制造工程师加工方法

1、第五章 制造工程师的加工方法5.1 模型和毛坯的建立5.1.1 模型双击特征树栏的【模型】，会弹出如图1所示的对话框：图1模型指系统存在的所有曲面和实体的总和（包括隐藏的曲面或实体）。如果系统中已有曲面和实体，则模型会在显示窗口中显示出来。在造型时，模型的曲面是光滑连续（法矢连续）的，如球面是一个理想的光滑连续的面。这样的理想的模型，称为几何模型。但在加工时，是不可能完成这样一个理想的几何模型。 所以，系统会把一张曲面离散成一系列的三角片。由这一系列三角片所构成的模型，称为加工模型。加工模型与几何模型之间的误差，称为几何精度。顺便提一下，加工精度是按轨迹加工出来的零件与加工模型之间的误差，当加

2、工精度趋近于0时，轨迹对应的加工件的形状就是加工模型了（忽略残留量）。注意·由于系统中所有曲面及实体（隐藏或显示）的总和为模型，所以用户在增删面时，一定要小心，因为删除曲面或增加实体元素都意味着对模型的修改，这样的话，已生成的轨迹可能会不再适用于新的模型了，严重的话会导致过切。 ·强烈建议用户使用加工模块过程中不要增删曲面，如果一定要这样做的话，请重置（重新）计算所有的轨迹。如果仅仅用于CAD造型中的增删曲面可以另当别论。5.1.2 毛坯 系统的毛坯为长方体形状。在选择加工方法生成加工轨迹之前，必须给模型定义一个毛坯，否则加工轨迹无法生成。双击特征树栏的【毛坯】，会弹出如图

3、2所示的对话框：图2毛坯的定义有三种方式，常用的方式是两点方式和参照模型。两点方式：通过拾取毛坯的两个角点（与顺序，位置无关）来定义毛坯。三点方式：通过拾取基准点，拾取定义毛坯大小的两个角点（与顺序，位置无关）来定义毛坯。参照模型：系统自动计算模型的包围盒（能包含模型的最小长方体），以此作为毛坯。基准点：毛坯在世界坐标系(.sys.)中的左下角点。大小：长度，宽度，高度分别是毛坯在x方向，y方向，z方向的尺寸。毛坯类型：系统提供多种毛坯的类型，主要是写工艺清单时需要。毛坯精度设定：设定毛坯的网格间距，主要是仿真时需要。间隔越小，仿真模型显示得越光滑，仿真加工过程呈现的跳跃性越明显。显示毛坯：设

4、定是否在工作区中显示毛坯。 透明度：设定毛坯显示时的透明度。锁定：使用户不能设定毛坯的基准点，大小，毛坯类型等。这是为了防止设定好的毛坯数据不小心被改变了。当毛坯被定义好后，上的小红点就自动消失了。5.2 起始点双击特征树栏的【起始点】，会弹出如图3所示的对话框：图3刀具起始点：即进退刀具的初始高度。用户可以通过直接输入或者单击拾取点按钮来设定刀具起始点。5.3 机床后置数控机床加工是按照事先编制好的程序运行的。组成这些程序的代码格式目前有两种：ISO格式和EIA格式。目前大多数系统使用国际通用的ISO格式。机床的控制系统大多提供了一定的编程能力，如具有循环调用、函数、条件判断功能。这些功能有

5、些是直接使用国际通用的G代码编程，有些则需要使用系统提供的专用语言编程。国际通用的G代码具体包括G指令和M指令等。不同控制系统的指令含义多少有些出入，但是基本的“直线”“圆弧”“速度”“进给”等指令是通用的。早期的加工编程方式一般为手工编程方式,即人为在纸上计算好程序，然后手工在机床控制面板上一个字符一个字符地输入编好的加工指令。制造工程师最终的目的是为数控机床提供可用的加工代码，即G代码。而机床又是如何识别软件给出的G代码呢？机床后置就是为了解决这样一个“交流”的问题，机床的后置信息如同是一个装入了多种语言的数据库，它的形式是开放的，可选择的，用户可以根据不同的操作系统来选择不同的配置。5.

6、3.1 通用加工代码G指令快速移动G00绝对指令G90半径补偿关G40直线插补G01相对指令G91长度补偿G43顺圆插补G02半径左补偿G41坐标设定G54逆圆插补G03半径右补偿G42坐标设定G55*M指令主轴正转M03主轴停止M05冷却液关M08或09主轴反转M04程序停止M30冷却液开M07其他指令进给速度F主轴转速S刀具调用T注意：*有些数控铣床没有G55、G56、G57等坐标设置。5.3.2 一个程序应有的指令在正常走刀加工前，还需要定义一些辅助项。首先要确定编程是按绝对坐标编程还是按相对坐标编程。在机床的控制系统允许的情况下，手工编程经常使用混合方式。5.3.3 绝对坐标与相对坐标

7、编程指令代码G90为绝对坐标编程方式指令，G91为相对坐标编程方式指令。绝对坐标编程，是将程序中的所有需要表达的点的坐标，按工作坐标系的坐标表示的编程方式。相对坐标编程，是将程序中的所有点的坐标，都以前一点为坐标原点来表示的编程方式。5.3.4 工作坐标系指令代码G54为最通用的工作坐标系指令。对于大多数机床还可以设置多个工作坐标系如G55、G56、G57等。5.3.5 刀具调用指令对于加工中心来说，机床具有刀具库。在程序中可以指定使用刀具库中的第几号刀具。一般用T指令作为刀具调用指令。在“T”后跟随一个数字。代表调用刀具库中的第几号刀。如：“T03”代表调用刀具库中的第三号刀具。有些机床在刀

8、具调用前还必须让主轴运行到某一特定换刀位置上，然后才可以调用刀具。有些机床的T指令则包含了前面的功能，主轴可以在任意位置执行T指令。例如，对于FANUC系统的换刀指令如下：先将主轴抬至安全位置 G00 Z（指起始高度）关闭主轴旋转 M05设置要调用的刀具并设置刀具补偿 T（指刀具号） G43 H（指刀具补偿号）执行刀具调用 M065.3.6 对于一个标准程序步骤如下步骤 内 容 代 码 宏 指 令1坐标方式G90或G91$G902坐标系选择G54、G55、G56 等$WCOORD3刀具调用TT $TOOL_NO4刀具补偿调用G43H01 等$LCMP_LEN $TOOL_NO5快速定位到起止高

9、度G00Z$G0 $COORD_Z6主轴转速S$SP_SPEED 7主轴开转M03$SP_CW8开冷却液或冷却气G07$COOL_ON9快速定位到下刀点上方X、Y（加工参数设置）系统自动给出10快速降至慢速下刀点Z（加工参数设置）系统自动给出11慢速进刀至走刀点Z、F（加工参数设置）系统自动给出12正常走刀X、Y、Z、F（加工参数设置）系统自动给出13快速抬刀至安全高度Z、F（加工参数设置）系统自动给出14关闭冷却液或冷却气G08或G09$COOL_OFF 15主轴停转M05$SPN_OFF16换刀TT $TOOL_NO17重复41518快速回到起始点G00 X、Y、Z（加工参数设置）系统自动

10、给出19程序结束M30$PRO_STOP下面看看一个矩形的加工程序：（长=100，宽=100，设定左下角点坐标为（0，0）程序 说明G54G90 调用坐标G54，按绝对坐标加工G43H01G00Z300.000 调用刀具补偿H01后快速移动到Z300X0.000，Y0.000 快速移动到X0，Y0位置Z50.000 快速移动到Z50S800M03 设置主轴转速800后开始转动G01Z0.000F100 以F100速度直线走刀至Z0X100.000F500 以F500速度直线走刀至X100Y100.000以F500 速度直线走刀至Y100X0.000以F500 速度直线走刀至X0Y0.000以F

11、500 速度直线走刀至Y0Z300.000F4000 以F4000速度快速抬刀至Z300M05M30 主轴停止程序结束5.3.7 CAXA系统后置宏指令CAXA制造工程师系统为满足各种机床控制系统的需要，提供了很多宏指令。可以根据机床的不同需求，由用户修改程序的头、尾、换刀等输出代码格式。宏指令表如下系统规定的刀具号TOOL_NO主轴速度SP_SPEED当前X坐标值COORD_X当前Y坐标值COORD_Y当前Z坐标值COORD_Z当前后置文件名POST_AME当前日期POST_DATE当前时间POST_TIME当前程序号POST_CODE当前刀具信息TOOL_MSG当前加工参数信息PARA_M

12、SG行号指令LIE_O_ADD行结束符BLOCK_ED速度指令FEED快速移动G0直线插补G1顺圆插补G2逆圆插补G3XY平面定义G17XZ平面定义G18YZ平面定义G19绝对指令G90相对指令G91刀具半径补偿取消DCMP_OFF刀具半径左补偿DCMP_LFT刀具半径右补偿DCMP_RGH刀具长度补偿LCMP_LEN坐标设置WCOORD主轴正转SP_CW主轴反转SP_CCW主轴停SP_OFF主轴转速SP_F冷却液开COOL_ON冷却液关COOL_OFF程序停止PRO_STOP换行指令5.3.8 在CAXA中设置FANUC系统换刀、冷却液自动开关实例CAXA制造工程师支持各种机床系统的后置代码

13、，其中内置了FANUC系统，但是由于使用FANUC系统的机床种类繁多，不仅有数控铣床，还有各种带有刀具库的加工中心。为通用起见，CAXA制造工程师内置的FANUC系统后置，没有将换刀指令和冷却液自动开关指令内置。但允许用户根据自己的机床情况添加这些指令。换刀指令：FANUC系统完整的换刀指令代码实例：调用刀库中刀具号为12的刀具，调用刀具长度补偿号为12并执行该调用指令，上述过程指令为：“T 12 G43H12 M06”。“T”为调用刀具指令“12”为调用刀具的刀具号，该刀具号根据需要而不同“G43”为调用刀具长度补偿指令“12”为调用刀具长度补偿号，根据库中刀具不同，其号码不同再用CAXA的

14、宏指令写出上述过程为：“T $TOOL_NO $LCMP_LEN H $COMP_NO M06 ”“$TOOL_NO”为CAXA“刀具号”宏指令 “$LCMP_LEN”为CAXA刀具“长度补偿”宏指令即默认的“G43”“$COMP_NO”为CAXA刀具“长度补偿号”宏指令冷却指令：如果在加工时，需要冷却液自动打开，在换刀前关闭，换刀结束后打开，程序结束时再关闭，并在相应位置加入“COOL_ON”和“COOL_OFF”。5.3.9 以FANUC系统为例修改机床后置项要求设置CAXA后置FANUC项，将后置修改成具有在调用程序时自动换刀，并自动进行冷却液开关的功能。双击特征树栏的【机床后置】，会弹

15、出如图4所示的对话框：图4修改程序头“$G90 $WCOORD $G0 $COORD_Z$SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW”语句，在其中插入换刀指令并在结尾部加上冷却液打开宏指令，修改后程序头为：“$G90 $WCOORD T $TOOL_NO $LCMP_LEN H $COMP_NO M06 $G0 $COORD_Z$SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW $COOL_ON”。修改换刀“$SPN_OFF$SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW”语句，在其中插入换刀和冷却液开关，修改后为“$COOL_OFF $SPN_OFF T $TOOL_NO $LCMP

16、_LEN H $COMP_NO M06 $SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW $COOL_ON”。修改程序尾“$SPN_OFF$PRO_STOP”语句，在其中加入冷却液关闭指令，修改后指令为：“$COOL_OFF $SPN_OFF $PRO_STOP”。如果按照有些用户的习惯，第一段程序使用的刀具，每次都已经事先在主轴上安装好了，那么程序头中应当去掉换刀指令，只保留冷却液开项。改为：“$G90 $WCOORD $G0 $COORD_Z$SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW $COOL_ON”。展开图4的后置设置，如图5所示， 图5此页面是控制代码生成的格式，包括输出文

17、件的长度、行号、坐标输出格式、圆弧控制、文件扩展名等，这些设置应尽量与机床的操作系统匹配，例如FANUC系统默认的文件扩展名是.nc，用户可将.cut（系统默认的格式）改为.nc，或者是在程序默认生成后通过Windows修改文件后缀名的方式修改。5.4 刀具库即定义、确定刀具的有关数据，以便于用户从刀具库中调用信息和对刀具库进行维护。双击特征树栏的【刀具库】，会弹出如图6所示的对话框：图6CAXA制造工程师主要针对铣削加工，目前提供三种铣刀：球刀（R=r）端刀（r=0）和R刀（r<R），其中R为刀具的半径、r为刀角半径。刀具参数中还有刀杆长度L和刀刃长度l，如图7所示：图7在三轴加工中，

18、端刀和球刀的加工效果有明显区别，当曲面形状复杂有起伏时，建议使用球刀，适当调整加工参数可以达到好的加工效果。在二轴中，为提高效率建议使用端刀，因为相同的参数，球刀会留下较大的残留高度。选择刀刃长度和刀杆长度时请考虑机床的情况及零件的尺寸是否会干涉。对于刀具，还应区分刀尖和刀心，两者均是刀具的对称轴上的点，其间差一个刀角半径，如图8所示：图8参数说明如下：类型：可设置钻头、铣刀。刀具名：当前刀具的名称，用于刀具标识和列表，刀具名是唯一的。通过下拉列表可显示刀具库中的所有刀具，并可在列表中选择当前刀具。刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一,对应机床刀具库。刀具半径R：刀具的

19、半径。刀角半径r：刀具的刀角半径，应不大于刀具半径。刀刃长度l：刀具的刀杆可用于切削部分的长度。刀杆长度L：刀尖到刀柄之间的距离。刀杆长度应大于刀刃长度。刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值可与刀具号不一致。刀具库管理具有如下功能：增加刀具：用于增加刀具到刀具库中。按“增加刀具”按钮弹出对话框，输入增加刀具的名称，确定后可修改刀具的各个参数。此功能可将常用刀具预先定义好。清空刀具：删除刀具库中的所有刀具。编辑刀具：编辑当前选择的刀具。删除刀具：删除刀具库中不需要的刀具。选择需删除的刀具，然后按“删除刀具”按钮，确认删除后，该刀具即被删除。注意：删除当前刀具后，当前刀具自动设为刀具库中的其它刀具

20、，当刀具库中只有一把刀具时，不能删除该刀具。拷贝、剪切、粘贴：对参数相仿的刀具的快捷操作。按刀号排列：可按刀具号对刀具进行升序和降序排列。预显刀具：编辑或双击每把刀具时可以显示刀具的参数及形状。5.5 公共参数的设定5.5.1 切削用量切削用量主要是指机床控制参数，如图9所示，图9主轴转速：机床主轴旋转的角速度。计量单位是机床缺省的单位（rpm/min）。慢速下刀速度：从慢速下刀高度切入工件前刀具行进的速度。切入切出连接速度：用于有往复加工的加工方式中，避免在顺逆铣的变换过程中，机床的进给方向和吃刀量产生急剧变化，容易对机床及工件和刀具造成损坏。此速度一般小于进给速度。切削速度：正常切削工件时

21、刀具行进的线速度（mm/min）。退刀速度：刀具离开工件回到安全高度时刀具行进的速度。在安全高度以上刀具行进的线速度取机床的G00。以上速度均已在右侧的图例中醒目标记，用户可参考图例。速度参数与加工的效率密切相关，而这些速度参数的给定一般依赖于用户的经验，原则上讲，它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和表面光洁度要求等相关。5.5.2 下刀方式下刀方式主要是对刀具高度及Z向切入方式的设定，如图10所示：图10安全高度：即刀具在加工过程中抬刀的高度，要考虑实际模型，尽量取绝对值。慢速下刀距离：即刀具慢速下刀的高度。退刀距离：刀具在退刀时的高度。切入方式是控制刀具从Z向切入时的方法

22、，有垂直、Z字形和倾斜线三种方式，它的选择应根据刀具切入的部位，刀具的种类等来判断。5.5.3 切入切出主要是设定刀具接近或离开工件的方式，可以从XY向和Z向多种方式设定，也应根据刀具种类、切入工件部位的不同而有所不同。如图11所示，用户可参考右侧的图例来设定。制造工程师2004中在切入切出这个功能参数上的设置会根据加工方法的特点的不同而不同，用户需要根据实际经验来选择。图11图10中切入方式也是控制刀具的进刀，总体来说，对于下刀切入方式，共可以分如图12所示三种：图12垂直方式：在两个切削层之间刀具从上一层的高度直接切入工件毛坯。如果使用端刀，并且毛坯上没有钻孔的情况下，使用垂直切入方式有可

23、能撞坏刀具。螺旋方式：在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐进的方式切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削。用户可以通过控制螺旋线的螺旋半径及节距来控制刀具切入毛坯材料的角度。倾斜方式：在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线渐进切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削。用户可以通过控制斜线的长度及节距来控制刀具切入毛坯材料的角度。用户还可以控制斜线与轨迹开始切削段的夹角，将夹角值添入“角度”一栏中即可。对于进退刀方式，可参照如图13所示：图13a、b、c加工外轮廓，d、e加工内轮廓进刀方式：垂直：刀具在工件的第一个切削点处（此点为系统根据图形形状自动予以判断）直接 开始

24、切削。 指定：刀具从给定点向工件的第一个切削点前进。圆弧：刀具按给定半径，以1/4圆弧向工件的第一个切削点前进，转角。直线：刀具按给定长度，以相切方式向工件的第一个切削点前进。退刀方式：垂直：刀具从工件的最后一个切削点直接退刀。指定：刀具从工件的最后一个切削点向给定点退刀。圆弧：刀具从工件的最后一个切削点按给定半径，以1/4圆弧退刀。直线：刀具按给定长度，以相切方式从工件的最后一个切削点退刀。进退刀方式对接刀部分的表面质量影响很大，我们应根据装夹的情况，选择一种容易下刀避免碰撞，又能保证表面质量的下刀、退刀方式。5.5.4 加工边界加工边界的控制分为两个部分，即Z向和XY向，如图14所示：图1

25、4Z设定：可以精确控制轨迹在Z向上的范围，其中的最大、最小值均要以绝对坐标值输入。如果去掉勾选或点击参照毛坯按钮，则轨迹生成的范围是毛坯最高点至最低点。如果最大、最小值写入同一个数值，则可以控制只在这一高度层生成单层的轨迹。相对于边界的刀具位置：在有区域及轮廓选择的加工中可控制轨迹的生成位置。5.5.5 其他基本概念5.5.5.1 软件坐标与机床工作坐标CAXA制造工程师软件中提供了两种坐标系：绝对坐标和用户定义坐标。数控机床的坐标也有机床绝对坐标的工作坐标（用户定义坐标）两种。CAXA软件中的绝对坐标和机床的绝对坐标都属于原始参照坐标。但是在机床的数控编程中，使用坐标只能是机床工作坐标。在造

26、型过程中，允许交替使用软件的绝对坐标和用户定义坐标。而软件在输出机床代码时，是根据软件当前使用的坐标输出代码。5.5.5.2 两轴平面加工机床坐标系的X和Y轴两轴联动，而Z轴固定，即机床在同一高度下对工件进行切削。两轴加工适合于铣削平面图形。在CAXA制造工程师中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的Z轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的XOY面的图形。5.5.5.3 两轴半平面加工两轴半加工在二轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X和Y轴固定时，Z轴可以有上下的移动。利用两轴半加工可以实现分层加工，每层在同一高度（指Z向高度，下同）上进行两轴加工，层间有Z向的移动。CAXA制造工程师的轮廓和

27、区域加工功能均针对两轴半加工来设置。5.5.5.4 三轴曲面加工机床坐标系的X、Y和Z三轴联动。三轴加工适合于进行各种非平面图形即一般的曲面的加工。制造工程师提供多种的加工方式来实现对各种复杂曲面的自动编程。后面将详细介绍。5.5.5.5 轮廓轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如图15所示：图15生成加工轨迹过程中进行交互指定待加工图形时，常常需要用户指定图形的轮廓，用来界定被加工的区域或被加工的图形本身。如果轮廓是用来界定被加工区域的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是轮廓本身，则轮廓也可以不闭合。由于CAXA制造工程师计算轮廓是按当前坐标系的当前平面投影来计算，所以组成轮廓的曲线可以是空

28、间曲线。但要求指定的轮廓不应有自交点。5.5.5.6 区域和岛屿区域指由一个闭合轮廓围成的内部空间，其内部可以有“岛屿”。岛屿也是由闭合轮廓界定的。区域指轮廓和岛屿之间的部分。由轮廓和岛屿共同指定待加工的区域，轮廓用来界定加工区域的外部边界，岛屿用来屏蔽其内部不需加工或需保护的部分。如图16所示。图165.5.5.7 加工边界CAXA制造工程师中很多加工轨迹在生成之前都会交互选择加工边界，用户可通过选择一个封闭轮廓来圈定加工轨迹生成的范围，如果默认不选择，则系统会把毛坯的最大外轮廓做为加工边界。5.5.5.8 顺铣和逆铣在铣削加工中需置疑顺铣和逆铣的切削效果是不同的。在数控铣削加工中，一般总是

29、采用顺铣的方式，可以得到较好的加工效果。而顺铣和逆铣的区别可以形象地看成是“锄地”和“挖土”，如图17所示：图175.5.5.9 层高、残留高度和行距层高：输入Z方向切削量。切削量设为0，在加工范围Z最小位置做成。残留高度：由球刀铣削时，输入铣削通过时的残余量（残留高度）。指定残留高度时，XY切入量将动态提示。行距：XY方向的相邻扫描行的距离。它们之间的区别，如图18所示：图185.5.5.10 加工精度和加工余量加工精度：输入模型的加工精度。计算模型的轨迹的误差小于此值。加工精度越大，模型形状的误差也增大，模型表面越粗糙。 加工精度越小，模型形状的误差也减小，模型表面越光滑，但是，轨迹段的数

30、目增多，轨迹数据量变大。加工余量：相对模型表面的残留高度,可以为负值，但不要超过刀角半径。即留给精加工的切削量。5.6 粗加工方法5.6.1 区域式粗加工生成如图19所示的模型型腔的加工轨迹。图19型腔深度为5，工件的深度为8，椭圆长半轴为5，短半轴为2.5，其他尺寸说明如图20所示。图20操作步骤：首先按照图20所示的尺寸在平面XOY上绘制出轮廓图（区域式粗加工不需要实体），并标记出毛坯的两角点，便于生成加工毛坯（用两点方式生成），如图21所示；接着定义好加工起始点（0，0，30），然后在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择区域式粗加工，同时系统会弹出区域式粗加工的加

31、工参数表，如图22所示：图21图22本页加工参数中有一些参数以前并未讲解，下面一一介绍：切削模式环切：生成环切粗加工轨迹。平行（单向）：只生成单方向的加工的轨迹。快速进刀后，进行一次切削方向加工。平行（往复）：即使到达加工边界也不进行快速进刀，继续往复的加工。拐角半径：设定在拐角部插补圆角R。高速切削时减速转向，防止拐角处的过切。定义的方式分为直接设定半径及用刀具直径百分比设定这两种方式。执行轮廓加工：生成沿着轮廓加工的轨迹。有利于清除接刀纹。以上参数的区别用户可以通过分次生成轨迹的方法加以比较。即每次只修改一个参数，然后与前轨迹对比。而象【切入切出】、【切削用量】、【下刀方式】这样一些公共参

32、数，它们设定的方法都是与加工经验密不可分，故在此及后面的小节中将不再细述，请用户自行摸索设定。选择R4的球刀，并在加工边界参数表中设定好加工的边界，如图23所示。图23因为型腔深度为5，建模的基准又在坐标原点，故Z向的范围是0-5，而加工轨迹是刀心（或刀尖）走过的路线，故只能选择“边界内侧”，完成好剩余参数的设定后，单击确定。系统会出现交互提示，请用户按照提示逐步进行。选择轮廓，并给定一个链搜索的方向，如图24所示，图24右击进入下一步，拾取岛屿，每个岛屿同样给定一个链搜索的方向，如图25所示，图25右击即生成加工轨迹，如图26所示：图26用户可按F5、F6、F7键多角度观察轨迹。其中红色的线

33、代表刀具进刀时的轨迹，绿色的线代表切削时的轨迹，白色的线代表抬刀的轨迹，紫色的线代表退刀的轨迹。区域式粗加工可以不用三维模型而只用二维轮廓就可以完成轨迹的生成，这种加工方法也是CAXA制造工程师中典型的二维加工手段。总结：区域式粗加工不必有三维模型，只要给出零件的轮廓和岛屿，就可以生成加工轨迹。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。如图27所示，这是一个比较典型的型腔的二维加工。图275.6.2 等高线粗加工按照此目录打开X：CAXACAXAMEsamples锻模电极.mxe文件，如图28所示，图28因为锻模电极这个造型均是由曲面构成，光有曲面而没有实体的模型是

34、不能用参照模型的方式方便的定义毛坯的，故在此用两点方式定义毛坯（任意拾取两角点）。用测量工具可知，模型最高点Z=50，所以不妨定义加工起始点为（0，0，100）。在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择等高线粗加工，同时系统会弹出等高线粗加工的加工参数表，如图29所示：图29在加工参数1中有一些参数需要在这里说明一下：行间连接方式：有三种方式，如图30所示，它们的作用是让每个行距之间的轨迹连接更加符合用户需要。图30加工顺序：Z优先即深度优先，指的是刀具在碰到有深腔的区域时，会先按层降方式加工完周围区域，然后再加工深腔部位，并且是连续的加工。XY优先即截面优先，指刀具就按

35、照层降的方式一层层加工。镶片刀的使用：因为镶片刀的应用情况较特殊，故在此不过多介绍。选项：删除面积系数即决定是否在微小面积（刀具面积X系数）处生成加工轨迹，删除长度系数即决定是否在微小长度上生成加工轨迹（刀具长度X系数）。进入加工参数2页面，如图31所示：图31稀疏化加工即粗加工后的残余部分，用相同的刀具从下往上生成加工路径。轨迹的特点如图32所示。稀疏化：确定是否稀疏化间隔层数：从下向上，设定欲间隔的层数。步长：对于粗加工后阶梯形状的残余量，设定XY方向的切削量。残留高度：由球刀铣削时，输入铣削通过时残余量（残留高度）。指定残留高度时，XY切入量被导向显示。图32图32中的间隔层数为3区域切

36、削类型即在加工边界上重复刀具路径的切削类型。抬刀切削混合：在加工对象范围中没有开放形状时，在加工边界上以切削移动进行加工。 有开放形状时，回避全部的段。此时的延长量按如下方式计算。切入量刀具半径/2时，延长量刀具半径+行距切入量刀具半径/2时，延长量刀具半径+刀具半径/2抬刀：刀具移动到加工边界上时，快速往上移动到安全高度，再快速移动到下一个未切削的部分(刀具往下移动位置为延长量远离的位置)。延长量即多处加工边界的部分。仅切削：在加工边界上用切削速度进行加工。注意：加工边界（没有时为工件形状）和凸模形状的距离在刀具半径之内时，会产生残余量。对此，加工边界和凸模形状的距离要设定比刀具半径大一点，

37、这样可以设定区域切削类型为抬刀切削混合以外的设定。用区域切削类型可以很好的控制工件边缘的加工质量。执行平坦部识别即自动识别模型的平坦区域，选择是否根据该区域所在高度生成轨迹。再计算从平坦部分开始的等间距：设定是否根据平坦部区域所在高度重新度量Z向层高，生成轨迹。选择不再计算时，在Z向层高的路径间，插入平坦部分的轨迹。平坦部面积系数：根据输入的平坦部面积系数(刀具截面积系数)，设定是否在平坦部生成轨迹。比较刀具的截面积和平坦部分的面积，满足下列条件时，生成平坦部轨迹。 平坦部分面积刀具截面积×平坦部面积系数(刀具截面积系数) 。同高度容许误差系数（Z向层高系数）同一高度的容许误差量(高

38、度量)Z向层高×同高度容许误差系数（Z向层高系数）。在设置下刀方式时一定要注意零件最高点处，避免由于设置不当而撞刀。选择D10的端刀进行粗加工的切削。拾取轮廓，用户可按键盘的W键（拾取所有），如图33所示：图33右击进入下一步，拾取加工边界，如果用户不给定加工边界的轮廓，可直接右击，系统便立即开始计算轨迹，生成后如图34所示：图34如果加入了稀疏化的方法，轨迹会发生明显的改变，展开等高线粗加工，如同35所示：图35双击加工参数，在加工参数1种修改层高参数，在加工参数2中修改稀疏化参数，如图36所示，图36单击确定，系统会提示用户“加工轨迹已改变，是否重新生成轨迹”，选择“是”，生成的

39、轨迹如图37所示，图37按F7键，并局部放大，用户即可看到稀疏化方法的特点。越是接近工件表面边缘，轨迹越疏密，这样不仅大大节约了加工时间，同样也减少了留给精加工的余量。如图38所示：图38总结：等高线粗加工是较通用的粗加工方式，适用范围广。可以指定加工区域，优化空切轨迹（稀疏化）。轨迹拐角可以设定圆弧或形过渡，生成光滑轨迹，支持高速加工设备。另有一加工实例，如图39所示：图395.6.3 扫描线粗加工按照此目录打开X：CAXACAXAMEsamples飞机模型.mxe文件，如图40所示，图40飞机模型也是由曲面构成，同样用两点方式定义毛坯（任意拾取两角点）。用测量工具可知，模型最高点Z=40，

40、所以不妨定义加工起始点为（0，0，80）。在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择扫描线粗加工，同时系统会弹出扫描线粗加工的加工参数表，如图41所示：图41加工方法有三种方式选择。区别如图42所示：精加工：生成沿着模型表面进给的精加工轨迹。顶点路径：生成遇到第一个顶点则快速抬刀至安全高度的轨迹。顶点继续路径：在已完成的轨迹中，生成含有最高顶点的轨迹，即达到顶点后继续走刀，直到上一加工层轨迹位置后快速抬刀至安全高度的轨迹。图42展开到加工边界页面，因飞机模型只需在Z=1540的高度范围内生成轨迹，而为了保证边缘的加工质量，应选择“边界上”，修改以上参数，如图43所示：图43

41、选择D=10的端刀进行粗加工，拾取对象及生成轨迹的方式与等高线粗加工类似，轨迹生成后如图44所示：图44总结：扫描线粗加工用平行层切的方法进行粗加工。保证在未切削区域不向下走刀。适合使用端刀进行对称凸模粗加工。5.6.4 摆线式粗加工还是打开飞机模型.mxe文件，生成毛坯及加工起始点的方式同上，在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择摆线式粗加工，同时系统会弹出摆线式粗加工的加工参数表，如图45所示：图45加工条件切削圆弧半径：输入切削圆弧的半径。即轨迹在拐角处的过渡半径。残余部的切削：到基轨迹为止，切削摆线式加工中未加工的残留部分。XY方向的切削步长为设定切削量的一半。

42、加工方向：设定了五种方向的选择，更能满足用户的要求。指定中间抬刀高度：输入中间抬刀高度。 高度通常为相对值。选择选择D=10的端刀进行粗加工，Z向加工范围仍为1540，生成的轨迹如图46所示：图46如果局部放大观察，会发现每段轨迹在拐角是均为圆弧过渡，如图47所示：图47总结：摆线式粗加工使刀具在负荷一定情况下，进行区域加工的加工方式。可提高模具型腔部粗加工效率和延长刀具使用寿命 。非常适用于高速加工。另举一例，如图48所示：图485.6.5 插铣式粗加工以区域式粗加工的型腔模型加工为例，在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择插铣式粗加工，同时系统会弹出插铣式粗加工的加

43、工参数表，如图49所示：图49插铣式粗加工的钻孔模式有如下3种选择。可参照如图50选择 ：4方向：插铣式粗加工的加工方向限定于轴的正负方向上，此形式适用于数据量少和矩形形状比较多的模型。6方向：插铣式粗加工的加工方向限定于周围60°间隔，此形式适用于倾斜60°或120°的较多的模型。8方向：插铣式粗加工的加工方向限定于周围45°间隔，这种加工形式是比4方向间隔更细小、能更自由移动的加工。图50钻孔间隔：钻孔间隔是指插铣式粗加工时刀具之间的距离。如图51所示：图51修改加工边界界面的参数，如图52所示：图52选择R5的球刀进行加工（因为插铣式的加工方式是直

44、捣式的，类似于“钻”的动作，故最好选择球刀，最好还要预钻方便下刀的孔），生成的轨迹如图53所示：图53总结：插铣式粗加工适用于大中型模具的深腔加工。采用端铣刀的直捣式加工，可生成高效的粗加工路径。适用于深型腔模具加工。另举一例，如图54所示：图545.6.6 等壁厚粗加工打开X：CAXACAXAMEsamples锻模电极.mxe文件，定义毛坯和加工起始点，参数值与等高线粗加工相同，在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择等壁厚粗加工，同时系统会弹出等壁厚粗加工的加工参数表，如图55所示：图55厚度即设定毛坯的厚度，毛坯的厚度如图56所示：图56选择R=5的球刀进行加工，生

45、成的轨迹如图57所示：图57总结：等壁厚粗加工主要是针对铸造毛坯零件进行粗加工。另举一例，如图58所示：图585.6.7 导动线粗加工单击F5，在XOY平面绘制出如图59所示的图形：图59单击F6，在YOZ平面过点A作一段四分之一的圆弧，圆弧半径为10，并从矩形左下端的顶点绘制一条长度为15的直线（为生成毛坯做准备），生成的图形如图60所示，图60用两点方式生成毛坯（拾取B、C两点），在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择导动线粗加工，同时系统会弹出导动线粗加工的加工参数表，如图61所示：图61截面指定方法有两种方式选择。截面形状：参照加工领域的截面形状所指定的形状。倾

46、斜角度：以指定的倾斜角度，做成一定倾斜的轨迹。输入倾斜角度。输入范围为0度90度。 截面认识方法有两种方式选择。向上方向：对于加工领域，指定朝上的截面形状（倾斜角度方向）。向下方向：对于加工领域，指定朝下的截面形状（倾斜角度方向）。注意：在三维截面形状中，指定形状为凸型形状时，不能够作成轨迹。选择D10的端刀，Z向的加工范围为0-10，先拾取轮廓和加工方向（随意），再拾取截面线（方向向下），生成的轨迹如图62所示：图62总结：导动加工就是平面轮廓法平面内的截面线沿平面轮廓线导动生成加工轨迹。也可以理解为平面轮廓的等截面导动加工。它的本质是把三维曲面加工中能用二维方法解决的部分，用二维方法来解决

47、，可以说导动加工是三维曲面加工的一种特殊情况，而在用二维方法解决这个问题时，又充分利用了二维加工的优点。如果设定“截面形状”“截面指定方法”“倾斜角度”后，“截面的认识方法（上方向，下方向）”的轨迹会相同。5.7 精加工方法5.7.1 参数线精加工单击F7，在XOZ平面绘制出如图63所示的曲线：图63单击【扫描面】，在选项中填入如图64所示的参数，扫描方向为Y轴的负方向，依次拾取三条曲线，即可生成如图65所示的三张平面： 图64 图65用户可运用几何办法自行生成毛坯，生成的毛坯如图66所示：图66在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择参数线精加工，同时系统会弹出参数线精

48、加工的加工参数表，如图67所示：图67加工余量：对加工曲面的预留量，可正可负。干涉余量：对干涉曲面的预留量，可正可负。干涉检查：控制是否对加工的曲面本身作自身干涉检查。干涉检查状态的闭合与否直接关系到轨迹的生成方式，它们的区别如图68、69所示：图68图69残留高度：加工后刀具轨迹在行进方向离加工曲面的最大距离，为球刀所特有。刀次：刀具轨迹的行数，或者说用几次加工逼近加工表面。行距：每行刀位之间的距离。若行距大于刀具半径，则系统在生成刀具轨迹时在每行之间按抬刀处理。提示：当加工的曲面曲率半径较大，或不需要精密尺寸时，建议使用行距来定义吃刀量，而对曲率半径较小的曲面，或尺寸要求较高，建议使用残留

49、高度定义吃刀量，以在较陡面获得更多的走刀次数，如图70所示：图70限制面第一系列限制面：指刀具轨迹的每一行，在刀具恰好碰到限制面时（已考虑干涉余量）停止。即限制刀具轨迹每一行的尾。顾名思义，第一系列限制面可以由多个面组成。第二系列限制面：限制每一行刀具轨迹的头。同时用第一系列限制面和第二系列限制面，可以得到刀具轨迹每行的中间段。注意：系统对限制面与干涉面的处理不一样，碰到干涉面，刀具轨迹让刀，碰到限制面，刀具轨迹的该行就停止。在不同的场合，用户要灵活应用，以达到更好的切削质量。设定完所有加工参数后，单击确定。系统会以交互方式提示用户完成加工轨迹的生成，具体步骤如下：拾取加工对象，如图71所示：

50、图71右击鼠标，拾取进刀点，用户可任选一点（系统默认）。切换加工方向（左键切换，右键确定），如图72所示：图72右击鼠标，改变曲面方向（在选定曲面上点取），如图73所示：图73右击鼠标，拾取干涉曲面（这里不拾取，直接右击鼠标），再拾取第一、第二限制曲面，请用户拾取两端的曲面，如图74所示：图74右击鼠标，即生成如图75所示的轨迹：图75 总结：在利用参数线加工时，要准确理解干涉的含义。本系统把干涉分为某一曲面自身干涉和其他曲面对该曲面的干涉。如果在切削待加工曲面时可能与其它曲面发生干涉，用户需指定需作干涉检查的曲面。如果能够确认曲面自身不会发生过切，最好不进行自身干涉检查，因消耗系统资源太大；

51、用户可以“单个拾取”或“链拾取”的方式来拾取待加工的曲面，且可通过立即菜单，切换拾取方式。对于复杂情形可能需要两种形式的组合来完成系列曲面的拾取。“单个拾取”需用户挨个拾取各曲面。适合于曲面数目不多且不适合于“链拾取”的情形。“链拾取”需用户指定起始曲面，起始曲面角点及链搜索方向，系统从起始曲面出发，沿搜索方向自动寻找所有边界相接的曲面。搜索方向总是从起始曲面角点出发，指向曲面内部，可切换为U向和W向。链拾取适合于曲面数目较大且两张以上曲面搭接在一起的情形；进刀点是第一张曲面的某一个角点；用户需逐个确定待加工曲面的方向，以确保生成的刀位的正确性；在指定加工方式和每行进退刀方式时，需确定刀具不会

52、碰伤工件。5.7.2 等高线精加工打开X：CAXACAXAMEsamples锻模电极.mxe文件，在上节已经生成粗加工轨迹的基础上再生成精加工，在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择等高线精加工，同时系统会弹出等高线精加工的加工参数表，由于展开的【加工参数表1】中的绝大多数参数已经介绍过，所以直接展开【加工参数2】，如图76所示：图76路径生成可有4种方式。不加工平坦部：仅仅生成等高线路径。交互：将等高线断面和平坦部分交互进行加工。 这种加工方式可以减少对刀具的磨损，以及热膨胀引起的段差现象. 计算出作为轮廓的等高线断面和平坦部分，首先加工周围的等高线断面，然后在加工平

53、坦部分。等高线断面的加工顺序是基于基路径的顺序，从外观上来看，与减少段差的意图不相称。等高线加工后加工平坦部：生成等高线路径和平坦部路径连接起来的加工路径。仅加工平坦部：仅仅生成平坦部分的路径。平坦部的识别：可由角度值来判定。选择R=5的球刀进行精加工，拾取对象及生成轨迹的方式与等高线粗加工类似，轨迹生成后如图77所示：图77总结：可以用加工范围和高度限定进行局部等高加工；可以自动在轨迹尖角拐角处增加圆弧过渡，保证轨迹的光滑，使生成的加工轨迹适用于高速加工；可以通过输入角度控制对平坦区域的识别，并可以控制平坦区域的加工先后次序。另举一例，如图78所示：图785.7.3 扫描线精加工打开X：CA

54、XACAXAMEsamples飞机模型.mxe文件，在上节已经生成粗加工轨迹的基础上再生成精加工，在特征树栏的加工管理展开项中右击【刀具轨迹】，在展开菜单中选择扫描线精加工，同时系统会弹出扫描线精加工的加工参数表，如图79所示：图79坡容许角度：上坡式和下坡式的容许角度。例如，在上坡式中即使一部分轨迹向下走， 但小于坡容许角度，仍被视为向上，生成上坡式轨迹。在下坡式中即使 一部分轨迹向上走，但小于坡容许角度，仍被视为向下，生成下坡式轨迹。如图80所示：图80XY向：增加角度可改善加工的表面质量，生成理想的加工轨迹。最大投影距离：投影连接的最大距离，当行间连接距离（XY向）<= 最大投影距离时，采用投影方连接,否则，采用抬刀方式连接。未精加工区：未精加工区与行距及曲面的坡度有关，行距较大时，行间容易产生较大的残余量， 达不到加工精度的要求，这些区域就会被视为未精加工区；坡度较大时，行间的空