基于数控仿真软件探讨数控在零件机械加工的设计

沈琦萍

数控加工仿真软件技术目前在航天航空、机械制造领域中应用相当广泛，它主要利用PC平台模拟数控机床加工机械零件，具有较高模拟性，可以针对复杂的长轴数控车零件设计及工艺文件生成，实现对刀具及加工实体路径的有效模拟，也能实现产品设计与人机交互的一体化进程，提高加工效率。文中基于北京数码大方科技的CAXA数控车软件，配合VNUC数控仿真软件，简要探讨了机械设计图纸的生成过程以及数控车生成加工轨迹技术流程。

现如今，像以CAM、CAD、CAPP为技术核心基础的PLM平台能够在一定程度上达到对不同系统的校验过程，实现零件机械加工的误差精确无纸化过程，也能对整个加工流程进行动画模拟，可有效针对于各类机械产品设计出图和工业确定过程。但实际上在数控程序生成过程中，任何数控仿真软件都无法替代实际加工的校验性作用，因此本文提出基于数控仿真软件的数控车技术，它能够弥补上述内容中所存在的技术缺憾。

数控仿真机床与CAXA数控车

数控仿真机床。数控仿真机床基于虚拟数控机床技术，可以实现在虚拟环境中对数控机床具体模型的创建。相比于真实机床，数控仿真机床在功能表现方面完全相同，这也体现在结构上，这种模拟可以实现对原数控机床的完全代替，且不用担心结构与信息功能失真问题，为技术人员学习数控机床生产技术带来利好。另外，数控仿真机床还拥有网络功能，能够对应目前比较流行的远程教育体系，它的数据接口标准，图形结构健全，用户在学习时还可以观察其各项运行参数，实现与CAD、CAM、CAPP等软件的技术对接，这也体现出数控仿真软件的独立性。

CAXA数控车。CAXA数控车是北京数码大方科技所创建的基于二维、三维CAD及CAM的综合性PLM技术平台。它所提供的服务能够解决目前最复杂的数控车问题，比如对刀具干涉的检查、对不同材料的加工参数比较确定与文件生成。它完全可以代替传统宏工程来解决数控车零件机械加工问题，而且它的性价比更高，对我国国产数控系统的编程技术应对能力更好，且能够设计出符合国际GB标准的CAD、CAM二维图，解决传统零件机械加工所存在的宏程序编程空刀行程过程及效率过低等问题。新的CAXA數控车技术所采用的是VNUC数控仿真软件，它能够对数控车零件机械加工进行更深一步工艺程序验证，解决数控车零件在设计与加工进程中的全仿真处理问题。

基于CAXA数控车设计的零件机械加工工艺出图分析

基于CAXA数控车设计的零件机械加工工艺出图主要包括机械设计图纸生成和左右内外加工工艺出图。

机械设计图纸的生成过程。由于CAXA数控车图纸生成分析能力较强，所以可以为零件机械加工快速生成二维设计图纸。在这里，CAXA数控车要应用到公式曲线指令来制图，它基于二轴参数方程设计，可以为各项加工轨迹生成对应零件程序，以便于之后用于图层设置。在机械零件与毛坯设计部分，主要依靠镜像层和轨迹层来实现加工轨迹设计，然后利用文件实现零件标注以完成修改。在加工过程中，CAXA坐标系中心点的确定是以图幅调进作为基础的，而数控编程原点则作为加工绘图原点出现，这些确保了设计图纸中每一个零件都能基于原点尺寸实现缩放，便于设计后注释。

左右内外加工工艺出图生成过程。客观讲，零件机械加工工艺图纸数量没有具体规制，它主要通过实际要求来对工艺文件进行精确化，进而生成各个环节的单步图纸。由此所生成的工艺轨迹图由于加工轨迹复杂很容易出现混淆现象，因此要专门为其设计对应轨迹土层，以规范化左右内外加工工艺出图生成过程。在具体工艺操作过程中，要为切削的毛坯部分与保留成型部分共同设置对应土层，采用不同颜色与线性以实现加工抬取目的。考虑到CAXA在图层设计过程中会出现隐藏图层不识别加工问题，因此在工艺图纸绘制时应该考虑增加大径螺纹绘制，并且在加工过程中输入对应螺纹牙深。

CAXA数控车的生成加工轨迹分析

加工轨迹生成分析。一般来说，CAXA数控车都会提供6个车加工工具栏和6个二轴铣加工指令命令，它们同时为零件机械加工过程设置固定循环命令，以生成易于用户理解的数控仿真软件程序。传统零件机械中的钻孔加工常常要用刀架固定钻头，这使得钻孔轨迹程序生成基本无效。而采用VNUC仿真技术就能校正这一加工模式，为CAXA数控车设置内部沟槽及内螺纹加工指令，然后再根据CAXA坐标轴中的x轴镜像来生成数控车所对应的零件机械加工程序。在此过程中，CAXA仿真软件是不会涉及对内部干涉撞刀问题的检查的。在CAXA数控修改轨迹参数过程中，可以利用“参数修改”指令，也可以基于CAXA数控仿真软件来新增刀具轨迹管理命令。

数控代码工艺文件的生成分析。在加工轨迹生成完毕后，就要对其程序与工艺文件进行严格管理，要明确包括切轮廓、螺纹、槽等加工程序的轨迹生成顺序。此时生成顺序的管理参考主要依据抬取轨迹顺序，要明确不同零件机械加工过程中对CAXA数控仿真软件的应用，有针对性的提出工艺文件生成指令，并采用不同轨迹来生成TXT或相关近似工艺文件。

本文简单研究了基于数控仿真软件的CAXA数控车零件机械加工设计过程，它配合VNUC数控仿真软件实现了对不同工艺材料机械产品图纸的绘制生成，为工艺出图生成相关数控程序，并对数控车零件机械加工过程进行仿真加工校对，整体提升了目前国内数控零件机械加工的工艺质量水平。endprint