CAXA制造工程师教案课件.doc

第1章 CAXA制造工程师应用基础知识§1.1 数控加工技术概述§1.1.1数控加工的特点 　　数控加工，也称之为NC（Numerical? Contorl）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有二点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。 　　一、数控加工具有如下优点： 　　1、提高生产效率； 　　2、不需熟练的机床操作人员； 　　3、提高加工精度并且保持加工质量； 　　4、可以减少工装卡具； 　　5、可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工件，用数控加工可以一次装卡完成，缩短加工周期，提高生产效率。 　　6、容易进行加工过程管理； 　　7、可以减少检查工作量； 　　8、可以降低废、次品率； 　　9、便于设计变更，加工设定柔性； 　　10、容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机床； 　　11、操作容易，极大减轻体力劳动强度 　　随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统的质量。 　　如何进行数控加工程序的编制是影响数控加工效率及质量的关键，传统的手工编程方法复杂、烦琐，易于出错，难于检查，难以充分发挥数控机床的功能。在模具加工中，经常遇到形状复杂的零件，其形状用自由曲面来描述，采用手工编程方法基本上无法编制数控加工程序。近年来，由于计算机技术的迅速发展，计算机的图形处理功能有了很大增强，基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，这种方法速度快、精度高、直观、使用简便和便于检查。CAD/CAM技术在工业发达国家已得到广泛使用。近年来在国内的应用也越来越普及，成为实现制造业技术进步的一种必然趋势。 §1.1.2 数控加工 　　数控加工是将待加工零件进行数字化表达，数控机床按数字量控制刀具 和零件的运动，从而实现零件加工的过程。 　　被加工零件采用线架、曲面、实体等几何体来表示，CAM系统在零件几何体基础上生成刀具轨迹，经过后置处理生成加工代码，将加工代码通过传输介质传给数控机床，数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。其过程如下图所示： 【零件信息】→【CAD系统造型】→【CAM系统生成加工代码】→【数控机床】→【零件】 　　1、零件数据准备：系统自设计和造型功能或通过数据接口传入CAD数据，如STEP，IGES，SAT，DXF，X-T等；在实际的数控加工中，零件数据不仅仅来自图纸，特别在广泛采用Internet网的今天，零件数据往往通过测量或通过标准数据接口传输等方式得到。 　　2、确定粗加工、半精加工和精加工方案。 　　3、生成各加工步骤的刀具轨迹。 　　4、刀具轨迹仿真。 　　5、后置输出加工代码。 　　6、输出数控加工工艺技术文件。 7、传给机床实现加工。§1.2 自动编程基础知识§1.2.1自动编程的概念 　　前面介绍了数控编程中的手工编程，当零件形状比较简单时，可以采用这种方法进行加工程序的编制。但是，随着零件复杂程度的增加，数学计算量、程序段数目也将大大增加，这时如果单纯依靠手工编程将极其困难，甚至是不可能完成的。于是人们发明了一种软件系统，它可以代替人来完成数控加工程序的编制，这就是自动编程。 　　自动编程的特点是编程工作主要由计算机完成。在自动编程方式下，编程人员只需采用某种方式输入工件的几何信息以及工艺信息，计算机就可以自动完成数据处理、编写零件加工程序、制作程序信息载体以及程序检验的工作而无须人的参与。在目前的技术水平下，分析零件图纸以及工艺处理仍然需要人工来完成，但随着技术的进步，将来的数控自动编程系统将从只能处理几何参数发展到能够处理工艺参数。即按加工的材料、零件几何尺寸、公差等原始条件，自动选择刀具、决定工序和切削用量等数控加工中的全部信息。 §1.2.2自动编程的分类 　　自动编程技术发展迅速，至今已形成的种类繁多。这里仅介绍三种常见的分类方法。 　　一、使用的计算机硬件种类划分，可分为：微机自动编程，小型计算机自动编程，大型计算机自动编程，工作站自动编程，依靠机床本身的数控系统进行自动编程 　　二、按程序编制系统（编程机）与数控系统紧密程度划分 　　1、离线自动编程 与数控系统相脱离，采用独立机器进行程序编制工作称为离线自动编程。其特点是可为多台数控机床编程，功能多而强，编程时不占用机床工作时间。随着计算机硬件价格