CAXA制造工程师在数控加工中的应用研究

李芹

摘 要：为了促进我国现代制造业的健康发展，特别是进一步促进我国数控加工技术水平的提高，本文专门探讨了CAXA制造工程师在数控加工中应用问题；在概述CAXA制造工程师软件及其功能特点等内容基础上，详细介绍了CAXA制造工程师软件界面构成及所承担的功能，最后从“工作流程”角度深入探讨了CAXA制造工程师在数控加工中的应用。

关键词：CAXA 制造工程师 数控加工 应用

中图分类号：TG68 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0001-02

在现代科学技术进步因素的影响下，我国制造业生产水平有了明显、大幅度提升，尤以数控加工技术在现代制造业领域的应用为代表，实现了我国现代制造业的飞跃性发展；这也由此奠定了数控加工技术在制造业领域的地位，深入研究、改进数控加工技术成为提升现代制造业生产水平的重要切入点与有力措施，也因此成为一个极具研究价值的课题；但是数控加工技术水平的提高也不是一蹴而就的，其亦是在一系列新技术、新软件的开发与应用基础上逐步得到提高。鉴于数控加工技术改进、应用对促进现代制造业发展的重要作用，笔者结合工作实际，以CAXA制造工程师软件为切入点，深入探讨了CAXA制造工程师在数控加工中的应用问题，在概述CAXA制造工程师软件及其功能特点等内容基础上，详细介绍了CAXA制造工程师软件界面构成及所承担的功能，最后从“工作流程”角度深入探讨CAXA制造工程师软件在数控加工中的应用。

1 CAXA制造工程师软件概述

1.1 CAXA制造工程师软件简介

CAXA制造工程师是由我国北航海尔软件有限公司研发的一款全中文、专门面向数控铣床和加工操作的三维制图软件；具体分为CAD（计算机辅助设计）件和CAM（计算机辅助制造）软件。计算机辅助设计（CAD）是指工程设计人员应用相关计算机软件进行产品设计的过程，主要包括对产品的造型设计、工艺规程设计、结构分析和有限元分析等环节，具体应用于机械、电子、汽车、建筑、航空航天等领域；计算机辅助设计大大缩短了产品设计周期，提高了产品设计质量及整体设计效果。计算机辅助制造（CAM）是指提前应用相关计算机软件来模拟、分析产品的生产制造过程，起到指导、改进实际产品生产制造过程的作用，最典型的应用就是数控机床；数控机床最主要的特征就是由专业操作人员借助编辑好的程序代码、指令等控制机床的生产运作。随着各种功能数控机床的应用， “加工中心”概念应运而生，其除实现对具体产品的生产加工外，亦能实现对数控机床的控制，比如从刀库中自动换刀及自动转换等。

1.2 CAXA制造工程师功能特点

CAXA制造工程师软件的强大之外在于其相对较为完美的功能特点，特别是其对现代制造业发展及数控机床应用要求的高度契合；具体表现为以下两点：第一，与现代制造业产品曲面要求的完美契合。主要体现为方便的特征实体造型设计支持、强大的NURSBS自由曲面造型设计支持和灵活的曲面真实复合造型设计支持，除上述“支持”外，它还完美保证了设计的精确性及操作的简便性，我们甚至可以说CAXA制造工程师软件就是为现代制造业专门设计开发的。第二，与数控加工要求的高度完善契合。CAXA制造工程师软件支持数控加工应用方面的功能特点更加明显，不仅能满足两轴到三轴的数控加工功能需求，还能满足四轴到五轴的数控加工功能需求；还有就是CAXA制造工程师软件较好支持了高速数控加工，特别是高速数控加工要求的参数化轨迹编辑和轨迹批处理，以及高速数控加工要求的仿真、代码验证、工艺控制和通用后置处理等，这是其他CAD/CAM软件所做不到。

2 CAXA制造工程师软件界面构成及功能分析

操作界面设计之所以重要是因为操作界面担负着与用户的交流互动，是软件与用户最重要的交流互动渠道，要求其不仅能较好地呈现软件的功能，亦要求较好地支持用户的判断和操作。总体而言，CAXA制造工程师软件界面风格与Windows操作系统界面风格类似，都是借助于内部菜单和相关工具条等完成软件功能的具体操作。为了使人们更加深入地了解CAXA制造工程师软件功能及使用，也是为了更好地促进CAXA制造工程师软件在数控加工的应用，下面笔者详细地介绍了CAXA制造工程师软件的界面构成及所承担的功能。

2.1 绘图区及其功能分析

一般设计类软件都有自己专门的绘图区，所谓绘图区是指一块专门用业供用记进行绘图操作的区域；绘图区可以说是CAXA制造工程师软件最重要的工作区域，用户最主要的、与设计相关的工作流程都是在绘图区内完成的；具体而言，CAXA制造工程软件绘图区主要用来完成用户对产品造型、结构等设计。

2.2 下拉菜单条及其功能分析

下拉菜单条不仅在设计类软件中应用，其在一般应用类软件中亦使用，是我们日常生活、工作中所用的软件是展示其功能的最主要形式；就CAXA制造工程师软件而言，下拉菜单条主要有以下部分或者说用来完成以下功能，具体有对文件、显示等细节的操作，而且下拉菜单中不仅有主菜单，主菜单下还有子菜单，它们彼此配合完成软件各功能的展示与应用。

2.3 立即菜单及其功能分析

所谓立即菜单，其可以理解为用来执行一些具体操作的菜单、工具或者说命令；立即菜单功能具有明显的即时性，其在使用的一刻即表示某项功能的实现与完成，用户会立刻查看到所实现的功能效果。以用户进行工作绘图为例，如果用户的绘图或者参数修改操作在没有错误的情况下，会立即看到操作所带来的效果；这就是产品设计领域所说的“所见即所得”。

2.4 快捷菜单及其功能分析

快捷菜单是CAXA制造工程师软件中比较常见的操作应用形式，软件会根据鼠标所在位置的不同弹出各种可能操作的快捷菜单来供用户选择使用，用户可以根据快捷菜单的提示使用相应功能，而不需要专门去找到该功能来应用，快捷菜单的设计与应用极大地提高了用户的工作效率。快捷菜单的應用很好地体现了软件功能的人性化与智能化。

3 CAXA制造工程师在数控加工中的应用研究

3.1 应用前的准备工作

数控加工在正式应用CAXA制造工程师前需要做好相关准备工作，其中最主要的就是要根据相关产品设计图纸要求制定具体的产品零部件加工工艺方案，主要工作流程如下；第一，确定加工物件的外在形式；第二，确定操作技术是否符合规范；第二，确定装夹方式是否符合操作标准；第三，确定选择使用的切削工具是否符合要求；第四，确定相关加工工艺参数；第五，对加工工可以说顺序进行调整等；最终形成一个具体的加工工艺方案。

3.2 绘制产品三维模型

在确定具体的加工工艺方案基础上，就可以利用CAXA制造工程师软件绘制产品的三维模型。在实际绘制过程中，可以同时采用二维平面图与三维实体模型两种方式，即将二维平面图中的相关线利用软件的曲线投影功能引入到三维实体模型中，从而实现二维平面图与三维立体图数据的交换共享，这将会大大提高产品三维模型的绘制效率。绘制产品三维模型是CAXA制造工程师软件在数控加工中应用的最主要内容，是后续利用数控机床成功完成产品加工的关键。

3.3 生成加工轮廓轨迹

这里的加工轮廓轨迹，确切来说就是利用数控机床加工产品时所用刀具的运行轨迹；加工刀具运行轨迹设计科学、准确与否，直接影响到是否能利用数控机床成功加工所需产品，一旦加工刀具运行轨迹存在偏差，将会直接导致产品加工失败。要求用户能够根据产品的形状特点、加工工艺规程等灵活运用CAXA制造工程师中的平面区域粗加工、平面轮廓精加工、轮廓线精加工、等高线粗加工、参数线精加工、倒圆角加工等方法。

3.4 加工轨迹仿真分析

在设计与生成加工轮廓轨迹后，为了保证设计的科学性、准确性，我们可以利用CAXA制造工程师软件来进行仿真分析；即在CAXA制造工程师软件中将加工轮郭轨迹调整为三维真实状态，来模拟实际切削过程，以此来确定刀具运行轨迹及相关材料运作过程是否存在错误，这就需要设计人员严格检验与刀具相关的设计细节，并且通过一些技术、手段进行优化，切实保证设计的精确性，避免因为设计错误导致产品加工失败。

3.5 正式生成G代码

当完成加工轨迹仿真后，我们就可以选择符合加工轮廓轨迹的刀具在经过后置处理后，根据加工中心机床系统的不同、操作者要求不同、需要的格式不同等特点进行参数修改，修改后一定要保存相关设置，最终生成合适数控加工系统的代码指令程序，我们称其为G代码。在成功生成G代码程序，就可以通过运行G代码来控制数控机床进行产品加工操作；G代码是可以反复使用的，从而实现产品的批量生产。

3.6 代码的传输与加工

在成功生成G代码后，为了保证数控机床能依据G代码指令工作，还需要我们使用专门的传输软件传输给数控机床，比较有代表性的G代码传输软如CAXADNC和华中数控通讯软件等，具体可以采用两种方式完成G代码传输：一种是固定传输，另一种是在线传输；固定传输指的是考虑到G代码程序短占用内存小，可以一次性传输到数控机床中，全部G代码程序将被保存于机床中；而在线传输指的考虑到G代码程序长且占用内存大，数控机床内存无法一次容纳全部程序，故采用在线传输方式，即边加工边传输。

4 结语

数控加工技术在我国现代制造业领域的应用，极大地提高了我国现代制造业的生产水平，实现了我国现代制造业的飞跃性发展；而CAXA制造工程师软件在数控加工中的应用极大地提高了数控加工的技術水平与生产效率，对我国现代制造业发展注入了新鲜活力。目前，虽然CAXA制造工程师在数控加工中的应用已进入成熟时期，但仍然需要我们予以充分关注及深入研究，促进其在数控加工中的科学应用，促进我国现代制造业的健康发展。

参考文献

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[3] 吕名伟，阮娟娟.CAXA软件在机械数控加工技术中的应用[J].山东工业技术，2018（1）：123.