《数控编程与操作》课件第7章

第7章CAD/CAM软件应用基础7.1常用CAD/CAM软件介绍7.2CAXA制造工程师应用实例习题与思考题

7.1常用CAD/CAM软件介绍

1．高档CAD/CAM软件高档CAD/CAM软件的代表有Unigraphics、I-DEAS、Pro/Engineer、CATIA等。这类软件的特点是优越的参数化设计、变量化设计及特征造型技术与传统的实体和曲面造型功能结合在一起，加工方式完备，计算准确，实用性强，可以从简单的二轴加工到以五轴五联动方式来加工极为复杂的工件表面，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化，同时提供了二次开发工具允许用户扩展UG的功能。这类软件是航空、汽车、船舶制造行业首选的CAD/CAM软件。

2．中档CAD/CAM软件

CIMATRON是中档CAD/CAM软件的代表。这类软件实用性强，提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，以及各种通用、专用数据接口和集成化的产品数据管理。

3．相对独立的CAM软件相对独立的CAM软件有Mastercam、Surfcam等。这类软件主要通过中性文件从其他CAD系统获取产品几何模型。系统主要有交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块。这类软件主要应用于中小企业的模具制造行业。

4．国内CAD/CAM软件

CAXA制造工程师是国内CAD/CAM软件的代表。这类软件是面向我国机械制造业而自主开发的中文界面三维复杂形面CAD/CAM软件，具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能。这些软件价格便宜，主要面向中小企业，符合我国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。

7.2CAXA制造工程师应用实例

7.2.1CAXA制造工程师简介

CAXA制造工程师是一个功能强大、易学易用的全中文三维复杂形面CAD/CAM软件。共主要特点有：

(1)利用灵活、强大的实体曲面混合造型功能和丰富的数据接口，可以实现产品复杂的三维造型设计；

(2)通过加工工艺参数和机床后置处理的设定，选取需加工的部分，自动生成适用于任何数控系统的加工代码；

(3)通过直观的加工仿真和代码反读来检验加工工艺和代码质量。

7.2.2CAXA制造工程师界面介绍

CAXA制造工程师的主界面如图7-1所示。它是Windows风格的软件，各种功能通过菜单和工具条来实现。

图7-1CAXA制造工程师主界面

1．绘图区绘图区是用户绘图设计的工作区域，即图7-1所示的空白区域。在绘图区中央设置了一个标准坐标系，在操作过程中以此坐标系的原点为基准。

2．主菜单主菜单包括文件、编辑、显示、造型、加工、工具、设置和帮助等8个菜单。每个菜单都含有相应的下拉菜单，有黑三角符的说明还有下一级菜单，有三个点的表明是对话框。

3．立即菜单立即菜单描述了该项命令执行的各种情况和使用条件。用户可根据设计要求正确地选择。

4．工具条工具条包括标准工具、加工工具、状态工具、曲线工具、几何变换工具、线面编辑工具和曲面工具。

7.2.3应用实例利用CAXA制造工程师实现加工的步骤如下：

(1)在后置设置中将机床设置正确。

(2)利用CAXA制造工程师CAD部分功能对需要数控加工的零件进行线架、曲面或实体造型。

(3)针对加工条件，选择合适的刀具、加工方式和加工参数，生成加工轨迹(粗加工、半精加工和精加工)。

(4)对生成的加工轨迹进行仿真校验。

(5)进行后置处理，生成G代码；将生成的G代码通过传输软件传至机床进行加工。

例7-1

选择合适的加工方法加工图7-2所示零件的方槽部分，并将程序传至数控机床。

图7-2零件图

(1)在CAXA制造工程师主界面中选择“加工”菜单“后置处理”子菜单中的“后置设置”选项(见图7-3)，出现如图7-4所示的对话框，输入正确的机床信息及后置参数。

图7-3“后置设置”菜单

图7-4“后置设置”对话框

(2)利用CAXA制造工程师CAD部分功能对图7-1所示的零件进行造型。①

按F5键，选择XOY平面作为绘图平面，单击按钮，在图7-5所示立即菜单中输入矩形尺寸，并输入(0，0)作为矩形的中心，如图7-6所示。

图7-5绘制矩形立即菜单

图7-6矩形

图7-7绘制小矩形

②

单击按钮，绘制小矩形，同样以(0，0)点作为矩形的中心，如图7-7所示。

③

单击按钮，对小矩形进行圆弧过渡，半径为R20，如图7-8所示。

图7-8圆弧过渡

④

单击

按钮，绘制直径为15的圆弧，圆心位置为(45，45)，如图7-9所示。

⑤

输入其他三个圆弧的圆心，分别是(－45，45)、(－45，－45)、(45，－45)，如图7-10所示。

图7-9绘制圆

图7-10绘制或复制圆

(3)针对加工条件，选择合适的刀具、加工方式和加工参数，生成加工轨迹(粗加工、半精加工和精加工)。①

设定毛坯。单击“加工”菜单，选择“定义毛坯(S)”，出现如图7-11所示的对话框。

图7-11“定义毛坯”对话框

下面对各项目进行简单说明。●锁定：使用户不能设定毛坯的基准点、大小、毛坯类型等。这是为了防止设定好的毛坯数据不小心被改变了。●毛坯定义：系统提供了三种毛坯定义的方式。

两点方式：通过拾取毛坯的两个角点(与顺序和位置无关)来定义毛坯。

三点方式：通过拾取基准点，拾取定义毛坯大小的两个角点(与顺序和位置无关)来定义毛坯。

参照模型：系统自动计算模型的包围盒，以此作为毛坯。

●基准点：毛坯在世界坐标系(.sys.)中的左下角点。

●大小：其中的长度、宽度、高度分别是毛坯在X方向，Y方向，Z方向的尺寸。

●毛坯类型：系统提供铸件、精铸件、锻件、精锻件、棒料、冷作件、冲压件、标准件、外购件、外协件、其他等毛坯类型，主要是写工艺清单时需要。

●毛坯精度设定：设定毛坯的网格间距，主要是仿真时需要。●显示毛坯：设定是否在工作区中显示毛坯。

●透明度：设定毛坯显示时的透明度。

图7-12毛坯

②

设定刀具。在管理刀具树(见图7-13)中，双击“刀具库”选项，出现如图7-14所示的“刀具库管理”对话框。

图7-13加工管理树

图7-14“刀具库管理”对话框

在图7-14中，单击“增加刀具”按钮，出现如图7-15所示的“刀具定义”对话框，根据加工要求，设定粗加工刀具和精加工刀具参数。

图7-15“刀具定义”对话框

③

根据加工要求选择区域式粗加工和轮廓线精加工。◆

粗加工单击“加工”菜单，选择“粗加工”子菜单中的“区域式粗加工”选项，出现如图7-16所示的对话框。

在“加工参数”对话框中，输入加工所需要的正确参数。单击图7-16中的“切入切出”选项，出现如图7-17所示的“切入切出”对话框，选择“螺旋”方式。

图7-16“区域式粗加工”之“加工参数”对话框

图7-17“区域式粗加工”之“切入切出”对话框

单击图7-17中“切削用量”选项，出现如图7-18所示的“切削用量”对话框，输入合理的切削用量参数。

图7-18“区域式粗加工”之“切削用量”对话框

单击图7-16中的“下刀方式”选项，出现如图7-19所示的“下刀方式”对话框，输入合理的切削用量。

图7-19“区域式粗加工”之“下刀方式”对话框

单击图7-16中的“刀具参数”选项，出现如图7-20所示的“刀具参数”对话框，在此对话框中输入正确的刀具参数。

图7-20“区域式粗加工”之“刀具参数”对话框

单击图7-16中的“加工边界”选项，出现如图7-21所示的“加工边界”对话框，在此对话框中设定刀具加工边界。

各项参数设定完成后，单击“确定”按钮，系统提示选择零件轮廓，并确定搜索方向。按回车键或鼠标右键确认，生成粗加工轨迹，如图7-22所示。图7-21“区域式粗加工”之“加工边界”对话框

图7-22粗加工轨迹

◆

精加工

精加工选择“轮廓线精加工”，与粗加工相同，设定各项参数后单击“确定”按钮。系统提示选择零件轮廓，并确定搜索方向。按回车键或鼠标右键确认，生成精加工轨迹，如图7-23所示。

图7-23精加工轨迹

(4)轨迹仿真。单击“加工”菜单，选择“轨迹仿真(V)”选项，系统提示选择刀具轨迹，选择粗、精加工轨迹并按鼠标右键或回车键，出现如图7-24所示的仿真器界面。

图7-24仿真器界面

在图7-24所示的仿真器界面中，单击按钮，如图7-25所示。

图7-25加工仿真

单击按钮，仿真过程开始，如图7-26所示。

图7-26加工仿真过程

(5)进行后置处理，生成G代码。单击“加工”菜单，选择“后置处理”子菜单中的“生成G代码”选项，出现如图7-27所示的对话框，输入文件名后，单击“保存”按钮。系统提示拾取刀具轨迹，分别拾取粗、精加工轨迹，按鼠标右键或回车键确认，G代码生成，如图7-28所示。

图7-27“选择后置文件”对话框

图7-28G代码

(6)将生成的G代码通过传输软件传至机床进行加工。程序传输软件比较多，各种传输软件功能大同小异。在此，我们介绍Windows系统中的“超级终端”来进行程序传输，步骤如下：①

在Windows系统中选择“附件”项目中的“通信”，然后单击“超级终端”，出现如图7-29所示的对话框。②

输入连接名称后，单击“确定”按钮，出现如图7-30所示的对话框，连接时使用COM1进行连接(连接机床与计算机通信线时，与计算机端连接的线一定要接在COM1口)。此处选择COM1口，单击“确定”按钮。

图7-29新建连接

图7-30选择通信端口

③

进入“端口设置”对话框(见图7-31)，此处设置的参数与机床的参数一定要相同。设置完成后，单击“确定”按钮。④

传输数控程序。单击“超级终端”菜单“传送”子菜单中的“发送文件”选项，出现如图7-32所示的对话框。

图7-31“端口设置”对话框

图7-32“发送文件”对话框