基于CAXA軟件對零件建模和自動編程及仿真

國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定 數(shù)控銑技師論文 （國家職業(yè)資格二級） 論文題目： 基于 CAXA 軟件對零件 建模和自動編程 及 仿真 姓 名 ： 查耀城 身份證號：準考證號： 所在省市： 江蘇省常州市 所在單位： 江蘇省常州技師學院 1 基于 CAXA 軟件對零件 建模和自動編程及 仿真 查耀城 常州技師學院 摘要 本 文 主 要 以 CAXA2013r3 版 本 為 介 紹 對 象 ，針 對CAXA 軟 件 對 零 件 進 行 自 動 加 工 仿 真 進 行 了 分 析 。 同時 通 過 實 例 來 敘 述 CAXA 制 造 工 程 師 軟 件 的 繪 圖 、 建模、刀具軌跡生成、實體仿真以及程序生成 的 全過程。 第 一 章 主 要 是 以 一 實例 零件 ，用 CAXA2013r3 進行建模實現(xiàn)零件實體化。第二章主要是用CAXA2013r3 的 加 工 仿 真 功 能 ，生 成 刀 具 軌 跡 ，用 CAXA的 實 體 仿 真 功 能 進 行 模 擬 仿 真 ，呈 現(xiàn) 出 實 體 的 加 工 ，并且根據(jù)刀具軌跡進行后置處理 。 關(guān)鍵詞： CAXA 制造工程師、建模、刀具軌跡生成 2 目 錄 摘要 .1 目錄 .2 第一 章 CAXA 軟件的 實 體建 模 .3 1.1零件分析 .3 1.2 CAXA 軟件 實體建模過程 .3 第二章 CAXA 軟件的自動加工 和 后置 仿真 .13 2.1 CAXA 軟件的自動 加工 .13 2.2 CAXA 軟件 仿真 及后置處理 .20 本文總結(jié) .25 參考文獻 .26 致謝 .27 3 第一章 CAXA 軟件的 實體建模 本章主要以一實例介紹復雜零件的實體 建 模全過程，不僅讓人們對復雜零件有更加詳細的認識，更表現(xiàn)出 CAXA的實體建模的快速與簡便。 1.1 零件分析 圖 1-1-1a 零件曲面 一側(cè) 尺寸圖 技術(shù)要求： 1. 毛坯尺寸 100x90x30。 2. 不準用砂布及銼刀等修飾表面（可清理毛刺）。 3. 清角半徑不大于 R1.5，未注倒角 1x45。 4. 未注公差 GB|T1804-m。 4 圖 1-1-1b 零件非曲面 一側(cè) 尺寸圖 技術(shù)要求同上。 圖 1-1-1c 零件的 曲 面 一 側(cè) 圖 1-1-1d 零件的 非曲面 一 側(cè) 從零件圖 （圖 1-1-1a 至 1d） 上 分析，零 件的一面由較多的輪廓線框組成，另一面則是一個曲面形狀。 建模時，可以分成上下兩個面進行建模， 上表面以 非曲 面為主， 下表面以曲面為主，可以運用 CAXA 中的各個功能建模。加工時 先加工光滑平面后曲面進行加工，可方便曲面形狀加工的裝夾 ， 曲面加工比較麻煩， 應(yīng)先建模然后在 加工 ，曲面 5 加工是加工中相對比較難的 ，此零件加工 步驟見表 2-1-1所示。 1.2 CAXA 軟件 實體建模過程 下面具體分析零件的實體建模， 采用 CAXA 建模的全過程（ 零件尺寸圖如圖 1-1-1 所示 ） ： 一、零件非曲面 一側(cè)的 建模 （ 1） 工具欄中的 零件特 征 按鈕，該工具欄上方顯示基準特征樹，單擊特征樹中的“平面 YZ” 后單擊鼠標右鍵，彈出如圖 1-1-2 所示的“創(chuàng)建草圖”快捷菜單，單擊“創(chuàng)建草圖”命令，系統(tǒng)自動進入草圖 0 繪制狀態(tài)，創(chuàng)建草圖后的特征樹如圖 1-1-3 所示。 圖 1-1-2 基準特征樹 圖 1-1-3 創(chuàng)建草圖 （ 2） 按 F5 鍵，使 YZ 平面呈主視圖顯示。 （ 3） 利用曲線生成和曲線編輯等功能完成如圖 1-1-4所示的封閉曲線草圖 0 的繪制。 6 圖 1-1-4 草圖 0 （ 4） 利用已繪制好的草圖拉伸實體。直接點擊特征工具（如圖 1-1-5）中的所示的 圖標，彈出“拉伸增料”對話框。 圖 1-1-5 特征工具欄 （ 5） 設(shè)置“拉伸增料”對話參數(shù)。在彈出的對話框中按圖 1-1-6 所示設(shè)置參數(shù)。生成實體如圖 1-1-7 所示。 圖 1-1-6 “拉伸增料”對話框 圖 1-1-7 生成實體底 （ 6） 將光標慢慢朝側(cè)平面移動，單擊鼠標左鍵，選中側(cè)平面，然后點擊右擊，彈出如圖 1-1-8 所示的快捷菜單，單擊“創(chuàng)建草圖 2”，進入草圖繪制狀態(tài)，此時特征樹如圖1-1-9 所示。 7 圖 1-1-8 創(chuàng)建草圖對話框 圖 1-1-9 創(chuàng) 建草圖 2 （ 7） 利用曲線 生成、曲線編輯、平移等功能完成如圖1-1-9 所示的草圖 2。 圖 1-1-9 草圖 2 （ 8） 點擊“拉伸增料”指令 ，設(shè)置 拉伸除料參 數(shù)如圖1-1-10 所示，生成實體如圖 1-1-11 所示。 8 圖 1-1-10 拉伸除料參數(shù)設(shè)置 圖 1-1-11 生成的實體 （ 9）根據(jù)（ 1）創(chuàng)建草圖 3 并畫出草圖，草圖 3 如圖1-1-12 所示。 圖 1-1-12 草圖 3 （ 10）點擊“拉伸增料”指令，設(shè)置拉伸增料參數(shù)如圖1-1-13 所示，拉伸成的實體如圖 1-1-14 所示。 9 圖 1-1-13 拉伸增料參數(shù) 圖 1-1-14 生成的實體 （ 11）點擊（ 10）生成的實體上表面創(chuàng)建草圖 4 并畫出草圖，草圖 4 如圖 1-1-15 所示。 圖 1-1-15 草圖 4 （ 12）點擊“拉伸除料”指令設(shè)置參數(shù)如圖 1-1-16 所示，點擊確定生成的實體如圖 1-1-17 所示。 10 圖 1-1-16 拉伸除料參數(shù) 圖 1-1-17 生成的實體 （ 13）點擊生成實體的底面創(chuàng)建草圖 5 并繪制草圖，繪制成的草圖如圖 1-1-18 所示。 圖 1-1-18 草圖 5 （ 14）點 擊 “拉 伸 增料 ” 指令 設(shè)置 拉 伸增 料 參數(shù) 如 圖1-1-19 所示，點擊確定生成的實體如圖 1-1-20 所示。 11 圖 1-1-19 拉伸增料參數(shù) 圖 1-1-20 生成的實體 其余 上 表面 非 曲面 的 輪廓 建 模都 可 按其 上 步驟 建 模 故略。 二、 曲面 一側(cè)的 建模 （ 1）點擊基準平面指令創(chuàng)建基準平面，所創(chuàng)建的基準平面即為 XZ 平面。 （ 2）點擊所創(chuàng)建的基準平面創(chuàng)建草圖 8 并繪制出草圖，草圖 8 如圖 1-1-21 所示。 圖 1-1-21 草圖 8 （ 3）在 XY 平面繪制如圖 1-1-22 所示的直線。 12 圖 1-1-22 XY 平面所畫直線 （ 4） 點 擊 “旋 轉(zhuǎn)除 料 ”指 令， 旋 轉(zhuǎn)除 料 指令 參數(shù) 如 圖1-1-23 所示，點擊確定鍵生成如圖 1-1-24 所示的實體。 圖 1-1-23 旋轉(zhuǎn)除料參數(shù) 圖 1-1-24 旋轉(zhuǎn)生成的實體 （ 5）繪制如圖 1-1-25 所示的線框圖。 圖 1-1-25 線框圖 13 （ 6）點擊“網(wǎng)格面”指令，分別選擇 U 向截面線和 V 向截面線如圖 1-1-26所示。 圖 1-1-26 畫出網(wǎng)格面后的實體 （ 7）點擊“曲面裁剪除料”指令曲面裁剪除料設(shè)置參數(shù)如圖 1-1-27 所示，裁剪 后生成的實體如圖 1-1-28 所示，即整個實體圖全部完成。 圖 1-1-27 曲面裁剪除料設(shè)置 圖 1-1-28 完整實體 以上為此工件的完整建模過程。 14 第二章 CAXA2013r3 自動編程加工 和 后置 仿真 2.1 CAXA 軟件的自動加工 本節(jié)主要是對第一章中所建模工件的加工進行介紹。 所建模工件的加工工藝卡如表 2-1-1 所示： 表 2-1-1 建模零件加工工藝分析 工序號 工序內(nèi)容 夾具 刀具 量具 1 選用 98x88x28 的 毛 坯 并 裝夾 平口鉗 非曲面一側(cè) 游標卡尺 2 粗銑薄壁 的 外 輪 廓 16 立銑 刀 游標卡尺 3 精銑薄壁 的 外 輪 廓 16 立銑 刀 千分尺 4 粗銑薄壁 內(nèi) 輪 廓 和 中 間 外輪廓 6 立銑 刀 游標卡尺 5 精銑薄壁 內(nèi) 輪 廓 和 中 間 外輪廓 6 立銑 刀 千分尺 6 粗銑內(nèi)六 邊 形 4 立銑 刀 游標卡尺 7 精銑內(nèi)六 邊 形 4 立銑 刀 千分尺 8 粗銑對角 內(nèi) 輪 廓 12 立銑 刀 游標卡尺 9 精銑對角 內(nèi) 輪 廓 12 立銑 刀 千分尺 10 鉆孔 12 12 麻花 鉆 11 鉆孔 8 8 麻花 鉆 12 將工件反 向 裝 夾 曲面一側(cè) 13 等高線粗 加 工 粗 銑 兩 曲 面 12 球頭 刀 14 精銑右側(cè) 圓 形 曲 面 6 球頭 刀 R 規(guī) 15 精銑左側(cè) 兩 個 半 圓 形 槽 6 球頭 刀 R 規(guī) 具體加工步驟如下： 一、非曲面 一側(cè)的 加工 （ 1） 打開 CAXA2013r3 軟 件 ， 繪 制 如 圖 2-1-1 所示的 二 維 圖 。 15 圖 2-1-1 繪制的二維圖 （ 2） 點 擊 軌 跡 管 理 欄 中 的 毛 坯 指 令 設(shè) 置 對 話 框 如 圖2-1-2 所示，所生成的毛坯如圖 2-1-3 所示。 圖 2-1-2 毛坯設(shè)置對話框 圖 2-1-3 所設(shè)置的毛坯 （ 3） 點擊平面區(qū)域粗加工設(shè)置平面區(qū)域中的對話框 ，【加工參數(shù)】 選項卡如圖 2-1-4 所示， 【清根參數(shù)】 選項卡如圖2-1-5 所示， 【接近返回】 選項卡如圖 2-1-6 所示， 【下刀方式】 如圖 2-1-7 所示， 【切削用量】 如圖 2-1-8 所示， 【刀具參數(shù)】 如圖 2-1-9 所示。 16 圖 2-1-4 加工參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-5 清根參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-6 接近返回選項卡設(shè)置 圖 2-1-7 下刀方式選項卡設(shè)置 圖 2-1-8 切削用量選項卡設(shè)置 圖 2-1-9 刀 具參數(shù)選項卡設(shè)置 （ 5） 點擊確定鍵拾取最外面四方為輪廓曲線，拾取圓為 17 島嶼生成如圖 2-1-10 所示的刀具軌跡圖 。 圖 2-1-10 生成的刀具軌跡圖 （ 6） 點擊平面輪廓精加工指令，進入平面輪廓精加工對話框設(shè)置，【加工參數(shù)】設(shè)置如圖 2-1-13 所示，【接近返回】設(shè)置如圖 2-1-14 所示，【切削用量】如圖 2-1-15 所示，【刀具參數(shù)】如圖 2-1-16 所示，其余的對話框為默認設(shè)置。 圖 2-1-13 加工參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-14 接近返回選項卡設(shè)置 18 圖 2-1-15 切削用量選 項卡設(shè)置 圖 2-1-16 刀具參數(shù)選項卡設(shè)置 （ 7）點擊確定鍵選擇圓形外輪廓曲線右鍵，生成的刀具軌跡圖如圖 2-1-17所示。 圖 2-1-17 生成的刀具軌跡 （ 8） 上表 面其余的輪廓都可用 平面區(qū)域粗加工和 平面輪廓精加工指令加工故略。 （ 9）點 擊 G01 鉆孔指令設(shè)置加工參數(shù)選項卡設(shè)置，【加工參 數(shù) 】設(shè) 置 如圖 2-1-18 所 示 ，【刀 具 參數(shù) 】 設(shè)置 如 圖2-1-19 所示，點擊確定鍵，選擇對角圓孔圓心右鍵，生成的刀具軌跡圖如圖 2-1-20 所示。 19 圖 2-1-18 加工參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-19 刀具 參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-20 生成的刀具軌跡圖 至此非曲 面 一側(cè) 的加工全部完成。 二、 曲面一側(cè) 的加工 1、整個曲面的粗加工 （ 1）打開 CAXA2013r3，繪制如圖 2-1-21 所示的實體 。 圖 2-1-21 實體及曲面 20 （ 2） 如上表面的加工步驟定義毛坯，設(shè)定刀具。 （ 3）點擊等高線粗加工指令設(shè)置其中的參數(shù)如圖 2-1-22至圖 2-1-24 所示 ， 點擊確定 選擇建模的實體， 生成的刀具路線如圖 2-1-25 所示 。 圖 2-1-22 加工參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-23 切削用量選項卡設(shè)置 圖 2-1-24 刀具參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-25 生成的刀具軌跡圖 2、右側(cè)圓形曲面精加工 （ 4） 點擊參數(shù)線精加工 指令設(shè)置參數(shù)，參數(shù)設(shè)置對話框如圖 2-1-26 至 圖 2-1-28 所示，點擊確 定鍵選擇加工曲面、加工方向以及進退刀點設(shè)置右擊生成刀具軌跡圖如 2-1-29所示。 21 圖 2-1-26 加工參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-27 切削用量選項卡設(shè)置 圖 2-1-28 刀具參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-29 刀具軌跡圖 3、左側(cè)槽曲面精加工 （ 5） 創(chuàng)建如 圖 2-1-30 所示的實體模型。 圖 2-1-30 實體模型 22 （ 6） 如（ 2）中 加工步驟定義毛坯，設(shè)定刀具。 （ 7） 點擊 等高線精加工指 令設(shè)置參數(shù)，等高 線精加工刀具參數(shù)對話框設(shè)置如圖 2-1-31 所示，其余參數(shù)都為默認參數(shù)，點擊確認鍵選擇所建的模型，右擊生成如圖 2-1-32所示的刀具軌跡圖。 圖 2-1-31 刀具參數(shù)選項卡設(shè)置 圖 2-1-32 生成的刀具軌跡圖 至此 為曲面一側(cè)的加工 完成 。 2.2 CAXA 軟件仿真及后置處理 以下過程為本文實例的 CAXA 軟件仿真的步驟。 一 、實體仿真 （ 1）點擊軌跡管理中的參數(shù)線精加工右擊，選取實體仿真指令如圖 2-2-1 所示。 圖 2-2-1 實體仿真指令 圖 2-2-2 實體仿真實體 （ 2） 彈出實體仿真的操作版面，點擊運行鍵，實體仿真 23 生成的實體如圖 2-2-2 所示。 （ 3）此工件各部位的實體仿真操作步驟都如上（ 1）、（ 2）所寫故略。 二、后置處理生成 G 代碼 （ 1）選擇【平面區(qū)域 粗加工】的刀具路徑，單擊右鍵【后置處理 2】 -【生成 G 代碼】，如圖 2-2-3 所示，彈出“生成后置代碼”對話框，根據(jù)實際銑 床，點選“ FANUC”數(shù)控系統(tǒng)后置處理方式，如圖 2-2-4 所示，點確定，單擊右鍵生成 G 代碼程序，如圖 2-2-5 和 2-2-6 所示。 圖 2-2-3 后置處理 圖 2-2-4 數(shù)控系統(tǒng)選擇 圖 2-2-5 生成的程序 圖 2-2-6 生成的程序 （ 2）其余 輪廓的后置處理 G 代碼步驟都相同故略。 24 本文 總 結(jié)