復(fù)雜曲面數(shù)控加工論文

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1.數(shù)控編程的含義以及發(fā)展過程

手動編程具有編程可操作性強、可以完全按照編程人員的意愿進行編程、程序可讀性好、總共的程序占用空間小等優(yōu)點。但同時手動編程也存在很多缺點，例如編程效率低下、編程過程容易出現(xiàn)錯誤、編程耗時長、編程過程復(fù)雜等缺點。自動編程是指通過一些編程軟件例如CAD/CAM等軟件，對零件的加工過程進行分析，然后確定生產(chǎn)參數(shù)，自動生成刀具走刀路線和加工程序的過程。自動編程存在很多優(yōu)點比如編程過程方便、加工過程精度高、加工耗時短、效率高等。當(dāng)然自動編程也存在很多例如程序占用空間大、程序復(fù)雜、維護困難、可讀性差等缺點。自動編程在復(fù)雜曲面造型當(dāng)中具有很多手動編程無法達到的優(yōu)點。因此在復(fù)雜曲面造型當(dāng)中，自動編程受到廣泛的應(yīng)用。目前在復(fù)雜曲面的自動編程當(dāng)中最為流行的軟件主要有CAD/CAM軟件。這些軟件主要首先對零件進行數(shù)據(jù)分析后，通過軟件當(dāng)中的嵌入模塊對軟件的加工過程進行模擬仿真。通過模擬仿真可以知道刀具在加工過程當(dāng)中需要的進刀量、切削量以及各種零件和夾緊零件的夾具的運動過程，而且通過模擬仿真也可以知道加工過程當(dāng)中存在的問題，進而通過優(yōu)化程序，保證在加工過程更加高效和更加快速。

2.自用曲面的加工方法

CAXA因為傳統(tǒng)的加工方法存在很多的缺點，因此自由曲面的加工方法在現(xiàn)代的機械制造過程當(dāng)中應(yīng)用得越來越普遍。自由曲面的加工方法的很多優(yōu)勢是傳統(tǒng)的加工方法無法達到的。例如，對曲面的完美加工、曲面過渡的平滑等特征都是傳統(tǒng)的加工方法所無法比擬的。基于CAD/CAM軟件下的自動編程技術(shù)對復(fù)雜曲面的加工是當(dāng)代最為優(yōu)秀的曲面加工的模擬軟件，該軟件無論是在加工效率還是在曲面加工的質(zhì)量上都具有很多的優(yōu)勢,且很多優(yōu)勢是其他軟件所望塵莫及的。而CAXA制造工程師就是CAD/CAM軟件當(dāng)中最為流行的一款軟件，CAXA受到我國眾多機械研究學(xué)者的青睞，也是我國眾多機械加工廠應(yīng)用最普遍的軟件。因此研究CAXA制造工程師對復(fù)雜曲面的加工過程具有重大意義。

3.自由曲面加工方法的方案類型

自由曲面的加工方法眾多，選擇一款合適的曲面加工方法對產(chǎn)品的質(zhì)量有著重大的影響。在加工自由曲面的過程當(dāng)中，如果選擇不合適的數(shù)控加工工藝也會影響到數(shù)控機床加工出來產(chǎn)品的質(zhì)量。另外數(shù)控加工工藝對產(chǎn)品的加工效益以及產(chǎn)品的加工成本都有著重大的影響。在眾多數(shù)控機床的加工方法當(dāng)中環(huán)切法和行切法是最為常見的兩種方法。而在CAXA制造工程師軟件當(dāng)中對自由曲面加工方法則采用其他的方式，一般采用等高線法和平面輪廓法以及三位偏置等復(fù)雜曲面加工方法。

3.1行切法

在復(fù)雜曲面的加工過程當(dāng)中刀具行走軌跡的切點方式是成行狀方式分布的，我們通常稱這種方法為行切法。行切法通常被用于零件的粗加工過程當(dāng)中，且行切法可以保證在零件加工的過程中，快速的加工零件的輪廓，減少零件的加工時間。在手工編程當(dāng)中，行切法大都被用于加工規(guī)則的矩形平面、臺階平面以及有矩形下限的平面。而一般的不規(guī)則的平面或者圓形的輪廓，我們都采用自動編程的方法。

3.2環(huán)切法

環(huán)切法被廣泛用于加工各種曲面。環(huán)切法可以減少加工過程刀具的換刀次數(shù)，提高生產(chǎn)和加工的效率。環(huán)切法用于提高輪廓的半精度以及提高零件的精度的過程。當(dāng)然環(huán)切法也可以用于零件的粗加工的過程。當(dāng)環(huán)切法用于粗加工的過程時，其加工效率比行切法的加工效率要低，但是因為環(huán)切法的換刀次數(shù)較少，因此效率不會比環(huán)切法慢太多。

3.3等高線法

等高線加工方法可以分為等高線粗加工和等高線精加工兩種曲面加工方法。等高線粗加工方法可以被廣泛的用于除去毛坯材料的不規(guī)整，生成等高式粗加工的加工軌跡。每一層相當(dāng)曲面的一個加工平面。等高線加工方法使用范圍很廣，是一種較為常見的粗加工方法。等高線精加工的加工范圍沒有等高線粗加工范圍那么廣。等高線精加工再加工過程當(dāng)中可以在軌跡尖角的拐彎處自動增加圓弧過渡,從而保證零件加工表面過渡的光滑性，確保加工軌跡過渡光滑,使得加工出來的加工軌跡可以用在高速加工當(dāng)中。在等高線精加工的過程當(dāng)中還可以通過角度控制，從而對平坦區(qū)域進行識別，另外還可以規(guī)定平坦區(qū)域加工過程的先后順序。

4.采用CAXA的復(fù)雜曲面的數(shù)控加工方法的研究

在對復(fù)雜曲面進行粗加工的過程當(dāng)中，CAXA制造工程師軟件提高了一些較為常見復(fù)雜曲面加工方法（等高線粗精工）的效率。因此本文主要針對等高線粗加工方法進行了重點分析。通過CAXA制造工程師仿真模塊我們可以快速得到加工復(fù)雜曲面的刀具的運動軌跡和數(shù)控加工過程當(dāng)中的仿真圖形。

4.1等高線粗加工過程

在復(fù)雜曲面的粗加工過程當(dāng)中，我們使用最多是等高線粗加工方法。該方法使用范圍最廣泛。等高線粗加工方法可以快速的除去毛坯材料的余量，并可以根據(jù)材料加工過程的需要留出加工余量，為以后的加工過程做準(zhǔn)備。另外等高線粗加工方法也可以指定零件的加工區(qū)域，免除不必要地方的加工，而且可以優(yōu)化刀具的加工軌跡。

4.2CAXA復(fù)雜曲面精加工的技術(shù)研究

在CAXA軟件當(dāng)中可以選用等高線精加工、三維偏置精加工等方法對零件進行精加工，并通過仿真可以得到刀具的運動軌跡。在CAXA等高線精加工模塊當(dāng)中對復(fù)雜曲面加工過程當(dāng)中的加工參數(shù)、加工區(qū)域的參數(shù)、刀具的切削參數(shù)、以及刀具的走到量等參數(shù)進行設(shè)置。

5.結(jié)語

本文就CAXA在復(fù)雜曲面當(dāng)中的應(yīng)用進行了重點介紹，并就一個零件的加工過程進行了重點的闡述。希望通過此篇文章對一些復(fù)雜曲面加工的有一定的參考意義。

作者:季愷單位:泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校,