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【摘 要】对于有复杂曲面的零件用CAXA制造工程师进行三维造型，并结合实际需求选择加工方案，然后生成刀具加工轨迹并导出程序，以提高编程效率。此后再通过数控加工仿制软件进行程序正确性和干涉碰撞测试，如果测试合格就可以把程序导入到实际机床上进行首件试加工。两个软件的有机结合，能够相互弥补对方的不足；对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
【关键词】CAXA制造工程师；宇龙数控仿真软件；数控加工；应用
1.自动编程软件和数控仿真软件联合应用的意义
目前各个行业产品的生命周期都比较短，需要实时跟踪市场的变化并及时调整自己的产品以适应市场的变化和消费者的需求。制造业产品的变化又直接或间接取决于模具的变化；由于产品的外形比较复杂，因此模具也会变得相对比较复杂。模具生产的关键环节之一是数控加工，数控程序编写的速度和质量决定了模具生产的速度和质量，也就间接决定了产品跟踪市场变化的效果。
由于模具的形状复杂多变且要求生产速度比较快，因此通过手工编程的方法来编写模具的程序已经相对困难，有时候甚至是不可能的。因此我们就迫切的需要通过自动编程软件来实现程序的编写。CAXA制造工程师作为国产的CAM软件和国外的有关软件相比虽然还存在一定的不足，但是其价格便宜、符合国人的习惯、大多数院校都选择CAXA制造工程师为CAM教学软件；因此CAXA制造工程师在各类机械制造企业中应用还是比较普及的。在利用其生成刀具路径时一般不考虑具体的机床结构和工具的装夹方式，又由于实际加工环境比较复杂，所有生成的程序不一定适合实际的加工需求，在实际加工中有时会出现过切和欠切现象，甚至会出现刀具与机床部件或工件的干涉和碰撞。
宇龙数控仿真软件提供了数控车床、数控铣床、加工中心等多种机床类型；提供了发那科、西门子、华中数控、广州数控等多种数控系统；此外该软件还提供了数控机床的所有操作模式、三维工件的实时加工显示、刀具路径的三维显示以及工件的定义、装夹、测量和刀具的定义及碰撞提示等功能。此软件不但能够让用户进行手工编程而且还允许用户导入自动编程软件生成的程序。两个软件的有机结合，能够相互弥补对方的不足；对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
2.操作步骤及实例分析
2.1零件图的分析及绘制
图1 零件图（图中椭圆的长轴为100，短轴为60）
通过图纸的分析可知，此零件为三维空间曲面，因此要想生成此零件的加工程序必须先进行三维造型。1）选择XY平面为草绘平面，绘制120×80毫米的矩形，然后退出草绘，通过拉伸增料把绘制好的矩形拉伸10毫米；2）接着以XY平面为草绘平面，绘制二分之一椭圆，退出草绘后再绘制空间直线，作为旋转轴线，再用旋转增料命令将其旋转180度；3）以XY平面为基准创建距该面50毫米的基准平面；4)、再以此面为草绘平面，绘制二分之一椭圆，退出草绘后绘制旋转轴线，然后用旋转除料的方式去除多余材料。绘制好的三维图入下图所示：
图2 三维图形
2.2刀具路径的生成
通过对图样的分析，选择在加工中用等高线方式进行粗加工，然后用扫描线方式进行精加工。粗加工中选用半径为5毫米的球刀，层高为2，行距为5，精加工余量为0.5，并按实际需要设置好其他参数，然后生成粗加工刀具轨迹（如图3所示）；粗加工刀具轨迹生成后，隐藏轨迹路线，然后进行扫描线精加工参数的设置，此处刀具选择半径为4毫米的球刀，行距设为0.5毫米，加工方法设为“通常”，并按实际需要设置好其他加工参数，然后生成精加工的刀具路径（如图4所示）。
图3 粗加工刀具轨迹
图4 精加工刀具轨迹
2.3 CAXA制造工程师的后置处理
图5 机床后置
后置处理就是结合特定的机床把系统生成的二轴或三轴刀具轨迹转化成机床能够认识的G代码指令，使生成的G指令可以直接输入数控机床用于加工。本软件针对不同的机床，可以设置不同的机床参数和特定额数控代码程序格式，同时还可以对生成机床代码的正确性进行校核。后置处理包括后置设置、生成G代码、校核G代码和生成工序卡功能。根据实际需要进行后置处理（如图5所示），并生成程序。
2.4利用数控仿真软件对程序进行检验
打开宇龙数控仿真软件，选择机床，设置毛坯、设置刀具（必须与CAXA制作工程师中所用的刀具及实际生成中所用的刀具一致），把生成的程序导入数控仿真软件，然后进行相关操作，并把编程坐标系设置在毛坯下表面的中心处（与CAXA制作工程师中的坐标系一致），以上操作完成后就可进行自动加工了，以验证程序的正确性及是否有干涉。仿真过程和仿真结果如下图所示：
图6 仿真加工过程
图7 仿真结果图
3.总结
在实际数控加工中，对于有复杂曲面的零件用CAXA制造工程师进行三维造型，并结合实际需求选择加工方案，然后生成刀具加工轨迹并导出程序，以提高编程效率。此后再通过数控加工仿制软件进行程序正确性和干涉碰撞测试，如果测试合格就可以把程序导入到实际机床上进行首件试加工。两个软件的有机结合，能够相互弥补对方的不足；对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
【参考文献】
［１］关雄飞．CAXA制造工程师应用技术．机械工业出版社．
［２］李桂云．宇龙数控仿真软件使用指导．高等教育出版社．
［３］CAXA制造工程师说明书．
［４］宇龙数控仿真软件说明书．
［５］FANUC0i用户说明书．
【关键词】CAXA制造工程师；宇龙数控仿真软件；数控加工；应用
1.自动编程软件和数控仿真软件联合应用的意义
目前各个行业产品的生命周期都比较短，需要实时跟踪市场的变化并及时调整自己的产品以适应市场的变化和消费者的需求。制造业产品的变化又直接或间接取决于模具的变化；由于产品的外形比较复杂，因此模具也会变得相对比较复杂。模具生产的关键环节之一是数控加工，数控程序编写的速度和质量决定了模具生产的速度和质量，也就间接决定了产品跟踪市场变化的效果。
由于模具的形状复杂多变且要求生产速度比较快，因此通过手工编程的方法来编写模具的程序已经相对困难，有时候甚至是不可能的。因此我们就迫切的需要通过自动编程软件来实现程序的编写。CAXA制造工程师作为国产的CAM软件和国外的有关软件相比虽然还存在一定的不足，但是其价格便宜、符合国人的习惯、大多数院校都选择CAXA制造工程师为CAM教学软件；因此CAXA制造工程师在各类机械制造企业中应用还是比较普及的。在利用其生成刀具路径时一般不考虑具体的机床结构和工具的装夹方式，又由于实际加工环境比较复杂，所有生成的程序不一定适合实际的加工需求，在实际加工中有时会出现过切和欠切现象，甚至会出现刀具与机床部件或工件的干涉和碰撞。
宇龙数控仿真软件提供了数控车床、数控铣床、加工中心等多种机床类型；提供了发那科、西门子、华中数控、广州数控等多种数控系统；此外该软件还提供了数控机床的所有操作模式、三维工件的实时加工显示、刀具路径的三维显示以及工件的定义、装夹、测量和刀具的定义及碰撞提示等功能。此软件不但能够让用户进行手工编程而且还允许用户导入自动编程软件生成的程序。两个软件的有机结合，能够相互弥补对方的不足；对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
2.操作步骤及实例分析
2.1零件图的分析及绘制
图1 零件图（图中椭圆的长轴为100，短轴为60）
通过图纸的分析可知，此零件为三维空间曲面，因此要想生成此零件的加工程序必须先进行三维造型。1）选择XY平面为草绘平面，绘制120×80毫米的矩形，然后退出草绘，通过拉伸增料把绘制好的矩形拉伸10毫米；2）接着以XY平面为草绘平面，绘制二分之一椭圆，退出草绘后再绘制空间直线，作为旋转轴线，再用旋转增料命令将其旋转180度；3）以XY平面为基准创建距该面50毫米的基准平面；4)、再以此面为草绘平面，绘制二分之一椭圆，退出草绘后绘制旋转轴线，然后用旋转除料的方式去除多余材料。绘制好的三维图入下图所示：
图2 三维图形
2.2刀具路径的生成
通过对图样的分析，选择在加工中用等高线方式进行粗加工，然后用扫描线方式进行精加工。粗加工中选用半径为5毫米的球刀，层高为2，行距为5，精加工余量为0.5，并按实际需要设置好其他参数，然后生成粗加工刀具轨迹（如图3所示）；粗加工刀具轨迹生成后，隐藏轨迹路线，然后进行扫描线精加工参数的设置，此处刀具选择半径为4毫米的球刀，行距设为0.5毫米，加工方法设为“通常”，并按实际需要设置好其他加工参数，然后生成精加工的刀具路径（如图4所示）。
图3 粗加工刀具轨迹
图4 精加工刀具轨迹
2.3 CAXA制造工程师的后置处理
图5 机床后置
后置处理就是结合特定的机床把系统生成的二轴或三轴刀具轨迹转化成机床能够认识的G代码指令，使生成的G指令可以直接输入数控机床用于加工。本软件针对不同的机床，可以设置不同的机床参数和特定额数控代码程序格式，同时还可以对生成机床代码的正确性进行校核。后置处理包括后置设置、生成G代码、校核G代码和生成工序卡功能。根据实际需要进行后置处理（如图5所示），并生成程序。
2.4利用数控仿真软件对程序进行检验
打开宇龙数控仿真软件，选择机床，设置毛坯、设置刀具（必须与CAXA制作工程师中所用的刀具及实际生成中所用的刀具一致），把生成的程序导入数控仿真软件，然后进行相关操作，并把编程坐标系设置在毛坯下表面的中心处（与CAXA制作工程师中的坐标系一致），以上操作完成后就可进行自动加工了，以验证程序的正确性及是否有干涉。仿真过程和仿真结果如下图所示：
图6 仿真加工过程
图7 仿真结果图
3.总结
在实际数控加工中，对于有复杂曲面的零件用CAXA制造工程师进行三维造型，并结合实际需求选择加工方案，然后生成刀具加工轨迹并导出程序，以提高编程效率。此后再通过数控加工仿制软件进行程序正确性和干涉碰撞测试，如果测试合格就可以把程序导入到实际机床上进行首件试加工。两个软件的有机结合，能够相互弥补对方的不足；对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
【参考文献】
［１］关雄飞．CAXA制造工程师应用技术．机械工业出版社．
［２］李桂云．宇龙数控仿真软件使用指导．高等教育出版社．
［３］CAXA制造工程师说明书．
［４］宇龙数控仿真软件说明书．
［５］FANUC0i用户说明书．