数控车削编程技术

时间：2024-10-04 百科知识版权反馈

【摘要】：自动编程是利用CAD技术进行计算机辅助设计，再利用CAM技术进行辅助数控编程，通过DNC技术传送到数控机床进行加工，从而完成整个复杂零件的数控加工过程。CAXA数控车为用户提供了标准工具栏、曲线工具栏、线面编辑工具栏、显示工具栏、状态工具栏、仿真控制工具栏和数控车工具栏。考虑到不同的用户有不同的工作习惯、不同的工作重点、不同的熟练程度，CAXA数控车为用户提供了自定义功能。

一、能力目标

1．知识要求

（1）掌握数控车削加工工艺分析方法。

（2）掌握回转体零件建模方法和步骤。

（3）掌握CAXA数控车2000自动编程软件的运用。

2．技能要求

（1）能根据数控车削加工工艺，正确选择加工参数，生成刀具加工轨迹。

（2）能对所使用的数控系统进行机床类型设置和后置处理设置，生成加工代码。

二、任务说明

1．教学媒体

多媒体教学设备、网络、计算机机房、数控实训基地的机床。

2．教学说明

可用典型案例讲解CAXA数控车2000软件的使用方法，演示数控车削程序的生成过程。

3．学习说明

通过学习CAXA数控车2000软件使用方法，能够对一般零件进行建模并生成数控程序，并能传输到对应的机床，加工出合格的产品。

三、相关知识

（一）自动编程概述

自动编程是利用CAD技术进行计算机辅助设计，再利用CAM技术进行辅助数控编程，通过DNC技术传送到数控机床进行加工，从而完成整个复杂零件的数控加工过程。

CAD／CAM系统软件是实现图形交互式数控编程的软件。随着CAD／CAM技术的飞速发展和推广应用，国内外不少公司与研究单位先后推出各种CAD／CAM支撑软件。目前，国内外市场上比较成熟的CAD／CAM 软件很多，如 UG、Pro／Enginneer、Solidworks、Cimatron、Master CAM、CAXA等，各种软件各有特点。现以我国研制开发的全中文的CAXA数控车2000自动编程软件为例，介绍CAD／CAM软件的使用方法。

（二）CAXA数控车2000自动编程软件简介

1．界面介绍

CAXA数控车基本应用界面如图11－1所示，和其他Windows风格的软件一样，各种应用功能通过菜单条和工具条驱动；状态条指导用户操作，并提示当前状态和所处位置；绘图区显示各种绘图操作的结果；同时，绘图区和参数栏为用户实现各种功能，提供数据的交互。软件可以实现自定义界面布局。工具条中每一个图标都对应一个菜单命令，点击图标和点击菜单命令效果是一样的。

1）标题栏

标题栏位于工作界面的最上方，用来显示CAXA数控车的程序图标以及当前正在运行文件的名字等信息。如果是新建的文件并且未经保存，则文件名显示为“零件1”；如果文件经过保存或打开已有文件，则以存在的文件名显示。

图11－1 CAXA数控车软件的主界面

2）主菜单

主菜单包括系统的所有功能项，表11－1按功能列出了CAXA数控车2000菜单项。

表11－1 CAXA数控车2000主菜单选项

3）绘图区

绘图区位于屏幕的中心，是用户进行绘图设计的工作区域。它占据了屏幕的大部分面积，用户所有的工作结果都反映在这个窗口中。

4）工具条

CAXA数控车与其他Windows应用程序一样，为比较熟练的用户提供了工具条命令驱动方式。它把用户经常使用的功能分类组成工具组，放在显眼的地方以方便用户使用，如图11－2所示。CAXA数控车为用户提供了标准工具栏、曲线工具栏、线面编辑工具栏、显示工具栏、状态工具栏、仿真控制工具栏和数控车工具栏。

图11－2 CAXA数控车的工具条

5）自定义工作方式

考虑到不同的用户有不同的工作习惯、不同的工作重点、不同的熟练程度，CAXA数控车为用户提供了自定义功能。用户可以根据不同的喜好定制不同的菜单、热键和工具条，也可以为特殊按钮更换自己喜欢的图标。如果用户打算定制自己的菜单、热键和工具条，可以通过“设置”主菜单，单击“自定义”子菜单，会弹出如图11－3所示的对话框。

图11－3 “自定义”对话框

图11－4 “自定义”工具条页面

（1）定制新的菜单工具条选中自定义对话框中的工具条属性页，弹出如图11－4所示的页面。

从工具条页面中单击【新建】按钮，弹出工具条命名对话框，如图11－5所示。在“工具条名称”的一栏中，如输入“我的工具条”，然后按【OK】按钮，就会增加一个工具条“我的工具”，并出现一个空的工具条，如图11－6所示。

图11－5 工具条命名对话框

图11－6 创建自定义工具条

单击“命令”属性页，选取“类别”中的“编辑”，在“命令”中显示出功能列表。把“删除”功能拖到空的工具条中，如图11－7所示。

图11－7 拖动工具条按钮

图11－8 新定制的工具条

然后，重复上述操作，把“应用”中的“直线”、“圆弧”和“轮廓粗车”功能拖到工具条中，操作结果如图11－8所示。

如果希望以菜单的形式出现，可以在按钮上右击，在弹出菜单中选择图标，会出现拉伸菜单项。这样，就完成了一个自定义工具条，如图11－9所示。

图11－9 带菜单的工具条定制方法

图11－10 热键定义过程

（2）自定义热键例如，要把“编辑”模块中的“剪切”功能定义为快捷键［Shift］＋［X］，则应单击自定义对话框中的选择“剪切”项，再单击“按下新加速键”下的一栏输入条。这时按［Shift］＋［X］键，该栏中显示出快捷键。按【指定】按钮确定把“剪切”功能定义为快捷键［Shift］＋［x］。按【Close】按钮关闭对话框，出现如图11－10所示界面。

此时，如果按［Shift］＋［X］键，等于单击了一下【剪切】按钮，便执行“剪切”命令。

（3）重复原有状态当用户对现有的自定义状态不是很满意或别的原因希望还原为原有状态时，可以通过执行全部重置，还原原有的菜单工具条按钮顺序和原有热键。

注意菜单工具条和热键必须各自处理。

6）鼠标、键盘和热键

（1）鼠标鼠标左键可以用来激活菜单，确定位置点、拾取元素等。例如，要运行画直线功能，要先把鼠标光标移动到“直线”图标上，然后按鼠标左键，激活画直线功能，这时，在命令提示区出现下一步操作的提示“输入起点：”。把鼠标光标移动到绘图区内，按鼠标左键，输入一个位置点，再根据提示输入第二个位置点，就生成了一条直线。

鼠标右键用来确认拾取、结束操作，终止命令。例如，在删除几何元素时，当拾取完毕要删除的元素后，按鼠标右键就可以结束拾取，被拾取到的元素被删除掉。又如，在生成样条曲线的功能中，当顺序输入一系列点完毕后，按鼠标右键就可以结束输入点的操作，样条曲线就生成了。

（2）回车键和数值键在系统要求输入点时，回车键和数值键可以激活一个坐标输入条，在输入条中可以输入坐标值。如果坐标值以“＠”开始，表示相对于前一个输入点的相对坐标；在某些情况下，也可以输入字符串。

（3）空格键弹出“点工具”菜单。

例如，在系统要求输入点时，按空格键可以弹出“点工具”菜单。

（4）热键对于一个熟练的CAXA数控车用户，热键将极大地提高工作效率。在CAXA数控车中设置了以下几种功能热键：

①F5键：将当前面切换至XOY面，同时将显示平面置为XOY面，将图形投影到XOY面内显示。

②F6键：将当前面切换至YOZ面，同时将显示平面置为YOZ面，将图形投影到YOZ面内显示。

③F7键：将当前面切换至XOZ面，同时将显示平面置为XOZ面，将图形投影到XOZ面内显示。

④F8键：显示轴侧图，按轴侧图方式显示图形。

⑤F9键：切换当前面，将当前面在XOY、YOZ、ZOX之间进行切换，但不改变显示平面。

⑥方向键（←、↑、→、↓）：显示旋转。

⑦Ctrl＋方向键（←、↑、→、↓）：显示平移。

⑧Shift＋↑：显示放大。

⑨Shift＋↓：显示缩小。

2．系统的交互方式

1）基本概念

（1）工作坐标系工作坐标系是用户建立模型时的参考坐标系，由用户自定义。系统缺省的坐标系是绝对坐标系。

系统允许同时存在多个坐标系，用户可以任意设定当前工作坐标系。在实际使用中，为作图的方便，用户常常需在特定的坐标系下操作。

（2）当前工作坐标系当前工作坐标系是用户正在使用的坐标系，所有的输入均针对当前工作坐标系而言。区别于其他坐标系，当前工作坐标系以红色表示，其他坐标系以白色表示。用户可以通过激活坐标系命令，在各坐标系间切换。

（3）当前颜色当前颜色是系统目前使用的颜色，生成的曲线或曲面的颜色取当前颜色。

当前颜色显示在屏幕顶部的状态显示区，若设定为当前层的颜色，只需简单地用鼠标左键点取标记有“L”的颜色块。

对不同的图素选用不同的颜色，也是造型中常用的手法，这样可比较容易看清楚不同图素之间的关系。

刀具轨迹的颜色不随当前颜色的改变而改变。

（4）当前层当前层是系统目前使用的图层，生成的图素均属于当前层。当前层名显示在屏幕顶部的状态显示区，其设定在图层管理功能里进行。

以图层对图形进行管理，即对图形进行分层次的管理，是一种重要的图形管理方式。将图形按指定的方式分层归属，并按层给定属性，可以实现复杂图形的分层次处理，需要时又可以组合在一起进行处理。

图层有其状态和属性，每一个图层有一个唯一的图名。图层有其颜色属性，可将图层的颜色指定为当前颜色。图层的状态有可见性和操作锁定设置。通过图层的可见性的设置，可以实现整个图层上的图素的不可见（置于“隐藏”状态）；如果图层处于“锁定”状态，则对该图层上的所有图素均不能进行操作，无法拾取，可以保护图素不被修改。

（5）当前文件当前文件是系统目前使用的图形文件，当前文件名显示在屏幕顶部的状态显示区。

系统初始没有文件名，只在用“打开文件”、“存储文件”或“存文件为．．．”等功能操作后，才赋予文件名。

与其他计算机系统类似，本系统也采用文件形式存储信息，系统生成的图形文件以“MXE”作为后缀。

（6）可见性对生成的图素指定其是否在屏幕上显示出来，如指定某图素为不可见，即隐藏该图素，是进行复杂零件造型时常用的手段之一。这样，可以使屏幕上可见的图素减少，可集中注意力于特定图素，比较容易看清楚图素之间的关系，拾取也比较方便，显示速度也快。

不可见的图素只是在屏幕上不出现，如果需要显示，可用“可见”功能使其重新显示在屏幕上。

（7）接口 CAXA数控车的接口是指与其他CAD／CAM文档和规范的衔接能力。CAXA数控车充分考虑数据的冗余度，优化成特有的MXE文件。

CAXA数控车接口能力非常出色，不仅可以直接打开X＿T和X＿B文件（PARASOLID的实体数据文件），而且可以输入DXF数据文件（一种标准数据接口格式文件）、IGS数据文件（一种标准数据接口格式文件）、DAT数据文件（自定义数据文本文件格式）为CAXA数控车使用；也可以输出DXF、IGS、X＿T、X＿B、SAT、WRL、EXB，为其他应用软件使用、Internet浏览和数据传输。

2）交互方式

（1）立即菜单立即菜单是CAXA数控车提供的独特的交互方式，大大改善了交互过程。

传统的交互方式是完全顺序的逐级问答式，用户需按系统设定的交互路线逐项输入。而采用立即菜单的交互方式时，系统提供如图11－11 （a）的立即菜单。在交互过程中，如果需要可以随时修改立即菜单中提供的缺省值，打破了完全顺序的交互过程。

图11－11 立即菜单示例

立即菜单的另一个主要功能是对功能进行选项控制，可以实现功能的紧密组织。例如，在“直线”的功能中提供了图11－11（b）所示的立即菜单选项，生成方式中有两点线、平行线、角度线、曲线切线／法线、水平／铅垂线。

如果需要作平行线，只需简单地通过立即菜单切换到“平行线”选项，此时立即菜单变成图11－11（c）所示即可进行过点方式的平行线绘制。如果希望作给定距离的平行线，同样只需对立即菜单的第二项进行切换，此时立即菜单变为图11－11（d）所示。

可以看出，立即菜单使交互变得轻松自然，尤其对习惯使用键盘的用户，只要记住“直线”命令，即可在此功能下方便地完成所有的直线绘制。

图11－12 弹出式工具菜单

（2）点的输入系统提供了点工具菜单，可以精确定位一个点，如图11－12所示。激活点菜单用键盘的空格键。

例如在生成直线时，当系统提示“输入起点：”后，按空格键就会弹出点工具菜单。根据所需要的方式选择一种点定位方式就可以了。

用户也可以使用热键来切换到所需要的点状态。热键就是点菜单中每种点前面的字母。例如在生成直线时，需要定位圆的圆心，当系统提示“输入起点：”后，按［C］键就可以将点状态切换到圆心点状态。

各种点状态的具体含义：

①屏幕点（S）：鼠标在屏幕上点取的当前平面上的点。

②端点（E）：曲线的起、终点，取与拾取点较近者。

③中点（M）：曲线的弧长平分点。

④交点（I）：曲线与曲线的交叉点，取离拾取点较近者。

⑤圆心点（C）：圆或弧的中心。

⑥增量点（D）：给定点的坐标增量点。

⑦垂足点（P）：用于作垂线。

⑧切点（T）：用于作切线和切圆弧。

⑨最近点（N）：曲线上离输入点距离最近的点。

⑩控制点（K）：样条线的型值点，直线的端点和中点、圆弧的起终点和象限点。

刀位点（O）：刀具轨迹上的点。

存在点（G）：已生成的点。

缺省点（F）：对拾取点依次搜索端点、中点、交点和屏幕点。

各类点均可输入增量点，可用直角坐标系、极坐标系和球坐标系之一输入增量坐标，系统提供立即菜单，切换和输入数值。

在“缺省”点状态下，系统根据鼠标位置自动判断端点、中点、交点和屏幕点。进入系统时，系统的点状态为缺省点。

用户可以选择对工具点状态是否进行锁定，这可在“系统参数设定”功能里进行（用户可根据需要和习惯选择相应的选项）。工具点状态锁定时，工具点状态一经指定即不改变，直到重新指定为止。但增量点例外，使用完后即恢复到非相对点状态。选择不锁定工具点状态时，工具点使用一次之后即恢复到“缺省点”状态。

用户可以通过系统底部的状态显示区，了解当前的工具点状态。

图11－13 拾取工具

（3）拾取工具在需要拾取多个对象时，按空格键可以弹出拾取工具菜单。如图11－13所示，缺省状态是“拾取添加”，可以添加多个拾取对象，也可以用窗口拾取对象（窗口由左向右拉时，窗口要包容整个对象才能拾取到；从右向左拉时，只要拾取对象的一部分在窗口中就可以拾取到）。

（三）CAXA数控车造型设计

CAXA数控车中，曲线分成点、直线、圆弧、样条、组合曲线等类型。在曲线生成工具栏中，大部分曲线功能都有相应的工具按钮，如果应用界面上没有曲线生成工具栏，可在菜单或其他工具栏空白处按右键，选择“曲线生成”菜单项。

1．线的绘制

1）点

点取图标，切换到“曲线生成”模块，并在模块子菜单中点取“点”菜单，即可激活点生成功能。通过切换立即菜单，可以用两种方式生成点：单个点、批量点。

2）直线

点取图标，切换到“曲线生成”模块，并在模块子菜单中点取“直线”菜单，即可激活直线生成功能。通过切换立即菜单，可以用下面各种方式生成直线：两点线、平行线、角度线、曲线切线／法线、角等分线、水平／铅垂线。

3）圆和圆弧

在“曲线生成”模块中，有两项功能是生成圆弧的。一个是“圆（弧）”，另一个是“弧”。在“圆（弧）”中的功能可以生成整圆，也可以生成一段圆弧。

（1）圆心＋半径指定圆心和半径生成一个圆弧。

（2）三点圆弧按顺序给定3个点来定义一个圆弧。

（3）两点＋半径给定两点和半径生成圆弧。

（4）圆心＋两点给定圆心点、起点和终点生成圆弧。

（5）圆心＋起点＋弦长给定圆心点、起点和弦长生成圆弧。

（6）起点＋终点＋方向给定起点、终点和起点处的切线方向生成圆弧。

（7）起点＋终点＋圆心角给定起点、终点和圆心角生成圆弧。

（8）起点＋半径＋起终角给定起点、半径、起始点角度、终点角度生成圆弧。

（9）相切圆弧在系统生成的最后一条曲线的终点处生成一个圆弧，该圆弧与曲线相切。这时，只需要输入圆弧终点。

4）样条曲线

在“曲线生成”模块中的“样条”生成功能，可以生成样条曲线。生成样条有两种方式：

（1）插值方式按顺序输入一系列的点，顺序通过这些点生成一条光滑的B样条曲线。

（2）逼近方式按顺序输入一系列点，根据给定的精度生成拟合这些点的光滑B样条曲线。

5）给出公式生成曲线

当需要生成的曲线是用数学公式表示时，可以利用“曲线生成”模块的“公式曲线”生成功能得到所需要的曲线。曲线是用B样条曲线来表示的。

曲线的表达公式要用参数方式表达出来，如圆x2＋y2＝R2要表示成：x＝Rcos（t），y＝Rsin（t）。

如果要写到下面的“公式曲线”对话框中，就要确定R的实际值（如取R＝10），那么就要在对话框中填写3个参数表达式：x（t）＝10＊cos（t），y（t）＝10＊sin（t），z（t）＝0，并确定t的取值范围。按【预显】按钮就会显示出曲线的形状，如图11－14所示。

图11－14 公式曲线对话框

在“公式曲线”对话框中，可以进行以下设置：

（1）坐标系参数表达式是直角坐标，还是极坐标。如果是直角坐标形式的，就需要填写x（t），y（t），z（t）；如果是极坐标形式的，就需要填写p（t），z（t）。

（2）精度给定公式曲线的最后结果是用B样条来表示的，精度就是用B样条拟合公式曲线所要达到的精确程度。

（3）起始参数、终止参数参数表达式中t的最小值和最大值。

（4）参数单位当表达式中有三角函数时，设定三角函数的变量是用角度表示，还是用弧度表示。

（5）预显平面对于一个空间的公式曲线，可以从3个视图方向预显曲线的形状。

6）生成等距曲线

利用“曲线生成”模块中的“等距线”功能，可以生成给定曲线的等距线。这里的等距是广义的，可以是变化的距离。

对于平面样条，生成的等距线也在样条所在的平面内；对于空间样条，生成其等距线要依赖于当前面。也就是说，样条和等距线在当前面的投影看起来是成等距线的。

系统还可以生成线性变等距曲线，即给定曲线起始点等距距离和终点等距距离，中间的点的等距距离按照线性变化，生成一条曲线，这样的曲线叫做变等距曲线。

7）生成组合曲线

组合线是由首尾相连的多条直线、圆弧和样条组成的一条曲线。在“图形编辑”模块中，有“组合线”生成功能，可以把拾取到的多条曲线组合成一条曲线。把多条曲线组成一条曲线可以得到两种结果：一种是把多条曲线用一个样条曲线表示，这种表示要求首尾相连的曲线是光滑的。另一种是首尾相连的曲线有尖点，系统会自动生成一条光顺的样条曲线，如图11－15所示。

图11－15 生成组合曲线

2．曲线几何变换

曲线的几何变换主要有：

（1）镜像对拾取到的曲线以空间平面为对称面进行镜像移动或镜像拷贝。

（2）平面镜像对拾取到的曲线以某一条直线为对称轴进行对称镜像或对称拷贝。

（3）旋转对拾取到的曲线以空间直线为对称轴进行旋转移动和旋转拷贝。

（4）平面旋转对拾取到的曲线以平面中某一点进行旋转和旋转拷贝。

（5）平移对拾取到的曲线相对于原址进行平移和拷贝。

（6）缩放对拾取到的曲线按比例进行放大和缩小。

（7）阵列阵列的目的是通过一次操作同时生成若干个相同的图形，以提高作图速度，分为圆形阵列和矩形阵列两种。

3．曲线的编辑

在“图形编辑”模块中，有3个曲线编辑功能：

1）曲线裁剪

使用曲线做剪刀裁掉曲线上不需要的部分。即利用一个或多个几何元素（曲线或点，称为剪刀）对给定曲线（称为被裁剪线）进行修整，删除不需要的部分，得到新的曲线。系统提供如下曲线裁剪方式：快速裁剪、线裁剪、点裁剪、修剪。

2）曲线过渡

对指定的两条曲线进行圆弧过渡、尖角过渡或对两条直线倒角。对尖角、倒角及圆弧过渡中需裁剪的情形，拾取的段均是需保留的曲线段。曲线过渡通过立即菜单选择以下方式：

（1）圆弧过渡用于在两根曲线之间进行给定半径的圆弧光滑过渡。圆弧在两曲线的哪个侧边生成取决于两根曲线上的拾取位置。可利用立即菜单控制是否对两条曲线进行裁剪，此处裁剪是用生成的圆弧对曲线进行裁剪。系统约定只生成劣弧（圆心角小于180°的圆弧）。

（2）尖角过渡用于在给定的两根曲线之间进行过渡，过渡后在两曲线的交点处呈尖角。尖角过渡后，一根曲线被另一根曲线裁剪。

（3）倒角过渡用于在给定的两直线之间进行过渡，过渡后在两直线之间倒一条直线，两直线分别被倒角线裁剪。

3）曲线打断

把拾取到的一条曲线在指定点处打断，形成两条曲线。

（四）CAXA数控车仿真加工

用CAXA数控车实现仿真加工，首先须配置好机床，这是正确输出代码的关键；其次看懂图纸，用曲线表达工件；然后根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹；最后生成G代码，传给机床。

1．重要术语

数控加工中，有以下重要技术术语：

（1）两轴加工在CAXA数控车中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的X轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的XOY面的图形。

（2）轮廓轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如图11－16所示。

图11－16 轮廓示例

（3）毛坯轮廓针对粗车，需要制订被加工体的毛坯。毛坯轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如图11－17所示。交互指定待加工图形时，常常需要用户指定毛坯的轮廓，用来界定被加工的表面或被加工的毛坯本身。

图11－17 毛坯轮廓示例

如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身，则毛坯轮廓也可以不闭合。

（4）机床参数数控车床的一些速度参数，包括主轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度，如图11－18所示。主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度；进给速度是正常切削时刀具行进的线速度（r／mm）；接近速度为从进刀点到切入工件前刀具行进的线速度，又称进刀速度；退刀速度为刀具离开工件回到退刀位置时刀具行进的线速度。L＝慢速下刀／快速退刀距离。

图11－18 数控车中各种速度

这些速度参数的给定一般依赖于用户的经验，原则上讲，它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和表面光洁度要求等相关。速度参数与加工的效率密切相关。

（5）刀具轨迹和刀位点刀具轨迹是系统按给定工艺要求生成的、对给定加工图形进行切削时刀具行进的路线，如图11－19所示，由一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成。本系统的刀具轨迹是按刀尖位置来显示的。

图11－19 刀具轨迹和刀位点

（6）加工余量车加工是一个去余量的过程，即从毛坯开始逐步除去多余的材料，以得到需要的零件。这种过程往往由粗加工和精加工构成，必要时还需要进行半精加工。即需经过多道工序的加工，在前一道工序中，往往需给下一道工序留下一定的余量。

实际的加工模型是指定的加工模型按给定的加工余量进行等距的结果，如图11－20所示。

图11－20 加工余量示意

图11－21 加工误差与步长

（7）加工误差刀具轨迹和实际加工模型的偏差即加工误差，一般可通过控制加工误差来控制加工的精度。用户给出的加工误差是刀具轨迹同加工模型之间的最大允许偏差，系统保证刀具轨迹与实际加工模型之间的偏离不大于加工误差。

用户应根据实际工艺要求给定加工误差。在进行粗加工时，加工误差可以较大，否则加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求等给定加工误差。

在两轴加工中，直线和圆弧的加工不存在加工误差，加工误差指对样条线进行加工时用折线段逼近样条时的误差，如图11－21所示。

（8）干涉切削被加工表面时，如刀具切到了不应该切的部分，则称为出现干涉现象，或者叫做过切。

在CAXA数控车系统中，干涉分为以下两种情况：

①被加工表面中存在刀具切削不到的部分时，存在的过切现象。

②切削时，刀具与未加工表面存在的过切现象。

2．刀具管理

该功能定义、确定刀具的有关数据，以便于用户从刀具库中获取刀具信息和对刀具库进行维护。刀具库管理功能包括轮廓车刀、切槽刀具、螺纹车刀、钻孔刀具4种刀具类型的管理。

1）操作方法

在“应用”菜单区的“数控车”子菜单区中选取“刀具管理”菜单项，系统弹出刀具库管理对话框，用户可按自己的需要添加新的刀具、对已有刀具的参数进行修改、更换使用的当前刀具等。

当需要定义新的刀具时，按【增加刀具】按钮可弹出添加刀具对话框。在刀具列表中选择要删除的刀具名，按【删除刀具】按钮可从刀具库中删除所选择的刀具。

注意不能删除当前刀具。

在刀具列表中选择要使用的当前刀具名，按“置当前刀”可将选择的刀具设为当前刀具，也可在刀具列表中用鼠标双击所选的刀具。改变参数后，按【修改刀具】按钮即可对刀具参数进行修改。

需要指出的是，刀具库中的各种刀具只是同一类刀具的抽象描述，并非符合国标或其他标准的详细刀具库。所以，只列出了对轨迹生成有影响的部分参数，其他与具体加工工艺相关的刀具参数并未列出。例如，将各种外轮廓、内轮廓、端面粗精车刀均归为轮廓车刀，对轨迹生成没有影响。其他补充信息可在“备注”栏中输入。

图11－22 轮廓车刀参数对话框

2）参数说明

（1）轮廓车刀如图11－22所示：

①刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是唯一的。

②刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一，并对应机床的刀库。

③刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。

④刀柄长度：刀具可夹持段的长度。

⑤刀柄宽度：刀具可夹持段的宽度。

⑥刀角长度：刀具可切削段的长度。

⑦刀尖半径：刀尖部分用于切削的圆弧的半径。

⑧刀具前角：刀具前刃与工件旋转轴的夹角。

⑨当前轮廓车刀：显示当前使用的刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。

⑩轮廓车刀列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。

（2）切槽刀具如图11－23所示：

图11－23 切槽刀具参数对话框

①刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是唯一的。

②刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一，对应机床的刀具库。

③刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。

④刀具长度：刀具的总体长度。

⑤刀柄宽度：刀具夹持段的宽度。

⑥刀刃宽度：刀具切削刃的宽度。

⑦刀尖半径：刀具切削刃两端圆弧的半径。

⑧刀具引角：刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角。

⑨当前切槽刀具：显示当前使用的刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。

⑩切槽刀具列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。

（3）钻孔刀具如图11－24所示：

①刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是唯一的。

②刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一，对应机床的刀具库。

③刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应机床的数据库。

④刀具半径：刀具的半径。

⑤刀尖角度：钻头前段尖部的角度。

⑥刀刃长度：刀具的刀杆可用于切削部分的长度。

⑦刀杆长度：刀尖到刀柄之间的距离。刀杆长度应大于刀刃有效长度。

图11－24 钻孔刀具参数对话框

⑧当前钻孔刀具：显示当前使用的刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。

⑨钻孔刀具列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。

（4）螺纹车刀如图11－25所示：

图11－25 螺纹车刀参数对话框

①刀具名：刀具的名称，用于刀具标识和列表。刀具名是唯一的。

②刀具号：刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。刀具号唯一，对应机床的刀具库。

③刀具补偿号：刀具补偿值的序列号，其值对应机床的数据库。

④刀柄长度：刀具可夹持段的长度。

⑤刀柄宽度：刀具夹持段的宽度。

⑥刀刃长度：刀具切削刃顶部的宽度。对于三角螺纹车刀，刀刃宽度等于0。

⑦刀具角度：刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角，该角度决定了车削出的螺纹的螺纹角。

⑧刀尖宽度：螺纹齿底宽度。

⑨当前螺纹车刀：显示当前使用的刀具的刀具名。当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。

⑩螺纹车刀列表：显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。

3．机床设置

机床设置就是针对不同的机床、不同的数控系统，设置特定的数控代码、数控程序格式及参数，并生成配置文件。生成数控程序时，系统根据该配置文件的定义生成用户所需要的特定代码格式的加工指令。

机床配置给用户提供了一种灵活、方便的设置系统配置的方法。对不同的机床进行适当的配置，具有重要的实际意义。通过设置系统配置参数，后置处理所生成的数控程序可以直接输入数控机床或加工中心进行加工，而无需进行修改。如果已有的机床类型中没有所需的机床，可增加新的机床类型以满足使用需求，并可对新增的机床进行设置。机床配置的各参数如图11－26所示。

图11－26 机床类型设置对话框

在“数控车”子菜单区中选取“机床设置”功能项，系统弹出机床配置参数表，用户可按自己的需求增加新的机床或更改已有的机床设置。按【确定】按钮可保存用户的更改，按【取消】按钮，则放弃已做的更改。

机床参数配置包括主轴控制、数值插补方法、补偿方式、冷却控制、程序起停以及程序首尾控制符等。现以某系统参数配置为例，具体配置方法如下。

1）机床参数设置

在“机床名”一栏用鼠标点取，可选择一个已存在的机床并进行修改。按【增加机床】按钮可增加系统没有的机床，按【删除机床】按钮可删除当前的机床。可对机床的各种指令地址进行设置，并可以对如下选项进行配置：

（1）行号地址“Nxxxx” 一个完整的数控程序由许多的程序段组成，每一个程序段前有一个程序段号，即行号地址，系统可以根据行号识别程序段。如果程序过长，还可以调用行号很方便地把光标移到所需的程序段。行号可以从1开始，连续递增，如N0001、N0002、N0003等，也可以间隔递增，如N0001、N0005、N0010等。建议用户采用后一种方式。因为间隔行号比较灵活、方便，可以随时插入程序段，对原程序进行修改，而无需改变后续行号。如果采用前一种连续递增的方式，每修改一次程序，插入一个程序段，都必须对后续的所有程序段的行号进行修改，很不方便。

（2）行结束符“；” 在数控程序中，一行数控代码就是一个程序段。数控程序一般以特定的符号，而不是以回车键作为程序段结束标志，它是一段程序段不可缺少的组成部分。有些系统以分号符“；”作为程序段结束符，系统不同，程序段结束符一般不同，如有的系统结束符是“＊”、有的是“＃”等。一个完整的程序段应包括行号、数控代码和程序段结束符，如N10 G92X10．000Y5．000；

（3）插补方式控制一般地，插补就是把空间曲线分解为X、Y、Z各个方向的很小的曲线段，然后以微元化的直线段去逼近空间曲线。数控系统都提供直线插补和圆弧插补。

插补指令都是模代码。所谓模代码就是只要指定一次功能代码格式，以后就不用指定，系统会以前面最近的功能模式确认本程序段的功能。除非重新指定同类型功能代码，否则以后的程序段仍然可以默认该功能代码。

①直线插补G01：系统以直线段的方式逼近该点。需给出终点坐标。如，G01X100．000 Y100．000表示刀具将以直线的方式从当前点到达点（100，100）。

②顺圆插补G02：系统以半径一定的圆弧的方式按顺时针的方向逼近该点。要求给出终点坐标、圆弧半径以及圆心坐标。如，G02X100．000Y100．000R20．000表示刀具将以半径为R20圆弧的方式，按顺时针方向从当前点到达目的点（100，100）；G02X100．000Y100．000I50． 000J50．000表示刀具将以当前点、终点（100，100）、圆心（50，50）所确定的圆弧的方式，按顺时针方向从当前点到达目的点（100，100）。

③逆圆插补G03：系统以半径一定的圆弧的方式按逆时针的方向逼近该点。要求给出终点坐标、圆弧半径、圆心坐标。如，G03X100．000Y100．000R20．000表示刀具将以半径为R20圆弧的方式，按逆时针方向从当前点到达目的点（100，100）。

（4）主轴控制指令有：

①主轴转数：S；

②主轴正转：M03；

③主轴反转：M04；

④主轴停：M05。

（5）冷却液开关控制指令有：

①冷却液开M07：M07指令打开冷却液阀门开关，开始开放冷却液。

②冷却液关M09：M09指令关掉冷却液阀门开关，停止开放冷却液。

（6）坐标设定用户可以根据需要设置坐标系，系统根据用户设置的参照系确定坐标值是绝对的，还是相对的。

①坐标设定G54：是程序坐标系设置指令。一般地，以零件原点作为程序的坐标原点，程序零点坐标存储在机床的控制参数区。程序中不设置此坐标系，而是通过G54指令调用。

②绝对指令G90：把系统设置为绝对编程模式。以绝对模式编程的指令，坐标值都以G54所确定的工件零点为参考点。绝对指令G90也是模代码，除非被同类型代码G91所代替，否则系统一直默认。

③相对指令G91：把系统设置为相对编程模式。以相对模式编程的指令，坐标值都以该点的前一点为参考点，指令值以相对递增的方式编程。G91同样也是模代码指令。

④设置当前点坐标G92：把随后跟着的X、Y值作为当前点的坐标值。

（7）补偿补偿包括左补偿和右补偿及补偿关闭。有了补偿后，编程时可以直接根据曲线轮廓编程。

①半径左补偿G41：指加工轨迹以进给的方向为正方向，沿轮廓线左边让出一个刀具半径。

②半径右补偿G42：指加工轨迹以进给的方向为正方向，沿轮廓线右边让出一个刀具半径。

③半径补偿关闭G40：补偿的关闭是通过代码G40来实现的。左、右补偿指令代码都是模代码，所以，也可以通过开启一个补偿指令代码来关闭另一个补偿指令代码。

（8）延时控制有：

①延时指令G04：程序执行延时指令时，刀具将在当前位置停留给定的延时时间。

②延时表示X：其后跟随的数值表示延时的时间。

（9）程序止M02 程序结束指令M02将结束整个程序的运行，所有的功能G代码和与程序有关的一些机床运行开关，如冷却液开关、开关走丝、机械手开关等都将关闭处于原始禁止状态。机床处于当前位置时，如果要使机床停在机床零点位置，则必须用机床回零指令使之回零。

（10）恒线速度G96 切削过程中，按指定的线速度值保持线速度恒定。

（11）恒角速度G97 切削过程中，按指定的主轴转速保持主轴转速恒定，直到下一指令改变该指令为止。

（12）最高转速G50 限制机床主轴的最高转速，常与恒线速度G96同用、匹配。

2）程序格式设置

程序格式设置就是对G代码各程序段格式进行设置。用户可以对以下程序段进行格式设置：程序起始符号、程序结束符号、程序说明、程序头、程序尾换刀段。

（1）设置方式字符串或宏指令＠字符串或宏指令。其中宏指令为＄＋宏指令串。系统提供的宏指令串有：

①当前后置文件名：POST＿NAME

②当前日期：POST＿DATE

③当前时间：POST＿TIME

④当前X坐标值：COORD＿Y

⑤当前Z坐标值：COORD＿X

⑥当前程序号：POST＿CODE

以下宏指令内容与图11－26中的设置内容一致：

⑦行号指令：LINE＿NO＿ADD

⑧行结束符：BLOCK＿END

⑨直线插补：G01

⑩顺圆插补：G02

逆圆插补：G03

绝对指令：G90

相对指令：G91

指定当前点坐标：G92

冷却液开：COOL＿ON

冷却液关：COOL＿OFF

程序止：PRO＿STOP

左补偿：DCMP＿LFT

右补偿：DCMP＿RGH

补偿关闭：DCMP＿OFF

“＠”为换行标志。“＄”为输出空格。字符串可直接输出或以＠＋字符＄方式输出。

（2）程序说明是对程序的名称，与此程序对应的零件名称编号、编制日期和时间等有关信息的记录。程序说明部分是为了管理的需要而设置的，有了这个功能项目，用户可以很方便地管理程序。要加工某个零件，只需要从管理程序中找到对应的程序编号即可，而不需要从复杂的程序中去一个一个地寻找需要的程序。例如，（N126—60231，＄POST＿NAME，＄POST＿DATE，＄POST＿TIME），在生成的后置程序中的程序说明部分输出如下说明：

（N126—60231，O1261，1996，9，2，15：30：30）

（3）程序头针对特定的数控机床来说，其数控程序开头部分都是相对固定的，包括一些机床信息，如机床回零、工件零点设置、开走丝以及冷却液开启等。

例如，直线插补指令内容为G01，那么，＄G1的输出结果为G01。同样＄COOL＿ON的输出结果为M7，＄PRO＿STOP为M02。依此类推。

例如，＄COOL＿ON＠＄SPN＿CW＠＄G90＄＄G0＄COORD＿Y＄COORD＿X＠G41在后置文件中的输出内容为

M07；

M03；

G90G00X10．000Z20．0000；

G41；

4．后置设置

后置设置就是针对特定的机床，结合已经设置好的机床配置，对后置输出的数控程序的格式，如程序段行号、程序大小、数据格式、编程方式、圆弧控制方式等进行设置。本功能可以设置缺省机床及G代码输出选项。机床名选择已存在的机床名作为缺省机床。

在“数控车”子菜单区中选取“后置设置”功能项，系统弹出后置处理设置参数表，如图11－27所示。用户可按自己的需要更改已有机床的后置设置。按【确定】按钮可将用户的更改保存，按【取消】按钮则放弃已做的更改。

（1）机床系统数控程序必须针对特定的数控机床、特定的配置才具有加工的实际意义，所以后置设置必须先调用机床配置。用鼠标拾取机床名一栏，就可以很方便地从配置文件中调出机床的相关配置，图中调用的是Lathe2数控系统的相关配置。

图11－27 后置处理设置对话框

（2）输出文件最大长度输出文件长度可以对数控程序的大小进行控制，文件大小控制以k（字节）为单位。当输出的代码文件长度大于规定长度时，系统自动分割文件。例如，当输出的G代码文件post．ISO超过规定的长度时，就会自动分割为post0001．ISO、post0002．ISO、post0003．ISO、post0004．ISO等。

（3）行号设置程序段行号设置包括行号的位数、行号是否输出、行号是否填满、起始行号以及行号递增数值等。选中行号输出，则在数控程序中的每一个程序段前面输出行号；反之亦然。行号填满就是在不足所要求的行号位数的前面补零，如N0028。行号递增数值就是程序段行号之间的间隔，如N0020与N0025之间的间隔为5。建议用户选取比较适中的递增数值，这样有利于程序的管理。

（4）编程方式设置有绝对编程G90和相对编程G91两种方式。

（5）坐标输出格式设置决定数控程序中数值的格式：小数输出，还是整数输出；机床分辨率就是机床的加工精度，如果机床精度为0．001mm，则分辨率设置为1 000，以此类推；输出小数位数可以控制加工精度，但不能超过机床精度，否则没有实际意义。

优化坐标值指输出的G代码中，若坐标值的某分量与上一次相同，则此分量在G代码中不出现。下一段是没有经过优化的G代码：

X0．0 Y0．0 Z0．0；

X100．Y0．0 Z0．0；

X100．Y100．Z0．0；

X0．0 Y100．Z0．0；

X0．0 Y0．0 Z0．0；

经过坐标优化，结果如下：

X0．0 Y0．0 Z0．0；

X100．；

Y100．；

X0．0；

Y0．0；

（6）圆弧控制设置主要设置控制圆弧的编程方式，是采用圆心编程方式，还是采用半径编程方式。当采用圆心编程方式时，圆心坐标（I，J，K）有3种含义：

①绝对坐标：采用绝对编程方式，圆心坐标的坐标值为相对于工件零点绝对坐标系的绝对值。

②相对起点：圆心坐标以圆弧起点为参考点取值。

③起点相对圆心：圆弧起点坐标以圆心坐标为参考点取值。

按圆心坐标编程时，不同机床之间其圆心坐标编程的含义不同，但对于特定的机床其含义只有其中一种。当采用半径编程时，采用半径正、负区别的方法来控制圆弧是劣圆弧，还是优圆弧，其中圆弧半径R的含义表现为以下两种：

优圆弧：圆弧大于180°，R为负值。

劣圆弧：圆弧小于180°，R为正值。

（7）X值表示直径软件系统采用直径编程。

（8）X值表示半径软件系统采用半径编程。

（9）显示生成的代码选中时系统调用Windows记事本显示生成的代码，如代码太长，则提示用写字板打开。

（10）扩展文件名控制和后置程序号后置文件扩展名是控制所生成的数控程序文件名的扩展名。有些机床对数控程序要求有扩展名，有些机床没有这个要求，应视不同的机床而定。后置程序号是记录后置设置的程序号，不同的机床其后置设置不同，所以采用程序号来记录这些设置，以便于用户日后使用。

5．轮廓粗车

该功能用于实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的粗车加工，用来快速清除毛坯的多余部分。

做轮廓粗车时，要确定被加工轮廓和毛坯轮廓。被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，毛坯轮廓就是加工前毛坯的表面轮廓。被加工轮廓和毛坯轮廓两端点相连，两轮廓共同构成一个封闭的加工区域，在此区域的材料将被加工去除。被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。

1）操作步骤

（1）确定加工参数在“应用”菜单区中的“数控车”子菜单区中选取“轮廓粗车”菜单项，系统弹出加工参数表，如图11－28所示。

在参数表中，首先要确定被加工的是外轮廓表面，还是内轮廓表面或端面，接着按加工要求确定其他各加工参数。

（2）选择拾取工具确定参数后，拾取被加工的轮廓和毛坯轮廓，此时可使用系统提供的轮廓拾取工具。对于多段曲线组成的轮廓使用“限制链拾取”将极大地方便拾取。采用“链拾取”和“限制链拾取”时的拾取箭头方向与实际的加工方向无关。

（3）确定进退刀点指定一点为刀具加工前和加工后所在的位置，按鼠标右键可忽略该点的输入。

图11－28 轮廓粗车加工参数表

完成上述步骤后，即可生成加工轨迹。在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成加工指令。

2）参数说明

（1）加工参数点击对话框中的“加工参数”标签，即进入加工参数表。加工参数表主要用于对粗车加工中的各种工艺条件和加工方式进行限定。各加工参数含义说明如下：

①加工表面类型：

外轮廓：采用外轮廓车刀加工外轮廓，此时缺省加工方向角度为180°。

内轮廓：采用内轮廓车刀加工内轮廓，此时缺省加工方向角度为180°。

车端面：此时缺省加工方向应垂直于系统X轴，即加工角度为－90°或270°。

②加工参数：

干涉后角：做底切干涉检查时，确定干涉检查的角度。

干涉前角：做前角干涉检查时，确定干涉检查的角度。

加工角度：刀具切削方向与机床Z轴（软件系统X正方向）正方向的夹角。

切削行距：行间切入深度，两相邻切削行之间的距离。

加工余量：加工结束后，被加工表面没有加工的部分的剩余量（与最终加工结果比较）。

加工精度：用户可按需要来控制加工的精度。对轮廓中的直线和圆弧，机床可以精确地加工；对由样条曲线组成的轮廓，系统将按给定的精度把样条转化成直线段来满足用户所需的加工精度。

③拐角过渡方式：

圆弧：在切削过程遇到拐角时，刀具从轮廓的一边到另一边的过程中，以圆弧的方式过渡。

尖角：在切削过程遇到拐角时，刀具从轮廓的一边到另一边的过程中，以尖角的方式过渡。

④反向走刀：

否：刀具按缺省方向走刀，即刀具从机床Z轴正向向Z轴负向移动。

是：刀具按与缺省方向相反的方向走刀。

⑤详细干涉检查：

否：假定刀具前后干涉角均0°，对凹槽部分不做加工，以保证切削轨迹无前角及底切干涉。

是：加工凹槽时，用定义的干涉角度检查加工中是否有刀具前角及底切干涉，并按定义的干涉角度生成无干涉的切削轨迹。

⑥退刀时沿轮廓走刀：

否：刀位行首末直接进退刀，不加工行与行之间的轮廓。

是：两刀位行之间如果有一段轮廓，在后一刀位行之前、之后增加对行间轮廓的加工。

⑦刀尖半径补偿：

图11－29 轮廓粗车进退刀方式

编程时考虑半径补偿：在生成加工轨迹时，系统根据当前所用刀具的刀尖半径进行补偿计算（按假想刀尖点编程）。所生成代码即为已考虑半径补偿的代码，无需机床再进行刀尖半径补偿。

由机床进行半径补偿：在生成加工轨迹时，假设刀尖半径为0，按轮廓编程，不进行刀尖半径补偿计算。所生成代码在用于实际加工时，应根据实际刀尖半径由机床指定补偿值。

（2）进退刀方式点击对话框中的“进退刀方式”标签，即进入进退刀方式参数表，如图11－29所示。该参数表用于对加工中的进退刀方式设定。

①进刀方式：相对毛坯进刀方式用于指定对毛坯部分进行切削时的进刀方式，相对加工表面进刀方式用于指定对加工表面部分进行切削时的进刀方式。

与加工表面成定角：指在每一切削行前加入一段与轨迹切削方向夹角成一定角度的进刀段，刀具垂直进刀到该进刀段的起点，再沿该进刀段进刀至切削行。角度定义该进刀段与轨迹切削方向的夹角，长度定义该进刀段的长度。

垂直进刀：指刀具直接进刀到每一切削行的起始点。

矢量进刀：指在每一切削行前加入一段与系统X轴（机床Z轴）正方向成一定夹角的进刀段，刀具进刀到该进刀段的起点，再沿该进刀段进刀至切削行。角度定义矢量（进刀段）与系统X轴正方向的夹角，长度定义矢量（进刀段）的长度。

②退刀方式：相对毛坯退刀方式用于指定对毛坯部分进行切削时的退刀方式，相对加工表面退刀方式用于指定对加工表面部分进行切削时的退刀方式。

与加工表面成定角：指在每一切削行后加入一段与轨迹切削方向夹角成一定角度的退刀段，刀具先沿该退刀段退刀，再从该退刀段的末点开始垂直退刀。角度定义该退刀段与轨迹切削方向的夹角，长度定义该退刀段的长度。

轮廓垂直退刀：指刀具直接进刀到每一切削行的起始点。

轮廓矢量退刀：指在每一切削行后加入一段与系统X轴（机床Z轴）正方向成一定夹角的退刀段，刀具先沿该退刀段退刀，再从该退刀段的末点开始垂直退刀。角度定义矢量（退刀段）与系统X轴正方向的夹角，长度定义矢量（退刀段）的长度快速退刀距离，以给定的退刀速度回退的距离（相对值），在此距离上以机床允许的最大进给速度G0退刀。

（3）切削用量在每种刀具轨迹生成时，都需要设置一些与切削用量及机床加工相关的参数。点击“切削用量”标签可进入切削用量参数设置页，如图11－30所示。

图11－30 轮廓粗车切削用量参数表

①速度设定：

接近速度：刀具接近工件时的进给速度。

切削速度：刀具切削工件时的进给速度。

主轴转速：机床主轴旋转的速度，计量单位是机床缺省的单位。

退刀速度：刀具离开工件的速度。

②主轴转速选项：

恒转速：切削过程中，按指定的主轴转速保持主轴转速恒定，直到下一指令改变该转速。

恒线速度：切削过程中，按指定的线速度值保持线速度恒定。

③样条拟合方式：

直线：对加工轮廓中的样条线根据给定的加工精度用直线段进行拟合。

圆弧：对加工轮廓中的样条线根据给定的加工精度用圆弧段进行拟合。

（4）轮廓车刀点击“轮廓车刀”标签，可进入轮廓车刀参数设置页。该页用于对加工中所用的刀具参数进行设置，具体请参考“刀具管理”中的说明。

注意 ①加工轮廓与毛坯轮廓必须构成一个封闭区域，被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交，如图11－31所示。

图11－31 由相交的待加工外轮廓和毛坯轮廓（上半部分）组成的封闭区域

②为便于采用链拾取方式，可以将加工轮廓与毛坯轮廓绘成相交，系统能自动求出其封闭区域。

③软件绘图坐标系与机床坐标系的关系。在软件坐标系中X正方向代表机床的Z轴正方向，Y正方向代表机床的X正方向。该软件用加工角度将软件的XY向转换成机床的ZX向。例如，切外轮廓，刀具由右到左运动，与机床的Z正向成180°，加工角度取180°；切端面，刀具从上到下运动，与机床的Z正向成－90°或270°，加工角度取－90°或270°。

6．轮廓精车

轮廓精车实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的精车加工。做轮廓精车时要确定被加工轮廓，被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，不能闭合或自相交。

图11－32 精车加工参数表

1）操作步骤

（1）确定加工参数在“应用”菜单区中的“数控车”子菜单区中选取“轮廓精车”菜单项，系统弹出加工参数表，如图11－32所示。

在参数表中，首先要确定被加工的是外轮廓表面，还是内轮廓表面或端面，接着按加工要求确定其他各加工参数。

（2）使用拾取工具确定参数后，拾取被加工轮廓，此时可使用系统提供的轮廓拾取工具。

（3）确定进退刀点选择完轮廓后，指定一点为刀具加工前和加工后所在的位置，按鼠标右键可忽略该点的输入。

完成上述步骤后，即可生成精车加工轨迹。在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成加工指令。

2）参数说明

加工参数主要用于对精车加工中的各种工艺条件和加工方式进行限定。各加工参数含义说明与轮廓粗车参数含义相同，可参照轮廓粗车加工参数的含义进行设定。

注意被加工轮廓不能闭合或自相交。

7．车槽

该功能用于在工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面切槽。切槽时要确定被加工轮廓，被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，被加工轮廓不能闭合或自相交。

1）操作步骤

（1）确定加工参数在“应用”菜单区中的“数控车”子菜单区中选取“车槽”菜单项，系统弹出加工参数表，如图11－33所示。

图11－33 切槽加工参数表

在参数表中，首先要确定被加工的是外轮廓表面，还是内轮廓表面或端面，接着按加工要求确定其他各加工参数。

（2）使用拾取工具确定参数后拾取被加工轮廓，此时可使用系统提供的轮廓拾取工具。

（3）确定进退刀点选择完轮廓后，指定一点为刀具加工前和加工后所在的位置，按鼠标右键可忽略该点的输入。

完成上述步骤后，即可生成切槽加工轨迹。在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成加工指令。

2）参数说明

（1）加工参数加工参数主要对切槽加工中各种工艺条件和加工方式进行限定。各加工参数含义说明如下：

①加工轮廓类型：

外轮廓：外轮廓切槽，或用切槽刀加工外轮廓。

内轮廓：内轮廓切槽，或用切槽刀加工内轮廓。

端面：端面切槽，或用切槽刀加工端面。

②加工工艺类型：

粗加工：对槽只进行粗加工。

精加工：对槽只进行精加工。

粗加工＋精加工：对槽进行粗加工之后，接着做精加工。

③拐角过渡方式：

圆角：在切削过程遇到拐角时，刀具从轮廓的一边到另一边的过程中，以圆弧的方式过渡。

尖角：在切削过程遇到拐角时，刀具从轮廓的一边到另一边的过程中，以尖角的方式过渡。

④粗加工参数：

延迟时间：粗车槽时，刀具在槽的底部停留的时间。

切深平移量：粗车槽时，刀具每一次纵向切槽的切入量（机床X向）。

水平平移量：粗车槽时，刀具切到指定的切深平移量后，进行下一次切削前的水平平移量（机床Z向）。

退刀距离：粗车槽中，进行下一行切削前退刀到槽外的距离。

加工留量：粗加工时，被加工表面未加工部分的预留量。

⑤精加工参数：

切削行距：精加工行与行之间的距离。

切削行数：精加工刀位轨迹的加工行数，不包括最后一行的重复次数。

退刀距离：精加工中切削完一行之后，进行下一行切削前退刀的距离。

加工余量：精加工时，被加工表面未加工部分的预留量。

末行加工次数：精车槽时，为提高加工的表面质量，最后一行常常在相同进给量的情况下进行多次车削，该处定义多次切削的次数。

（2）切削用量切削用量参数表的说明请参考轮廓粗车中的说明。

（3）切槽车刀点击“切槽车刀”标签，可进入切槽车刀参数设置页。该页用于对加工中所用的切槽刀具参数进行设置。

注意

①被加工轮廓不能闭合或自相交。

②生成轨迹与切槽刀刀角半径、刀刃宽度等参数密切相关。

③可按实际需要只绘出退刀槽的上半部分

8．钻中心孔

该功能用于在工件的旋转中心钻中心孔。该功能提供了多种钻孔方式，包括高速啄式深孔钻、左攻丝、精镗孔、钻孔、镗孔、反镗孔等。因为车加工中的钻孔位置只能是工件的旋转中心，所以，最终所有的加工轨迹都在工件的旋转轴上，也就是系统的X轴（机床的Z轴）上。

图11－34 钻孔加工参数表

1）操作步骤

（1）在“数控车”子菜单区中选取“钻中心孔”功能项，弹出加工参数表，如图11－34所示。用户可在该参数表对话框中确定各参数。

（2）确定各加工参数后，拾取钻孔的起始点，因为轨迹只能在系统的X轴上（机床的Z轴），所以把输入的点向系统的X轴投影，得到的投影点作为钻孔的起始点，然后生成钻孔加工轨迹。

拾取完钻孔点之后，即生成加工轨迹。

2）参数说明

（1）加工参数加工参数主要对加工中的各种工艺条件和加工方式进行限定。各加工参数含义说明如下：

①钻孔深度：要钻孔的深度。

②暂停时间：攻丝时，刀在工件底部的停留时间。

③钻孔模式：钻孔模式不同，后置处理中用到机床的固定循环指令不同。

④进刀增量：深孔钻时每次进刀量或镗孔时每次侧进量。

⑤下刀余量：当钻下一个孔时，刀具从前一个孔顶端的抬起量。

⑥接近速度：刀具接近工件时的进给速度。

⑦钻孔速度：钻孔时的进给速度。

⑧主轴转速：机床主轴旋转的速度，计量单位是机床缺省的单位。

⑨退刀速度：刀具离开工件的速度。

（2）钻孔车刀点击“钻孔车刀”标签，可进入钻孔车刀参数设置页。

9．车螺纹

该功能为非固定循环方式加工螺纹，可对螺纹加工中的各种工艺条件、加工方式进行更为灵活的控制。

1）操作步骤

（1）在“数控车”子菜单区中选取“螺纹固定循环”功能项。依次拾取螺纹起点、终点。

（2）拾取完毕，弹出“螺纹参数表”，如图11－35所示。前面拾取的点的坐标也将显示在参数表中，用户可在该参数表对话框中确定各加工参数。

图11－35 螺纹车削螺纹参数表

（3）参数填写完毕，选择【确认】按钮，即生成螺纹车削刀具轨迹。

（4）在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成螺纹加工指令。

2）参数说明

“螺纹参数”参数表主要包含了与螺纹性质相关的参数，如螺纹深度、节距、头数等。螺纹起点和终点坐标是自前一步的拾取结果，用户也可以修改（见图11－35）。

如图11－36所示，“螺纹加工参数”参数表，则用于对螺纹加工中的工艺条件和加工方式进行设置。

图11－36 螺纹车削加工参数表

（1）加工工艺：

粗加工：直接采用粗切方式加工螺纹。

粗加工＋精加工方式：根据指定的粗加工深度进行粗切后，再采用精切方式（如采用更小的行距）切除剩余余量（精加工深度）。

精加工深度：螺纹精加工的切深量。

粗加工深度：螺纹粗加工的切深量。

（2）每行切削用量：

固定行距：每一切削行的间距保持恒定。

恒定切削面积：为保证每次切削的切削面积恒定，各次切削深度将逐步减小，直至等于最小行距。用户需指定第一刀行距及最小行距。吃刀深度规定：第n刀的吃刀深度为第一刀的吃刀深度的倍。

末行走刀次数：为提高加工质量，最后一个切削行有时需要重复走刀多次，此时需要指定重复走刀次数。

每行切入方式：指刀具在螺纹始端切入时的切入方式。刀具在螺纹末端的退出方式与切入方式相同。

10．生成代码

生成代码就是按照当前机床类型的配置要求，把已经生成的加工轨迹转化生成G代码数据文件，即CNC数控程序，有了数控程序就可以直接输入机床进行数控加工。

图11－37 选择后置文件名对话框

（1）在“数控车”子菜单区中选取“生成代码”功能项，则弹出需要用户输入文件名的对话框，要求用户填写后置程序文件名，如图11－37所示。此外系统还在信息提示区给出当前生成的数控程序所适用的数控系统和机床系统信息，表明目前所调用的机床配置和后置设置情况。

（2）输入文件名后点击【保存】按钮，系统提示拾取加工轨迹。拾取加工轨迹后，该加工轨迹变为被拾取颜色。点击鼠标右键结束拾取，系统即生成数控程序。拾取时，可使用系统提供的拾取工具，可以同时拾取多个加工轨迹，被拾取轨迹的代码将生成在一个文件中，生成的先后顺序与拾取的先后顺序相同。

11．查看代码

查看、编辑生成的代码的内容，操作步骤：在“数控车”子菜单区中选取“查看代码”菜单项，则弹出一个需要用户选取数控程序的对话框。选择一个程序后，系统即用Windows提供的“记事本”显示代码的内容。代码文件较大时，则要用“写字板”打开，用户可在其中对代码进行修改。

12．参数修改

对生成的轨迹不满意时，可以用参数修改功能对轨迹的各种参数进行修改，以生成新的加工轨迹。

（1）操作步骤在“数控车”子菜单区中选取“参数修改”菜单项，则提示用户拾取要进行参数修改的加工轨迹。拾取轨迹后，将弹出该轨迹的参数表供用户修改。参数修改完毕点击【确定】按钮，即依据新的参数重新生成该轨迹。

（2）轮廓拾取工具由于在生成轨迹时经常需要拾取轮廓，轮廓拾取工具提供3种拾取方式：单个拾取、链拾取和限制链拾取。

“单个拾取”需用户挨个拾取需批量处理的各条曲线，适合曲线条数不多且不适合于“链拾取”的情形。“链拾取”需用户指定起始曲线及链搜索方向，系统按起始曲线及搜索方向自动寻找所有首尾搭接的曲线，适合需批量处理的曲线数目较大且无两根以上曲线搭接在一起的情形。“限制链拾取”需用户指定起始曲线、搜索方向和限制曲线，系统按起始曲线及搜索方向自动寻找首尾搭接的曲线至指定的限制曲线，适用于避开有两根以上曲线搭接在一起的情形，以正确地拾取所需要的曲线。

13．轨迹仿真

对已有的加工轨迹进行加工过程模拟，以检查加工轨迹的正确性。对系统生成的加工轨迹，仿真时用生成轨迹时的加工参数，即轨迹中记录的参数；从外部反读进来的刀位轨迹，仿真时用系统当前的加工参数。

轨迹仿真分为动态仿真和静态仿真，仿真时可指定仿真的步长，用来控制仿真的速度。当步长设为0时，步长值在仿真中无效；当步长大于0时，仿真中每一个切削位置之间的间隔距离即为所设的步长。

①动态仿真：仿真时模拟动态的切削过程，不保留刀具在每一个切削位置的图像。

②静态仿真：仿真过程中，保留刀具在每一个切削位置的图像，直至仿真结束。

轨迹仿真操作步骤：

（1）在“数控车”子菜单区中选取“轨迹仿真”功能项，同时可指定仿真的步长。

（2）拾取要仿真的加工轨迹。在结束拾取前仍可修改仿真的类型或仿真的步长。

（3）点击鼠标右键结束拾取，系统即开始仿真。仿真过程中，可按键盘左上角的［Esc］键终止仿真。

14．代码反读（校核G代码）

代码反读就是把生成的G代码文件反读进来，生成刀具轨迹，以检查生成的G代码的正确性。如果反读的刀位文件中包含圆弧插补，需用户指定相应的圆弧插补格式；否则，可能得到错误的结果。若后置文件中的坐标输出格式为整数，且机床分辨率不为1，反读的结果是不对的。亦即系统不能读取坐标格式为整数，且分辨率为非1的情况。

在“数控车”子菜单区中选取“代码反读”功能项，则弹出一个需要用户选取数控程序的对话框。系统要求用户选取需要校对的G代码程序。拾取到要校对的数控程序后，系统根据程序G代码立即生成刀具轨迹。

注意

（1）刀位校核只用来进行对G代码的正确性进行检验，由于精度等方面的原因，用户应避免将反读出的刀位重新输出，因为系统无法保证其精度。

（2）校对刀具轨迹时，如果存在圆弧插补，则系统要求选择圆心的坐标编程方式，如图11－38所示，其含义可参考后置设置中的说明。用户应正确选择对应的形式，否则会导致错误。

图11－38 代码反读格式设置对话框

四、知识拓展

CAXA数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面和切槽等。例如图11－39所示的零件，加工仿真及CAM编程的主要操作进程如下：

图11－39 数控车削CAM示例

1．车加工思路

（1）确定车加工线路按照先粗后精的原则确定加工路线：粗车外轮廓→精车外轮廓→车退刀槽→车螺纹。

（2）确定车加工刀具根据加工要求，选用4把刀：1号为粗加工外轮廓车刀，2号为精加工外轮廓车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。

（3）确定切削参数一般情况下，车外轮廓，粗车主轴转速为500r／min，进给速度为0．3mm／r，精车主轴转速为800r／min，进给速度为0．08mm／r；切槽和车螺纹时，主轴转速为300r／min，进给速度为0．1mm／r。根据不同加工材料，第一次可通过试切的方式来确定切削参数。