1 引言　　數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn):一是可以極大地提高精度,包括加工質(zhì)量精度及加工時(shí)間誤差精度;二是加工質(zhì)量的重復(fù)性,可以穩(wěn)定加工質(zhì)量,保持加工零件質(zhì)量的一致。　　

目前,許多工廠常用二維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行基于2D的平面圖零件設(shè)計(jì),然后由工藝人員或程序員按3D概念,直接以G代碼或APT語(yǔ)言進(jìn)行NC編程。這種方法適用于一般簡(jiǎn)單零件的平面加工、直線加工、回轉(zhuǎn)體加工及點(diǎn)位加工。但對(duì)于幾何形狀復(fù)雜、夾具裝配復(fù)雜,特別是對(duì)非圓曲面的加工,傳統(tǒng)的手工編程方法就顯得復(fù)雜、煩瑣,且易于出錯(cuò),難于檢查,也就不能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能?！　?/span>

近年來(lái),由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)的圖形處理功能有了很大增強(qiáng),基于CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行圖形交互的自動(dòng)編程方法日趨成熟,這種方法速度快、精度高、直觀、使用簡(jiǎn)便和便于檢查。CAD/CAM技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一種必然趨勢(shì),CAXA制造工程師便是該技術(shù)的杰出代表。

2 CAM數(shù)控加工技術(shù)　　

2.1 CAM數(shù)控加工概述　　

CAM數(shù)控加工技術(shù)是在刀具建庫(kù)、夾具建庫(kù)、NC建模和CAD實(shí)體造型集成的基礎(chǔ)上,在計(jì)算機(jī)中建立機(jī)床加工環(huán)境,根據(jù)加工工藝方案設(shè)置參數(shù),模擬機(jī)床的實(shí)際切削過(guò)程,進(jìn)行刀具干涉檢查,最后生成NC代碼文件,即G代碼,輸入機(jī)床完成零件加工。

其關(guān)鍵技術(shù)如下:　　

(1)夾具庫(kù)的建立、多工位夾具的裝配及在各工序間的切換;　　

(2)裝配式刀具庫(kù)的建立及在仿真切削過(guò)程中的調(diào)用;　　

(3)NC建模系統(tǒng)的應(yīng)用調(diào)試;　　

(4)使用CAM軟件的刀具、夾具數(shù)據(jù)庫(kù)中的系列刀具元件、夾具元件加工毛坯模型;　　

(5)模擬加工試切過(guò)程,并進(jìn)行切削干涉檢查;　　

(6)修改刀具路徑;　　

(7)應(yīng)用軟件功能,生成刀具、夾具及部件裝配圖和刀具路徑圖、輸出各種工藝信息及報(bào)表?！　?/span>

2.2 用CAXA制造工程師實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工　　

CAXA制造工程師以CAD生成的零件幾何信息為基礎(chǔ),采用人機(jī)交互對(duì)話方式,在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工件的幾何特征,定義相關(guān)的加工參數(shù),由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并動(dòng)態(tài)顯示加工路徑,最后輸出NC代碼數(shù)據(jù)。特別是它所提供的仿真切削功能,能模擬加工環(huán)境進(jìn)行切削,并檢查刀具是否干涉。　　

3 基于CAXA制造工程師的工藝加工過(guò)程　　

3.1 CAXA制造工程師制造功能模塊的主要功能　　

CAXA制造工程師是一個(gè)曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化的國(guó)產(chǎn)CAM軟件,是基于三維的零件設(shè)計(jì)、制造和分析的軟件包。

其制造功能模塊主要具有以下功能:　　

(1)保證數(shù)據(jù)的唯一性和相關(guān)性如果對(duì)一個(gè)零件模型進(jìn)行了修改,與此零件相關(guān)的裝配圖、零件圖等都會(huì)自動(dòng)更新。　　

(2)強(qiáng)大的加工環(huán)境設(shè)計(jì)能力　　能夠模擬加工條件,建立三維的組裝式夾具裝配、刀具裝配、加工毛坯系列;圖形交互式人機(jī)對(duì)話;有多種進(jìn)刀方式,可自動(dòng)生成加工刀具路徑。能進(jìn)行銑削、鏜削、車削、鉸孔、線切割等多種加工。每種加工都提供多種加工方式;能圖形顯示刀具路徑;屏幕模擬實(shí)際切削過(guò)程,顯示材料去除過(guò)程和進(jìn)行刀具干涉檢查;可提供完整的工藝過(guò)程信息。可提供刀具裝配、安裝、使用信息,夾具安裝、使用信息,機(jī)床使用信息,工藝參數(shù)設(shè)置信息等?！　?/span>

3.2 CAXA制造工程師在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工藝分析及加工的過(guò)程　　

基于CAXA制造工程師的技術(shù)支持,在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工工藝分析及加工的過(guò)程,可分為下面的幾個(gè)階段:

(1)準(zhǔn)備工作　　在這個(gè)階段里,主要完成加工環(huán)境設(shè)計(jì)工作,即在完成工藝方案設(shè)計(jì)的前提下,在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)控機(jī)床參數(shù)設(shè)置,刀具元件建庫(kù)、刀具組裝,通用夾具元件建庫(kù)、專用夾具元件建模、夾具組裝等,目的是建立一個(gè)三維工件的加工環(huán)境?！　?/span>

(2)工件模型造型設(shè)計(jì)　　利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能,將零件的被加工部位繪制到計(jì)算機(jī)屏幕上,作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù)?！　?/span>

加工模型的建立是通過(guò)人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達(dá)在圖紙上,用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對(duì)這種需求,CAM系統(tǒng)應(yīng)提供強(qiáng)大的幾何建模功能,不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧,還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法,并提供過(guò)渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他CAD/CAM系統(tǒng)傳入,因此CAM系統(tǒng)針對(duì)此類需求應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口,如DXF、IGES、STEP等。由于分工越來(lái)越細(xì),企業(yè)之間的協(xié)作越來(lái)越頻繁,這種形式目前越來(lái)越普遍?！　?/span>

被加工零件的外形不可能是由測(cè)量機(jī)測(cè)量得到,針對(duì)此類的需求,CAM系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測(cè)量數(shù)據(jù)的功能,按一定的格式給出的數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動(dòng)生成零件的外形曲面。