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数控工艺培训教程,NC Craftwork Training Tutorial 主讲 马有良 Email: Tel机电类专业课程,西南科技大学,1、CAD/CAM技术的定义,一、计算机辅助设计（Computer Aided Design）与计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing）的简称CAD/CAM，是指计算机作为主要的技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品设计与制造。,它能够将彼此相对独立的传统设计与制造工作，作为一个整体来考虑，实现信息处理的,CAD/CAM编程软件概论,高度一体化。由于制造中所需的信息和数据许多来自设计阶段，因此对制造和设计来说，这些数据和信息是共享的。将计算机辅助设计与制造作为一个整体来规划与开发，可以取得明显的效益。而随着技术的进步，CAD/CAM的功能最终将融合为一体 。,二、CAD/CAM技术的背景,产生于50年代后期发达国家的航空和军事工业中。,CAD/CAM编程软件概论,从1965年Lockheed 飞机公司研制CAD/CAM系统开始，CAD/CAM技术的发展大致经历了： 线框设计/加工 曲面造型设计/加工 实体造型设计/加工 参数化设计/加工等几个重要阶段,三、CAD/CAM应用发展情况,CAD/CAM编程软件概论,CAD软件： Autodesk 公司的 AutoCAD MDT Solidworks 公司的 Solidworks IBM/CSC 公司的 Helix (Micro 的三维产品),微机的突飞猛进发展，使在廉价的个人PC机上应用大型CAD/CAM软件系统成为现实。目前软件主要有：,CAD/CAM编程软件概论,CAD/CAM软件： 英国的 EAGCAM PTC 公司的 Pro/E EDS公司的 UG,CAM软件： CNC 公司的 MasterCAM Cimatron 公司的 Cimatron,CAD/CAM编程软件概论,国产主要有华中理工大学的 CAD “开目”软件。 北航海尔软件公司的CAXA系列软件。 CAD软件有：二维电子图版、三维电子图版、实体设计V2和XP CAM有：制造工程师XP、V2和XP、数控车、数控线切割等。 其中CAXA制造工程师有CAD/CAM功能。,CAD/CAM编程软件概论,CAM应用的主要流程有：,CAD/CAM编程软件概论,2、CAD/CAM的基本内容,传统的生产流程，是根据市场需要进行产品的设计。产品的设计过程是通过创造、分析和综合以达到满足某特定功能要求的一种活动。在上述设计和生产过程中，下列几方面的工作显得特别繁琐与复杂： 1）工程数据处理：2）图形绘制：3）数值计算。 利用计算机胜任上述工作。,CAD/CAM编程软件概论,CAD/CAM一体化系统是建立在计算机系统上，在操作系统和网络软件的支持环境下运行的CAD/CAM系统，建立数据库和档案库，形成CAD/CAM软件系统的核心层。通过接口程序，实现CAD/CAM软件系统核心层和各工程应用系统之间通信、转换和交换。,CAD/CAM系统的总体结构,CAD/CAM编程软件概论,有三大主要模块： 数值计算与处理; 交互绘图与图形的输入输出:;存储和管理设计制造信息工程数据库; 有十二项主要功能:,CAD/CAM系统的功能,CAD/CAM编程软件概论,1）造型功能 2) 2D和3D图形的相互转换 3) 参数化设计 4) 三维几何模型的显示处理功能 5) 三维运动机构的分析和仿真功能 6) 物体质量特征计算功能 7) 有限元分析 8) 优化功能 9) 强大的图形处理功能 10) 先进的二次开发能力 11) 数控加工的功能 12) 数据处理与数据交换功能,CAD/CAM编程软件概论,CAD/CAM软件在虚拟制造中的应用及展望 1. 虚拟制造技术的提出与特点 2.中国的虚拟企业对CAD/CAM软件的要求 虚拟制造技术实际上是一种软技术。其中，产品建模，数据共享和过程仿真是虚拟制造技术的基础。CAD/CAM软件是实现产品设计，建模和数据交换的重要工具。,CAD/CAM编程软件概论,因此，任何虚拟制造技术为目标的CAD/CAM软件应用有如下特点: 支持以特征参数化技术为基础的实体建模； 支持跨平台，多接口； 通用后置处理； 支持产品生产的模拟仿真； 适合我国国情；,CAD/CAM编程软件概论,一、 CAD/CAM硬件系统 了解CAD/CAM硬件系统的组成，掌握计算机硬件系统选择的基本原则。,3 CAD/CAM软、硬件系统,二、CAD/CAM软件系统 CAD/CAM软件包括有：二维CAD软件（AUTOCAD14等）、二维CAD/CAM一体化软件（CAXA的数控车等）、,CAD/CAM编程软件概论,三维CAD软件（MDT、CAXA-V2、 Solidworks）三维CAD/CAM一体化软件（PRO/E、Cimatron、CAXA-XP、UG） 1UG II CAD/CAM系统 该软件不仅具有复杂造型和数控加工功能，还具有管理复杂产品装配，进行多种设计方案的对比分析和优化等功能。在国际CAD/CAM/CAE市场上占有较大的份额是目前市场上数控编程能力最强的CAD/CAM集成系统之一。,CAD/CAM编程软件概论,2Pro/Engineer Pro/Engineer开创了三维CAD/CAM参数化的先河。可用于设计加工复杂的零件，还具有零件装配、机构仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。在国际CAD/CAM/CAE市场上占有较大的份额。,CAD/CAM编程软件概论,3CATIA CATIA是最早实现曲面造型的软件，它开创了三维设计的新时代，它的出现，首次实现了计算机完整描述产品零件的主要信息，使CAM技术的开发有了现实的基础。,4.Mastercam Mastercam是基于PC平台上的CAD/CAM软件，它具有很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自动生成加工代码方面，具有独到的优势。该软件被认为是一个图形交互式CAM数控编程系统。,CAD/CAM编程软件概论,5Cimatron Cimatron 是功能非常强大的数控编程软件。,6CAXA制造工程师 CAXA制造工程师是具有卓越工艺性的数控编程软件。它高效易学，为数控加工行业提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案，是数控机床真正的“大脑”。 一天会编程、加工效率高、天天创效益； 两轴到五轴的数控加工、NURBS自由曲面造型 ； 特征实体造型、知识加工 、生成加工工序单 ； 加工工艺控制 、加工轨迹仿真 。,CAD/CAM编程软件概论,几何造型是一种技术，它能将物体的形状及属性存储在计算机里，表示该物体的三维几何模型。这个模型是对原物体的确切数学描述或是对原物体某种状态的真实模拟，并为各种不同的后续应用提供信息。 在CAD/CAM一体化中有内部几何造型和外部几何造型。两者实践上很难一致。,一、几何造型概述,4 几何造型与特征建模,CAD/CAM编程软件概论,通常使用的几何模型有：线模型、表面模型、实体模型。,二、实体造型介绍,常用的实体造型方法是：扫描变换法、几何体素构造法、边界表示法、分割表示法、和特征造型法（Feature Modeling）。 在CAD/CAM系统中引入特征概念，有利于CAD/CAM系统集成问题的解决。也是CAD/CAM造型技术的发展方向。,CAD/CAM编程软件概论,由于CAD/CAM软件较多，其制图方法也不一样。 CAXA制造工程师XP（传统参数化造型CAD），主要是运用二维到三维的制图模式，即先制作二维草图，再按严格的造型方法去创造三维模型。这种方法需要设计人员对软件比较熟悉。 而CAXA三维实体设计XP（创新式协同设计CAD），运用的是最新的拖放式技术。,CAD/CAM编程软件概论,传统参数化造型CAD系统与创新式协同设计CAD系统的比较,CAD/CAM系统概述,一、CAXA-XP总体功能简介,CAXA制造工程师是基于实体的、windows原创风格的CAM软件。 采用国际流行的尖端技术-精确特征造型，通过曲面与特征的完美结合，创造任意复杂的三维造型，先进的基于实体的NC加工，强大的丰富的轨迹生成和通用的后置处理。,CAD/CAM编程软件概论,5 CAXA-XP CAD/CAM编程软件,基于实体的特征造型，复杂形体，轻松创造。 基于实体的NC加工，数控加工，高质高量。 丰富流行的数据接口。如IGES、DXF、SAT、STT、VRML、PARASOLID等。 Windows界面操作。 全面开放的2D、3D、二次开发平台。,CAD/CAM编程软件概论,实体的特征生成过程：,先定义草图勾画平面-基准面。,然后用各种线生成功能生成草图，草图必须是一个封闭的环。,再利用草图就可以生成特征了。,1、特征造型使用说明：,二、CAXAXP软件的使用说明,CAD/CAM编程软件概论,后置处理，选择配置机床，生成G代码。,然后进行轨迹仿真。,构造毛坯，选择粗、精加工方法，确定切削用量和加工参数，分别生成各自的刀具轨迹。,2、加工使用说明：,CAD/CAM编程软件概论,caxa,3、CAXAXP入门,软件坐标和机床工件坐标；两轴、两轴半平面加工；三轴曲面加工；,轮廓、区域和岛: 轮廓是指一系列首尾相接的曲线的集合。区域是指由外轮廓和岛之间的部分，表示待加工的区域。外轮廓用来界定加工区域的外部边界，岛用来屏蔽其内部不需加工或需保护的部分。,CAD/CAM编程软件概论,CAD/CAM编程软件概论,刀具、刀具库设置及各参数说明：,刀具轨迹及刀位点：,切削用量（轨迹控制参数）：,包括：主轴转速、接近速度、进给速度、退刀速度、行间连接速度、慢速下刀相对高度、安全高度、起止高度等。,CAD/CAM编程软件概论,进退刀参数：,有垂直、强制、圆弧、直线四种进、退刀方式。它对工件接刀部分的表面质量影响很大，应根据工件装夹情况进行合理选择。,下刀方式：,不同于进退刀方式。,有垂直、螺旋、倾斜、渐切等四种方式。其中后三种方式可以解决端铣刀底刃不足的问题。,4、简单加工实例,如加工一个椭圆外轮廓。,构建零件轮廓，选择“平面轮廓加工”，填写上述加工工艺参数。确定后提示出现：“选择加工轮廓和加工方向”，选择后提示出现：“拾取箭头方向”，选择内、外轮廓方向。,CAD/CAM编程软件概论,再按鼠标右健，得到加工轨