国家职业资格全市统一鉴定

数控车技师论文

 

（国家职业资格二级）

 

 

论文题目：基于CAXA数控软件复杂零件自动编程的探究

 

                

 

 

 

 

姓    名：              王科冰            

身份证号： 320282198703216913     

准考证号：                            

工作单位： 江苏省陶都中等专业学校                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

基于CAXA数控软件复杂零件自动编程的探究

王科冰

江苏省陶都中等专业学校

摘要：随着现代制造业的快速发展，复杂零件的数控加工需求日益增长。CAXA数控车作为一款国产优秀的数控编程软件，以其强大的自动编程功能和灵活的加工策略，在复杂零件的数控加工中发挥着重要作用。本文探讨了CAXA数控车在复杂零件自动编程中的应用，分析了其关键技术、工艺流程及优化策略，旨在为数控加工领域的实践者和研究者提供参考。

关键词：CAXA数控车；复杂零件；自动编程；数控加工

一、引言

随着制造业的蓬勃发展，数控加工技术已经成为现代制造领域的核心技术之一。而数控技术相对普通车床技术最明显的区别便是机床可以按照技术人员事先编制好的程序来自动加工各种形状的零件。目前，数控程序的编制分为两种，一种是手动编程，另外一种是自动编程。手工编程主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。一般对几何形状简单的零件，所需的加工程序不多，计算比较简单，用手工编程比较合适。手工编程耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状零件的编程。自动编程又称为计算机辅助编程，就是利用计算

机辅助制造软件（如 Mastercam、CAXA 等）和相应的前置、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序单的一种编程方式。

CAXA数控车作为国内优秀的数控编程软件，凭借其强大的自动编程功能和灵活的加工策略，在复杂零件的数控加工中发挥着越来越重要的作用。本文将深入探讨CAXA数控车在复杂零件自动编程中的应用，以期为数控加工领域的实践者和研究者提供参考。

二、CAXA数控车软件介绍

CAXA数控车是北京数码大方科技有限公司开发的一款专业数控编程软件，它集CAD/CAM于一体，具有界面友好、操作简便、功能强大等特点。该软件支持多种数控系统的G代码生成，能够满足不同机床的加工需求。同时，CAXA数控车还提供了丰富的粗、精加工命令，以及刀具库、工艺库等辅助功能，使得编程过程更加高效、便捷。

三、复杂零件自动编程的关键技术

1. 图形处理与毛坯设置

在CAXA数控车软件中，复杂零件的图形处理是自动编程的第一步。用户需要根据零件图纸，利用软件的绘图功能绘制出零件的轮廓线。同时，还需要设置毛坯的尺寸大小及要加工的轮廓部分，为后续加工提供基础。在绘制图形时，需要注意图形的准确性和位置的正确性，以确保后续加工的顺利进行。

2. 参数设置与刀路轨迹生成

参数设置是自动编程的核心环节。用户需要根据零件的加工要求和工艺特点，设置合理的切削参数、刀具参数等。这些参数将直接影响加工效率和加工质量。在CAXA数控车中，用户可以通过设置相关参数，自动生成合理的刀路轨迹。特别重要的是，在拾取被零件轮廓和毛坯时，要选择限制链方式，以确保刀路轨迹的准确性。

3. 仿真加工与程序优化

仿真加工是检验刀路轨迹正确性的重要手段。在CAXA数控车中，用户可以选择刀路轨迹进行仿真加工，观察刀具的运动轨迹和切削效果。通过仿真加工，用户可以及时发现并纠正程序中的错误，避免在实际加工中造成损失。同时，用户还可以根据仿真结果对程序进行优化，如调整切削参数、优化刀具路径等，以提高加工效率和加工质量。

四、复杂零件自动编程的工艺流程

下面通过一个典型数控零件来介绍CAXA数控车软件在计算机辅助编程中的应用。

1.加工工艺分析

图1

确定毛坯及装夹方式。根据零件图图1，毛坯为30X80㎜的棒料，材料为45钢，装夹方式为三爪卡盘装夹，伸出长度为60㎜，由于零件伸出端较长，故采用一夹一顶的装夹方式，以工件右端面11端点为工件坐标系，具体加工工艺过程如表1所示。

表1

2.零件加工

2.1 粗车右端外轮廓

（1）绘制被加工切削区域。利用CAXA 数控车软件绘制零件右端外轮廓，绘图时候注意只要要从软件坐标系零点出发绘制，根据图纸只需画出被加工外轮廓和毛坯轮廓30上半部分组成的封闭区域，并且由于外圆刀不会加工槽，因此，需要将槽封闭，另外，粗车需要加工端面，因此留出2㎜余量给光端面，如图2所示。

图2

（2）修改粗车刀具参数。点击【数控车】【轮廓粗车】【轮廓车刀】命令选项，修改刀具参数，刀具号01，刀具补偿号01，刀尖半径0.3，如图3所示。

图3

（3）修改粗车加工参数。点击【数控车】【轮廓粗车】【加工参数】命令选项，切削行距为2，径向余量0.5，轴向余量0，加工方式选用行切，如图4所示。

图4

（4）修改粗车进退刀方式。点击【数控车】【轮廓粗车】【进退刀方式】命令选项，相对毛坯进刀、退刀方式，相对加工表面进、退刀方式均改为垂直，快速退刀距离改为1㎜，以增加切削效率，节省时间，如图5所示。

图5

（5）修改粗车切削用量。点击【数控车】【轮廓粗车】【切削用量】命令选项，进刀量为0.2㎜/rev，主轴转速1000rpm，如图6所示。

图6

（6）生成刀具轨迹。对设置的【粗车参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图7所示。

图7

（7）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取粗加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0101，如图8所示。

图8

2.2 精车右端外轮廓

（1）修改粗车加工参数。点击【数控车】【轮廓精车】【加工参数】命令选项，切削行数1，如图9所示。

图9

（2）修改精车进退刀方式。点击【数控车】【轮廓精车】【进退刀方式】命令选项，相对加工表面进、退刀方式均改为垂直，快速退刀距离改为1㎜，以增加切削效率，节省时间，如图10所示。

图10

（3）修改精车切削用量。点击【数控车】【轮廓精车】【切削用量】命令选项，进刀量为0.1㎜/rev，主轴转速1500rpm，如图11所示。

图11

（4）修改精车刀具参数。点击【数控车】【轮廓精车】【轮廓车刀】命令选项，粗精车我们选用同一把刀，修改刀具参数，刀具号01，刀具补偿号01，刀尖半径0.3，如图3所示。

（5）生成刀具轨迹。对设置的【精车参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图12所示。

图12

（6）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取精加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0101，如图13所示。

图13

2.3 粗车右端槽

（1）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【加工参数】命令选项，平移步距3，切深步距为2，刀具只能下切，如图14所示。

图14

（2）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【切削用量】命令选项，进刀量0.15，主轴转速600，如图15所示。

图15

（3）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【切削刀具】命令选项，刀具宽度2，刀刃宽度3，刀尖半径0.1，如图16所示。

图16

（4）生成刀具轨迹。对设置的【切槽参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图17所示。

图17

（5）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取精加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0202，如图18所示。

图18

2.4 精车右端槽

（1）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【加工参数】命令选项，选择精加工，取消刀具只能下切，如图19所示。

图19

（2）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【切削用量】命令选项，进刀量0.1，主轴转速700，如图20所示。

图20

（3）修改切槽参数表。点击【数控车】【切槽】【切削刀具】命令选项，粗车精车采用一把槽刀，如图16所示。

（4）生成刀具轨迹。对设置的【切槽参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图21所示。

                 图21

（5）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取精加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0202，如图22所示。

            

图22

2.5 掉头装夹20外圆，紧靠28端面，利用槽刀手动切除，来控制总长70。注意过程槽刀的切深不能过快，尽量使用手轮操作。

2.6 粗车左端外轮廓

（1）绘制左端轮廓，绘制毛坯直径轮廓，如图23所示。

          

图23

（3）修改粗车加工参数。点击【数控车】【轮廓粗车】【加工参数】命令选项，切削行距为2，径向余量0.5，轴向余量0，加工方式选用行切，如图4所示。

（4）修改粗车进退刀方式。点击【数控车】【轮廓粗车】【进退刀方式】命令选项，相对毛坯进刀、退刀方式，相对加工表面进、退刀方式均改为垂直，快速退刀距离改为1㎜，以增加切削效率，节省时间，如图5所示。

（5）修改粗车切削用量。点击【数控车】【轮廓粗车】【切削用量】命令选项，进刀量为0.2㎜/rev，主轴转速1000rpm，如图6所示。

（6）修改粗车刀具参数。点击【数控车】【轮廓粗车】【轮廓车刀】命令选项，修改刀具参数，刀具号01，刀具补偿号01，刀尖半径0.3，如图3所示。

（7）生成刀具轨迹。对设置的【粗车参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图24所示。

图24

（8）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取粗加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0101，如图25所示。

图25

2.7  精车右端外轮廓

（1）修改粗车加工参数。点击【数控车】【轮廓精车】【加工参数】命令选项，切削行数1，如图9所示。

（2）修改精车进退刀方式。点击【数控车】【轮廓精车】【进退刀方式】命令选项，相对加工表面进、退刀方式均改为垂直，快速退刀距离改为1㎜，以增加切削效率，节省时间，如图10所示。

（3）修改精车切削用量。点击【数控车】【轮廓精车】【切削用量】命令选项，进刀量为0.1㎜/rev，主轴转速1500rpm，如图11所示。

（4）修改精车刀具参数。点击【数控车】【轮廓精车】【轮廓车刀】命令选项，粗精车我们选用同一把刀，修改刀具参数，刀具号01，刀具补偿号01，刀尖半径0.3，如图3所示。

（5）生成刀具轨迹。对设置的【精车参数表】点击确定后，使用限制链拾取或单个拾取分别拾取被加工工件表面轮廓，指定进退刀点，生成刀具轨迹。如图26所示。

图26

（6）生成G代码。点击【数控车】【代码生成】设置代码文件名及所选择的数控系统FANUC后，拾取精加工刀具轨迹，生成G代码，程序生成后，修改刀具号T0101，如图27所示。

图27

3. 仿真加工与程序优化

选择生成的刀路轨迹进行仿真加工，观察刀具的运动轨迹和切削效果。根据仿真结果对程序进行优化调整，以提高加工效率和加工质量。

4. 程序传输与机床加工

将优化后的程序通过USB、CF卡、RS232串口等通讯方式传输到数控机床上。在机床上进行加工前，再次检查程序的正确性和机床的准备情况。然后按照程序进行加工操作，完成复杂零件的数控加工过程。

五、结论与展望

通过以上实例，可见CAXA数控车在复杂零件自动编程中的应用中具备很多明显的优势：

1.CAXA数控车软件具有界面友好、操作简便、功能强大等特点，能够满足复杂零件的数控加工需求。

2.复杂零件自动编程的关键技术包括图形处理与毛坯设置、参数设置与刀路轨迹生成以及仿真加工与程序优化等。

3.通过优化刀具路径和加工策略等策略，可以进一步提高复杂零件的数控加工效率和加工质量。

数控车床作为现代机械制造领域的核心技术之一，在制造业的未来发展中起着重要作用。通过不断提升技术水平和完善功能，数控车床将继续引领精密制造的未来，为人类创造更多高质量的产品和服务。未来，我国应加大对数控车床的创新力度，不断改进和完善现有技术，提升高端数控机床的国产化率，以占领更多世界市场。

 

参考文献：

高长银主编.《CAXA2011数控仿真技术与实例详解》.机械工业出版社.2013。

杜国臣主编.机床数控技术》.北京大学出版社.2010。

姬彦巧主编.《CAXA制造工程师2011与CAXA数控车》.化学工业出版社。

李郝林主编.《机床数控技术》.机械工业出版社.2024。

谢志波，史磊.《基于CAXA数控车的复杂零件自动编程的探索》.《科技与创新》.2023年第19期。