基于CAXA的金属零件编程方法研究

程 辉

（甘肃有色冶金职业技术学院，甘肃 金昌 737100）

数控车床是金属零件的主要加工方式，对于一些简单的金属零件，通常会采用手工编程的方法。但实际的操作中，加工的零件通常是结构较为复杂的金属零件，因此仍然沿用传统的方法完成编程，会产生较大的计算量，易形成一定的误差[1]。基于CAXA的数据车是通过自主研发获得的一款将CAD软件与CAM软件融为一体的数控车床编程模式[2]。通过CAXA的技术支持，可以有效的解决数控加工中对结构复杂的金属零件设计和加工相衔接问题。

1 创建CAXA数控车模型

本文以金属零件中经常生产的金属手柄为例，在CAXA数控车中创建一个金属手柄模型（如图1所示），需要以下几个步骤：

图1 金属手柄模型图

首先，将CAXA软件打开，在软件的初始界面中，新建一个用于制作金属手柄的作图窗口，点击“新建”按钮，在弹出的对话框中输入该作图文件的名称“金属手柄”。第二步，点击作图窗口中的“椭圆”按钮，在弹出的对话框中，输入事先设定的相关参数。例如，终止角度360°，长轴为60mm，短轴为30mm。并选择该椭圆形需要放置的位置，并将对于部分的椭圆曲线清除。第三步，点击作图窗口中的“矩形”按钮，绘制一个长、宽分别为15、25的矩形，再点击“直线”按钮，并在矩形的右上方作为起点绘制一条与水平方向垂直的直线。第四步，点击作图窗口中的“平行线”按钮，绘制出一条与矩形的右侧边距离3的线段，绘图区域以外，点击鼠标右键，找到曲线编辑工具，并找出“裁剪”按钮，将直线下方的图形裁剪。第五步，再次点击“矩形”按钮，绘制出一个长、宽为5、50的矩形，并点击“倒角”按钮，在该矩形的左侧倒出一个固定的角度。第六步，再次点击“矩形”按钮，绘制出一个长、宽为2、15的矩形，并将图中多余的直线进行裁剪，同时根据相应尺寸的设计，留出加工时所需的多余毛坯。

2 基于CAXA的金属零件编程设计

根据上文创建的CAXA数控车模型，再按照数控加工中，钻孔～加工端面～加工内螺纹～加工内孔～取总长～加工外轮廓的工艺顺序，对其金属零件的编程进行设计[3]。由于金属零件的内螺纹加工的程序十分简单，因此可以适当的选用手动的编程方式进行，同样，取总长也可选用手动编程方式。因此本文的金属零件编程设计主要包括对端面、内控以及外轮廓的加工。

（1）端面编程设计。首先，在CAXA数控车中，设定好相应的刀具参数，本文假定对金属零件端面进行加工的刀具的主偏角为75°，副偏角为45°，刀具刀尖的圆弧半径为0.5mm。按照零件加工的工艺流程，先进行粗加工，再进行细加工，并设定上文提出的相应的粗加工参数信息。当参数设定完毕后，再选择相应的加工路径，进而生成刀具的加工轨迹。细加工与粗加工的编程方法相同。

（2）内孔与螺纹编程设计。对于内孔的编程设计首先要绘制一个内孔的加工曲线图，并设置对应的粗加工参数，选择对应的加工类型为内轮廓，设置粗加工的角度以及刀具的相关参数信息，编程的方法与上文端面的编程方法相同。需要注意的是，对于普通的螺纹等简单结构模型进行加工时，由于螺纹的结构较为简单，因此使用CAXA数控车编程模式反而会使加工变得更加复杂，而是用手动的编程方法，通过公式计算出螺纹相应的大径和小径，可以使编程变得更加简单。

（3）外轮廓编程设计。对于外轮廓的编程设计与上文相同，设置对应的刀具加工参数，并根据相关的工艺要求设置外轮廓的进、退刀方式，在进行加工的过程中，要时刻注意操作界面中的提示，先选择加工表面的轮廓线以及对应连接方向，再选取毛坯的表面以及连接方向，根据刀具的路径参数设置，找出适合的进、退刀点，最终CAXA数控车自动生成一段外轮廓的加工轨迹。若在编程过程中发现加工轨迹有不合理的地方，要及时对加工的参数进行适当的修改，并生成新的刀具轨迹。为了不影响后续的加工工序，在完成对加工轨迹的设计后要将其进行隐藏，上述几种编程设计也一样隐藏加工轨迹。

3 实验

为了验证基于CAXA的金属零件编程方法可以提高数控加工的工作效率，将其与传统的金属零件加工进行对比，建立统一的金属零件设计图纸，分别用传统方法和本文方法对其进行加工，在保证实验过程中，其它外界环境及干扰因素均相同的情况下，比较两种方法的加工时间。表1为两种方法的加工时间对比。

表1 实验结果对比

从表1可以看出，同样的零件设计图，本文方法的加工时间明显小于传统方法的加工时间。通过实验证明了本文加工方法可以有效提高数控加工的工作效率。同时，在实际的数控加工中，程序的说明、程序头、程序尾以及换刀都是相对固定不变的，因此在CAXA中生成一次轨迹文件后可重复进行使用，大大缩短了对相关设备参数的设置时间，在提高了加工速度的同时，也实现了数控加工的自动化生产。

4 结语

通过本文研究，有效的验证了基于CAXA的金属零件编程方法的工作效率，但本文对于CAXA中的后置处理环节没有进行相应的研究，在后置处理环节中很可能会存在编译错误的问题产生，因此在后续的研究中还将对这一环节进行更加深入的研究，以保障检验环节程序代码的准确性。