成，必要时还需要进行半精加工，即需经过多道工序的加工。在前一道工序中，往往需给下一道工序留下一定的余量，加工余量的设置如图3所示。

工件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与设计几何参数的符合程度，表现为加工误差，通过设定加工精度来控制。刀具轨迹和实际加工模型的偏差即加工误差。用户可通过设置加工的精度来控制加工误差。 用户给出的加工精度是刀具轨迹同加工模型之间的最大允许偏差，软件保证刀具轨迹与实际加工模型之间的偏离不大于加工误差。

用户应根据实际工艺要求给定加工精度，如在进行粗加工时，加工精度可以较大，否则加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求等给定加工精度，加工精度可以通过图3所示设置。

图3

2.1.3、刀具设置

刀具库管理功能包括轮廓车刀、切槽刀具、螺纹车刀、钻孔刀具四种刀具类型的管理，如图4所示。

用户可按自己的需要添加新的刀具，对已有刀具的参数进行修改，更换使用的当前刀等。当需要定义新的刀具时，按“增加刀具”按钮可弹出添加刀具对话框。在刀具列表中选择要删除的刀具名，按“删除刀具”按钮可从刀具库中删除所选择的刀具。在刀具列表中选择要使用得当前刀具名，按“置当前刀”可将选择的刀具设为当前刀具，也可在刀具列表中用鼠标双击所选的刀具。 改变参数后，按“修改刀具”按钮即可对刀具参数进行修改。

需要指出的是，刀具库中的各种刀具只是同一类刀具的抽象描述，并非符合国标或其他标准的详细刀具库。所以只列出了对轨迹生成有影响的部分参数，其他与具体加工工艺相关的刀具参数并未列出。例如，将各种外轮廓，内轮廓，端面粗精车刀均归为轮廓车刀，对轨迹生成没有影响。

图4

2.2、刀具轨迹和刀位点

刀具轨迹是软件按给定工艺要求生成的对给定加工图形进行切削时刀具行进的路线，系统以图形方式显示。刀具轨迹由一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线或圆弧组成，一般工件的加工轨迹包括粗车加工轨迹、精车加工轨迹、螺纹加工轨迹、切槽加工轨迹等，图5仅绘出粗车和切槽加工轨迹。

图5

2.3、加工仿真

加工仿真的作用是动态模拟车床加工过程，是对已有的加工轨迹（如图5的切削轨迹和切槽轨迹）进行加工过程模拟，以检查加工轨迹的正确性。也就是检查工件是否符合设计要求。对软件生成的加工轨迹，仿真时用生成轨迹时的加工参数，即轨迹中记录的参数；对从外部反读进来的刀位轨迹，仿真时用软件当前的加工参数。

轨迹仿真分为动态仿真、静态仿真和二维仿真：

动态仿真：仿真时模拟动态的切削过程，不保留刀具在每一个切削位置的图像。 静态仿真：仿真过程中保留刀具在每一个切削位置的图像，直至仿真结束。 二维仿真：仿真前先渲染实体区域，仿真时刀具不断抹去它切削掉部分的染色。 2.4、生成代码

生成代码就是按照当前机床类型的配置要求，把已经生成的加工轨迹转化生成G代码数据文件，即CNC数控程序，如图6所示。有了数控程序就可以直接输入机床进行数控加工。

在“数控车”子菜单区中选取“查看代码”菜单项，则弹出一个需要用户选取数控程序的对话框。选择

一个程序后，系统即用Windows提供的“记事本”显示代码的内容，当代码文件较大时，则要用“写字板”打开，用户可在其中对代码进行修改，以获得更加理想的工件。

图6

3、结语

CAXA数控编程软件是一款能强大、易学易用、工艺性好、代码质量高的软件。CAXA数控编程软件是在全新的数控加工平台上开发的数控车床加工编程和二维图形设计软件。CAXA数控车具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的图形。 CAXA数控编程软件具有轨迹生成及通用后置处理功能。该软件提供了功能强大、使用简洁的轨迹生成手段，可按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。此外，通用的后置处理模块使CAXA数控编程软件可以满足各种机床的代码格式，可输出G代码，并对生成的代码进行校验及加工仿真。