单元二 CAXA数控车CAM功能

1、单元二 CAXA数控车CAM功能教学课题CAXA数控车造型与加工计划课时10教学目标掌握数控车加工命令的使用方法、参数合理设定教学重点各命令的使用方法和参数设定、工艺分析过程及加工轨迹的生成教学难点参数设定、工艺分析过程及加工轨迹的生成教学方法利用典型实例进行全面讲解，做到举一反三教学手段通过课件多媒体教学和微机室演示相结合。本单元主题CAXA数控车造型与加工方法教学过程环节方式教学内容所用时间一讲解演示1 演示零件造型方法。2 粗精轮廓加工、切槽、螺纹的加工方法4二、练习1 零件造型2 练习几种常用的加工方法2三实训21. 完成实训2中零件的加工任务1四实训31. 完成实训3中零件的造型与加

2、工任务3布置作业根据给出的视图进行实体造型，并生成轨迹及加工代码2项目一 轮廓粗车、精车1、粗车轮廓利用ø55×100坯料加工如图2-1所示零件，材料为45钢，用粗车加工零件的右半部分。图2-1（1）轮廓建模生成零件的粗加工轨迹时，只须绘制要加工部分的外轮廓和毛坯轮廓，组成封闭的区域（须切除的部分），其余线条不必画出。如图2所示。图2知识讲解：一、CAD功能的几个基本概念（1）两轴加工在CAXA数控车加工中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的X轴，软件中的Y轴相当于车床的X轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的XOY平面的图形。（2）轮廓轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，分为外轮廓

3、、内轮廓和端面轮廓。(2) 单击数控车工具栏的“轮廓粗车”命令，系统弹出“粗车参数表”对话框，然后分别填写加工参数表。表1 加工参数内 容选项及参数内 容选项及参数加工表面类型外轮廓干涉后角10加工方式行切方式拐角过渡方式圆弧加工精度0.1反向走刀否加工余量0.5详细干涉检查是加工角度180退刀时沿轮廓走刀否切削行距2刀尖半径补偿编程时考虑半径补偿干涉前角0表2 进退刀参数内 容选 项参 数每行相对毛坯进刀方式与加工表面成定角长度l=1，角度a=45每行相对加工表面进刀方式与加工表面成定角长度l=1，角度a=45每行相对毛坯退刀方式与加工表面成定角长度l=1，角度a=45每行相对加工表面退刀方

4、式与加工表面成定角长度l=1，角度a=45快速退刀距离5表3 切削用量参数内 容选 项参 数速度设定接近速度（mm/min）100退刀速度（mm/min）100速度设定进刀量（mm/min）150主轴转速（r/min）主轴转速选项恒转速样条拟合方式圆弧拟合999.99表4 刀具参数内 容选项及参数内 容选项及参数刀具名90°外圆轮廓车刀刀具前角80刀具号1刀具后角10刀具补偿号1轮廓车刀类型外轮廓车刀刀柄长度40对刀点方式刀尖圆心刀柄宽度15刀具类型普通车刀刀角长度10刀具偏置方向左偏刀尖半径0.5注意：到轮廓线具有换象限曲线时，干涉后角和刀具后角可适当给大一些，但一般要小于等于60

5、，干涉后角必须小于或等于刀具后角。（3）拾取加工轮廓。操作技巧：此时用空格键可弹出拾取方式快捷菜单，提供了链拾取、限制链拾取、单个拾取三种方式，常用的为限制链拾取。（4）拾取毛坯轮廓。（5）确定进退刀点（6）生成刀具轨迹。如图3示。图3知识讲解：一、CAD基本概念：（1）机床的速度参数包含主轴转速、接近速度、进给速度、退刀速度。（2）加工余量 前一工序为后续工序所留的一定的余量（3）加工误差 刀具轨迹和实际交概念模型的偏差注意：对于直线和圆弧的加工不存在误差，加工误差指对样条线进行加工时所用折线逼近样条时的误差。二、 机床设置机床设置就是针对不同的机床、不同的数控系统，设置特定的数控代码、数控

6、程序格式及参数，并生成配置文件。（1）机床参数设置机床配置参数中的“说明”、“换刀”和“程序尾”，必须按照使用数控系统的编程规则，利用宏指令格式书写，否则，生成的数控加工程序可能无法使用。（2）常用的宏指令、三、后置处理针对特定的机床，结合已经设置好的机床配置，对后置输出的数控程序格式进行设置。包括程序段行号、程序大小、数据格式、编程格式及圆弧控制方式等。注意：“圆弧控制设置”中，采用半径R编程时，当R大于180°时，R取负值；当R小于等于180°时，R取正值。四、 刀具参数说明（1）共有参数刀具名：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

7、后置处理的自动换刀命令，也是唯一的刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，对应于机床的刀具偏置表刀柄长度、宽度：道具可夹持段的长度和宽度（2）轮廓车刀几何参数刀角长度： 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（3）切槽刀具几何参数刀刃宽度： 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： 骄傲据切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角（4）钻孔刀具几何参数刀尖角度： 钻头前段尖部的角度刀刃长度： 刀具可用于切削部分的长度刀杆长度： 刀尖到刀柄之间的距离。刀杆长度应大于刀刃有效长度（5）螺纹车刀几何参数刀刃长度： 刀具切削刃顶部的长度刀

8、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螺纹的螺纹角。刀尖宽度： 螺纹齿底宽度。对于三角螺纹车刀，刀尖宽度等于0注意：刀具参数的设定可以在“刀具库管理”中进行总体设定，也可以在具体的加工方法中（如“轮廓粗车”）中进行设置。两者是相互关联的，都可以进行刀具的增、删和参数的修改和管理。五、加工参数的内容及说明轮廓粗车参数包括加工参数、进退刀方式、切削用量、轮廓车刀四选项卡。各选项卡要设定的参数要根据加工要求进行设定。（1）加工参数加工表面类型： 外轮廓、内轮廓、端面三种加工参数： 干涉后角 做底切检查时，确定干涉检查的角度 干涉前角 做前角检查时，确定干涉检查的角度刀尖

9、半径补偿：编程时考虑半径补偿 系统按刀尖半径进行补偿计算，生成已考虑半径补偿的代码由机床进行半径补偿 假设刀尖半径为0，按轮廓编程，在机床上指定补偿值（2）进退刀方式（3）切削用量 设定切削时的接近速度、主轴转速、进给速度等。注意事项1）加工轮廓与毛坯轮廓必须构成一个封闭区域，被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。（2）为便于采用链拾取方式，可以将加工轮廓与毛坯轮廓绘成相交，系统能自动求出其封闭区域。（3）软件绘图坐标系与机床坐标系的关系。X轴正方向代表机床Z轴正方向，Y轴正方向代表机床X轴正方向。加工外轮廓，加工角度取180°，如切端面，加工角度取-90°或270&#

10、176;。2、精车轮廓进行轮廓精车要确定被加工轮廓。被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。1. 操作步骤（1）选择轮廓精车图标或菜单选择该命令，系统弹出“精车参数表”，按加工要求设定各加工参数。（2）确定参数后拾取被加工轮廓。 （3）选择轮廓后确定进退刀点。 （4）生成精车加工轨迹。 （5）生成加工代码。 2. 参数说明精车参数同粗车意义相同，设置参数值不同。轮廓精车和轮廓粗车的参数基本类似，须注意几点：（1）精车时只须绘制零件表面加工轮廓（2）轮廓精车的加工余量为零。（3）加工的背吃刀量为粗车时的加工余量，其走刀行数和行距乘积为粗车余量。（4）精车时刀尖半径和切

11、削用量要利用工艺所学知识适当选择。绘制零件表面轮廓后，适当设定参数后，得到轮廓精车刀具轨迹，如图4所示。图4项目二 零件造型加工用Ø50×100的坯料加工如图所示的零件，零件材料为45钢，完成零件的造型、工艺分析和加工，并生成加工代码。1. 零件造型分析该零件，其几何要素包括了直线、圆弧和椭圆，造型较简单，造型结果如图1所示。图12. 工艺分析该零件包括了复杂外型面加工、切槽、钻孔、内轮廓加工、内切槽、内螺纹加工等工序，基本包含了数控车所有的加工方法。根据加工要求选择刀具和切削用量，数控工序卡如表1所示。表1 数控加工工序卡工步工步内容刀具号刀具规格刀尖半径mm主轴转速/r

12、·min-1进给速度/mm·min-1吃刀量/mm备注1装夹左端，车右端面T0145º端面车刀0.4500手动2粗车椭圆弧、圆锥面、Ø36外圆、倒角T0290º外圆车刀0.45001502加工余量0.3mm3精车椭圆弧、圆锥面、Ø36外圆、倒角T0390º外圆车刀0.1800800.14装夹右端，车左端面T0145º端面车刀0.4500手动，保证98长度5打中心孔T04中心钻头31000302工艺孔6钻孔T05Ø16钻头850010027粗车Ø34外圆、R11圆弧、Ø46外圆T0290

13、º外圆车刀0.450015028粗车内轮廓T06内轮廓车刀0.34501002加工余量0.3mm9精车Ø34外圆、R11圆弧、Ø46外圆T0390º外圆车刀0.1800800.110精车内轮廓T07内轮廓车刀0.1800600.111车外轮廓退刀槽T08外切槽刀0.150080112车内轮廓退刀槽T09内切槽刀0.150050113车M24内螺纹T09内螺纹车刀04001.5（mm/r）3. 生成轮廓加工轨迹（1）右端外轮廓粗加工 根据零件造型结果，利用“平移”命令，将坐标原点移至零件右端面，适当修改轮廓，使右端外轮廓可利用“限制链拾取”方式拾取，绘制零

14、件的毛坯轮廓。 确定粗车参数，其中包括刀具参数、进退刀参数、切削用量参数和粗加工参数表，如表2所示。表2 粗加工参数汇总表刀 具 参 数加 工 参 数刀具名90°外圆车刀加工表面类型外轮廓刀具号2加工方式行切方式刀具补偿号2加工精度0.1刀柄长度40加工余量0.3刀柄宽度15加工角度180刀角长度10切削行距2刀尖半径0.4干涉前角0刀具前角80干涉后角10刀具后角10拐角过渡方式圆弧轮廓车刀类型外轮廓车刀反向走刀否对刀点方式刀尖圆心详细干涉检查是刀具类型普通车刀退刀时沿轮廓走刀否刀具偏置方向左偏刀尖半径补偿编程时考虑半径补偿进 退 刀 方 式切 削 用 量每行相对毛坯进刀方式与加工

15、表面成定角l=2，a=45速度设定进退刀时快速走刀否接近速度100每行相对加工表面进刀方式与加工表面成定角l=2，a=45退刀速度100进给速度150每行相对毛坯退刀方式与加工表面成定角l=2，a=45主轴转速设定恒转速500每行相对加工表面退刀方式与加工表面成定角l=2，a=45恒线速度主轴最高转速5000快速退刀距离L=5样条拟和方式圆弧拟和拟和圆弧最大半径999.99 以“限制链拾取”方式拾取加工轮廓和表面轮廓。 确定进退刀点。 生成刀具轨迹，如图2所示。 生成粗加工代码，代码略 修改代码，针对使用的数控系统，对代码进行适当修改。图22）右端外轮廓精加工绘制的加工表面轮廓，填写“精车参数

16、表”，生成右端精车刀具轨迹如图3。表2 精车参数表刀 具 参 数加 工 参 数刀具名90°外圆车刀加工表面类型外轮廓刀具号3加工方式行切方式刀具补偿号3加工精度0.1刀柄长度40加工余量0刀柄宽度15加工角度180刀角长度10切削行距0.1刀尖半径0.1干涉前角0刀具前角80干涉后角10刀具后角10拐角过渡方式圆弧轮廓车刀类型外轮廓车刀反向走刀否对刀点方式刀尖圆心详细干涉检查是刀具类型普通车刀退刀时沿轮廓走刀否刀具偏置方向左偏刀尖半径补偿编程时考虑半径补偿进 退 刀 方 式切 削 用 量每行相对毛坯进刀方式与加工表面成定角l=2，a=45速度设定进退刀时快速走刀否接近速度100每行相

17、对加工表面进刀方式与加工表面成定角l=2，a=45退刀速度100每行相对加工表面进刀方式与加工表面成定角l=2，a=45退刀速度100进给速度80每行相对毛坯退刀方式与加工表面成定角l=2，a=45主轴转速设定恒转速800每行相对加工表面退刀方式与加工表面成定角l=2，a=45恒线速度主轴最高转速5000快速退刀距离L=5样条拟和方式圆弧拟和拟和圆弧最大半径999.99图3（3）钻左端中心孔将坐标原点设在零件左端面中心，加工零件左端面后，进行内轮廓钻孔。设定钻孔参数后，生成钻孔轨迹如图4。表3 钻孔参数表加 工 参 数刀 具 参 数钻孔参数钻孔模式钻孔刀具名Ø16钻头钻孔深度39刀具

18、号5下刀余量0.5刀具补偿号5暂停时间2刀具半径8进刀增量1刀尖角度120速度设定主轴转速500刀刃长度30钻孔速度50刀杆长度40接近速度50退刀速度50图4知识讲解：一、钻孔加工功能该功能用于在工件的旋转中心钻中心孔。提供的钻孔方式：高速啄式深孔钻、左攻丝、精镗孔、钻孔、镗孔、反镗孔、钻孔+反镗孔。注意：钻孔的位置必须是旋转轴，生成的轨迹都在旋转轴上。“钻中心孔”的加工参数主要有：钻孔深度、暂停时间（刀具在孔底停留时间）、钻孔模式、进刀增量、下刀余量、接近速度、钻孔速度、主轴转速。（4）左端外轮廓粗加工绘制左端加工表面轮廓和毛坯轮廓，填写“粗车参数表”（与右端相似，参数在工艺卡中已说明，此

19、处省略），生成左端粗车刀具轨迹如图5所示。图5（5）左端内轮廓粗加工根据钻孔结果，绘制内轮廓加工的毛坯轮廓，修改影响加工的表面轮廓线，只保存需加工部分的轮廓即可，生成加工刀具轨迹如图6所示。图6（6）左端外轮廓精车加工填写“精车参数表”，如右端精车相似，生成刀具轨迹如图示7所示。图7（7）精车内轮廓填写“精车参数表”，生成刀具轨迹如图8所示。图8（8）外轮廓切槽绘制槽的轮廓，填写“切槽参数表”，生成切槽的刀具轨迹如图9所示。表4 切槽参数表刀 具 参 数切 槽 加 工 参 数刀具名外切槽刀切槽表面类型外轮廓刀具号8加工工艺类型粗+精加工刀具补偿号8加工方向纵深刀具宽度3拐角过渡方式圆弧刀刃宽度

20、4走刀刀具只能下切刀尖半径0.1毛坯余量0刀具引角10偏转角度0刀柄宽度20粗加工参数加工精度0.1刀具位置5加工余量0.3编程刀位前刀尖延迟时间0.5切 削 用 量平移步距1速度设定进退刀是否快进是切深步距2进给量mm/min80 退刀距离5主轴转速恒转速500精加工参数加工精度0.01加工余量0末行走刀次数1切削行数3退刀距离5切削行距0.1图9知识讲解：一、 切槽功能切槽功能用于在工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面切槽。切槽时要确定被加工轮廓，加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。1. 操作过程（1）在工具条上单击图标或单击菜单中命令，系统弹出“切槽参数表”，设

21、定加工参数。（2）确定参数后拾取被加工轮廓。（3）确定进退刀点。（4）生成刀具轨迹，生成加工指令。2. 参数说明（1）加工工艺类型（2）粗加工参数（3）精加工参数。注意：1.平移步距和刀具宽度、刀刃宽度三者之间的设置关系。2.刀具的宽度要小于槽的宽度，平移步距要和刀具宽度、槽宽度结合进行合理设置。（9）内轮廓切槽填写“切槽参数表”，生成切槽轨迹如图10所示。（10）内螺纹加工螺纹起点和终点拾取时，加入引入距离和退刀距离，以保证螺纹加工的完整性。填写“螺纹参数表”，生成螺纹加工的刀具轨迹如图10所示。表5 螺纹参数表刀 具 参 数螺 纹 参 数刀具种类米制螺纹螺纹类型内轮廓刀具名内螺纹车刀螺纹参

22、数起点坐标X（Y）拾取刀具号9Z（X）拾取刀具补偿号9终点坐标X（Y）拾取刀柄长度40Z（X拾取刀柄宽度20螺纹长度20刀刃长度18螺纹牙高0.9刀尖宽度0螺纹头数1刀具角度60螺纹节距恒定节距1.5进 退 刀 方 式螺 纹 加 工 参 数粗加工进刀方式垂直加工工艺类型粗加工+精加工粗加工退刀方式垂直末行走刀次数1精加工进刀方式垂直螺纹总深0.9精加工退刀方式垂直粗加工深度0.7切 削 用 量精加工深度0.2速度设定进退刀时快速走刀是粗加工参数恒定行距0.2进给量mm/r1.5每行切入方式沿牙槽中心线主轴转速恒转速400精加工参数恒定行距0.1样条拟和方式直线拟和每行切入方式沿牙槽中心线图10

23、知识讲解：一、螺纹加工功能：螺纹为非固定循环方式加工螺纹，可对螺纹加工中的各种工艺条件，加工方式进行更为灵活的控制。1. 车螺纹加工的操作过程（1）单击“车螺纹”图标或菜单命令，一次拾取螺纹起点和终点。（2）拾取完毕，弹出“螺纹参数表”，填写螺纹加工参数。（3）单击确定，生成加工轨迹。（4）拾取加工轨迹，生成螺纹加工代码2. 参数说明加工工艺：粗加工、粗加工+精加工每行切削用量：分固定行距和恒定切削面积两种形式恒定切削面积中各次切削深度逐渐减小，表面精度高注意：1、“螺纹固定循环”方式输出代码仅适用于西门子840C/840控制器。2、螺纹加工时，起始点和终点应选在螺纹的外径线上，并适当增加螺纹

24、加工时的引入距离和退刀距离，这样才能保证螺纹的正确性和完整性。二、代码生成1. 生成代码按照机床的配置要求，把已经生成的刀具轨迹转化为加工代码数据文件。2. 查看代码查看、编辑已经生成代码的内容。3. 参数修改对生成的轨迹不满意时，可以用参数修改功能对轨迹的各种参数进行修改，生成新的加工轨迹。4. 轨迹仿真对已有的加工轨迹进行加工过程模拟，以检查轨迹的正确性。5. 代码反读把生成的代码文件反读进来，生成刀具轨迹，以检查生成的代码的正确性。例： 生成图2-1零件的精车加工代码。具体操作步骤：（1）单击“代码生成”图标，在弹出的对话框中输入文件名“精车加工代码”。（2）拾取精加工刀具轨迹，生成代码

25、。如下示精加工代码.CUT,04/06/07,10:20:28)N10 G90G54GN12 S1000M03N14 G00 X51.603 Z6.475 N16 G00 X59.914 Z0.957 N18 G41 N20 G01 X-1.414 F5.000 N22 G01 X0.000 Z0.250 N24 G03 X17.607 Z-4.750 I0.000 K-10.250 F100.000 N26 G01 X22.389 N28 G03 X22.740 Z-4.822 I0.000 K-0.250 N30 G01 X23.350 Z-5.122 N32 G03 X23.500 Z-

26、5.300 I-0.175 K-0.178 N34 G01 Z-11.750 N36 G01 X28.200 N38 G03 X28.554 Z-11.823 I0.000 K-0.250 N40 G01 X30.354 Z-12.723 N42 G03 X30.500 Z-12.900 I-0.177 K-0.177 N44 G01 Z-31.750 N46 G01 X38.211 N48 G03 X38.703 Z-32.043 I0.000 K-0.250 N50 G01 X38.174 Z-33.544 N52 G02 X36.635 Z-40.900 I62.647 K-10.274

27、 N54 G02 X37.011 Z-49.813 I66.403 K-3.055 N56 G02 X39.132 Z-57.054 I63.835 K5.647 N58 G02 X43.033 Z-64.104 I53.181 K10.919 N60 G02 X45.505 Z-67.274 I46.511 K16.313 N62 G02 X48.442 Z-70.341 I38.897 K16.739 N64 G03 X48.500 Z-70.458 I-0.221 K-0.117 N66 G01 Z-77.000 N68 G01 X49.914 Z-76.293 F20.000 N70 G01 X59.914 N72 G00 Z0.707 N74 G01 X-1.414 F5.000 N76 G01 X0.000 Z0.000 N78 G03