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CAD/CAM数控编程系统的功能使用方法及应用过程

一、熟悉系统的功能与使用方法

在使用一个CAD/CAM数控编程系统编制零件数控加工程序之前,应对该系统的功能及使用方法有一个比较全面的了解。

1、了解系统的功能框架

对于CAD/CAM数控系统首先应了解其总体功能框架,包括造型设计、二维工程绘图、装配、模具设计、制造,等能模块,以及每一个功能模块所包含的内容,特别应关注造型设计中的草图设计、曲面设计、实体造型以及特征造型的功能,因为这些是数控加工编程的基础。

2、了解系统的编程能力
对于一个数控编程系统,应了解其编程能力的编程能力主要体现在以下几方面:
(1)适用范围 车削、铣削、钻孔、线切割(EDM)等。
(2)可编程的坐标数 点位、二坐标、三坐标、四坐标以及五坐标。
(3)可编程的对象 多坐标点位加工编程、表面区域加工编程(是否具备多曲面区域的加工编程)、轮廓加工编程、曲面交线及过渡区域加工编程、腔槽加工编程、曲面通道加工编程等。
(4)是否具备刀具轨迹的编辑功能 有哪些编辑手段,如刀具轨迹变换、裁剪、修正、删除、转置、匀化(刀位点加密、浓缩和筛选)、分割及连接等。
(5)是否具备刀位验证的能力 有哪些验证手段,如刀具轨迹仿真、刀具运动过程仿真、加工过程模拟、截面法验证等。
3、熟悉系统的用户界面及输入方式

系统是在图形交互方式下工作,还是在命令交互方式下工作;系统是否具备批处理能力等。

4、了解系统的文件管理方式

对于一个零件的编程,最终要得到的是能在指定的数控机床上完成该零件加工的正确的数控程序,该程序是以文件形式存在的。在实际编程时,往往还要构造一些中间文件,如零件模型(或加工单元)文件、工作过程文件(日志文件)、几何元素(曲线、曲面)文件、刀具文件、刀位文件、数控机床数据文件等,应该熟悉系统对这些文件的管理方式它及它们之间的关系。

二、分析加工零件

当拿到持加工零件的零件图纸或工艺图纸(特别是复杂的曲面零件和模具图纸)时,首先应当对零件图纸进行仔细的分析,内容包括:
1.分析待加工表面

一般来说,在一次加工中,只需对加工零件的部分表面进行加工。这一步骤的内容是:确定待加工表面及其约束面,并对其几何定义进行分析,必要的时候需对原始数据进行一定的预处理,要求所有几何元素的定义具有唯一性。

2.确定加工方法

根据零件毛坯形状以及待加工表面及其约束面的几何形态,并根据现有机床设备条件,确定零件的加工方法及所需的机床设备和工夹量具。

3.确定编程原点及编程坐标系

一般根据零件的基准面(或孔)的位置以及待加工表面及毛坯上选择一个合适的编程原点及编程坐标系(也称为工件坐标系)

三、对待加工表面及其约束面进行几何造型

这是上机编程的第一步。对于CAD/CAM数控编程系统来说,一般可根据几何元素的定义方式,在前面零件分析的基础上,对加工表面及其约束面进行几何造型。

四、选择合理的刀具

一般来说,可根据加工方法和加工表面及其约束面的几何形态选择合适的刀具类型及刀具尺寸。但对于有的复杂曲面零件,则需要对加工表面及其约束面的几何形态进行数值计算,根据计算结果才能确定刀具类型和刀具尺寸。这是因为,对于一些复杂曲面零件的加工,希望所选择的刀具加工效率高,同时又希望所选择的刀具符合加工表面的要求,且不与非加工表面发生干涉或碰撞。由于在某些情况下,加工表面及其约束面的几何形态数值计算很困难,只能根据经验和直觉选择刀具,这时,便不能保证所选择的刀具一定是合理的,在刀具轨迹生成之后,需要进行一定的刀位验证。

五、刀具轨迹生成及刀具轨迹编辑

对于CAD/CAM数控编程系统来说.一般可在所定义加工表面及其约束面(或加工单元)上确定其外法向矢量方向,并选择一种走刀方式,根据所选择的刀具(或定义的刀具)和加工参数,系统将自动生成所需的刀具轨迹。所要求的加工参数包括:安全平面、主轴转速、进给速度、线性逼近误差、刀具轨迹间的残留高度、切削深度、加工余量、进刀段长度及迟刀段长度等。当然,对于某一加工方式来说,只要求其个的部分加工参数。一般来说,数控编程系统对所要求的加工参数都有一个缺省值。

刀具轨迹生成以后,如果系统具备刀具轨迹显示及交互编辑功能,则可以将刀具轨迹显示出来加果有不太合适的地方,可以在人工交互方式下对刀具轨迹进行适当的编辑与修改。

六、刀位验证

如果系统具有刀位验证的能力,对可能过切、干涉与碰撞的刀位点,采用系统提供的刀位验证手段进行检验。

值得说明的是,刀位验证大量用到曲面求交算法,计算时间比较长,最好是在批处理方式下进行,检验结果存放在刀位验证文件之中,供分析和图形显示用。

七、后置处理

根据所选用的数控系统,调用其数控系统特性文件,运行数控编程系统提供的后置处理系统,将刀位文件转换成数控加工程序。

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