CAXA在数控加工中的应用研究

陈志佳

摘 要：CAXA是我国自主研发的三维CAD/CAM软件，其在数控加工领域中具有较高的应用价值，已被业内数控工程师所广泛认可。本文首先阐述CAXA软件的相关概念与由来，包括概念含义，软件功能和特点，之后分析了应用CAXA实现数控加工的具体步骤及其相关内容;最后基于前文分析描述的基础上，探讨CAXA复杂曲面加工，通过一个实例提供给读者借鉴与参考。

关键词：数控加工;CAXA;复杂曲面加工

近年来，随着数控加工技术在机械制造行业的广泛普及与应用，我国的机械制造产业得到有力的推动，数控加工水平得到相应的提高，相关产业实现飞跃发展。CAXA软件应用于数控加工产业后，拓展数控加工的发展空间，合理地降低了数控加工中的人力时间资源消耗，提升效率，规范化生产，提高零件的加工质量，从而进一步为数控行业乃至智能制造业的发展扬帆护航。因其在数控加工中的优势，本文首先对CAXA软件的相关概念做简要说明，之后研究CAXA数控加工的步骤，最后基于复杂曲面零件的加工，作为实例提供给CAXA应用工程师做参考与借鉴。

1 CAXA相关概念阐述

1.1 基本概念

CAXA软件是由北航海尔有限公司研发，全中文、面向数控加工中心的三维CAD/CAM软件。其设计核心包含数控加工过程中由零件造型到加工代码，包括四个核心内容：设计、管理、工艺以及制造。CAXA软件因其全中文设计，学习较之其他软件较为容易;其次工艺性较好，与传统的二维数控加工和手工数控加工相较优势巨大，业已被广泛应用数控加工领域，并在多个领域中都有所普及，例如国防军工、教育、电子电器以及装备器械等等。

1.2 功能特点

CAXA软件具有丰富的功能：

（1）实体特征很多，造型丰富，如打孔、倒圆角、放样、导动与分模等，不仅可以对二维草图轮廓进行快速的优化，形成试实体三维模型，还提供多种基准平面的构建等功能;（2）提供类型丰富的曲面造型功能，CAXA使用的是NURBS 曲面造型方式，曲面造型支持的种类繁多，例如：等距、边界以及掃面等等;（3）其造型方式支持复杂曲面与实体间连接，该方式多应用在复杂零件、磨具设计等方面。CAXA还提供了曲面生成实体功能如曲面加厚成实体、曲面剪裁实体等功能。使用者可以根据提示区里的提示进行操作;（4）较为完整的加工工艺过程。CAXA加工模块不仅提供基本粗、精、补等多种加工功能，还提供了四轴、五轴、叶轮叶片粗精加工等高级功能;安排完成加工工艺后，CAXA可以自动生产加工工艺清单，其工艺顺序严格按照工艺设计，方便工程师进行工艺记录;（5）加工仿真功能。CAXA提供了轨迹仿真功能，能够提前对加工代码进行检测，利用仿真实体的模拟加工，确定加工余量;此外，CAXA还提供自主检测工具，可以确定加工过程中是否干涉，避免撞刀等事故发生，降低安全隐患;（6）后置处理生成加工G代码指令，无需中间文件转换。

CAXA 是一款优秀的数控编程软件，具有卓越工艺性，为数控加工行业提供了一整套从造型与工艺设计到仿真与加工代码检验完善的解决方案。

2 CAXA数控加工步骤

CAXA系统数控加工具有一套流程，简要如下：二维图纸解析

—>加工模型建立—>工艺分析—>加工方案确定—>加工仿真—>加工代码输出。每个步骤均有其规范，应该充分分析与理解加工内容，并对加工步骤全面认知。详细解释如下：

（1）图纸解析。以设计好的图纸为依据，对待加工零件模型进行分析，之后通过CAXA几何建模功能对零件进行造型;（2）工艺分析。其是数控加工领域内必不可少的一部分，目前主要依靠人工来完成，包括零件尺寸、精度与公差校准，零件装卡设计，确定加工路线与工艺参数，加工刀具选择等;（3）加工方案确定。其加工方法的选择非常重要，在使用 CAXA时，要求数控加工人员要选择合适的加工方法，设置合理的加工参数;（4）仿真与代码生成。加工仿真主要是对零件进行模拟加工，校验刀具的轨迹，其能有效地校验刀具轨迹的干涉、加工过切等缺陷;代码生成是指后置处理输出加工G代码，其可以通过PC与数控系统进行连接，完成零件加工。

3 CAXA数控加工应用

目前CAXA应用情况表明，CAXA软件的功能，如模型的造型设计、加工方案确认、刀具加工模拟仿真等，已被数控加工领域内的从业人员广泛认可。本部分以复杂曲面实例，阐述CAXA数控加工应用。笔者参考业内相关文献，结合自身的工作实践经验，对复杂曲面的CAXA加工应用进行研究探讨，具体如下：

3.1 复杂曲面三维模型设计

首先分析该零件的二维设计图纸，由于篇幅限制并未提供，根据图纸中提供的尺寸绘制空间曲面，之后通过旋转、导动等命令建立曲面模型。

3.2 复杂曲面的CAXA仿真

在对加工参数、刀具参数、切削参数、加工曲面设置等参数设置完成后，必须通过轨迹仿真对生成的轨迹进行验证。其轨迹的正确与否决定着程序是否正确。在CAXA中设定仿真参数，动态和步长，拾取刀具轨，Enter键进入仿真。

轨迹仿真完成后，激活世界坐标系，按照实际加工机床类型选择合适数控系统配置，将已确认无误的加工轨迹生成G代码数据文件，也就是CNC数控程序。

最后将生成的NC文件，导入FANUC Oi-M系统，在立式加工中心进行加工，加工出曲面样品。

4 结束语

总而言之，CAXA作为一款CAD/CAM软件在数控加工中具有强大的应用优势，其包含丰富的功能，代码效率也较高。本文通过对CAXA的基本概念阐述，并应用CAXA软件实现对负载曲面数控加工研究，完成曲面建模、加工工艺分析、加工方案确定与仿真校验，最后通过FUNUC机床加工出样件。

参考文献：

[1]胡彦萍.CAXA制造工程师在数控铣削加工中的应用[J].自动化与仪器仪表，2014（12）：124-125.

[2] 李宏艳.基于CAXA软件的复杂曲面加工（制造）方法与技术[D].天津大学，2016.