复杂曲面数控加工论文

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1.数控编程的含义以及发展过程

手动编程具有编程可操作性强、可以完全按照编程人员的意愿进行编程、程序可读性好、总共的程序占用空间小等优点。但同时手动编程也存在很多缺点，例如编程效率低下、编程过程容易出现错误、编程耗时长、编程过程复杂等缺点。自动编程是指通过一些编程软件例如CAD/CAM等软件，对零件的加工过程进行分析，然后确定生产参数，自动生成刀具走刀路线和加工程序的过程。自动编程存在很多优点比如编程过程方便、加工过程精度高、加工耗时短、效率高等。当然自动编程也存在很多例如程序占用空间大、程序复杂、维护困难、可读性差等缺点。自动编程在复杂曲面造型当中具有很多手动编程无法达到的优点。因此在复杂曲面造型当中，自动编程受到广泛的应用。目前在复杂曲面的自动编程当中最为流行的软件主要有CAD/CAM软件。这些软件主要首先对零件进行数据分析后，通过软件当中的嵌入模块对软件的加工过程进行模拟仿真。通过模拟仿真可以知道刀具在加工过程当中需要的进刀量、切削量以及各种零件和夹紧零件的夹具的运动过程，而且通过模拟仿真也可以知道加工过程当中存在的问题，进而通过优化程序，保证在加工过程更加高效和更加快速。

2.自用曲面的加工方法

CAXA因为传统的加工方法存在很多的缺点，因此自由曲面的加工方法在现代的机械制造过程当中应用得越来越普遍。自由曲面的加工方法的很多优势是传统的加工方法无法达到的。例如，对曲面的完美加工、曲面过渡的平滑等特征都是传统的加工方法所无法比拟的。基于CAD/CAM软件下的自动编程技术对复杂曲面的加工是当代最为优秀的曲面加工的模拟软件，该软件无论是在加工效率还是在曲面加工的质量上都具有很多的优势,且很多优势是其他软件所望尘莫及的。而CAXA制造工程师就是CAD/CAM软件当中最为流行的一款软件，CAXA受到我国众多机械研究学者的青睐，也是我国众多机械加工厂应用最普遍的软件。因此研究CAXA制造工程师对复杂曲面的加工过程具有重大意义。

3.自由曲面加工方法的方案类型

自由曲面的加工方法众多，选择一款合适的曲面加工方法对产品的质量有着重大的影响。在加工自由曲面的过程当中，如果选择不合适的数控加工工艺也会影响到数控机床加工出来产品的质量。另外数控加工工艺对产品的加工效益以及产品的加工成本都有着重大的影响。在众多数控机床的加工方法当中环切法和行切法是最为常见的两种方法。而在CAXA制造工程师软件当中对自由曲面加工方法则采用其他的方式，一般采用等高线法和平面轮廓法以及三位偏置等复杂曲面加工方法。

3.1行切法

在复杂曲面的加工过程当中刀具行走轨迹的切点方式是成行状方式分布的，我们通常称这种方法为行切法。行切法通常被用于零件的粗加工过程当中，且行切法可以保证在零件加工的过程中，快速的加工零件的轮廓，减少零件的加工时间。在手工编程当中，行切法大都被用于加工规则的矩形平面、台阶平面以及有矩形下限的平面。而一般的不规则的平面或者圆形的轮廓，我们都采用自动编程的方法。

3.2环切法

环切法被广泛用于加工各种曲面。环切法可以减少加工过程刀具的换刀次数，提高生产和加工的效率。环切法用于提高轮廓的半精度以及提高零件的精度的过程。当然环切法也可以用于零件的粗加工的过程。当环切法用于粗加工的过程时，其加工效率比行切法的加工效率要低，但是因为环切法的换刀次数较少，因此效率不会比环切法慢太多。

3.3等高线法

等高线加工方法可以分为等高线粗加工和等高线精加工两种曲面加工方法。等高线粗加工方法可以被广泛的用于除去毛坯材料的不规整，生成等高式粗加工的加工轨迹。每一层相当曲面的一个加工平面。等高线加工方法使用范围很广，是一种较为常见的粗加工方法。等高线精加工的加工范围没有等高线粗加工范围那么广。等高线精加工再加工过程当中可以在轨迹尖角的拐弯处自动增加圆弧过渡,从而保证零件加工表面过渡的光滑性，确保加工轨迹过渡光滑,使得加工出来的加工轨迹可以用在高速加工当中。在等高线精加工的过程当中还可以通过角度控制，从而对平坦区域进行识别，另外还可以规定平坦区域加工过程的先后顺序。

4.采用CAXA的复杂曲面的数控加工方法的研究

在对复杂曲面进行粗加工的过程当中，CAXA制造工程师软件提高了一些较为常见复杂曲面加工方法（等高线粗精工）的效率。因此本文主要针对等高线粗加工方法进行了重点分析。通过CAXA制造工程师仿真模块我们可以快速得到加工复杂曲面的刀具的运动轨迹和数控加工过程当中的仿真图形。

4.1等高线粗加工过程

在复杂曲面的粗加工过程当中，我们使用最多是等高线粗加工方法。该方法使用范围最广泛。等高线粗加工方法可以快速的除去毛坯材料的余量，并可以根据材料加工过程的需要留出加工余量，为以后的加工过程做准备。另外等高线粗加工方法也可以指定零件的加工区域，免除不必要地方的加工，而且可以优化刀具的加工轨迹。

4.2CAXA复杂曲面精加工的技术研究

在CAXA软件当中可以选用等高线精加工、三维偏置精加工等方法对零件进行精加工，并通过仿真可以得到刀具的运动轨迹。在CAXA等高线精加工模块当中对复杂曲面加工过程当中的加工参数、加工区域的参数、刀具的切削参数、以及刀具的走到量等参数进行设置。

5.结语

本文就CAXA在复杂曲面当中的应用进行了重点介绍，并就一个零件的加工过程进行了重点的阐述。希望通过此篇文章对一些复杂曲面加工的有一定的参考意义。

作者:季恺单位:泰州机电高等职业技术学校,