浅谈CAXA制造工程师在数控加工中的应用

摘 要

本文便对CAD/CAM技术的发展，以及CAXA制造工程师的数控加工过程两个方面的内容，进行了详细的分析和探讨，从而详细的论述了数控加工过程中CAXA制造工程师的应用情况。

【关键词】CAD/CAM技术 CAXA制造工程师 数控加工

现阶段，随着我国科学技术水平的不断提升，计算机信息技术已经更加的普及了，而基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法也发展的越发成熟了，因此，在我国的制造行业中，CAD/CAM技术也必将成为一种新的发展趋势。CAXA制造工程师是一款质量优异的国产数控加工软件，在国内使用这款软件的用户数量也越来越多了，并且在各大院校的机械类课程的教学工作中，CAXA制造工程的应用也是最为广泛的。

1 CAD/CAM技术的发展

1.1 CAD/CAM技术的简介

CAD（Computer Aided Design）即计算机辅助设计，它是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的软件，在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作，形成一个设计者思想与计算机处理能力紧密配合的系统，大大加快了设计进程。它包括二维、三维的造型、模具设计、结构设计等。

CAM（Computer Aided Manufacturing）即计算机辅助制造，它是指从产品的设计到加工制造的中的一切生产准备活动，是利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程，它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具的加工时的运动轨迹和数控程序。它包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC程序的生成等。

计算机的发展及软件业的发展，推动着计算机辅助设计软件的不断改进。CAD/CAM技术在数控机床上的运用越来越广泛，可以高效地满足生产的需求。

1.2 CAXA 制造工程师的简介

CAXA制造工程师零件设计是一套面向工业的三维设计软件，它突出地体现了新一代CAD技术以创新设计为发展方向的特点。作为一款集CAD/CAM于一体的数控加工编程软件，CAXA制造工程师具有多种可以加工复杂模具和零件的数控编程功能，如实体造型的编辑、加工轨迹的生成、加工过程的仿真检验、生成加工工艺单以及生成加工代码等。

CAXA制造工程师的工作的方式为人机交互的对话方式，在计算机屏幕上输入准确的被加工工件的几何参数，计算机再对其进行处理后会显示出相应的加工路径，最后则输出了G代码数据，这一软件所展现出的仿真切削功能，能够真实的模拟出切削加工的环境，同时进行刀具干涉检查，其实现数控加工的具体工程如图1。

2 CAXA制造工程师的数控加工过程

2.1 CAXA制造工程师制造的功能简介

2.1.1 实体曲面结合

（1）方便的特征实体造型。由于CAXA制造工程师具有完善的实体造型技术，其可以用特征术语准确的描述出设计的信息，从而能够更加简单并且直观的描述出整个设计过程。

采用增加材料的方式便可生成实体造型，通过拉伸、旋转、导动、放样或加厚曲面来实现；当然也可以采用曲面裁剪或是从实体中减去实体等减料的方式实现，还可以用等半径过渡、变半径过渡、倒角、打孔、增加拔模斜度和抽壳等高级特征功能来实现。

（2）强大的曲面造型。CAXA制造工程师所提供曲面造型功能十分强大，从线框到曲面都可以进行精确的编辑。采用各种测量数据、数学模型、字体文件以及列表数据等便可生成样条曲线；借助于边界网络、拉伸、导动、放样以及扫描等功能便可生成复杂曲面；同时可以任意的对曲面进行缝合、变形、拉伸、拼接、裁剪以及相交等操作，建立任意复杂的零件模型，同时在计算机上还可以真正的显示出设计的曲面模型。

2.1.2 高质量的数控加工

CAXA制造工程师将CAM加工技术和CAD模型有机的结合到一起，其还具有从两轴到三轴的数控铣床功能，在对实体造型或是曲面造型进行加工时具有较好的一致性。软件还自带轨迹参数和批处理功能，工作效率得到了很大提升。还可以进行高速切削，充分的提升了零件的加工质量。

（1）两轴到三轴的数控加工功能。两轴到两轴半加工方式：在不建立三维模型的情况下，借助于零件的轮廓曲线就可以生成加工轨迹。采用软件自身所提供的区域加工和轮廓加工等功能，那么便可以生成任意数量和形状的岛屿，并且可随意定义岛屿的拔模斜度和加工轮廓，加工的方式为分层加工。

三轴加工方式：其加工的工艺流程应为粗加工、半精加工到精加工。

（2） 准确的控制加工工艺。采用CAXA制造工程师实现数控加工的过程中，由于软件自身所提供的大量的工艺控制参数，那么经验丰富的编程人员便可以准确的控制整个加工过程。

（3）加工轨迹仿真。为了准确的检测出数控代码是否存在错误，CAXA制造工程师还具有轨迹仿真的功能，其能够真实的模拟出零件的整个加工过程，在计算机上可以看到零件的每一个界面，同时展示出其加工轨迹。

（4）后置处理。软件自身还会提供后置处理器，那么在不生成中间文件的情况下就能够生成G代码控制指令，系统和用户都是可以决定数控系统的后置处理格式的。

2.2 CAXA制造工程师实现数控加工的过程

采用CAXA制造工程在数控机床上加工零件时，具体来说，其应分为以下5个加工阶段：

2.2.1 工件实体造型设计

CAXA制造工程师可以利用方便的特征实体造型、强大的曲面造型和灵活的曲面实体复合造型功能表达工件，保证复杂零件的三维实体造型设计工作的顺利实现。

2.2.2 加工方案的设计

在对零件了进行了三维建模后，应严格的遵照工艺方案的具体要求，根据刀具的参数和特征以及夹具和毛坯之间的空间几何关系等内容，选择最合理的加工方法。同时进一步的分析和研究实体造型的工艺设计，根据加工的特性改进实体造型，参考加工的实际能力和特点得到相应的三维实体面，同时应对实体的组成情况进行分析，从而得到刀具的进刀路径、退刀路径和切削路径，进行干涉检查，准确及时的改进和完善加工环境。

2.2.3 加工轨迹的生成

在生成轨迹的过程中，我们应先参考零件加工的实际特点和具体要求，同时采用CAXA制造工程师可以提供的各种加工方法，如等高线、参数线、曲面和轮廓区域以及平面和轮廓区域等，每一个加工部位所选择的加工过程和加工方法都应是有一定区别的。采用这一软件时，在计算机屏幕上显示出整个切削的过程，确保生成的刀具轨迹是符合要求的，防止出现过切的问题。

2.2.4 G代码的生成

生成加工轨迹后，应根据机床的类型将其转换成数控加工系统的G代码，也就是所谓的CNC数控加工程序。机床的类型不同，那么其数控系统也就是有所差异的，这就导致了G代码的功能就可能也是存在差异的，所以，我们就必须对其进行后置处理的工作。通过修改软件中“后置处理设置”这一参数，确保其满足于机床数控系统的要求，参考机床规定的形式进行定制并保存。

2.2.5 机床加工和G代码的传输

在生成G代码后，系统就会将G代码传输给机床，在机床内存储量充足并且程序量不多的前提下，系统是可以将G代码一次性的传输给机床的。而当程序量很大时，那么就必须进行DNC在线传输，借助于计算机标准接口将G代码和机床连接起来，计算机便可以直接的控制机床的完成整个的加工过程。

3 结束语

通过以上的论述，我们对CAD/CAM技术的发展，以及CAXA制造工程师的数控加工过程两个方面的内容，进行了详细的分析和探讨。在数控加工零件的过程中，如果采用了CAXA制造工程师这一软件，刀具路径设计更加的准确、合理，执行加工的成功率高，同时其还具有以下几个特点：

（1）计算机上所显示的零件几何图形，其能够更好的利用他对零件的造型，而生成相应的实体零件，之后会进行后置处理，从而自动的生成程序，方法简单易学；

（2）采用了数控技术后，零件的生产周期能够得到大大的降低，保证了其加工的精度，同时也提升了加工复杂零件的能力和加工的准确性。

参考文献

[1]刘沛佳.浅谈CAXA制造工程师在数控教学中的应用[J].东方企业文化，2011.

[2]李海涛.模具加工中CAXA制造工程师的应用[J].塑料科技，2012.

[3]魏家鹏.浅谈CAXA制造工程师在数控实验中的应用[J].中国科技信息，2008.

[4]马永旺.基于CAXA制造工程师的多轴加工技术研究[J].热加工工艺，2013.

作者单位

抚顺市技师学院 辽宁省抚顺市 113123