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CAXA制造工程师多边形体造型加工实例 |
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作者： |
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CAXA制造工程师集CAD、CAM于一体，功能强大、易学易用、工艺性好、代码质量高。使用CAXA制造工程师的编程基本步骤如下：1.加工工艺的确定2.加工模型建立3.刀具轨迹生成4.后置代码生成5.加工代码输出
随着我们国家加工制造业的迅猛发展，数控加工技术得到空前广泛的应用，CAXA的CAD/CAM软件得到了日益广泛的普及和应用。我们相信当你认识了CAXA制造工程师以后，CAXA制造工程师一定会走到你的身边，成为你身边的不可多得的造型能手，忠实可靠的编程高手，数控加工工艺的良师益友。
下面就以该多边形体为例来说明CAXA制造工程师的具体编程过程：
多边形体的实体
二维视图
1六边形体的造型
造形思路：由图纸可知六边形体的造型特点主要是有多个空间面组成的，因此在构造实体时首先应使用空间曲线构造实体的空间线架，然后利用直纹面平面等工具生成曲面，可以逐个生成也可以将生成的一侧的曲面进行圆形均步阵列，最终生成所有的曲面。
1.1绘制六边形体的框架
1.正方形的绘制。
单击曲线生成工具栏的 按钮，在界面左侧的立即菜单中选择“中心_长_宽”方式，输入长度17，宽度17，按按回车“Enter”键结束距离输入，然后按照提示用鼠标点取坐标系原点，也可以按回车“Enter”键，在弹出的对话框内输入圆心点的坐标(0，0，0)并确认，然后单击鼠标右键绘制一个17×17的矩形。
注意：在输入点坐标时，应该在英文输入法状态下输入也就是标点符号是半角输入，否则会导致错误。
2.六边形的绘制。
单击曲线生成工具栏的 按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“边”定位，边数6条回车确认。然后按照系统提示点选该矩形的右下端点作为“输入边起点”，左下端点为“输入边终点”，就绘制出一个以正方形边长距离为边长的六边形。同理以矩形的右下端点为“输入边起点”，矩形右上端点为“输入边终点”绘制出一个六边形。绘制完成后如图1所示。
图1 六边形的绘制
3.辅助线的绘制。
单击线面编辑工具栏中“曲线拉伸”按钮 ，在特征树下方的立即菜单中选择“拉伸”方式，然后点选正方形的右边向右和下边向下进行拉伸延长，注意在拉伸不同位置的边时要选择相对应的坐标系。之后选择曲线生成工具栏的 按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“两点线”、“连续”、“正交”、“点方式”，然后按照系统提示选择两个六边形的两个端点向刚刚做的延长线作垂线，如图2所示。为了叙述方便在图中用字母标示出几个关键点A~E点。
图2 基本辅助线的绘制
单击曲线编辑工具栏中的 按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“圆心半径”方式，并按照系统提示，选取B点作圆心，提示“输入圆上一点或半径”时点选D点作为圆上一点，绘制辅助圆。同理点选E点作圆心，C点为圆上一点再绘制一个辅助圆，并且两圆交于F点。单击曲线编辑工具栏中的 按钮，在立即菜单中选择“两点线”、“连续”、“非正交”，然后作辅助线连接A、F两点，连接E、F两点。如图3所示。
图3 椭圆辅助线的绘制
为了之后搭建基本的六边形体的空间架构，需要确认尺寸和角度。这时单击查询工具栏中的 按钮，并按照系统提示拾取A点作为第一点，F点作为第二点，这时在特征树的属性栏中将会显示所查询距离的详细信息，可以看到AF线段长度为17。再单击查询工具栏中的 按钮，按照系统提示拾取BF为第一条直线，BD为第二条直线，这时在特征树的属性栏中会显示出所查询的BF与BD线段的夹角DBF的度数，之后在显示度数的数字上面点右键，在出现的菜单中选择拷贝数据以便搭建空间架构时使用。
4.构造空间线架。
首先先将之前所做的辅助线使用线面编辑工具栏中“曲线裁剪” 按钮和“删除” 按钮都清除掉，以免混淆。然后单击曲线工具栏中的“旋转”按钮 ，在特征树下的立即菜单中的角度选项里填写在作辅助线时所记录的角度数据。然后按照系统提示分别选取正方形的底边的两个端点作为旋转轴起点和末点，拾取的元素为六边形的除AC边外的5条边，点击右键确定，将六边形按照之前选取的角度旋转。
之后单击线面编辑工具栏中的“阵列” 按钮。在特征树下的立即菜单中选择“圆形”、“均布”，份数输入“4”，如图4左侧图所示。按F9键将平面切换到“XOY平面”，拾取的元素为六边形除与正方形公用的边以外的5条边，中心点为坐标原点，点击右键确定。完成的图形如图4右侧图所示。
图4 六边形框架的搭建
单击曲线工具栏中的“直线”按钮 ，选择“两点线”、“单个”、“正交”、“长度方式”，长度输入“10”，按F9键切换到“XOZ平面”，然后任选一个六边形的底边的两个端点向Z轴的负方向做长度为10的线段。然后单击线面编辑工具栏中的 “阵列” 按钮，在特征树下的立即菜单中选择“圆形”-“均布”，份数输入“4”，按F9键将平面切换到“XOY平面”，拾取刚做的两条线段，中心点选取坐标原点，点击右键确定。然后同样使用 ，选择“两点线”、“单个”、“非正交”，将非同一六边形底边引出的两条刚做的直线连接，如图5所示。
图5 构建线架
单击曲线工具栏中的“直线”按钮 ，选择“两点线”、“单个”、“正交”、“点方式”，按F9键切换到“YOZ平面”，在点H上向左做一条射线。之后以同样方式单击曲线工具栏中的“直线”按钮，按F9键切换到“XOZ平面”，在点G上做一条向右的线只要和上步所做直线相交即可，设交点为I。然后同样使用 按钮，选择“两点线”、“单个”、“正交”、“长度方式”，长度输入“10”，按F9键切换到“YOZ平面”，在刚做的两条直线的交点上向Z轴的负方向做一条长度为10的垂线。单击线面编辑工具栏中的“阵列” 按钮。在特征树下的立即菜单中选择“圆形”、“均布”，份数输入“4”，如图4所示。按F9键将平面切换到“XOY平面”，拾取的元素为上一步刚做的向Z轴负方向的垂线和线段GI、线段GH，最后单击右键确认。在将整个构架最下面的4根垂线相邻的连接，形成一个正方形。这样整个多边形体的框架就完成了，如图6所示。
图6 多边形体的整体框架
1.2曲面的生成
单击曲面工具栏中的“平面”按钮 ，按照提示点选箭头拾取各所需平面的边界线，生成平面。建议选择多边形4个方向侧面中一侧包括的所有平面，然后单击曲线工具栏中的 “阵列”按钮 。选择“圆形”、“均布”，份数输入“4”，按F9切换到“XOY平面”，选取所需的平面后点击右键确认。就能够生成多边形体的实体了。
2多边形体的常规加工
加工思路：等高粗加工、导动线精加工、浅平面精加工
该形体的整体形状比较复杂，平面比较多，所以精加工时应采用导动线精加工和浅平面精加工结合的方式进行加工才能保证所有面都被加工到。
2.1等高粗加工刀具轨迹
加工前首先生成毛胚，右键点选加工工具栏的毛胚并定义毛胚，选择参照模型。则系统会自动根据CAD模型的坐标最大值计算毛坯大小。
1.设置“粗加工参数”。单击【应用】-【轨迹生成】-【等高粗加工】，在弹出的“粗加工参数表”中设置“粗加工参数”，如图左所示。设置粗加工“铣刀参数”。
2.设置粗加工“切削用量”参数。
3.确认“进退刀方式”、“下刀方式”、“清根方式”系统默认值。按“确定”退出参数设置。
4.按系统提示拾取加工轮廓。拾取设定加工范围的矩形后单击链搜索箭头;按系统提示“拾取加工曲面”，选中整个实体表面，系统将拾取到的所有曲面变红，然后按鼠标右键结束。
5.生成粗加工刀路轨迹。系统提示：“正在准备曲面请稍候”、“处理曲面”等，然后系统就会自动生成粗加工轨迹。结果如图7所示。
图7 粗加工轨迹
2.2导动线精加工刀具轨迹
1.选择“加工”→“精加工”→“导动线精加工”，弹出“导动线精加工”参数表对话框，在“加工参数”选项中设置各项参数。具体参数设置如8所示。
图8 导动线精加工参数设置
2.设置“切削用量”。输入相应的主轴转速，切削速度等参数。
3.点选“下刀方式”标签，设定“安全高度”、“慢速下刀距离”、“退刀距离”，切入切出方式为“XY向”。
4.点选“刀具参数”标签，选择铣刀的种类并设定刀的参数。
5.设定各项参数以后，单击“确定”，根据状态栏提示拾取轮廓和加工方向，拾取截面线后点击右键，系统开始计算刀具轨迹。得出轨迹如图9。
图9 导动线精加工刀具轨迹
2.3 浅平面精加工刀具轨迹
1.选择“加工”→“精加工”→“浅平面精加工”，弹出“导动线精加工”参数表对话框，在“加工参数”选项中设置各项参数。
2.设置“切削用量”。输入相应的主轴转速，切削速度等参数。
3.点选“下刀方式”标签，设定“安全高度”、“慢速下刀距离”、“退刀距离”，注意选择是“绝对”还是“相对”高度，切入切出方式为“XY向”。
4.选择“刀具参数”标签，选择铣刀为R1，设定刀的参数。
5.选择好各项参数以后，单击“确定”，根据状态栏提示拾取加工对象，干涉检查面，加工边界后点击右键，系统开始计算刀具轨迹。得出轨迹如图10。
图10 浅平面精加工刀具轨迹
3加工仿真、刀路检验与修改
1.按“可见”铵扭，显示所有已生成的粗/精加工轨迹。
2.单击【应用】-【轨迹仿真】，在立即菜单中选定选项，如图11所示;按系统提示同时拾取粗加工刀具轨迹与精加工轨迹，按右键;系统将进行仿真加工。在仿真过程中，系统显示走刀方式。仿真结束后，拾取点观察截面，如图11所示。按右键存储仿真结果。
3.观察仿真加工走刀路线，使用 键来检验判断刀路是否正确、合理(有无过切等错误)。
4.单击【应用】-【轨迹编辑】，弹出“轨迹编辑”表，按提示拾取相应加工轨迹或相应轨迹点，修改相应参数，进行局部轨迹修改。若修改过大，应该重新生成加工轨迹。
5.仿真检验无误后，可保存粗/精加工轨迹。
图11 实体仿真
4 生成G代码
1.单击【应用】-【后置处理】-【生成G代码】，在弹出的“选择后置文件”对话框中给定要生成的NC代码文件名(半椭球图.cut)及其存储路径，按“确定”退出。
2.分别拾取粗加工轨迹与精加工轨迹，按右键确定，生成加工G代码。
5 生成加工工艺单
生成加工工艺单的目的有三个：一是车间加工的需要，当加工程序较多时可以使加工有条理，不会产生混乱。二是方便编程者和机床操作者的交流，凭嘴讲的东西总不如纸面上的文字更清楚。三是车间生产和技术管理上的需要，加工完的工件的图形档案、G代码程序可以和加工工艺单一起保存，一年以后如需要再加工此工件，那么可以立即取出来就加工，一切都是很清楚的，不需要再做重复的劳动。
1.选择【应用】→【后置处理】→【生成工序单】命令，弹出选择HTML文件名对话框，输入文件名后按确定。
2.屏幕左下边提示拾取加工轨迹，用鼠标选取或用窗口选取或按“W”键，选中全部刀具轨迹，点右键确认，立即生成加工工艺单。生成和结果如图所示。
3.加工工艺单可以用IE浏览器来看，也可以用WORD来看并且可以用WORD来进行修改和添加。
至此多边形体图的造型、生成加工轨迹、加工轨迹仿真检查、生成G代码程序，生成加工工艺单的工作就全部做完了。
作者：王伟，1972年7月3日出生。山西大同齿轮集团有限责任公司 工程制造部 邮编:037006 职称：工程师 1993年7月于太原工业大学材料工程系焊接专业毕业，学士学位;1993年7月至1994年7月在大同齿轮厂热处理车间实习;1994年7月至1994年12月在大同齿轮厂热处理车间负责焊接工艺
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(8/14/2008) |
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