CATIA数控加工的方法流程

86 一、CATIA数控加工的 特点 因为具有丰富的系列化产 品和简单易用的基于知识的V5架 构，CATIA V5的数控加工功能优于 其他现有的数控加工解决方案。其 数控加工方面功能具有以下特点： (1)高效的零件编程能力。借 助于刀具路径定义和运算，刀具 路径验证和输出生成之间的紧密集 成，支持多进程，多级机床操作的 功能以及粗加工和精加工之间的自 动重复，用户第一次使用就能正确 地加工并因此提高产品质量。 (2)高效的变更管理。源于产 品设计、制造过程、以及资源间的 高度关联性，用户可以比较容易 管理并行的设计和制造 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ，这样 可以缩短从设计到制造的周期，降 低成本。 (3)高度自动化和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化。依 靠集成的CATIA V5的智能软件，允 许捕捉和重用已成熟的制造专有 知识，避免再生成已有的信息， 允许在较短的时间内进行新概念 的测试。 (4)优化刀具路径并缩短加工时 间。提供多种灵活的高速加工操作 （如固定轴粗加工、Z向铣削、5轴 侧向等高级加工），V5 数控加工模 组缩短了车间加工的时间。 (5)减少管理和技能方面的要 求。在同一系统中提供多种集成 化应用软件，提供的制造软件包 CATIA 数控加工的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和流程 □ 香港中文大学 谢龙汉 使公司与CAM供应商一起创建一个 强大而长期的易于管理的合作伙 伴关系。 数控加工模组包含了车削加 工(Lathe Machining)、2轴半铣 削加工(Prismatic Machining)、 曲面加工(Surface Machining)、 高级加工(Advanced Machining)、 NC加工检查（NC Manufacturing Review）、STL快速成型（STL Rapid Prototyping）等模块，如 图1所示。 图1 二、CATIA加工的一般 流程 CATIA提供了多种加工类型用 于各种复杂零件的粗精加工，用 户可以根据零件结构、 加工表面形状和加工精 度要求选择合适的加工 类型。对于不同的加工 类型，CATIA V5的数控 编程过程都需经过获取 零件模型、加工工艺分 析及规划、完善零件模 型、设置加工参数、生 成数控刀路、检验数控 刀路和生成数控程序七 CAD系统 建立零件 模型 加工工艺分析及规划 完善零件模型 设置加工参数 生成数控刀路 检验数控刀路 生成数控程序 CAM系统 切削方式 刀具参数 加工程序参数 加工对象 数控 加工 图2 CATIA V5作为一个CAD/CAE/CAM一体化的高端软件，具有强大的数控加工能力。从本期开始，本专栏将陆续刊登CATIA 数控加工的相关 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 。本期首先对CATIA数控加工的方法和流程进行总结，使读者对CATIA数控加工有系统的了解。 个步骤，流程如图2所示。 (1)建立或者获取零件模型。 零件的CAD模型是数控编程的前提 和基础，CATIA数控程序的编制必须 有CAD模型作为加工对象。CATIA是 具有强大的CAD系统，用户可以通 过模块之间的切换，在零件设计、 曲面造型等模块中建立所需的零件 CAD模型，完成后再切换回到相应 的数控加工模块中。CATIA也具有 强大的数据转换接口，用户可以首 先将其他CAD系统所建立的零件模 型转换为公共的数据转换格式，如 iges，step等，导入CATIA中，得 到零件模型。 (2)加工工艺分析及规划。加 工工艺分析和规划在很大程度上决 定了数控程序的质量，主要是确定 加工区域、加工性质、走刀方式、 使用刀具、主轴转速、切削进给等 项目。加工工艺分析和规划的主要 内容包括： ◎加工对象的确定：通过对 ���86-90.indd 86 2007.8.12 3:29:22 PM 87CAD/CAM与制造业信息化·2007年第8期 模型的分析，确定工件的哪些部位 需要在数控铣床上或者数控加工中 心加工。数控铣加工的工艺适应性 也是有一定限制的，对于尖角、细 小的筋条等部位是不适合加工的， 应使用线切割或者电加工来加工； 而某些加工内容可能使用普通机床 有更好的经济性，如孔的加工可以 使用钻床、回转体加工可以用车床 来加工。 ◎加工区域规划：对加工对象 进行分析，按其形状特征、功能特 征及精度、粗糙度要求将加工对象 分成若干个加工区域。对加工区域 进行合理规划，可以达到提高加工 效率和加工质量的目的。 ◎加工工艺路线规划：从粗加 工到精加工，再到清根加工的加工 流程规划，以及加工余量分配。 ◎加工工艺和加工方式确定： 如刀具选择、加工工艺参数和切削 方式的选择等。 (3)完善零件模型。由于CAD造 型人员更多地考虑零件设计的方便 性和完整性，较少顾及零件模型对 CAM加工的影响，所以要根据加工 对象的确定及加工区域划分对模型 做一些完善。零件模型的完善通常 有以下一些内容： ◎确定坐标系。坐标系是加 工的基准，将坐标系定位在适合机 床操作人员确定的位置，同时保持 坐标系的统一。 ◎清理隐藏对加工不产生影 响的元素。 ◎修补部分曲面。对于因有 不加工部位存在而造成的曲面空缺 部位，应该补充完整。如钻孔的曲 面，在狭小的凹槽部位等，应该将 这些曲面重新做完整，这样获得的 刀具路径 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 而且安全。 ◎增加安全曲面。 ◎对轮廓曲线进行修整。对 于通过公共数据转换格式得到的零 件CAD模型，看似光滑的曲线可能 存在断点，看似一体的曲面在连接 处可能不相交，这可以通过修整或 者创建轮廓线构造出最佳的加工边 界曲线。 ◎构建刀路限制边界。需要 使用边界来限制加工范围的加工区 域，先构建出边界曲线。 (4)设置加工参数。参数设置 可视为对工艺分析和规划的具体实 施，它构成了利用CATIA进行数控 编程的主要操作内容，直接影响生 成的数控程序质量。参数设置的内 容主要有： ◎设置加工对象：用户通过交 互手段选择被加工的几何体或其中 的加工分区、毛坯、避让区域等。 ◎设置切削方式：指定刀轨的 类型及相关参数。 ◎设置刀具及机械参数：针对 每一个加工工序选择适合的加工刀 具，并在CATIA中设置相应的机械 参数，包括主轴转速、切削进给、 切削液控制等。 ◎设置加工程序参数：包括 对进退刀位置及方式、切削用量、 行间距、加工余量、安全高度等的 设置。这是参数设置中最主要的内 容之一。 (5)生成数控刀路。在完成参 数的设置后，CATIA将自动进行刀 轨的计算。 (6)检验数控刀路。为确保数控 程序的安全性，必须对生成的刀轨 进行检查校验，检查刀路是否有明 显过切或者加工不到位，同时检查 是否发生与工件及夹具的干涉。对 检查中发现的问题，应该调整参数 的设置，再重新进行计算、校验， 直到准确无误。 (7)生成数控程序。前面生成 的只是数控刀轨，还需要将刀轨以 规定的标准格式转换为数控代码 并输出保存。数控程序文件可以用 记事本进行打开。在生成数控程序 后，还需要检查这个程序文件，特 别对程序及程序尾部分的语句进行 检查，如有必要可以修改。数控程 序文件可以通过传输软件传输刀数 控机床的控制器上，由控制器按程 序语句驱动机床加工。 三、数控加工操作的步骤 下面以一个简单但是典型的例 子，来说明数控加工操作的步骤。 1.进入加工模块 打开需要进行加工的零件， 这里以如图3所示的零件为例进 行介绍。零件打开后，通常是在 零件设计（Part Design）模块或 者曲面设计模块（创成式曲面造 型，Generative Surface Design， 或者自由曲面造型，Free Style Surface）。如果是外来的零件， 可以通过公共接口，如iges、step 等格式导入。 图3 进入数控加工模块一般可以通过调 用菜单：【Start(开始)】→【 (加工)】→【 (2.5轴 加工)】（或者其他加工模块）。 进入加工模块后，绘图区如图4所 示，其中除了加载的零件之外， 还出现了一个加工坐标系和加工 特征树。 图4 2.加工要素定义 这个步骤主要是设置数控加工 的机床、加工的坐标系统、用于加 ���86-90.indd 87 2007.8.12 3:29:23 PM 88 工的零件毛坯、加工的目标零件、 安全平面等内容。在特征树中双击 节点，弹出如图5所 示的对话框。 图5 在加工要素中，加工目标零 件 、加工毛坯 、安全平面 这三个参数是必须要进行设置的， 而其他参数可以保持默认状态或者 不用设置。 在对话框中单击 按钮， 【Part Operation】对话框消失，在 特征树中选择加工的目标零件，如 图6所示，选择完成后双击鼠标左键 完成，再次弹出【Part Operation】 对话框。毛坯零件的选择方法相 同。单击安全平面 ，选择一个平 面作为参考面，接着设置从参考面 偏置的距离，如图7所示。安全平 面设置完成后，双击左键返回。设 置完成后，单击 按钮。 图6 图7 3.添加加工操作方法 设置加工方法之前，需要对整 个零件的加工步骤进行规划，包括 加工方法、选用刀具、几何参数、 进给率、进刀/退刀等参数。例如 对于这个例子，需要首先对平面进 行铣削，接着用型腔铣削进行粗加 工，再次用型腔铣削进行型腔的精 加工，完成对内部的加工后，要对 零件的外围进行轮廓铣削，最后进 行钻孔加工。 下面就以这个加工操作为例介 绍加工操作的具体设置。 在 工 具 栏 中 选 择 平 面 铣 削 按 钮 ， 接 着 选 择 特 征 树 中“Part Operation”结点下的 ， 系 统 弹 出如图8所示的对话框。在对话框 中，列出了五个加工参数设置选项 页，分别是刀具路径 、几何参数 、刀具参数 、进给率 、进 刀/退刀 。 图8 在几何参数选项页中，将鼠 标移动到感应区中的零件上表面， 定义平面铣的加工区域，如图9所 示。将鼠标移动到在图中位置，该 区域的颜色从深红色变成橙黄色， 单击左键，对话框消失，接着需要 在几何显示区中选择所需的加工区 域。这里选择目标零件的上表面， 如图10中鼠标所指的表面。返回 到对话框中，相应的区域变成深绿 色。几何参数选项页的图标从 变成 ，也就是其中的红灯变为 绿灯，表示必要的几何区域定义已 经完成，当然还可以继续定义其他 可选择的参数。 图9 图10 在对话框中双击“Offset on Contour：0mm”字样，弹出如图11所 示的对话框，在其中输入“-5mm”， 作为刀路在零件轮廓向外偏置5mm。 图11 选择刀具参数选项页 ，选 择平面铣刀，预览如图12所示。 将刀具名称修改为“T1 Face Mill D50R5”。刀具号“Tool number” ���86-90.indd 88 2007.8.12 3:29:25 PM 89CAD/CAM与制造业信息化·2007年第8期 改为“1”。如果要对刀具参数进 行修改，可以在相应尺寸上双击， 在弹出的对话框中进行修改，或者 在对话框中单击 按钮，展开 刀具参数的隐藏部分，如图13所 示，在其中对右侧的参数进行修 改。其他参数保持默认状态。 图12 图13 选择刀具路径选项页 ， 设置刀具路径参数。在刀具路径 形式“Tool Path Style”下拉框 中，选择“Back and Forth（往复 切削）”，将刀具路径设置为往 返，如图14所示。其他参数保持 默认状态。 图14 单击进刀/退刀选项页 ，对 话框变成如图15所示。在这个对话 框中，定义刀具的进刀(Approach) 和退刀(Retract)路径。在“Macro Management”列表框中，选择 ，单击右键，在弹出的菜 单中选择“Activate”，该选项变 为 ，亮起了黄灯，仍然需 要对进刀路径进行定义。同样的 方法激活 。选中 ， 在“Mode”下拉框中选择“Build by user”，表示用户自己定义进 刀路线。此时对话框下方出现了一 系列的按钮，可以定义和编辑进刀 路径。首先单击 按钮，增加一条 圆弧路径，并双击圆弧半径，将进 刀半径修改为20mm，结果如图16所 示。单击 按钮，增加一条切线， 单击 按钮，增加一条轴向运动。 完成后的进刀路线如图17所示。 选择退刀 ，在“Mode”下 拉框中选择“Axial”，结果如图 18所示。 图15 图16 图17 图18 4.刀路仿真 在完成刀路参数设置之后， 可以进行刀路仿真。在上一节中 的“Facing.1”对话框中，单击刀 路仿真按钮 ，系统对刀路进行计 算，计算完成后，弹出如图19所示 的对话框。在几何显示区，显示了 刀路的情况，包括刀具的尺寸、进 刀、退刀、刀路的形式，如图20所 示。单击 以及 按钮，可以观看 走刀的动画。在对话框中单击切削 过程仿真 ，系统将显示零件毛坯 和刀具，单击 以及 按钮，也可 以观看切削模拟，如图21所示。 图19 图20 ���86-90.indd 89 2007.8.12 3:29:27 PM 90 ����׃مࣅಎݛೠໃගሻࢁ଎վ೟ ���������e����� ^^^�PJHK�JVT�JU��K����� ĩཟ౮౰ࡶ୅၂࿎ԶĪ ����׃مࣅಎݛೠໃගሻࢁ଎վ೟ ቜ௞ᆠࠪᆦᄥ࣑ྣ ৻༪אߍĻ������ ������������� ������ ����������� ���������e����� ^^^�PJHK�JVT�JU��K����� ĩཟ౮౰ࡶ୅၂࿎ԶĪ ࢥცҎڴҎӑᅽ౤௤ແЯࣅվ೟฽ՕĻ 栏目主持：丁海骜　　本文索引号：128 投稿信箱：dinghao@icad.com.cn 图21 在完成刀路参数设置和模拟后， 即完成了这部分内容的加工。此时在 特征树中，出现了前面设置完成的平 面铣削步骤，如图22所示。特征树中在 结点中还出现了平面切削 步骤中所建立的刀具。如果需要对平面 铣削这个步骤的参数进行修改，可以双 击 ，则弹出图8所示的 对话框，可对相关参数进行修改编辑。 5.后处理 完成数控加工步骤的设置后，需 要进行后处理，根据数控机床的型号和 要求生成数控程序（NC Program）。在 工件栏中选择生成数控程序功能 ，弹 出如图23所示的对话框。在“NC data type”下拉框中选择“NC code”类型， 表示输出数控程序。在“Output file” 下面选中“Store at the same location at the CATProcess”复选框，表示生成 的数控程序将保存在与当前的数控加工 流程文件相同的位置。 图22 详细的后处理方法请看后续的各期 相关内容。 四、小结 本文主要对CATIA的数控加工和方法 进行了概述，给出了一个主要的轮廓， 希望读者在阅读之后对CATIA的数控加 工有一个初步的轮廓。本专栏将在后续 各期对这些进入进行深化。 图23 （未完待续） ���86-90.indd 90 2007.8.12 3:29:30 PM