CAXA制造工程師

1、CAD/CAMCAD/CAM技術(shù)技術(shù)CAXACAXA制造工程師制造工程師 工工 程程 訓(xùn)訓(xùn) 練練 中中 心心 數(shù)數(shù) 控控 教教 研研 室室 2009.6.10 2009.6.10CAXA制造工程師 目錄自動編程：自動編程： 就是計算機(jī)編程，即利用CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing ）技術(shù)進(jìn)行零件設(shè)計、分析和造型，并通過后置處理，自動生成程序，經(jīng)過程序校驗和修改后，形成加工程序。 該方法應(yīng)用面廣、效率高、程序質(zhì)量好，適用于各類柔性制造系統(tǒng)（FMS）和集成制造系統(tǒng)（CIMS）。CAXA制造工程師 目錄軟件及界面介紹軟

2、件及界面介紹曲線功能與線架造型曲線功能與線架造型 曲面功能與曲面造型曲面功能與曲面造型 特征生成與實體造型特征生成與實體造型數(shù)控加工數(shù)控加工學(xué)生天地學(xué)生天地CAXACAXA制造工程師制造工程師 CAXA制造工程師 軟件介紹 第一章第一章 軟件及界面介紹軟件及界面介紹軟件介紹軟件介紹 CAXA制造工程師是由我國北航海爾公司研制開發(fā)，面向數(shù)控銑床和加工中心的CAD/CAM一體化的數(shù)控加工編程軟件，全中文界面，便于輕松的學(xué)習(xí)和操作。它既具有線框造型、曲面造型和實體造型的設(shè)計功能，又具有二至五軸的數(shù)控加工功能，可用于復(fù)雜零件和模具的數(shù)控編程。 ME生成的飛機(jī)模型 ME生成的盒體實體模型ME生成的鍛模電

3、極模型 CAXA制造工程師 軟件介紹其基本工作流程如下：1、生成加工零件的幾何模型。利用軟件中的三維CAD模塊設(shè) 計，或讀取其它CAD軟件已建立的數(shù)據(jù)文件。2、選擇相應(yīng)的加工方式，生成加工軌跡，根據(jù)加工要求，利用軟件中的CAM模塊確定刀具、機(jī)床類型、具體工藝參數(shù)、生成刀具軌跡。利用軟件的仿真功能，檢驗刀具軌跡是否滿足要求。3、后置處理。根據(jù)選定的機(jī)床，機(jī)床參數(shù)和工藝參數(shù)，生成 加工程序代碼。4、將加工代碼傳入數(shù)控機(jī)床。通過通訊軟件（或其它方法），將自動編程生成的G代碼文件傳送至機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中，通過數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床，實現(xiàn)自動加工。 CAXA制造工程師 界面介紹CAXA制造工程師2006的窗口界面

4、 界面介紹界面介紹第二章第二章 曲線功能與線架造型曲線功能與線架造型 CAXA制造工程師2.1 曲線生成曲線生成 包括十六項功能：直線、圓弧、圓、矩形、橢圓、樣條、點、公式曲線、多邊形、二次曲線、等距線、曲線投影、相關(guān)線、樣條圓弧和文字等繪制功能。在系統(tǒng)提示欄的提示下都可以完成相應(yīng)操作。直線直線 直線是圖形構(gòu)成的基本要素。直線功能提供了兩點線、平行線、角度線、切線/法線、角等分線和水平/鉛垂線六種方式。（1）單擊主菜單“造型”，指向 “曲線生成”，單擊“直線”，或者單擊按鈕。 （2）在立即菜單中選取畫線方式，根據(jù)狀態(tài)欄提示，完成操作。 CAXA制造工程師 曲線功能與線架造型例利用兩點線繪制圓的

5、公切線。 充分利用工具點菜單，可以繪制出多種特殊的直線，這里以利用工具點中的切點繪制出圓和圓弧的切線為例，介紹工具點菜單的使用。（1） 單擊直線按鈕 ，系統(tǒng)提示“輸入第一點”。（2） 按空格鍵彈出工具點菜單，單擊“切點”項。（3） 然后按提示拾取第一個圓，拾取的位置如圖所示“1”所指的位置。（4） 在輸入第二點時，方法同第一點的拾取方法一樣，拾取第二個圓的 位置如下圖中“2”所指的位置，作圖結(jié)果如右圖所示。 CAXA制造工程師 曲線功能與線架造型這里需要注意的是，在拾取圓時，拾取位置的不同，則切線繪制的位置也不同。如下圖，若第二點選在“3”所指位置處，則作出的為兩圓的內(nèi)公切線。 注意 點的輸入

6、有兩種方式：按空格鍵拾取工具點和按回車鍵直接輸入坐標(biāo)值。其它曲線的繪制過程如直線在立即菜單中選取畫線方式，根據(jù)狀態(tài)欄提示，完成操作。 CAXA制造工程師 曲線功能與線架造型2.2 幾何變換 幾何變換對于編輯圖形和曲面有著極為重要的作用，可以極大地方便用戶。幾何變換是指對線、面進(jìn)行變換，對造型實體無效，而且?guī)缀巫儞Q前后線、面的顏色、圖層等屬性不發(fā)生變換。幾何變換共有七種功能：平移、平面旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、平面鏡像、鏡像、陣列和縮放。平移對拾取到的曲線或曲面進(jìn)行平移或拷貝。平移有兩種方式：兩點或偏移量。 CAXA制造工程師 曲線功能與線架造型2.3 線架造型 在“CAXA制造工程師”軟件中，線架造型實際就

7、是先繪制曲線，再對曲線進(jìn)行編輯和修改以及進(jìn)行空間幾何變換，從而完成加工造型。練習(xí)圖樣完成下圖所示工件的線架造型練習(xí)圖樣完成下圖所示工件的線架造型返返回回第三章第三章 曲面功能與曲面造型曲面功能與曲面造型 CAXA制造工程師3.1 曲面生成曲面生成 制造工程師提供了豐富的曲面造型手段，構(gòu)造完決定曲面形狀的關(guān)鍵線框后，就可以在線框基礎(chǔ)上，選用各種曲面的生成和編輯方法，在線框上構(gòu)造所需定義的曲面來描述零件的外表面。根據(jù)曲面特征線的不同組合方式，可以組織不同的曲面生成方式。曲面生成方式共有十種：直紋面、旋轉(zhuǎn)面、掃描面、邊界面、放樣面、網(wǎng)格面、導(dǎo)動面、等距面、平面和實體表面。直紋面 直紋面是由一根直線兩

8、端點分別在兩曲線上勻速運動而形成的軌跡曲面。直紋面生成 有三種方式：曲線+曲線、點+曲線和曲線+曲面。（1）單擊“造型”，指向“曲面生成”，單擊“直紋面”，或者單擊 按鈕。（2）在立即菜單中選擇直紋面生成方式。（3）按狀態(tài)欄的提示操作，生成直紋面。 CAXA制造工程師 曲面功能與曲面造型l 曲線曲線+曲線曲線 曲線+曲線是指在兩條自由曲線之間生成直紋面。（1）選擇“曲線曲線”方式。（2）拾取第一條空間曲線。（3）拾取第二條空間曲線，拾取完畢立即生成直紋面。 點點+曲線曲線 點+曲線是指在一個點和一條曲線之間生成直紋面。 （1）選擇“點曲線”方式。（2）拾取空間點。（3）拾取空間曲線，拾取完畢

9、立即生成直紋面。曲線曲線+曲面曲面 曲線+曲面是指在一條曲線和一個曲面之間生成直紋面。曲線+曲面方式生成直紋面時，曲線沿著一個方向向曲面投影，同時曲線與這個方向垂直的平面內(nèi)上以一定的錐度擴(kuò)張或收縮，生成另外一條曲線，在這兩條曲線之間生成直紋面。 CAXA制造工程師 曲面功能與曲面造型（1）選擇“曲線曲面”方式。（2）填寫角度和精度。（3）拾取曲面。（4）拾取空間曲線。（5）輸入投影方向。單擊空格鍵彈出矢量工具，選擇投影方向。（6）選擇錐度方向。單擊箭頭方向即可。（7）生成直紋面。 角度 是指錐體母線與中心線的夾角； CAXA制造工程師 曲面功能與曲面造型練習(xí)圖樣：完成下圖所示圖形的曲面造型練習(xí)

10、圖樣：完成下圖所示圖形的曲面造型樣條型值點（X,Y,Z）-70,0,20-40,0,25-20,0,3030,0,15圖二a視圖 圖二b軸測圖 做左圖的導(dǎo)動曲面 圓弧在平行于YOZ平面內(nèi)，圓心：（30，0，-95），半徑R=110，要求圓弧沿樣條平行導(dǎo)動。 練練習(xí)習(xí)一一 練練習(xí)習(xí)二二 返回 CAXA制造工程師第四章 特征生成與實體造型 特征設(shè)計是零件設(shè)計模塊的重要組成部分。CAXA制造工程師2006的零件設(shè)計采用精確的特征實體造型技術(shù)，它完全拋棄了傳統(tǒng)的體素合并和交并差的繁瑣方式，將設(shè)計信息用特征術(shù)語來描述，使整個設(shè)計過程直觀、簡單、準(zhǔn)確。 通常的特征包括孔、槽、型腔、點、凸臺、圓柱體、塊、錐

11、體、球體、管子等等。拉伸增料拉伸增料 將一個輪廓曲線根據(jù)指定的距離做拉伸操作，用以生成一個增加材料的特征。（1）單擊“造型”，指向“特征生成”，再指向“增料”，單擊“拉伸”，或者直接單擊 按鈕，彈出拉伸加料對話框。（2）選取拉伸類型，填入深度，拾取草圖，單擊“確定”完成操作。拉伸類型包括“固定深度”、“雙向拉伸”和“拉伸到面”。 CAXA制造工程師 特征生成與實體造型拉伸除料拉伸除料 將一個輪廓曲線根據(jù)指定的距離做拉伸操作，用以生成一個減去材料的特征。 （1）單擊“應(yīng)用”，指向“特征生成”，再指向“除料”，單擊“拉伸”，或者直接單擊 按 鈕，彈出拉伸除料對話框，如圖。（2）選取拉伸類型，填入深

12、度，拾取草圖，單擊“確定”完成操作。 拉伸類型包括“固定深度”、“雙向拉伸”、“拉伸到面”和“貫穿”，如圖。固定深度：是指按照給定的深度數(shù)值進(jìn)行單向的拉伸，如右圖一。 深度：是指拉伸的尺寸值，可以直接輸入所需數(shù)值，也可以點擊按鈕來調(diào)節(jié)。拉伸對象：是指對需要拉伸的草圖的選取。反向拉伸：是指與默認(rèn)方向相反的方向進(jìn)行拉伸。增加拔模斜度：是指使拉伸的實體帶有錐度，如右圖二。圖一圖二圖三 CAXA制造工程師 特征生成與實體造型雙向拉伸：是指以草圖為中心，向相反的兩個方向進(jìn)行拉伸，深度值以草圖為中心平分。 貫穿：是指草圖拉伸后，將基體整個穿透。如下圖一。拉伸到面：是指拉伸位置以曲面為結(jié)束點進(jìn)行拉伸，需要選

13、擇要拉伸的草圖和拉伸到的曲面，如下圖二。 注意： （1）在進(jìn)行“雙面拉伸”時，拔模斜度不可用。 （2）在進(jìn)行“拉伸到面”時，要使草圖能夠完 全投影到這個面上，如果面的范圍比草圖小， 會產(chǎn)生操作失敗。 （3）在進(jìn)行“拉伸到面”時，深度和反向拉伸不可用。 （4）在進(jìn)行“貫穿”時，深度、反向拉伸和拔模斜度不可用。 圖一圖二 CAXA制造工程師 特征生成與實體造型練習(xí)圖樣：完成下圖所示工件的實體造型練習(xí)圖樣：完成下圖所示工件的實體造型返回 CAXA制造工程師 數(shù)控加工第五章 數(shù)控加工5.1 數(shù)控機(jī)床概述 數(shù)控機(jī)床源于美國。20世紀(jì)50年代初，出于軍事工業(yè)發(fā)展的需要，美國麻省理工學(xué)院在美空軍后勤部的資助

14、下，于1952年3月研制成功了世界上第一臺有信息存儲和處理功能的新型機(jī)床，即數(shù)控機(jī)床。很快數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用從美國逐步推廣到歐洲和日本等國。我國在1958年也開始進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的研制工作，并取得了一定的成效。 數(shù)控機(jī)床由機(jī)床主體和數(shù)控系統(tǒng)及伺服驅(qū)動三大部分組成?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床綜合了計算機(jī)、自動控制、精密測量、機(jī)床制造及其配套技術(shù)的最新成果。它已成為先進(jìn)制造技術(shù)不可缺少的工藝裝備。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工 我們中心采用的是由南京機(jī)床廠生產(chǎn)的XKN714和XKN713系列數(shù)控機(jī)床，機(jī)床的受控動作大致包括機(jī)床的啟停；主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換；進(jìn)給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的

15、補(bǔ)充；刀具的更換，冷卻液的開啟、關(guān)閉等。下圖是中心所用機(jī)床和數(shù)控機(jī)床加工工件的過程。數(shù)控機(jī)床加工過程框圖 CAXA制造工程師 數(shù)控加工5.2 數(shù)控加工概述 數(shù)控加工，就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控機(jī)床是一種用計算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計算機(jī)，不管是專用計算機(jī)、還是通用計算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。在數(shù)控機(jī)床上加工零件與在普通機(jī)床上加工零件，其加工方法并無多入差異，但在機(jī)床運動的控制上卻有很大區(qū)別。在普通機(jī)床上加工時，機(jī)床的運動受控于操作工人。如機(jī)床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運動部件的位移量、切削用量的變更，以及機(jī)床

16、的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，機(jī)床的運動和輔助動作的實現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式(數(shù)控語言或符號)編制的。編寫加工(或運動)指令的過程就稱為編程。所謂編程，就是把被加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、運動要求用數(shù)字指令形式(數(shù)控語言）記錄在介質(zhì)上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工5. 3數(shù)控加工概述數(shù)控加工一般包括以下幾個內(nèi)容：1、對圖紙進(jìn)行分析，確定需要進(jìn)行數(shù)控加工的部分。2、利用圖形軟件對需要數(shù)控加工的部分造型。3、根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括

17、粗加工、半精加工、精加工軌跡）。4、軌跡的方針檢驗。5、生成G代碼。6、傳給機(jī)床加工。用 CAXA制造工程師實現(xiàn)加工過程： 首先，在后置設(shè)置中須配置好機(jī)床。這是正確輸出代碼的關(guān)鍵；其次，看懂圖紙，用曲線、曲面和實體表達(dá)工件；然后，根據(jù)工件形狀，選擇合適的加工方式，生成刀位軌跡；最后，生成G代碼，傳給機(jī)床。5.4.1 毛坯 功能 ：定義毛坯。 操作說明 ： CAXA制造工程師 數(shù)控加工5.4 數(shù)控加工中通用參數(shù)設(shè)置刀具刀具庫主庫主要是要是對用對用戶定戶定義的義的各刀各刀具進(jìn)具進(jìn)行管行管理。理。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工5.4.2 加工管理刀具庫 CAXA制造工程師 數(shù)控加工 5.5 等高線粗

18、加工生成等高線粗加工軌跡。 加工參數(shù)一加工參數(shù)二切入切出 CAXA制造工程師 數(shù)控加工 下刀方式 切削用量 加工邊界 刀具參數(shù)加工參數(shù)加工參數(shù) 加工邊界不能被指定的行距（殘留高度指定同理）整除時，會產(chǎn)生切削殘余。加工邊界不能被指定的行距（殘留高度指定同理）整除時，會產(chǎn)生切削殘余。 切入切出切入切出 采用采用3D圓弧方式時，實現(xiàn)圓弧插補(bǔ)的必要條件為圓弧方式時，實現(xiàn)圓弧插補(bǔ)的必要條件為:加工方向往復(fù)，行間連接方式投影加工方向往復(fù)，行間連接方式投影，最大投影距離，最大投影距離 = 行距（行距（XY向）。向）。 下刀方式下刀方式 指定切入方式為指定切入方式為Z字形或傾斜線時，系統(tǒng)會缺省設(shè)定切入方式的距

19、離模式為相對。字形或傾斜線時，系統(tǒng)會缺省設(shè)定切入方式的距離模式為相對。 已經(jīng)指定已經(jīng)指定3D圓弧切入切出方式的前提下，指定切入方式為圓弧切入切出方式的前提下，指定切入方式為Z字形或傾斜線時無效，系字形或傾斜線時無效，系統(tǒng)會恢復(fù)切入方式為垂直。統(tǒng)會恢復(fù)切入方式為垂直。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工注意事項 加工邊界 加工邊界互相嵌套時（如圖1），結(jié)果如圖2所示，去除2的區(qū)域，在1的區(qū)域和3的區(qū)域里生成軌跡。加工邊界在XY向為嵌套時，刀具相對于邊界的位置模式如右下圖所示。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工 等高線精加工是在粗加工后，更加精確的選擇與設(shè)置加工參數(shù)，參數(shù)的設(shè)置方法同粗加工，另外精加工在路徑

20、生成方式中有是否執(zhí)行平坦部識別，執(zhí)行平坦部識別是指自動識別模型的平坦區(qū)域，選擇是否根據(jù)該區(qū)域所在高度生成軌跡。 再計算從平坦部分開始的等間距 設(shè)定是否根據(jù)平坦部區(qū)域所在高度重新度量z向?qū)痈?，生成軌跡。選擇不再計算時，在z向?qū)痈叩穆窂介g，插入平坦部分的軌跡。 精加工后的工件精度得到很大提高，達(dá)到可以滿足使用要求。5.6 軌跡仿真軌跡仿真 軌跡仿真模擬刀具沿軌跡走刀，實現(xiàn)對毛坯的切削的動態(tài)圖像顯示過程可以通過軌跡仿真來實現(xiàn)。這個仿真過程是通過軌跡仿真器來實現(xiàn)的，具體有關(guān)軌跡仿真器的使用，請參考軌跡仿真器的幫助。用戶通過此處的軌跡仿真命令拾取到相關(guān)的軌跡后，右鍵確認(rèn)后即可調(diào)入軌跡仿真器進(jìn)行仿真，這里提供了調(diào)入軌跡仿真器的兩種方式。 先從菜單上單擊軌跡仿真命令，然后在工作區(qū)中或加工管理窗口區(qū)中拾取若干軌跡，右鍵確認(rèn)即可調(diào)入軌跡仿真器。 先在工作區(qū)中或加工管理窗口區(qū)中拾取若干軌跡，然后在加工管理窗口區(qū)中右鍵彈出右鍵菜單，單擊軌跡仿真即可調(diào)入軌跡仿真器。 CAXA制造工程師 數(shù)控加工例例：5.7 后置處理后置處理 CAXA制造工程師 數(shù)控加工機(jī)床信息后置設(shè)置 CAXA制造工程師 數(shù)控加工生成