第2讲 CATIA数控编程通用流程

第二讲CATIA数控加工通用流程主讲：郭宗祥1零件操作定义2定义几何参数3定义刀具参数4定义进给量5定义刀具路径参数6定义进刀/退刀路径目录7刀路仿真及切削检验8输出数控程序零件操主要包括：设置数控加工机床、加工坐标系设置、加工零件及毛坯选择、安全平面设置等。（1）打开零件操作设置对话框

在【P.P.R.】特征树中，双击【ProcessList】节点中的【PartOperation.1】结点，弹出【PartOperation】对话框，如图所示。CATIA数控编程通用流程1.零件操作定义加工过程（ProcessList）：包含所有用于加工的操作、刀具和辅助操作，这些内容可以使零件从毛坯加工形成目标零件。加工部件（ProductList）：列出了用于加工的CAD模型，包括目标零件模型和毛坯模型、夹具模型、机床模型和机床工作台模型等。加工资源（ResourcesList）：包括所有加工过程所需的刀具与机床。零件操主要包括：设置数控加工机床、加工坐标系设置、加工零件及毛坯选择、安全平面设置等。（1）打开零件操作设置对话框

在【P.P.R.】特征树中，双击【ProcessList】节点中的【PartOperation.1】结点，弹出【PartOperation】对话框，如图所示。CATIA数控编程通用流程1.零件操作定义（2）机床设置

在【PartOperation】对话框中单击

机床设置工具按钮，弹出【MachineEditor】对话框，如图所示。其中有三轴机床、四轴机床、五轴机床、卧式车床、立式车床、多轴车床和自定义机床等。选择一种机床后可对机床参数进行编辑。用户也可单击【打开】按钮，在弹出的【文件选择】对话框中，选择一种所需的数控机床。用户还可以单击【打开】按钮，在特征树中选择用户自己建模的数控机床。本例选择三轴机床，在【ResourcesList】节点下出现机床名称。CATIA数控编程通用流程用户加载的数控机床CATIA数控编程通用流程（3）坐标系设置

在【PartOperation】对话框中单击

坐标系设置工具按钮，弹出坐标系设置对话框，如图所示。该坐标系为工件坐标系，默认将零件建模时的坐标系作为工件坐标系。其中X、Z轴和原点为感应区，单击感应元素，再在视图区选择相应元素，可定义坐标系。原点可选择几何点或者圆弧的圆心。单击X、Z轴或原点，分别选择相应的元素，可对坐标系进行定义。也可以对坐标重命名。加工坐标系是加工刀路各坐标点的基准，如果移动加工坐标系，则刀路的输出坐标点也随之改变。CATIA数控编程通用流程选择加工零件

（4）选择加工目标零件

在【PartOperation】对话框中，选择【Geometry】选项卡，单击选择加工零件工具按钮，在视图上或特征树中选择要加工的零件几何体，双击即可返回对话框。CATIA数控编程通用流程（5）选择毛坯

在【PartOperation】对话框中，选择【Geometry】选项卡，单击选择加工零件工具按钮，可选择毛坯，选择方法与加工零件的选择相同。CATIA数控编程通用流程（6）选择安全平面

在【PartOperation】对话框中，选择【Geometry】选项卡，单击安全平面设置工具按钮，选择毛坯上表面后，返回【PartOperation】对话框，在视图中【SafetyPlane】上右键单击，在弹出的菜单中选择【Offset】，在对话框中设置安全高度为50mm。CATIA数控编程通用流程（7）完成零件操作设置单击【PartOperation】对话框中的【确定】按钮，即可完成零件操作的参数设置。CATIA数控编程通用流程2.定义几何参数CATIA数控编程通用流程完成零件操作定义后，即开始零件数控加工工艺的编制。首先插入一个加工操作，以插入一个粗加工（PrismaticRoughing）为例，步骤如下：①②③④⑤2.定义几何参数CATIA数控编程通用流程定义几何参数定义刀具参数定义进给量定义进刀/退刀路径定义刀具路径参数选择加工用的夹具：夹具也是用户建立的零件模型，在几何参数设置时将其指定为夹具，编程时刀路就会避开夹具。在【PartOperation】对话框中，单击【夹具】按钮，在特征树中选择作为夹具的模型，双击后返回对话框，如下图所示。要想使刀路避开夹具，需分别选择感应区中的夹具表面和视图中的夹具表面。2.定义几何参数CATIA数控编程通用流程几何参数设置的内容包括：选择加工目标零件：由于关联进来的零件或产品，系统还无法识别用户所需加工的目标零件模型，需要指定目标零件模型，方法如前所述。选择毛坯：在2.5轴数控加工中，系统自动用一个六面体将目标加工零件围起来作为毛坯。但用户可以指定自己建立的模型作为毛坯。选择加工安全平面：安全平面是数控加工刀具返回的安全高度平面，选择方法如前所述。动态显示定义毛坯定义安全平面定义加工边界曲线定义顶面定义底面定义零件定义夹具定义加工余量和检查余量默认设置3.定义刀具参数CATIA数控编程通用流程刀具参数设置：刀具参数包括几何参数、技术参数、进给参数等。几何参数设置：在对话框中的刀具视图上双击相应的刀具参数，在弹出的对话框中可进行参数编辑。也可以单击对话框中的【More】按钮，在展开的对话框中选择【Geometry】标签进行参数编辑。如果要使用球头刀，需选中对话框中的【Ball-EndTool】复选框。技术参数设置：在展开的对话框中选择【Technology】标签进行参数编辑。可设置刀具刃数、刀具旋转方向、刀具拔模角、刀具材料等参数。进给参数设置：在展开的对话框中选择【Feed&Speeds】标签进行参数编辑。可设置进给速度、主轴转速、每齿进给量等参数，需根据加工情况进行设置。刀具几何参数为防止换刀出现问题，刀具编号尽量与刀具名称一致Enter查找当前工艺中已用过的刀具在系统中查找相应刀具刀具名称：该名称最好能体现刀具的典型特征。例如，刀具在刀库中的编号为1，直径10mm，下半径2mm，刀具类型为立铣刀，可命名为“T1EndMillD10R2”。在【Comment】文本框中可输入该刀具相关的说明。刀具公称直径刀具圆角半径刀具总长度刀刃长度刀具长度刀柄直径刀具去除切削刃后的直径刃数旋转方向加工质量刀具的组成方式刀刃材料刀刃描述信息刀具材料描述信息刀具轴向倾斜角度刀具径向倾斜角度最大倾入角度最大加工长度最长使用时间切削液设置描述刀具重量描述进刀速率切削速率退刀速率跨区域时进给速率速率降速比率进给速度单位4.定义进给量CATIA数控编程通用流程刀具进给量4.定义进给量CATIA数控编程通用流程加工拐角时降低寄给率设置降低的比率加工拐角时多远开始降速加工拐角后多远开始恢复速度降速时的最小角度降速时的最大半径4.定义进给量CATIA数控编程通用流程主轴转速5.定义刀具路径参数CATIA数控编程通用流程——规定加工过程中刀具的轨迹5.定义刀具路径参数CATIA数控编程通用流程刀具路径形式Backandforth往复铣削Helical环形铣削加工精度铣削方式Climb顺铣Conventional逆铣加工形式5.定义刀具路径参数CATIA数控编程通用流程径向进给量以两刀具路径重叠方式设置，输入刀具直径百分比刀具径向进给量径向进给量以两刀具路径重叠长度方式设置，输入刀具路径重叠长度径向进给量以刀具直径百分比表示，输入百分比径向进给量以长度表示，输入两个刀具之间的长度5.定义刀具路径参数CATIA数控编程通用流程最大背吃刀量（轴向进给量）高速铣削启动高速铣削拐角圆角半径6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程在每一个加工操作中，都可以定义该加工的进退刀方式。为了详细说明进退刀的设置，此处采用等高线精加工时的进退刀设置进行讲解。在【MacroManagement】选项区中列出了不同情况下的进退刀方式。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程Approach起点进刀，加工开始刀具进入切削起点的方式。Retract终点退刀，该加工结束时的退刀方式。Clearance退回安全平面，在安全平面上移动到下一个刀点，再进刀的方式。常用于避让

不切削部位（如夹具）。LinkingApproach/Retract连接进刀/退刀，用于连接不连续刀路。ReturnaLevelApproach/Retract

同层间的进刀/退刀，同于连接同层间的不连续刀路。ReturnFinishPassApproach/Retract

完成粗加工后的精加工进刀/退刀方式。ReturnBetweenLevelsApproach/Retract

用于不同切削层之间刀路的连接。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程——进退刀模式的设置圆形或斜向进退刀每种进退刀模式下主轴的运动方式相切运动创建一个与加工表面相切的进刀路径。双击视图中的数值可编辑相切运动长度，或者路径，在弹出的对话框中编辑长度、与垂直方向的夹角、与水平方向的夹角，单击“？”号可出现预览视图，如图所示。设置相切进刀方式设置6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程添加一段垂直进刀路径垂直运动添加一个与前面刀路相垂直的进/退刀路径。设置方法与前述方法相似。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程添加一段轴向进刀路径轴向运动创建或添加一段与刀轴平等的进/退刀路径。设置方法与前述方法相似，如图所示。要注意轴线运动之前不能插入其它运动。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程指定用于设置进刀路径的参考平面设定进刀路径的方向垂直与指定平面的运动创建或添加一段与指定平面垂直的进/退刀路径。平面的创建方法与安全平面的创建相似。指定方向的运动创建或添加一段指定方向的直线进/退刀路径。在感应区中的直线上单击，然后可以通过选择视图中零件几何要素或通过设定方向单位矢量的方式指定。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程圆弧进刀路径斜线运动创建或添加一段螺旋进/退刀路径。可设置每一刀层在水平面及垂直面的距离、倾斜角等，如图所示。螺旋进刀路径圆弧运动创建或添加一段圆弧进/退刀路径。设置方法与前述方法相似，如图所示。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程感应区中的点标志到指定点的进刀路径到指定平面开始的运动创建或添加一段到指定平面的轴线运动进/退刀路径。方法与设置前述垂直与指定平面运动相似。刀具轴线运动可以选择一个几何元素或设定一个方向矢量，来指定刀具的轴线方向，这里确定的仅仅是刀轴的方向，还需要添加其它的进/退刀路径。到指定点运动可以创建或添加一个到指定点开始的进/退刀路径。在感应区中单击点标志，再在视图中选择一个点作为指定点即可。6.定义进刀/退刀路径CATIA数控编程通用流程已经建立的加工操作可以将其刀具路径显示出来，并且模拟数控加工的走刀过程。可以模拟数控加工的切削过程，观察刀具切削的过程及剩余材料。刀路仿真。刀路仿真可以让用户直观地观察刀具的运动轨迹，以检验各种参数定义的合理性。在特征树中双击某个加工操作结点，即可弹出加工操作设置对话框，在对话框中单击【刀路仿真】按钮，或者右键单击某个加工操作结点，在右键菜单中选择【刀路仿真】，将弹出如图所示的刀路仿真对话框。7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程向前播放返回到当前操作刀路起点到当前操作刀路终点或到下一步操作起点当前进给速率当前刀尖点的坐标当前刀轴的单位方向矢量切削时间总的走刀时间（包括切削时间及非切削时间）7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程切削过程仿真切削过程仿真有下列三种模式：从前一次切削仿真文件保存的加工操作之后进行仿真。从开始到当前操作全部进行仿真。静态加动态仿真，即之前的操作只显示静态结果，只对当前操作进行动态仿真。7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程刀路仿真参数设置选中【Stopattoolchange】仿真在换刀处停止。【Collisionsdetection】碰撞检查，有三个选项，分别是【忽略】、【停止】和【继续】。选中【Touchiscollision】将接触作为碰撞处理。选中【Videosimulationinprotectedmode】在加工仿真过程中跳过任何导致出现加工错误的切削。

刀路仿真中的刀路显示选项包括以下类型：刀路播放模式：按进给速率播放，即对于不同进给速率的刀路分别播放。按刀位点播放。连续播放模式。按平面播放，即对于分层的刀路逐层播放。7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程

刀路仿真中的刀路显示选项包括以下类型：刀具显示模式：7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程只在当前点显示刀具在每个刀位点显示刀具轴线在每个刀位点显示刀具

刀路仿真中的刀路显示选项包括以下类型：7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程相同颜色模式，即刀路都以相同的颜色显示彩色模式，即不同类型刀路以不同颜色显示。不同类型刀路的显示颜色可在【操作】对话框中设置。刀路的颜色显示模式7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程加工结果拍照：在刀路仿真对话框中，单击【加工结果】按钮，切换到拍照窗口，如图所示。视图区中出现了当前已经完成设置的加工操作加工后零件的状况。加工结果拍照

在加工结果拍照窗口，可用下列两种方式查看加工表面信息：查看某一点的加工信息在加工表面的某一点单击鼠标，弹出对话框，显示了对该点进行加工的操作名称、加工余量、该点的坐标和刀具名称等信息。将视图放大，在加工表面的某一点单击右键，在弹出菜单中选择【Closeup】

，将会显示该点邻近区域的局部放大视图。如果要回复到全景状态，可以在零件任意部位单击右键，选择【Stock】菜单项。

查看加工表面状况7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程加工信息查询加工分析：在刀路仿真对话框中，单击【分析Analyze】按钮，弹出分析对话框，如图所示。可以将加工结果与设计目标进行比较。分析只在拍照模式和切削仿真模式下可用。7.刀路仿真及切削检验CATIA数控编程通用流程加工结果分析设置过切公差过切量大于其后文本框所设置的数值时，过切量显示的颜色过切量大于加工余量公差时，过切量显示的颜色过切量大于设计公差时，过切量显示的颜色RemainingMaterial剩余材料分析。在对话框中选中【RemainingMaterial】复选框，可以设置不同厚度剩余材料的显示颜色。点击对话框下方的【应用】按钮即可对当前加工后的剩余材料状况进行分析。加工分析CATIA数控编程通用流程7.刀路仿真及切削检验过切分析结果Gouge过切分析。在对话框中选中【Gouge】复选框，可以设置不同厚度过切的显示颜色。点击对话框下方的【应用】按钮即可对当前加工后的过切状况进行分析，如图所示。ToolClash刀具碰撞分析。在对话框中选中【ToolClash】复选框，可以设置刀具碰撞的显示颜色。点击对话框下方的【应用】按钮即可对当前加工过程中是否有刀具碰撞进行分析。（V5R21取消了）加工分析CATIA数控编程通用流程7.刀路仿真及切削检验测量：在刀路仿真对话框中，单击【测量Measure】按钮，切换到测量窗口，单击某个测量工具，弹出测量对话框，如图所示。可以对加工后的整体优势进行测量。测量只在拍照模式和切削仿真模式下可用。测量CATIA数控编程通用流程测量间距测量项测量弧段点显示/隐藏7.刀路仿真及切削检验批处理模式【Batchmode】批处理模式可以在加工窗口选择其它零件的加工过程文件进行输出数控程序，而不必打开上述加工过程文件。其输出程序的方法和交互式处理基本相同。交互处理模式【Interactivelymode】交互式处理模式只能对当前窗口中的加工过程文件进行处理。CATIA数控编程通用流程8.输出数控程序完成加工操作设置后，需要通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（NCCode）。CATIA提供了两种输出数控程序的方法：

以【交互处理模式】为例。要输出数控程序时，在【NCOutputManagement】工具栏中，单击【Interactivelymode】工具，或者在【ManufacturingProgram】结点上右键单击，并选择右键菜单中的【Interactivelymode】命令，弹出如图所示对话框。CATIA数控编程通用流程8.输出数控程序

在上述对话框中有如下几个标签：【In/Out】标签

该标签下是一些与输入、输出相关的设置。【Input】选项区

如果选中【PartOperation】单选按钮，则列表中将列出当前加工过程文件中包含的所有【PartOperation】。如果选中【Program】，则列表中会列出所有的【ManufacturingProgram】

。【ResultingNCData】选项区

在该选项区中的【NCdatatype】下拉列表中提供了不同的数控程序类型，分别是【刀位文件APT】、【刀位源文件CLF】、【NC文件NCcode】及【CATIA图形处理文件inprocessmodel】。在下拉列表下方，提供了3种文件分割方式：【forallselectedprogram】将在列表中选中内容的数控程序输出到同一文件。【byprogram】将不同的【ManufacturingProgram】输出到不同程序文件

。【bymachiningope