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1、万盛职教中心 CAXA数控车实例教程6.1 数控加工概述6.1.1 基本概念数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，而机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的机电功能转换部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床，从而加工零件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：(1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；(2)利用图形软件对需要数控加工的部分造型；(3)根据加工条件，选合适加工参数生成加工轨迹(包括粗加工、半精加工、精加工轨迹)；(4)轨迹的仿真检验；(5
2、)传给机床加工。数控加工有以下主要优点：(1)零件一致性好，质量稳定。因为数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，很容易保证零件尺寸的一致性，而且大大减少了人为因素的影响；(2)可加工任何复杂的产品，且精度不受复杂度的影响；(3)可降低工人的体力劳动强度，从而可提高工人体质，将节省出时间从事创造性的工作。用CAXA数控车实现加工的过程：(1)必须配置好机床，这是正确输出代码的关键；(2)看懂图纸，用曲线表达工件；(3)根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹；(4)生成G代码，传给机床。6.1.2 重要术语数控加工中有许多重要技术术语，如两轴加工、轮廓等8种。(1)两轴加工：在CAXA数
3、控车加工中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的x轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的X0Y面的图形。(2)轮廓：轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如图61所示。 图61 轮廓示例在进行数控编程及交互指定待加工图形时，常常需要用户指定毛坯的轮廓，将该轮廓用来界定被加工的表面或被加工的毛坯本身。如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身，则毛坯轮廓也可以不闭合。(3)毛坯轮廓：针对粗车，需要制定被加工体的毛坯。毛坯轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如图62所示。在进行数控编程及交互指定待加工图形时，常常需要用户指定毛坯的轮廓，将该轮廓用来界定被加工的表面或被加工
4、的毛坯本身。如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身， 图62毛坏轮廓示例则毛坯轮廓也可以不闭合。(4)机床参数：数控车床的一些速度参数，包括主轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度，如图63所示。主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度，进给速度是正常切削时刀具行进的线速度；接近速度为从进刀点到切入工件前刀具行进的线速度，又称进刀速度；退刀速度为刀具离开工件回到退刀位置时刀具行进的线速度。 图63 数控车中各种速度示意（L慢速下刀/快速退刀距离)这些速度参数的给定一般依赖于用户的经验。原则上讲，它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和表面
5、光洁度要求等相关。 速度参数与加工的效率密切相关。(5)刀具轨迹和刀位点：刀具轨迹是系统按给定工艺要求生成的对给定加工图形进行切削时刀具行进的路线，如图64所示。系统以图形方式显示。刀具轨迹由一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线(直线插补)或圆弧(圆弧插补)组成。本系统的刀具轨迹是按刀尖位置来显示的。(6)加工余量：车加工是一个去余量的过程，即从毛坯开始逐步除 图64 刀具轨迹和刀位点去多余的材料，以得到需要的零件。这种过程往往由粗加工和精加工构成，必要时还需要进行半精加工，即需经过多道工序的加工。在前一道工序中，往往需给下一道工序留下一定的余量。实际的加工模型是指定的加工模型按给定的加工
6、余量进行等距的结果，如图65所示。(7)加工误差：刀具轨迹和实际加工模型的偏差即加工误 图65 加工余量示意差。用户可通过控制加工误差来控制加工的精度。 用户给出的加工误差是刀具轨迹同加工模型之间的最大允许偏差，系统保证刀具轨迹与实际加工模型之间的偏离不大于加工误差。用户应根据实际工艺要求给定加工误差，如在进行粗加工时，加工误差可以较大，否则加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求等给定加工误差。在两轴加工中，对于直线和圆弧的加工不存在加工误差，加工误差指对样条线进行加工时用折线段逼近样条时的误差，如图66所示。 图66 加工误差与步长(8)干涉：切削被加工表面时，如刀具切到
7、了不应该切的部分，则称为出现干涉现象，或者叫做过切。在CAXA数控车系统中，干涉分为以下两种情况：(1)被加工表面中存在刀具切削不到的部分时存在的过切现象。(2)切削时，刀具与未加工表面存在的过切现象。62 刀具的管理刀具库管理功能定义、确定刀具的有关数据，以便于用户从刀具库中获取刀具信息和对刀具库进行维护。该功能包括轮廓车刀、切槽刀具、螺纹车刀和钻孔刀具四种刀具类型的管理。6.2.1 操作方法在“应用”菜单区中“数控车”子菜单区选取“刀具管理”菜单项，系统便弹出刀具库管理对话框，如图67所示。用户可按自己的需要添加新的刀具，对已有刀具的参数进行修改，更换使用的当前刀具等。当需要定义新的刀具时
8、，按“增加刀具”按钮可弹出添加刀具对话框。在刀具列表中选择要删除的刀具名按“删除刀具”按钮可从刀具库中删除所选择的刀具。应注意的是，不能删除当前刀具。在刀具列表中选择要使用当的刀具名、按“置当的刀”可将选择的刀具设为当的刀具，也可在刀具列表中双击所选的刀具。改变参数后，按“修改刀具”按钮即可对刀具参数进行修改。需要指出的是，刀具库中的各种刀具只是同一类刀具的抽象描述，并非符合国标或其他标准的详细刀具库。所以刀具库只列出了对轨迹生成有影响的部分参数，其他与具体加工工艺相关的刀具参数并未列出。例如，将各种外轮廓、内轮廓、端面粗精车刀均归为轮廓车刀，对轨迹生成没有影响。其他补充信息可在“备注”栏中输
9、入。 图67 轮廓车刀参数对话框下面将对各种刀具参数做详细说明。6.2.2 参数说明 1轮廓车刀刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是惟一的。刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号是惟一的，并对应机床的刀库。刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。刀柄长度：刀具可夹持段的长度。刀柄宽度：刀具可夹持段的宽度。刀角长度：刀具可切削段的长度。刀尖半径：刀尖部分用于切削的圆弧的半径。刀具前角：刀具前刃与工件旋转轴的夹角。当前轮廓车刀：显示当前使用刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。轮廓车刀列表：显示刀具
10、库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上、下键选择不 图68 切槽车刀参数对话框同的刀具名。刀具参数表中将显示所选刀具的参数。双击所选的刀具还能将其置为当前刀具2切槽刀具切槽刀具参数对话框如图68所示。刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是惟一的。刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号是惟一的，并对应机床的刀具库。刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。刀具长度：刀具的总体长度。刀柄宽度：刀具夹持段的宽度。刀刃宽度：刀具切削刃的宽度。刀尖半径：刀具切削刃两端圆弧的半径。刀具引角：刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角。当前切槽刀具：显示当前使用
11、刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。 切槽刀具列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上、下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。3钻孔刀具钻孔刀具参数对话框如图69所示。刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是唯一的。刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号是唯一的，并对应机床的刀具库。刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应机床的数据库。刀具半径：刀具的半径。刀尖角度；钻头前段尖部的角度。刀刃长度：刀具的刀杆可用于切削部分的长度。刀杆长度；刀
12、尖到刀柄之间的距离。刀杆长度应大于刀刃有效长度。当前钻孔刀具：显示当前使用刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。 钻孔刀具列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上、下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。4螺纹车刀螺纹车刀参数对话框如图610所示。刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是惟一的。刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号是惟一的，并对应机床的刀具库。 刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对 图69 钻孔车刀参数对话框应机床的数据库。
13、刀柄长度：刀具可夹持段的长度。刀柄宽度；刀具夹持段的宽度。刀刃长度：刀具切削刃顶部的宽度。对于三角螺纹车刀，刀刃宽度等于0。刀具角度；刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角，该角度决定了车削出的螺纹的螺纹角。刀尖宽度：螺纹齿底宽度。当前螺纹车刀：显示当前使用刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。螺纹车刀列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上、下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。6.3轮廓粗车轮廓粗车功能用于实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的粗车加工，用来快速
14、清除毛坯的多余部分。 图610 螺纹车刀参数对话框做轮廓粗车时要确定被加工轮廓和毛坯轮廓，被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，毛坯轮廓就是加工前毛坯的表面轮廓。被加工轮廓和毛坯轮廓两端点相连，两轮廓共同构成一个封闭的加工区域，在此区域的材料将被加工去除。被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。6.3.1 操作步骤 轮廓粗车操作步骤如下：(1)在“应用”菜单区中的“数控车”子菜单区中选取“轮廓粗车”菜单项，系统弹出加工参数表，如图611所示。在参数表中首先要确定被加工的是外轮廓表面，还是内轮廓表面或端面，接着按加工要求确定其他各加工参数。(2)确定参数后拾取被加工的轮廓和毛坯轮廓，此时可使用系统提供的轮廓拾取工具，对于多段曲线组成的轮廓使用“限制链拾取”将极大地方便拾取。采用“链拾取”和“限制链拾取”时的拾取箭头方向与实际的加工方向无关。 (3)确定进退刀点。指定一点为刀具加工前和加工后所在的位置。右击可忽略该点的输入。完成上述步骤后即可生成加工轨迹。在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成加工指令。6.3.2 参数说明轮廓粗车参数包括；加工参数和进退刀方式 。 图611 轮廓粗车加工参数表1加
