棒哥设计 国家职业资格全国统一鉴定 数控铣技师论文 （国家职业资格二级） 论文题目：基于CAXA软件对零件建模和自动编程及仿真 姓 名： 查耀城 身份证号： /p> 准考证号： 所在省市： 江苏省常州市 所在单位： 江苏省常州技师学院 基于CAXA软件对零件建模和自动编程及仿真 查耀城 常州技师学院 摘要 本文主要以CAXA2013r3 版本为介绍对象，针对CAXA软件对零件进行自动加工仿真进行了分析。同时通过实例来叙述CAXA制造工程师软件的绘图、建模、刀具轨迹生成、实体仿真以及程序生成的全过程。第一章主要是以一实例零件，用CAXA2013r3进行建模实现零件实体化。第二章主要是用CAXA2013r3的加工仿真功能，生成刀具轨迹，用CAXA的实体仿真功能进行模拟仿真，呈现出实体的加工，并且根据刀具轨迹进行后置处理。 关键词：CAXA制造工程师、建模、刀具轨迹生成 目 录 摘要......................................1 目录......................................2 第一章 CAXA软件的实体建模....................3 1.1零件分析......................................3 1.2 CAXA软件实体建模过程.........................3 第二章 CAXA软件的自动加工和后置仿真............13 2.1 CAXA软件的自动加工..........................13 2.2 CAXA软件仿真及后置处理......................20 本文总结.......................................25 参考文献....................................26 致谢............................................27 第一章 CAXA软件的实体建模 本章主要以一实例介绍复杂零件的实体建模全过程，不仅让人们对复杂零件有更加详细的认识，更表现出CAXA的实体建模的快速与简便。 1.1 零件分析 图1-1-1a 零件曲面一侧尺寸图 技术要求： 1.毛坯尺寸100x90x30。 2.不准用砂布及锉刀等修饰表面（可清理毛刺）。 3.清角半径不大于R1.5，未注倒角1x45°。 4.未注公差GB|T1804-m。 图1-1-1b 零件非曲面一侧尺寸图 技术要求同上。 图1-1-1c 零件的曲面一侧 图1-1-1d 零件的非曲面一侧 从零件图（图1-1-1a至1d）上分析，零件的一面由较多的轮廓线框组成，另一面则是一个曲面形状。建模时，可以分成上下两个面进行建模，上表面以非曲面为主，下表面以曲面为主，可以运用CAXA中的各个功能建模。加工时先加工光滑平面后曲面进行加工，可方便曲面形状加工的装夹，曲面加工比较麻烦，应先建模然后在加工，曲面加工是加工中相对比较难的，此零件加工步骤见表2-1-1所示。 1.2 CAXA软件实体建模过程 下面具体分析零件的实体建模，采用CAXA建模的全过程（零件尺寸图如图1-1-1所示）： 一、零件非曲面一侧的建模 （1）工具栏中的[零件特征]按钮，该工具栏上方显示基准特征树，单击特征树中的“平面YZ”后单击鼠标右键，弹出如图1-1-2所示的“创建草图”快捷菜单，单击“创建草图”命令，系统自动进入草图0绘制状态，创建草图后的特征树如图1-1-3所示。 图1-1-2 基准特征树 图1-1-3 创建草图 （2）按F5键，使YZ平面呈主视图显示。 （3）利用曲线生成和曲线编辑等功能完成如图1-1-4所示的封闭曲线草图0的绘制。 图1-1-4 草图0 （4）利用已绘制好的草图拉伸实体。直接点击特征工具（如图1-1-5）中的所示的图标，弹出“拉伸增料”对话框。 图1-1-5 特征工具栏 （5）设置“拉伸增料”对话参数。在弹出的对话框中按图1-1-6所示设置参数。生成实体如图1-1-7所示。 图1-1-6 “拉伸增料”对话框 图1-1-7 生成实体底 （6）将光标慢慢朝侧平面移动，单击鼠标左键，选中侧平面，然后点击右击，弹出如图1-1-8所示的快捷菜单，单击“创建草图2”，进入草图绘制状态，此时特征树如图1-1-9所示。 图1-1-8 创建草图对话框 图1-1-9 创建草图2 （7）利用曲线生成、曲线编辑、平移等功能完成如图1-1-9所示的草图2。 图1-1-9 草图2 （8）点击“拉伸增料”指令，设置拉伸除料参数如图1-1-10所示，生成实体如图1-1-11所示。 图1-1-10 拉伸除料参数设置 图1-1-11 生成的实体 （9）根据（1）创建草图3并画出草图，草图3如图1-1-12所示。 图1-1-12 草图3 （10）点击“拉伸增料”指令，设置拉伸增料参数如图1-1-13所示，拉伸成的实体如图1-1-14所示。 图1-1-13 拉伸增料参数 图1-1-14 生成的实体 （11）点击（10）生成的实体上表面创建草图4并画出草图，草图4如图1-1-15所示。 图1-1-15 草图4 （12）点击“拉伸除料”指令设置参数如图1-1-16所示，点击确定生成的实体如图1-1-17所示。 图1-1-16 拉伸除料参数 图1-1-17 生成的实体 （13）点击生成实体的底面创建草图5并绘制草图，绘制成的草图如图1-1-18所示。 图1-1-18 草图5 （14）点击“拉伸增料”指令设置拉伸增料参数如图1-1-19所示，点击确定生成的实体如图1-1-20所示。 图1-1-19 拉伸增料参数 图1-1-20 生成的实体 其余上表面非曲面的轮廓建模都可按其上步骤建模故略。 二、曲面一侧的建模 （1）点击基准平面指令创建基准平面，所创建的基准平面即为XZ平面。 （2）点击所创建的基准平面创建草图8并绘制出草图，草图8如图1-1-21所示。 图1-1-21 草图8 （3）在XY平面绘制如图1-1-22所示的直线。 图1-1-22 XY平面所画直线 （4）点击“旋转除料”指令，旋转除料指令参数如图1-1-23所示，点击确定键生成如图1-1-24所示的实体。 图1-1-23 旋转除料参数 图1-1-24 旋转生成的实体 （5）绘制如图1-1-25所示的线框图。 图1-1-25 线框图 （6）点击“网格面”指令，分别选择U向截面线和V向截面线如图1-1-26所示。 图1-1-26 画出网格面后的实体 （7）点击“曲面裁剪除料”指令曲面裁剪除料设置参数如图1-1-27所示，裁剪后生成的实体如图1-1-28所示，即整个实体图全部完成。 图1-1-27 曲面裁剪除料设置 图1-1-28 完整实体 以上为此工件的完整建模过程。 第二章 CAXA2013r3自动编程加工和后置仿真 2.1 CAXA软件的自动加工 本节主要是对第一章中所建模工件的加工进行介绍。 所建模工件的加工工艺卡如表2-1-1所示： 表2-1-1 建模零件加工工艺分析 工序号工序内容夹具刀具量具 1选用98x88x28的毛坯并装夹平口钳非曲面一侧游标卡尺 2粗铣薄壁的外轮廓Φ16立铣刀游标卡尺 3精铣薄壁的外轮廓Φ16立铣刀千分尺 4粗铣薄壁内轮廓和中间外轮廓Φ6立铣刀游标卡尺 5精铣薄壁内轮廓和中间外轮廓Φ6立铣刀千分尺 6粗铣内六边形Φ4立铣刀游标卡尺 7精铣内六边形Φ4立铣刀千分尺 8粗铣对角内轮廓Φ12立铣刀游标卡尺 9精铣对角内轮廓Φ12立铣刀千分尺 10钻孔Φ12Φ12麻花钻 11钻孔Φ8Φ8麻花钻 12将工件反向装夹曲面一侧 13等高线粗加工粗铣两曲面Φ12球头刀 14精铣右侧圆形曲面Φ6球头刀R规 15精铣左侧两个半圆形槽Φ6球头刀R规 具体加工步骤如下： 一、非曲面一侧的加工 （1）打开CAXA2013r3软件，绘制如图2-1-1所示的二维图。 图2-1-1 绘制的二维图 （2）点击轨迹管理栏中的毛坯指令设置对话框如图2-1-2所示，所生成的毛坯如图2-1-3所示。 图2-1-2 毛坯设置对话框 图2-1-3 所设置的毛坯 （3）点击平面区域粗加工设置平面区域中的对话框，【加工参数】选项卡如图2-1-4所示，【清根参数】选项卡如图2-1-5所示，【接近返回】选项卡如图2-1-6所示，【下刀方式】如图2-1-7所示，【切削用量】如图2-1-8所示，【刀具参数】如图2-1-9所示。 图2-1-4 加工参数选项卡设置 图2-1-5 清根参数选项卡设置 图2-1-6 接近返回选项卡设置 图2-1-7 下刀方式选项卡设置 图2-1-8 切削用量选项卡设置 图2-1-9 刀具参数选项卡设置 （5）点击确定键拾取最外面四方为轮廓曲线，拾取圆为岛屿生成如图2-1-10所示的刀具轨迹图。 图2-1-10 生成的刀具轨迹图 （6）点击平面轮廓精加工指令，进入平面轮廓精加工对话框设置，【加工参数】设置如图2-1-13所示，【接近返回】设置如图2-1-14所示，【切削用量】如图2-1-15所示，【刀具参数】如图2-1-16所示，其余的对话框为默认设置。 图2-1-13 加工参数选项卡设置 图2-1-14 接近返回选项卡设置 图2-1-15 切削用量选项卡设置 图2-1-16 刀具参数选项卡设置 （7）点击确定键选择圆形外轮廓曲线右键，生成的刀具轨迹图如图2-1-17所示。 图2-1-17 生成的刀具轨迹 （8）上表面其余的轮廓都可用平面区域粗加工和平面轮廓精加工指令加工故略。 （9）点击G01钻孔指令设置加工参数选项卡设置，【加工参数】设置如图2-1-18所示，【刀具参数】设置如图2-1-19所示，点击确定键，选择对角圆孔圆心右键，生成的刀具轨迹图如图2-1-20所示。 图2-1-18 加工参数选项卡设置 图2-1-19 刀具参数选项卡设置 图2-1-20 生成的刀具轨迹图 至此非曲面一侧的加工全部完成。 二、曲面一侧的加工 1、整个曲面的粗加工 （1）打开CAXA2013r3，绘制如图2-1-21所示的实体。 图2-1-21 实体及曲面 （2）如上表面的加工步骤定义毛坯，设定刀具。 （3）点击等高线粗加工指令设置其中的参数如图2-1-22至图2-1-24所示，点击确定选择建模的实体，生成的刀具路线如图2-1-25所示。 图2-1-22 加工参数选项卡设置 图2-1-23 切削用量选项卡设置 图2-1-24 刀具参数选项卡设置 图2-1-25 生成的刀具轨迹图 2、右侧圆形曲面精加工 （4）点击参数线精加工指令设置参数，参数设置对话框如图2-1-26至图2-1-28所示，点击确定键选择加工曲面、加工方向以及进退刀点设置右击生成刀具轨迹图如2-1-29所示。 图2-1-26 加工参数选项卡设置 图2-1-27 切削用量选项卡设置 图2-1-28 刀具参数选项卡设置 图2-1-29 刀具轨迹图 3、左侧槽曲面精加工 （5）创建如图2-1-30所示的实体模型。 图2-1-30 实体模型 （6）如（2）中加工步骤定义毛坯，设定刀具。 （7）点击等高线精加工指令设置参数，等高线精加工刀具参数对话框设置如图2-1-31所示，其余参数都为默认参数，点击确认键选择所建的模型，右击生成如图2-1-32所示的刀具轨迹图。 图2-1-31 刀具参数选项卡设置 图2-1-32 生成的刀具轨迹图 至此为曲面一侧的加工完成。 2.2 CAXA软件仿真及后置处理 以下过程为本文实例的CAXA软件仿真的步骤。 一、实体仿真 （1）点击轨迹管理中的参数线精加工右击，选取实体仿真指令如图2-2-1所示。 图2-2-1 实体仿真指令 图2-2-2 实体仿真实体 （2）弹出实体仿真的操作版面，点击运行键，实体仿真生成的实体如图2-2-2所示。 （3）此工件各部位的实体仿真操作步骤都如上（1）、（2）所写故略。 二、后置处理生成G代码 （1）选择【平面区域粗加工】的刀具路径，单击右键【后置处理2】-【生成G代码】，如图2-2-3所示，弹出“生成后置代码”对话框，根据实际铣床，点选“FANUC”数控系统后置处理方式，如图2-2-4所示，点确定，单击右键生成G代码程序，如图2-2-5和2-2-6所示。 图2-2-3 后置处理 图2-2-4 数控系统选择 图2-2-5 生成的程序 图2-2-6 生成的程序 （2）其余轮廓的后置处理G代码步骤都相同故略。 本文总结： CAXA制造工程师在数控加工中的应用是很广泛的，像很多高精密的零件都是通过CAXA制造工程师造型生成程序加工的，本文只是取于自己的亲身经历和感悟所制作，只是宏大CAXA制造工程师的冰山一隅，书写本文就是为了说明CAXA在数控加工中的应用。 参考文献 [1] 卓良福 邱道权 全国数控技能大赛经典加工案例集锦（数控铣床 加工中心部分）华中科技大学出版社，2010年5月。 [2] 张忠华 沈建峰 CAXA2008数控加工制造与加工实训，国防工业出版社2010年7月。 [3] 洪如瑾 UG NX6快速入门指导，清华大学出版社，2006年6月。 致谢 经过半个月的忙碌，本次技师论文已经接近尾声。在此，我要感谢在此次技师论文设计中，所有帮助过我的人。首先，我要感谢孙文霞老师的精心指导，在论文的选题、研究方法及思路方面，都给予我悉心指导，让我受益匪浅。虽然学到的知识不是很多，但重要的是让我学到做人的道理。借此机会，谨向老师表示真挚的谢意。导师严谨治学的态度，丰富的知识，诲人不倦的精神，给我留下了深刻的印象，是我永远学习的榜样。 正如俗话所说的，师傅领进门，修行在个人。我要把老师的教诲牢记于心，在以后的工作当中再接再励，把理论和实践联系在一起，让学到的知识在实践中闪现光芒，以优异的成绩来报答学校对我的精心培养。 最后再次感谢导师孙文霞老师。感激之情，述之不尽，只好言之于此。 QQ 29467473 | 
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