常用的自動(dòng)編程軟件有國外的Mastercam、Pro/E、NX、Cimatron以及國內(nèi)的CAXA制造工程師等，這些軟件的CAM部分包含了大量的機(jī)械加工工藝知識(shí)和手工編程原理。若能將機(jī)加工工藝常識(shí)和手工編程技能融合滲透到編程軟件的應(yīng)用中，定會(huì)使編制的程序符合生產(chǎn)實(shí)際，提高生產(chǎn)效率，從而大大提高編程能力，增強(qiáng)軟件使用效能。

一、下刀方式

　　1. 外凸臺(tái)加工

　　加工開放性外凸臺(tái)時(shí)，可采用“平面輪廓加工方式進(jìn)行加工。一般選擇刀具從毛坯(A′B′C′D ′)實(shí)體材料外面的P1點(diǎn)下刀，這樣可以采用垂直下刀、直線切入切出方式。若是選擇從實(shí)體材料表面上某點(diǎn)下刀，就只能采用螺旋下刀方式或直線漸進(jìn)方式，否則就需要有預(yù)鉆孔(即先用鉆頭預(yù)鉆一小孔，然后再用立銑刀在預(yù)鉆孔中垂直下刀，進(jìn)行平面上的切削加工)。若不明白這一點(diǎn)，直接在實(shí)體材料上垂直下刀，就把銑刀當(dāng)鉆頭用了，容易損壞刀具。

　　假定毛坯A′B′C′D ′的尺寸為100×100，凸臺(tái)的尺寸為60×60，使用Φ24 立銑刀，垂直下刀對(duì)應(yīng)的手工編程為：　　G00Z50　　X42Y65(實(shí)體外P 1點(diǎn))　　Z-2(垂直下刀，切深2mm) G01Y-42F300(直線切入)　　……

　　若用較小的銑刀，例如用Φ 16的立銑刀就需要進(jìn)行多刀加工(也即多行加工)。如圖2所示，對(duì)于這樣的外凸臺(tái)應(yīng) 該采取“從外向里”的環(huán)切方式。這不 但保證了從實(shí)體外下刀，而且方便預(yù)留 精加工余量。對(duì)于平底刀，粗切時(shí)的行距(行與行之間的距離)可取刀具直徑 的0.7%～0.8%。

　　2. 內(nèi)凹腔加工

　　當(dāng)加工內(nèi)凹的型腔時(shí)，不可避免地要從實(shí)體材料上下刀。如果在數(shù)控加工中心上加工零件，可以先用中心鉆預(yù)鉆一個(gè)較小的孔，再用平面區(qū)域加工方式進(jìn)行加工。如果是在普通數(shù)控銑床上加工，就沒必要預(yù)先鉆孔了，直接采用螺旋下刀方式下刀到位后再進(jìn)行平面加工(節(jié)省換刀時(shí)間。螺旋下刀方式對(duì)應(yīng)的手工編程為：

　　G00Z50　　X-6Y-6(內(nèi)腔加工在XY 平面上的 下刀點(diǎn)P 1)　　Z10 (Z方向慢速下刀的相對(duì)高度點(diǎn)) G01Z1F100(Z 方向螺旋下刀的開始點(diǎn))　　G91G03I0J6Z-1L3(螺旋下刀， 切深2mm到位)　　G90 G03I-3J0 (這一句不能省， 否則在工件底平面上會(huì)留下一些沒加工 干凈的痕跡)　　G01Y6F300 (開始從里向外”的 平面內(nèi)腔加工)　　　內(nèi)腔加工螺旋下刀方式的參數(shù)設(shè)置 。除了螺旋下刀方式外還可以采用直線傾斜方式下刀或者直線漸切方式下刀，其參數(shù)設(shè)置。

二、加工余量的巧妙利用

　　機(jī)械制造工藝學(xué)中的加工余量和自動(dòng)編程軟件中的加工余量是有區(qū)別的。 前者指的是本次加工應(yīng)該切削掉的余 量，后者指的是本次加工完畢以后留給 后續(xù)工步的余量。例如，若內(nèi)孔的成品 尺寸為Φ 800+0.2，如果本次加工就是 最終的精加工，則自動(dòng)編程時(shí)“加工余 量”應(yīng)設(shè)置為“0”;如果本次加工后還 需要留單邊0.1m m給精加工，則編程時(shí)“加工余量”應(yīng)設(shè)置為“0.1”。 我們可以巧妙利用它來解決非對(duì)稱公差的中間尺寸計(jì)算問題。在手工編程中，通常要用“中間尺寸”進(jìn)行編程，以確保加工后的零件實(shí)際尺寸在所要求的尺寸公差范圍以內(nèi)。而對(duì)于非對(duì)稱公差的尺寸，要計(jì)算其中間尺寸往往比較麻煩。在自動(dòng)編程中可以通過設(shè)置加工余量，輕松地解決這個(gè)問題。

　　如圖7a所示零件，下偏差為基本偏差0，上偏差為+0.2，因此只需將加工余量設(shè)為0.05，則編程軟件會(huì)自動(dòng)按60.1mm的中間尺寸計(jì)算軌跡。圖7b所示的零件，上偏差為基本偏差0，下偏差為-0.2，加工余量應(yīng)設(shè)為-0.05，這樣編程軟件才能自動(dòng)按59.9mm的中間尺寸計(jì)算軌跡。

　　另外，前面提到的外輪廓采用從外向里、內(nèi)輪廓采用“從里向外的走刀方式，也便于利用“加工余量”設(shè) 置分別完成零件的粗精加工程序。

三、拐角過渡方式

　　CAXA自動(dòng)編程軟件的軌跡設(shè)計(jì)都需要設(shè)置“拐角過渡方式”，就是在切削過程中遇到拐角時(shí)的處理方式。CNC會(huì)自動(dòng)識(shí)別內(nèi)角的拐角，對(duì)于內(nèi)角加工，其拐角處刀具的中心軌跡必定經(jīng)過輪廓軌 跡等距線的交點(diǎn)P 。

　　為加工外角時(shí)的兩種過渡方式。為尖角過渡方式，即在加工一段輪廓到另一段輪廓的拐角處，刀具的中心軌跡是兩段等距直線相交(以刀具半徑為距離的直線1P 和2P 相交)。為圓弧過渡方式，即在加工一段輪廓到另一段輪廓的拐角處，刀具中心軌跡為一段圓弧(圖中1點(diǎn)到2點(diǎn)的圓弧)，起點(diǎn)為前一曲線的終點(diǎn)，終點(diǎn)為后一曲線的起點(diǎn)，半徑等于刀具半徑。

　　從切削工藝方面，在加工半封閉或封閉的內(nèi)外輪廓中，應(yīng)盡量避免加工中的停頓現(xiàn)象。因?yàn)榱慵?刀具-機(jī)床”這一工藝系統(tǒng)在加工過程中暫時(shí)處于動(dòng)態(tài)平衡彈性變形狀態(tài)下，若忽然進(jìn)給停頓，切削力會(huì)明顯減小，就會(huì)失去原工藝系統(tǒng)的平衡，使刀具在停頓處留下劃痕或凹痕，影響零件表面的加工質(zhì)量。

很明顯，從工藝的角度考慮，拐角處應(yīng)盡量選擇尖角過渡。但尖角過渡時(shí)刀具走過的路程較圓弧過渡長，特別是當(dāng)零件夾角α 越小，拐角處刀具中心軌跡的交點(diǎn)就越遠(yuǎn)，影響加工效率。因此，拐角過渡選擇的原則應(yīng)是：粗加工時(shí)一般選擇“圓弧過渡”，精加工(特別是拐角處要求銳角且表面質(zhì)量要求較高)時(shí)，選擇“尖角過渡”。

　　手工編程中也有尖角過渡和圓弧過渡之分。尖角過渡對(duì)應(yīng)的指令代碼是G451(SIEMENS系統(tǒng))和G61(FANUC系統(tǒng))，圓弧過渡對(duì)應(yīng)的代碼是G450(SIEMENS系統(tǒng))和G64(FANUC系統(tǒng))。

四、帶有拔模角度的輪廓加工

　　對(duì)于像棱錐臺(tái)、圓錐臺(tái)等零件，存在角度輪廓面需要加工。在傳統(tǒng)加工技術(shù)中，通常有二種進(jìn)給方式，如圖10所示。需采用和零件角度一致的專用成型刀具。采用普通的平底刀具，但其進(jìn)給方向要與零件的角度方向一致，通常是將銑刀頭扳轉(zhuǎn)一定角度，使其與零件角度方向一致。

　　在數(shù)控加工中，尤其是在三軸數(shù)控加工中，刀具的進(jìn)給只能沿著各坐標(biāo)軸方向運(yùn)動(dòng)，因而刀具軌跡由幾個(gè)方向的 坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成。刀尖的軌跡形成了實(shí)際上的加工面，圖中用紅色線表示。這就從加工原理上決定了實(shí)際加工表面與所要求的理想表面有誤差。這個(gè)誤差可以由每層下降高度來限定。減小每層下降高度就可以減小該誤差。

　　因此，在設(shè)計(jì)帶有拔模角度的輪廓面精加工軌跡時(shí)，應(yīng)選用球頭刀具、減小每層的下降高度，以提高表面質(zhì)量。但對(duì)于粗加工，多數(shù)還是選擇平底刀加工，以提高生產(chǎn)率。在CAXA制造工程師中，還有拔模角度和拔模基準(zhǔn)兩個(gè)參數(shù)需要設(shè)定。

　　圓錐臺(tái)面的手工編程要用到宏程序，在此不作介紹。

五、結(jié)束語

　　以上是CAXA制造工程師軟件應(yīng)用實(shí)踐中比較典型的幾個(gè)方面，還有許多實(shí)際應(yīng)用的技巧，不再一一絮述。總之，在學(xué)習(xí)和使用數(shù)控自動(dòng)編程軟件設(shè)計(jì)加工程序的過程中，不能忽略加工工藝知識(shí)的靈活應(yīng)用，不能將其與手工編程完全割裂開。一個(gè)優(yōu)秀的編程人員，應(yīng)該同時(shí)具備工藝常識(shí)、手工編程技能和自動(dòng)編程軟件的使用技巧。將三者結(jié)合起來思考應(yīng)用，會(huì)加深我們對(duì)編程軟件的透徹理解和良好應(yīng)用，達(dá)到優(yōu)化程序設(shè)計(jì)、增強(qiáng)軟件使用效能的目標(biāo)。