论文部分内容阅读
摘 要：CAXA制造工程师2011中有几种加工方式比较类似，不易区分和选择。为便于更好地使用该软件，本文对区域式粗加工和平面区域粗加工及轮廓线精加工和平面轮廓精加工两类类似的加工方法进行了辨析，分析如何区别和选用这几种加工方法。
关键词：CAXA制造工程师 区域式粗加工 平面区域粗加工 平面轮廓精加工 轮廓线精加工
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0130-02
CAXA制造工程师是一款常用的国产CAM数控加工编程软件，是技能大赛的指定软件之一，具有很好工艺性。因为其Windows原创风格及易学易用，所以在工厂及各机械类大中專院校中应用广泛。在制造工程师2011中提供了两类功能相近的区域加工方法，分别是区域式粗加工与平面区域粗加工；以及轮廓线精加工与平面轮廓精加工。它们的加工功能非常相似，但又有一定的区别，给使用者带来很多困扰。而市面上讲CAXA加工的书籍很少，即使有也没有对几种近似加工方法做辨析介绍。笔者根据自己的使用经验总结了如下几点区别。
1 区域式粗加工与平面区域粗加工辨析
1.1 区域式粗加工与平面区域粗加工的功能介绍
1.1.1 区域式粗加工
用于铣一定深度的平面，可以拾取多个轮廓、多个岛屿，可实现多部位的加工。该加工方式不必有三维模型，但要求二维空间轮廓必须是封闭的。只需要给出零件的外轮廓和岛屿就可生成加工轨迹，并且可以在轨迹尖角处自动增加圆弧，保证轨迹光滑，以符合高速加工的要求。
用途：主要用于铣平面和平底直壁型腔的分层铣削。总而言之，只要是平坦面都可以使用区域式粗加工。
1.1.2 平面区域粗加工
适用于加工平面类零件或平面类的型腔，型腔中可以有岛屿，岛屿可以有多个。也不必有三维模型，只要给出零件的外轮廓和岛屿就可以生成加工轨迹。二维空间轮廓也必须是封闭的。此外它支持具有一定拔模斜度的轮廓轨迹生成，可以为每次的轨迹定义不同的余量。
用途：主要用于铣带有拔模斜度的型腔和带有拔模斜度的岛屿，也可用于铣平面和平底直壁型腔。
1.2 区域式粗加工与平面区域粗加工的相同点
（1）都可用于平面轮廓或平面类型腔的加工，轮廓内都可包含多个岛屿。
（2）都不需要三维模型，都要求二维轮廓是封闭的，都可设置螺旋下刀。
1.3 区域式粗加工与平面区域粗加工的区别
（1）区域式粗加工是对选定的区域进行粗加工，可选择多个加工区域；平面区域粗加工是在指定单一平面区域内的粗加工，只能选定一个加工区域。
（2）平面区域粗加工支持轮廓和岛屿的分别清根设置，可以单独设置各自的余量、补偿及进退刀方式；而区域式粗加工没有清根设置，只有执行轮廓加工选项，不能单独设定各自清根余量，在这方面平面区域粗加工比区域式粗加工更合理些。
（3）平面区域粗加工可以设置拔模斜度，所以可加工一定拔模斜度的内、外轮廓；而区域式粗加工则没有这个功能。
（4）平面区域粗加工相对于区域式粗加工生成刀具轨迹速度快了些，所以一般情况下建议优先选择平面区域粗加工。
综上所述，平面区域粗加工比区域式粗加工优势明显，所以一般情况建议优先选用平面区域粗加工。
2 平面轮廓精加工与轮廓线精加工辨析
2.1 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的功能介绍
2.1.1 平面轮廓精加工
属于二轴加工方式，由于它可以指定拔模斜度，所以也可以做二轴半加工。
常用于加工平面类零件的内、外轮廓。轮廓曲线可以是封闭的，也可以是开轮廓线，不必有三维模型，只要给出零件的外轮廓和岛屿，就能依据轮廓线和刀具的左右偏置进行加工，加工深度可以控制，支持具有一定拔模斜度的轮廓轨迹生成。
用于加工封闭的和不封闭的轮廓。适合2/2.5轴精加工，支持具有一定拨模斜度的轮廓轨迹生成，
2.1.2 轮廓线精加工
常用于加工平面类零件的内、外轮廓，属于两轴加工方式，不需要有三维模型，只要根据给出的二维轮廓线指定当前高度、底面高度和每层下降高度，依据轮廓线和刀具的左右偏置进行加工，加工深度可以控制，可对单个或者多个轮廓进行加工。
2.2 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的相同点
（1）都可用于平面轮廓加工，都可以设置切入切出，都可以添加刀具半径补偿代码。
（2）都不需要三维模型，并且都不要求二维轮廓是封闭的，轮廓曲线可以是封闭的，也可以是开轮廓线。
2.3 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的区别
（1）平面轮廓精加工只能拾取一个加工轮廓，通过选择箭头方向确定加工内轮廓还是外轮廓。而轮廓线精加工可对多个轮廓进行加工。它不需要通过选择箭头来确定内、外轮廓，而是通过顺时针还是逆时针选择轮廓以及加工参数里的偏移方向的左右来确定加工的是内轮廓还是外轮廓。
（2）轮廓线精加工可以给Z向留余量，而平面轮廓精加工不可以。
（3）平面轮廓精加工可以利用“加工参数”选项卡里的“顶层高度”、“ 底层高度”及“每层下降高度”来完成分层的轮廓加工，并且可以为生成的每一层轨迹定义不同的余量。此外它可以通过指定“拔模斜度”来实现具有一定锥度的内外轮廓的加工，而轮廓线精则加工没有这两种功能。
（4）平面轮廓精加工相对轮廓线精加工而言生成轨迹速度较快，加工时间较短。
（5）去余量方式不同：平面轮廓精加工可以通过更改加工参数里的刀次扩或缩刀补去除余量，轮廓线精加工是通过XY切入的刀次设定去余量。
2.4 轮廓线精加工有只在最终轮廓处生输出偏移代码功能，而平面轮廓精加工没有
这里需要特别说明的是加工参数选项卡里的“生成刀具补偿轨迹”和“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项。
（1）如果在接近返回方式或切入切出选项卡里选“不设定”，则“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”选项不可用，这时生成的程序代码就不会有G41 D1的语句，就没办法通过改刀具半径补偿来修工件尺寸。也就是说，如果要选择“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”选项，就必须选择直线或圆弧接近返回方式。
（2）选择生成刀具补偿轨迹和“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”的区别。
①“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项都选择时生成的是不带偏移的刀心轨迹，也就是说这时生成的程序走刀轨迹是沿着实际轮廓加工，所以机床刀具补偿相应D位置里一定要输入刀半径+余量来使刀具路线发生偏移，否则会产生过切。
②只选择“添加刀具半径补偿代码”时，机床刀具补偿相应D位置里只能输入所留加工余量，不能再输入刀半径。
例如用Φ12立铣刀加工一矩形凸台，刀具半径补偿为左补偿，假设起刀点在X0Y0点，不考虑其他问题的话，如果“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项都选择，生成的程序刀具补偿语句为：G41 D1 X0 Y0；如果只选择“添加刀具半径补偿代码”时程序为G41 D1 X-6 Y0，（所用刀具半径为6mm）也就是说两种方式生成的程序正好差一个刀半径。
以上是笔者结合自己的使用总结出的一点粗浅经验，如有不当之处敬请批评指正。
参考文献
[1] CAXA制造工程师用户手册[Z].
[2] 吴智文.CAD/CAM技术—CAXA应用实训[M].北京：中国劳动和社会保障出版社，2006.
[3] 张国军 CAD/CAM软件应用技术—CAXA制造工程师2011[M].北京：电子工业出版社，2013.
关键词：CAXA制造工程师 区域式粗加工 平面区域粗加工 平面轮廓精加工 轮廓线精加工
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0130-02
CAXA制造工程师是一款常用的国产CAM数控加工编程软件，是技能大赛的指定软件之一，具有很好工艺性。因为其Windows原创风格及易学易用，所以在工厂及各机械类大中專院校中应用广泛。在制造工程师2011中提供了两类功能相近的区域加工方法，分别是区域式粗加工与平面区域粗加工；以及轮廓线精加工与平面轮廓精加工。它们的加工功能非常相似，但又有一定的区别，给使用者带来很多困扰。而市面上讲CAXA加工的书籍很少，即使有也没有对几种近似加工方法做辨析介绍。笔者根据自己的使用经验总结了如下几点区别。
1 区域式粗加工与平面区域粗加工辨析
1.1 区域式粗加工与平面区域粗加工的功能介绍
1.1.1 区域式粗加工
用于铣一定深度的平面，可以拾取多个轮廓、多个岛屿，可实现多部位的加工。该加工方式不必有三维模型，但要求二维空间轮廓必须是封闭的。只需要给出零件的外轮廓和岛屿就可生成加工轨迹，并且可以在轨迹尖角处自动增加圆弧，保证轨迹光滑，以符合高速加工的要求。
用途：主要用于铣平面和平底直壁型腔的分层铣削。总而言之，只要是平坦面都可以使用区域式粗加工。
1.1.2 平面区域粗加工
适用于加工平面类零件或平面类的型腔，型腔中可以有岛屿，岛屿可以有多个。也不必有三维模型，只要给出零件的外轮廓和岛屿就可以生成加工轨迹。二维空间轮廓也必须是封闭的。此外它支持具有一定拔模斜度的轮廓轨迹生成，可以为每次的轨迹定义不同的余量。
用途：主要用于铣带有拔模斜度的型腔和带有拔模斜度的岛屿，也可用于铣平面和平底直壁型腔。
1.2 区域式粗加工与平面区域粗加工的相同点
（1）都可用于平面轮廓或平面类型腔的加工，轮廓内都可包含多个岛屿。
（2）都不需要三维模型，都要求二维轮廓是封闭的，都可设置螺旋下刀。
1.3 区域式粗加工与平面区域粗加工的区别
（1）区域式粗加工是对选定的区域进行粗加工，可选择多个加工区域；平面区域粗加工是在指定单一平面区域内的粗加工，只能选定一个加工区域。
（2）平面区域粗加工支持轮廓和岛屿的分别清根设置，可以单独设置各自的余量、补偿及进退刀方式；而区域式粗加工没有清根设置，只有执行轮廓加工选项，不能单独设定各自清根余量，在这方面平面区域粗加工比区域式粗加工更合理些。
（3）平面区域粗加工可以设置拔模斜度，所以可加工一定拔模斜度的内、外轮廓；而区域式粗加工则没有这个功能。
（4）平面区域粗加工相对于区域式粗加工生成刀具轨迹速度快了些，所以一般情况下建议优先选择平面区域粗加工。
综上所述，平面区域粗加工比区域式粗加工优势明显，所以一般情况建议优先选用平面区域粗加工。
2 平面轮廓精加工与轮廓线精加工辨析
2.1 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的功能介绍
2.1.1 平面轮廓精加工
属于二轴加工方式，由于它可以指定拔模斜度，所以也可以做二轴半加工。
常用于加工平面类零件的内、外轮廓。轮廓曲线可以是封闭的，也可以是开轮廓线，不必有三维模型，只要给出零件的外轮廓和岛屿，就能依据轮廓线和刀具的左右偏置进行加工，加工深度可以控制，支持具有一定拔模斜度的轮廓轨迹生成。
用于加工封闭的和不封闭的轮廓。适合2/2.5轴精加工，支持具有一定拨模斜度的轮廓轨迹生成，
2.1.2 轮廓线精加工
常用于加工平面类零件的内、外轮廓，属于两轴加工方式，不需要有三维模型，只要根据给出的二维轮廓线指定当前高度、底面高度和每层下降高度，依据轮廓线和刀具的左右偏置进行加工，加工深度可以控制，可对单个或者多个轮廓进行加工。
2.2 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的相同点
（1）都可用于平面轮廓加工，都可以设置切入切出，都可以添加刀具半径补偿代码。
（2）都不需要三维模型，并且都不要求二维轮廓是封闭的，轮廓曲线可以是封闭的，也可以是开轮廓线。
2.3 平面轮廓精加工和轮廓线精加工的区别
（1）平面轮廓精加工只能拾取一个加工轮廓，通过选择箭头方向确定加工内轮廓还是外轮廓。而轮廓线精加工可对多个轮廓进行加工。它不需要通过选择箭头来确定内、外轮廓，而是通过顺时针还是逆时针选择轮廓以及加工参数里的偏移方向的左右来确定加工的是内轮廓还是外轮廓。
（2）轮廓线精加工可以给Z向留余量，而平面轮廓精加工不可以。
（3）平面轮廓精加工可以利用“加工参数”选项卡里的“顶层高度”、“ 底层高度”及“每层下降高度”来完成分层的轮廓加工，并且可以为生成的每一层轨迹定义不同的余量。此外它可以通过指定“拔模斜度”来实现具有一定锥度的内外轮廓的加工，而轮廓线精则加工没有这两种功能。
（4）平面轮廓精加工相对轮廓线精加工而言生成轨迹速度较快，加工时间较短。
（5）去余量方式不同：平面轮廓精加工可以通过更改加工参数里的刀次扩或缩刀补去除余量，轮廓线精加工是通过XY切入的刀次设定去余量。
2.4 轮廓线精加工有只在最终轮廓处生输出偏移代码功能，而平面轮廓精加工没有
这里需要特别说明的是加工参数选项卡里的“生成刀具补偿轨迹”和“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项。
（1）如果在接近返回方式或切入切出选项卡里选“不设定”，则“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”选项不可用，这时生成的程序代码就不会有G41 D1的语句，就没办法通过改刀具半径补偿来修工件尺寸。也就是说，如果要选择“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”选项，就必须选择直线或圆弧接近返回方式。
（2）选择生成刀具补偿轨迹和“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”的区别。
①“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项都选择时生成的是不带偏移的刀心轨迹，也就是说这时生成的程序走刀轨迹是沿着实际轮廓加工，所以机床刀具补偿相应D位置里一定要输入刀半径+余量来使刀具路线发生偏移，否则会产生过切。
②只选择“添加刀具半径补偿代码”时，机床刀具补偿相应D位置里只能输入所留加工余量，不能再输入刀半径。
例如用Φ12立铣刀加工一矩形凸台，刀具半径补偿为左补偿，假设起刀点在X0Y0点，不考虑其他问题的话，如果“生成刀具补偿轨迹”与“添加刀具半径补偿代码（G41/G42）”两个选项都选择，生成的程序刀具补偿语句为：G41 D1 X0 Y0；如果只选择“添加刀具半径补偿代码”时程序为G41 D1 X-6 Y0，（所用刀具半径为6mm）也就是说两种方式生成的程序正好差一个刀半径。
以上是笔者结合自己的使用总结出的一点粗浅经验，如有不当之处敬请批评指正。
参考文献
[1] CAXA制造工程师用户手册[Z].
[2] 吴智文.CAD/CAM技术—CAXA应用实训[M].北京：中国劳动和社会保障出版社，2006.
[3] 张国军 CAD/CAM软件应用技术—CAXA制造工程师2011[M].北京：电子工业出版社，2013.