谈谈回转基于CAXA和Vericut回转体轴面雕刻技术开发

论文导读：.8，这样设计便于把平面元素完全投影到圆柱轴面上。1.2投影在CAXA制造工程师软件中，有非常方便的命令--线面映射，可以将平面元素投影到圆柱轴面上。CA源于：论文怎么写www.7ctime.comXA软件提供的"线面映射"功能主要用于将X-Y平面上的曲线以缠绕方式映射在曲面上，具体操作如下：a、选择线面映射，拾取X-Y平面
摘要：随着现代数控技术和计算机技术的不断发展，雕刻技术在各行各业的应用越来越广泛，作为我们国家自主研发的CAD/CAM软件--CAXA制造工程师，其CAM功能也越来越强，不仅能实现最基本的平面雕刻，在旋转类工件的轴面上基于多轴的加工中心也可实现，本文以常见的图形和文字雕刻，来阐述轴面雕刻在四轴加工中心上的应用。
关键词：雕刻； 轴面； 四轴
：A
数控雕刻技术经过多年的发展，应用已经越来越广泛，目前常见的雕刻技术主要有平面雕刻和曲面雕刻。顾名思义，平面雕刻主要在平面上进行雕刻加工，其主要应用于广告雕刻行业，只要配备二轴半或三轴联动的小型机床即可实现。而曲面雕刻主要应用在一定曲率变化的曲面上进行雕刻，其加工深度是在不断的变化，一般需要三轴联动的机床才能实现，其缺点是不能保证每一点的切入方向都是垂直于曲面，曲面变化越大，其加工精度和效果所受到的影响就越大，而现在随着产品的要求越来越高，如在任意回转体表面进行雕刻，以上两种雕刻技术都不能满足要求，就需要借助功能更加强大的多轴加工技术和相应设备才能实现。作为我国自主研发的CAD/CAM软件--CAXA制造工程师，虽然并不是专业的雕刻软件，但若巧妙的利用某些功能也可实现多轴的雕刻功能，以下以任意回转体的轴面雕刻进行阐述。
1轴面雕刻元素设计

1.1平面元素设计

考虑到常用的雕刻元素一般以图形和文字为主，本例以二者元素为例。如图1，需在一个圆柱体的轴面上进行相关图形和文字的设计，若直接在轴面上进行设计很难实现，但若把轴面展开，放在展开后的圆周平面上进行排版设计，如图2，就相对容易的多，便于实现，具体数据见表1。
其中，此例选用的图形为特殊的二维玫瑰公式曲线，设计者也可自行画任意图形元素。圆柱展开面即为平面设计的边界，即2*∏ *R=2*

3.14*60=37

6.8，这样设计便于把平面元素完全投影到圆柱轴面上。

1.2投影 在CAXA制造工程师软件中，有非常方便的命令--线面映射，可以将平面元素投影到圆柱轴面上。
CA源于：论文怎么写www.7ctime.com
XA软件提供的"线面映射"功能主要用于将X-Y平面上的曲线以缠绕方式映射在曲面上，具体操作如下：
a、选择线面映射 ，拾取X-Y平面内的映射曲线与曲面，拾取映射曲线上的参考点（最低点）与曲面上与曲线中的对应点；
b、鼠标左键调整坐标轴方向，该坐标轴方向一般为原坐标轴曲线沿起始点映射到曲面后的坐标轴及方向；
c、生成三维映射曲线，如图3。
此例的平面字元素为正体，投影到轴面上后变为镜面反体，若需在轴面上为正体，运用镜像功能即可实现。
2轴面雕刻加工

2.1 CAXA刀轨生成

在对雕刻元素设计完成后，调用CAXA制造工程师的四轴加工功能，根据加工方案的要求，设置零件毛坯、刀具特征及相关参数，即可在轴面上进行回转体的雕刻加工。
2.

1.1选择加工方法

本例选用四轴柱面曲线加工功能，其主要用于回转体上加工槽，但经过合理的参数设定后，其刀轨亦可用于线性雕刻，铣刀刀轴始终垂直于第四轴的旋转轴，保证轴面上雕刻的一致性和准确性，如图4所示。

2.

1.2 设置参数 见图5

a、旋转轴 X轴：机床第四轴绕X轴旋转，生成加工代码角度地址为A；
Y轴：机床第四轴绕Y轴旋转，生成加工代码角度地址为B；
b、加工方向
生成四轴加工轨迹时，下刀点与拾取曲线的位置有关，在曲线的哪一端拾取，就会在曲线的哪一端点下刀。生成轨迹后如果想改变下刀点，则可以不用重新生产轨迹，而只需要双击轨迹树中的加工参数，在加工方向中的"顺时针"和"逆时针"二项之间进行切换即可改变下刀点。
c、加工精度
加工误差：输入模型的加工误差，计算模型的轨迹的误差小于此值。加工误差越大，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，轨迹段的数目增多，轨迹数据量变大。
加工步长：生成加工轨迹的刀位点沿曲线按弧长均匀分布。当曲线的曲率变化较大时，不能保证每一点的加工误差都相同。
d、走刀方式
单向：在刀次大于1时，同一层的刀迹轨迹沿着同一方向进行加工，这时，层间轨迹会自动以抬刀方式连接。精加工时为了保证槽宽和加工表面质量多采用此方式。
往复：在刀具轨迹层数大于1时，层之间的刀迹轨迹方向可以走一个行间进给，继续沿着原加工方向相反的方向进行加工的。加工时为了减少抬刀，提高加工效率多采用此种方式。
e、偏置选项
用四轴曲线方式加工时，有时也需要像平面轮廓加工那样，对轮廓宽度做一些调整，以达到图纸所要求的尺寸。这样我们可以通过偏置选项来达到目的。
①曲线上：铣刀的中心沿曲线加工，不进行偏置。
②左偏：向被加工曲线的左边进行偏置。左方向的判断方法与G41相同，即刀具加工方向的左边。
③右偏：向被加工曲线的右边进行偏置。右方向的判断方法与G42相同，即刀具加工方向的右边。
④左右偏：向被加工曲线的左边和右边同时进行偏置。
⑤偏置距离：输入的该数值确定偏置的距离。
⑥刀次：当需要多刀进行加工时，输入刀次。给定刀次后总偏置距离=偏置距离×刀次。
2.

1.3轨迹生成

根据提示，连续拾取相关元素和加工方向，即可生成如图6所示刀具加工轨迹。
2.

1.4后置处理

生成加工代码时后置选用FANUC_4axis_A，生成的代码如图7所示。

2.2Vericut虚拟加工验证

目前CAXA制造工程师软件只能提供线框仿真，不支持多轴加工的实体验证功能，为了减少出错几率，正式加工前进行模拟加工是非常必要的，Vericut采用先进的三维显示及虚拟制造技术，对数控加工过程尤其是多轴的加工模拟达到了极其逼真的程度，并且能模拟机床的运动过程和虚拟的工厂环境，以检查数控加工过程中可能存在的问题，其整个仿真过程过程包含程序验证、分析、机床仿真、优化和模型输出。从而减少了零件的重新试切过程，避免了因出现报废产品而造成的损失。基于Vericut进行虚拟环境下的模拟加工步骤如下：调用论文导读：
相应有机床和控制系统、定义毛坯、创建加工坐标系、创建刀具或调用已经创建好的刀具、按照加工工艺顺序添加数控程序、设定对刀方式、虚拟切削验证。分别见图8、9、10。
结语
巧妙地使用CAXA制造工程师的四轴柱面曲线加工功能，可以实现回转体轴面的雕刻加工，不仅使CAXA多轴加工的功能得到更广阔的应用，而且充分开发了多轴数控机床的加工性能，结合功能强大的Vericut数控虚拟切削仿真软件，减少了实际加工出错的几率，更优化了刀路轨迹，使零件的加工精度和加工效率得到了提高，今后，数控多轴的加工将应用于更广泛的领域。
参考文献
李建春.CAXA制造工程师在四轴零件加工中的应用研究[J].CAD/CAM与制造业住处化，2010.
王占平，李雪薇. 基于CAXA和VERICUT的叶轮仿真加工研究[J].新技术新工艺， 2009.
[3]宋放之.数控机床多轴加工技术实用教程 [M]. 北京：清华大学出版社，2010.