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1、第13章 数控加工程序（NC）设计随着我国工业的不断发展，数控加工程序（NC）设已成为 制造业中不可缺少的一部分。Catia V5提供了多个功能 强大的程序设计模块，包括车床加工、二轴半加工、曲 面加工、进阶加工、NC制造检阅和STL快速成型等模块 。数控加工程序（NC）设计模块设计思路、工具的操作 方法基本相同，只是用到的工具略有不同，本章重点介 绍最全最难的曲面加工程序设计模块。在掌握曲面加工 程序设计模块的基础上，读者很容易学习和掌握其它模 块。1-113.1 曲面加工模块的介绍选择【开始】（Start）|【加工】（Mechining）|【曲面加 工】（Surface Mechining
2、）命令，就切换到曲面加工程 序设计平台，如图所示。1-213.2 曲面加工工具栏简介曲面加工程序的设计是在曲面或零件设计模型建立加工的必 要元素，然后将工件指定给机器，设定PO，建立MO及 模拟，重新排序和进行辅助作业设定，最后生成APT或 NC代码。1-313.3 建立制造程序制造程序包括零件作业（PO）：设定加工零件依附于特定 机器，并整合各辅助图素，治具等给予各种机器作业（ 制造程序及加工法）设定；制造程序：用于安排NC加工 作业的流程，在各制造程序内包含程序的设定，辅助设 定等。经过计算与处理可以产生加工程序码。1-413.3.1 设定零件作业（PO）【加工程序】工具，是设定加工零件
3、依附于特定机器的工具。当进入曲 面加工程序设计平台，初始化加载 Process/Produce/Resources档案 到结构树中。双击结构树中的“加 工设定”进行PO设定，系统弹出零 件加工动作对话框，如图所示，该 对话框的内容如下所述：1-513.3.2 定义NC制造程序【定义制造程序】工具，是用于安排NC加工作业的流程， 在各制造程序内包含程序的设定，辅助设定等的工具。 加工程序中包含若干个加工步骤，在一个零件加工操作 中，可以包含多个加工程序组。当进入该模块中已经有 一个程序初始化在结构树中，单击该工具按钮，在制造 程序中增加一个新的制造程序。双击结构树中“制造程 式”节点，系统弹出制
4、造程式对话框.1-613.4 建立铣削特徽铣削特徽是数控加工模块中特有的一种将点、线、面等编写 加工程序的几何元素提取的工具。铣削特徽的建立是数 控加工模块中最主要的一部分，它包括建立几何区域、 建立加工区域、建立在加工区域等。它的建立有助于减 少后续变成的难度，降低数控程序生成的工作量，避免 数控程序生成过程中产生不必要的误差。1-713.4.1 建立几何区域【几何区域】工具，是在工件上创建点、平面、曲线和面积 等几何元素的工具。该工具的使用方法如下所示： （1）单击【加工特徽】工具栏上的【几何区域】工具按钮 ，系统弹出建立区域对话框。 （2）在【型式】选项组中选择创建的类型：点、平面、曲
5、线、面积，此时可以在【名称】文本框中重命名； （3）在对话框中，选择橘黄色的几何元素，对话框隐藏； （4）在3D图中选项几何元素，双击空白处，返回对话框； （5）单击【确定】按钮，完成几何区域的创建。1-813.4.2 建立加工区域1建立加工区域和斜面区域 2建立两轴半加工区域1-913.4.3 建立再加工区域1建立三轴再加工区域 2建立两轴半再加工区域1-1013.4.4 建立预留群组【预留群组】工具，是对加工表面进行偏移用于定义为加工 余量的工具。1-1113.4.5 建立加工特征1建立加工阵列 2建立加工轴系1-1213.4.6 加工浏览器【加工浏览器】工具，是应用浏览设定的加工内容的工
6、具。 单击该工具按钮，系统弹出制造视图，如图所示，对话 框中显示使用加工特徽工具建立的加工特徽，可以单击 右键对加工特徽进行操作。1-1313.5 创建加工程序（MO）创建加工程序是本章的核心内容，也是比较复杂一门技术。 Catia V5提供了丰富的编程工具，由于这些工具使用方 法有相同之处，本节中详细讲解具有代表性的几种工具 使用方法，其它工具读者按照讲解的工具步骤进行操作 。1-1413.6 切削模拟和输出NC程序可以已建立起加工操作可以将刀具路径显示出来，并且模拟 数控加工的走到过程。也可以模拟数控加工的切削过程 ，观察刀具的切削过程以及工件的加工情况。1-1513.6.1 刀具模拟刀具
7、模拟是让用户直观地观察刀具的运动过程，验证各种参 数定义的合理性。 进入刀具模拟的方法很多，单击制造程式对话框（图13.10 所示）、等高降层粗铣对话框或【NC输出管理】工具栏 上的【刀具路径播放】按钮，系统弹出刀具模拟对话框 ，如图所示，该对话框的内容如下所述：1-1613.6.2 切削过程模拟切削过程模拟可以观看刀具的切削运动过程，以及材料的去 除过程。在刀具模拟对话框或制造程式对话框（图13.10 ）中，单击按钮，切换到模拟窗口中。在结果树中，选 择加工程序，在模拟对话框中单击操作按钮进行模拟， 模拟对话框中按钮的用途参见上一节。1-1713.6.3 输出NC程序完成加工操作后，还需要通
8、过后处理将加工操作中的加工刀 路转换为数控机床可以识别的数控程序。Catia V5提供 了输出程序工具栏，如图13.39所示，该工具栏包含以批 式作业中产生NC码和以互动式作业中产生NC码两种工具 。这两工具的使用方法基本相同。只是批式作业模式可 以在加工窗口中选择其它零件的加工过程文件（ CATProcess）进行输出数控程序操作，如图13.40所示 ，可以在【输入CATProcess】文本框定义选择一个 CATProcess文件进行输出数控程序操作。而互动式模 式只能对当前加工窗口中的加工过程进行处理，该文本 框是灰色的，无法重新选择其它加工文件进行处理。下 面只介绍批式模式。1-1813
9、.7 辅助几何元素在建立加工操作过程中，需要用到一些辅助几何元素。本小 节将介绍如何建立零件上的毛坯、偏置的毛坯以及点、 线等参考元素。将使用到【几何管理工】具栏，如图 13.46所示。1-1913.7.1 建立毛坯零件【建立生料】工具，是在零件周围建立最小的长方体毛坯的 工具。该工具的使用步骤如下所示： （1）单击【几何管理】工具栏上的【建立生料】工具按钮 ，系统弹出对话框； （2）在对话框中，单击【目的地】文本框，选择零件作为 存放零件毛坯的节点，系统弹出警告对话框，如图13.47 所示，单击【是（Y）】按钮； （3）单击【零件本体】文本框，选择一个目标加工零件， 建立毛坯零件； （4）在
10、几何区域，一个线框包围了整个零件，对话框中也 显示毛坯尺寸，如图13.48所示，可以编辑毛坯尺寸； （5）单击【确定】按钮，完成毛坯的建立。1-2013.7.2 插入STL档案【插入STL档案】工具，是将STL数据文件插入到零件中的 工具。该工具的操作步骤如下所示： （1）单击【几何管理】工具栏上的【插入STL档案】工具 按钮，系统弹出STL档案输入对话框，如图13.49所示； （2）单击【目的地】文本框，选择插入STL文件的位置； （3）单击【STL档案】文本框右侧按钮，选择STL档案； （4）单击【确定】按钮，完成STL档案的插入。1-2113.7.3 建立偏置毛坯【以偏移建立生料】工具，
11、是通过对加工目标零件进行偏移 建立毛坯的工具。单击该工具按钮，系统弹出建立零件 偏移对话框，如图13.50所示，该对话框的内容如下所述 ：【目的地】文本框用于定义毛坯存放的位置； 【零件本体】文本框定义建立毛坯的加工零件；【偏移】微调框设置偏移距离，【限制材料】复选框是否偏 置毛坯包围加工零件部分； 【方向】选项组用于定义偏移方向，单击【选择】按钮，在 几何显示区选项一条边线或曲面定义偏置方向，或者在 对话框中的X、Y、Z微调框中键入偏置的方向向量；【详细阶层】选项组设置偏置毛坯的精度，改变滑动条的数 值，变换偏置毛坯精度。1-2213.7.3 建立点线元素1建立点 2建立投影线 3建立曲线1
12、-2313.4 底座加工数控加工程序的编制是生成制造过程中现代制造业中必不可 少的工作之一。数控加工程序的编制是按照一定步骤完 成的，下面按照数控加工程序的编制步骤讲解底座加工 程序的编制过程的方法技巧。本例按照工艺分析、定义 加工要素、创建加工动作、保存数控文件和输出加工数 控程序文件五大部分详细讲解底座加工程序的编制。1零件工艺分析 2定义加工要素 3创建加工动作 4保存数控加工文件 5输出NC加工程序1-2413.5 总结数控加工越来越成为制造业中普通的加工方法。数控编程也 成为技术人员必须掌握的技能。本章主要介绍了设定零 件作业PO、创建加工程序MO以及加工特徽和辅助几何 元素的建立。由于篇幅限制，只详细介绍了等高降层加 工方法，其它方法类似与等高降层加工方法。读者可以 在实践中不断区学习和掌握更多的加工方法。1-25
