引言

　　現階段，越來越多的機械零件都采用了數控加工，但加工方往往還是先用二維設計軟件進行基于2D的平面圖零件設計，然后由程序員（或工藝人員）用G代碼進行NC手工編程。這種方法適用于一般簡單零件的平面加工、直線加工、回轉體加工以及點位加工。其編程速度較快，代碼簡潔，然而對于幾何形狀復雜，特別對非圓曲面的加工，上述編程方法就顯得十分困難了。

　　隨著CAD技術的日益發展，自動編程系統的日趨完善，編程方法逐漸過渡到集設計與加工于一體的CAD/CAM自動編程。CAXA制造工程師就是集CAD/CAM于一體的軟件，其為數控加工行業提供了從造型設計、刀徑軌跡生成、加工仿真和G代碼的生成等一體化的解決方案，現已廣泛應用到數控加工領域。用戶可以利用零件設計模塊（CAD模塊）進行幾何圖形的繪制，通過零件加工模塊（CAM模塊）生成刀具路徑，經過后處理生成G代碼（NC程序），傳送到相應的數控機床中進行加工。現以可樂瓶底的凹模型腔為例，介紹利用CAXA制造工程師軟件，來實現復雜曲面的三維造型及數控加工。

一、可樂瓶底凹模型腔的三維造型設計過程

　　1、構建思想

　　可樂瓶底部是較為復雜的曲面，它由5個完全相同的部分組成，它可利用CAXA制造工程師的網格面功能來構建曲面。關鍵是如何構建網格面的線架結構，然后根據網格面的創建條件，選取U和V方向的元素，生成側面的網格面；最下面小圓面利用直紋面（點+曲線）來完成。最后，以瓶底的上口為基準，構造一個長方實體，用側面（網格面）和底部小圓面（直紋面）把不需要的部分裁剪掉，就得到可樂瓶底凹模型腔。

　　2、曲面造型

　　1）繪制截面線。仔細分析圖樣，按F9將繪圖平面切換到xoz面，繪制截面線；然后刪去頂、底兩線段，把截面線分別進行曲線組合，通過圓形陣列（5份），得到10條曲線；并利用圓心+半徑繪制出φ85和φ16兩圓；最后，利用網格面的功能，創建可樂瓶底部的曲面，最下面小圓面利用直紋面（點+曲線）來完成。

　　3、型腔造型

　　可樂瓶底凹模型腔是通過曲面裁剪實體得到的。本例中，以坐標原點O為中心，在XOY內作100×100的正方形，作為草圖，經過拉伸增料（高50）得到實體。利用已經完成的曲面去裁剪正方體，注意網格面的箭頭方向應朝里，就得到了可樂瓶底凹模型腔造型。

二、可樂瓶底凹模型腔的粗、精加工及刀徑軌跡

　　由于型腔的曲面是復雜曲面，普通銑床難以加工，可以利用CAXA制造工程師，生成G代碼后，輸入數控機床來完成加工?？蓸菲康装寄Ｐ颓坏恼w形狀比較陡峭，在加工時，粗加工一般采用等高粗加工方式，然后采用參數線加工方式對凹模型腔內的曲面進行精加工。

1、等高粗加工及刀具軌跡

選擇“應用” →“軌跡生成” →“等高粗加工” 命令，彈出“粗加工參數表”對話框，在“粗加工參數”選項中設置各項參數。

毛坯類型選擇“拾取輪廓”，根據左下方狀態欄的提示拾取輪廓，然后拾取曲面。曲面全部拾取完之后，按右鍵確認后系統開始計算，稍候，得出軌跡。為了能方便地觀察精加工軌跡，一般把粗加工軌跡隱藏掉。

　　2、參數線精加工及刀具軌跡

　　精加工采用參數線精加工。選擇“應用” →“軌跡生成” →“參數線加工” 命令，彈出“參數線加工參數表”對話框，在“參數線加工參數”選項中設置各項參數。

　　根據左下方狀態欄的提示拾取曲面，當鼠標移到型腔內時，曲面將自動被加亮，拾取同一高度的兩張面后，按右鍵確認后系統開始計算，稍候，得出軌跡。

三、刀徑軌跡仿真

　　單擊“線面可見”按鈕，顯示已生成的所有加工軌跡，拾取粗加工軌跡，按右鍵確認。選擇“軌跡仿真”命令，選擇“拾取兩點”方式，拾取粗加工軌跡和精加工軌跡，按右鍵確認。然后拾取模具的兩對角點，系統將立即進行加工仿真。加工仿真是現代數控加工一大優勢，在仿真過程中，可以模擬加工狀態，檢查干涉現象，確保實際加工的準確性。仿真檢驗無誤后，單擊“文件”→“保存”，保存粗加工和精加工軌跡。

四、生成G代碼和加工工藝單

　　1、生成G代碼

　　選擇“應用” →“后置處理” →“生成G代碼” 命令，彈出“選擇后置文件”對話框，填寫加工代碼文件名“可樂瓶底凹模型腔粗加工”，單擊“保存”。拾取粗加工軌跡，按右鍵確認，即可生成粗加工G代碼并保存。用同樣的方法，可生成精加工G代碼并保存。

　　2、生成加工工藝單

　　選擇“應用” →“后置處理” →“生成加工工藝單” 命令，彈出“選擇HTML文件名”對話框，輸入文件名“可樂瓶底凹模型腔加工”，單擊“保存”。拾取粗加工軌跡和精加工軌跡，按右鍵確認，即可生成加工工藝單。

　　至此，樂瓶底凹模型腔的造型、粗、精加工的刀徑軌跡及仿真、G代碼的生成、加工工藝單的生成等過程都已完成，只要把G代碼輸入到數控機床，校正好工件，就可以加工了。

五、結語

　　利用CAXA制造工程師軟件，可以自動完成零件的建模和G代碼的生成，大大降低編程員的工作量。特別是復雜曲面的數控編程，用手工編程幾乎無法實現，利用CAXA其優勢就相當明顯，免去了繁雜的數值計算，并可以通過仿真加工和刀具干涉檢查，確保所編程序的一次成功，既縮短零件的生產周期，又可以確保零件表面質量和加工精度，提高了工作效率，能為企業創造出良好的經濟效益。