國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的CAXA制造工程師軟件在模具設(shè)計(jì)中操作簡(jiǎn)單姥仍，易學(xué)易用乐玛。英國(guó)DelCAM公司開(kāi)發(fā)的PowerMILL軟件的模具加工功能強(qiáng)大，安全傻牙、高效纪立。根據(jù)這兩種軟件的特點(diǎn)，本文探討了如何綜合運(yùn)用這兩種軟件阐泻，快速高效地實(shí)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)和加工胰肆。

    現(xiàn)階段隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛普及，許多工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由2D設(shè)計(jì)軟件向3D設(shè)計(jì)軟件的轉(zhuǎn)變担急，數(shù)控機(jī)床也由原來(lái)的直接以G代碼或APT語(yǔ)言進(jìn)行數(shù)控編程過(guò)渡到了計(jì)算機(jī)輔助編程桦闪。筆者所在單位先后購(gòu)買(mǎi)了英國(guó)DelCAM公司的系列軟件和北京CAXA公司開(kāi)發(fā)的CAXA系列軟件侠坎，以提升單位的數(shù)控加工能力。

    在數(shù)控實(shí)踐中裙盾，我們發(fā)現(xiàn)实胸，由于CAXA系列軟件是由中國(guó)自己的軟件企業(yè)開(kāi)發(fā)的，所以CAXA對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)具有易學(xué)易用番官、簡(jiǎn)單方便童芹、功能實(shí)用等特點(diǎn)，非常適合中國(guó)的加工企業(yè)鲤拿。而DelCAM公司是世界領(lǐng)先的專業(yè)CAD/CAM集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商假褪，是當(dāng)今世界唯一擁有大型數(shù)控加工車間的CAD/CAM軟件公司，其核心加工軟件PowerMILL模塊更是以安全近顷、方便生音、高效獨(dú)樹(shù)一幟。

    本文將探討采用CAXA制造工程師軟件與PowerMILL相結(jié)合窒升，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔缀遍、高效、符合中國(guó)人習(xí)慣的模具CAD/CAM一體化解決方案饱须。

    一域醇、模具設(shè)計(jì)在CAXA制造工程師軟件中的實(shí)現(xiàn)

    CAXA制造工程師軟件具有卓越的實(shí)體造型、模具設(shè)計(jì)功能果孝，是在Windows環(huán)境下運(yùn)行的CAD/CAM軟件肖升。軟件提供了強(qiáng)大的線框造型、表面造型炼缰、實(shí)體造型等造型功能拦袍。軟件提供的基于實(shí)體精確造型的技術(shù)，包括拉伸增料脸婉、導(dǎo)動(dòng)增料等五種增加材料的方法誓拉，旋轉(zhuǎn)除料、放樣除料尝赵、曲面裁剪等六種減少材料的方法篓羊，過(guò)渡、抽殼弓呵、拔模等特征編輯功能以及縮放六赢、型腔、分模等模具相關(guān)的功能溃蛙。由于采用了精確的造型技術(shù)灌旧，使曲面融合進(jìn)實(shí)體中绑咱，形成統(tǒng)一的曲面實(shí)體復(fù)合造型技術(shù)绰筛。利用這一模式枢泰，可實(shí)現(xiàn)曲面裁剪實(shí)體、曲面生成實(shí)體铝噩、曲面約束實(shí)體等混合操作衡蚂。最主要的是CAXA制造工程師軟件是專門(mén)針對(duì)中國(guó)人，并由中國(guó)人自己開(kāi)發(fā)的軟件骏庸，全中文界面和快速簡(jiǎn)潔的中文幫助文檔毛甲，符合中國(guó)人開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的操作習(xí)慣，這使我們能在最短的時(shí)間內(nèi)快速掌握此軟件具被。

    這里以建立圖1所示的磨擦楔塊鍛模為例玻募，分析CAXA制造工程師軟件在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。具體參數(shù)可參見(jiàn)《第一屆全國(guó)數(shù)控技能大賽數(shù)控銑/加工中心軟件應(yīng)用競(jìng)賽樣題（職工組）》一姿。

    三維空間造型七咧，目前大多數(shù)都是根據(jù)二維圖樣來(lái)做的。所以如何很好地理解二維三視圖是能否做出實(shí)體造型的第一步叮叹。根據(jù)圖樣提供的5個(gè)視圖顿储，我們要想象出這個(gè)零件是一個(gè)什么樣的空間形狀。圖樣中確定零件形狀的關(guān)鍵截面有四個(gè)：主視圖的左端面济问、右端面和中間的B—B遮店、A—A截面，造型的主要工作就是根據(jù)這四個(gè)截面來(lái)完成吝殖。

    利用給定的截面來(lái)做造型戳酒，首選的功能就是放樣增料、放樣除料帚颤。模具四周是四個(gè)三種不同角度的斜面肯锻，這三個(gè)面可以考慮多曲面裁實(shí)體，也可以考慮根據(jù)四周斜面的斜度求出上端的矩形更践，利用上下兩個(gè)矩形做拉伸除料户犯。四周6mm深的槽如果也采用放樣增料或除料的方法可能比較困難，這時(shí)可以采用實(shí)體的布爾運(yùn)算很輕松地完成藏络。

    這樣糜透，通過(guò)分析確定出模具造型方案：

    (1)做出四個(gè)截面；

    (2)根據(jù)左右二端的截面線做拉伸增料臭杰，得到整個(gè)造型的主體粤咪；

    (3)根據(jù)中間二個(gè)截面做拉伸除料，做出型腔中8.7mm部分渴杆；

    (4)根據(jù)Z-56深處的長(zhǎng)方形和四周的斜度求出延伸到上面的截面寥枝，做拉伸除料，得到Z-56坑磁奖；

    (5)做出6mm深槽的凸形囊拜，與已經(jīng)做好的模型做布爾運(yùn)算某筐；

    (6)按圖倒各圓角。通過(guò)這六大造型步驟的完成冠跷，磨擦楔塊鍛模最后的造型結(jié)果如圖2所示南誊。

    通過(guò)對(duì)模具形體特征的分析，確定出模具實(shí)體造型的相關(guān)步驟蜜托，然后利用CAXA制造工程師軟件提供的曲線造型抄囚、放樣增料、放樣除料橄务、實(shí)體布爾運(yùn)算等實(shí)體造型功能幔托，可以輕松完成各種復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)。

    二王庐、CAXA制造工程師軟件與PowerMILL的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

    要實(shí)現(xiàn)CAXA制造工程師軟件與DelCAM軟件之間的CAD/CAM一體化义黑，它們之間的數(shù)據(jù)共享是關(guān)鍵。CAXA-ME的默認(rèn)文件格式為自帶的mxe文件數(shù)據(jù)格式橘曙，這種文件格式并不能被其他CAD/CAM軟件所識(shí)別慷递。針對(duì)不同部門(mén)不同單位間CAD/CAM工程軟件各不相同的特點(diǎn)，為保證CAXA-ME與其他軟件間的圖形數(shù)據(jù)共享惑箕，需要CAXA-ME具有豐富的圖形數(shù)據(jù)接口祸芙。CAXA-ME包括了基于曲面的DXF和IGES標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實(shí)體的X-T科谨、X-B钱锉，面向快速成形設(shè)備的STL以及面向INTERNET和虛擬現(xiàn)實(shí)的VRML等接口。根據(jù)我們的實(shí)踐總結(jié)渊喘，CAXA-ME可以通過(guò)igs诊捆、x_t、x_b等文件格式與各主流CAD/CAM軟件進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)文件交換拨才，但最好用x_t和x_b這兩種數(shù)據(jù)格式纸措，因?yàn)檫@兩種格式是CAXA制造工程師軟件的造型內(nèi)核Parasolid的文件格式，用它們進(jìn)行文件交換一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題官脓。CAXA-ME在讀入igs文件時(shí)問(wèn)題較多协怒，容易出現(xiàn)文件數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象，最好不采用卑笨。至于dfx格式孕暇，一般用于二維文件的交換，好多軟件都不支持dfx的三維赤兴。

    如本文中的磨擦楔塊鍛模模型妖滔，要實(shí)現(xiàn)CAXA-ME向其他圖形數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，可以選擇CAXAME的“文件”菜單桶良，然后選擇“另存為”座舍，出現(xiàn)如圖3所示的文件存儲(chǔ)對(duì)話框沮翔，然后點(diǎn)擊選擇“保存類型”中的“Parasolid x_t文件(*.x_t)”或“Parasolid x_b文件(*.x_b)”進(jìn)行圖形文件的保存。

    一旦圖形數(shù)據(jù)文件以x _ t或x_b的文件格式保存下來(lái)后簸州，就可以利用專用的DelCAM圖形數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換程序——PS-Exchange將圖形文件轉(zhuǎn)換成PowerMILL能夠識(shí)別的文件格式。PS-Exchange具有強(qiáng)大的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能歧譬，可以使PowerMLL直接輸入其他三維CAD軟件（如Pro/ENGINEER岸浑、UG、CATIA测扼、SolidEdge慷郎、SolidWorks等）的數(shù)據(jù)格式文件而不需進(jìn)行其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的處理。但是PS-Exchange并不支持CAXA圖形數(shù)據(jù)格式文件纲秫，所以在這里需要將CAXA的圖形數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成PS-Exchange能夠識(shí)別的x_t或x_b的文件格式促驶，再將該格式的圖形數(shù)據(jù)文件自動(dòng)讀入PS-Exchange進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸入到PowerMILL中。在點(diǎn)擊PowerMILL中“ 文件” 菜單下面的“ 輸入模型”命令后单步，可以在輸入模型對(duì)話框中“文件類型”下選擇需輸入的文件類型物遗，如圖4所示。在選定輸入的文件后且奔，PS-Exchange會(huì)在后臺(tái)啟動(dòng)并將轉(zhuǎn)換過(guò)后的圖形文件顯示在PowerMILL的圖形框中插撩，圖5為摩擦楔塊鍛模輸入PowerMILL后的顯示結(jié)果。

    三此腊、模具加工在PowerMILL中的高效實(shí)現(xiàn)

    PowerMILL是世界上著名的功能最強(qiáng)大摹院、加工策略最豐富的數(shù)控加工編程編程軟件系統(tǒng)之一，同時(shí)也是CAM軟件技術(shù)最具代表性的羊捧，增長(zhǎng)率最快的加工軟件众巷。它是獨(dú)立運(yùn)行的、智能化程度最高的三維復(fù)雜形體加工CAM系統(tǒng)炊豪。對(duì)于中國(guó)用戶來(lái)說(shuō)凌箕，PowerMILL的全新中文用戶界面、完善的加工策略词渤，能幫助用戶產(chǎn)生最佳的加工方案陌知，提高加工效率，減少手工休整掖肋，快速產(chǎn)生粗仆葡、精加工路徑；任何方案的修改和重新計(jì)算幾乎在瞬間完成志笼，縮短85%的刀具路徑計(jì)算時(shí)間沿盅；2.5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行完整的干涉檢查與排除纫溃；加工實(shí)體仿真方便用戶在加工前了解整個(gè)加工過(guò)程及加工結(jié)果腰涧，節(jié)省加工時(shí)間韧掩；實(shí)體模型全自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)了粗窖铡、精柒汉、清根加工編程的自動(dòng)化。

    PowerMILL數(shù)控編程的基本步驟主要有：

    (1)模型輸入萨宙；

    (2)毛坯定義监昏；

    (3)參數(shù)設(shè)置；

    (4)刀具路徑的產(chǎn)生惦知；

    (5)刀具路徑的仿真承副；

    (6)NC程序的生成。

    其中刀具路徑的仿真不是必需的爪辟，其他步驟是必不可少的冻菌。參數(shù)設(shè)置主要包括刀具定義、進(jìn)給率設(shè)置既权、快進(jìn)高度設(shè)置以及加工開(kāi)始點(diǎn)設(shè)置荚砍、切入/切出設(shè)置、刀軸方向設(shè)置等酌沥。參數(shù)設(shè)置的先后次序可以任意調(diào)換胖真，或者忽略這些步驟而調(diào)用默認(rèn)值。

    如圖5所示律姨，摩擦楔塊在完成模型輸入后振峻，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，就可以進(jìn)行數(shù)控編程了择份。這里根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)扣孟，采用刀尖圓角端銑刀，利用三維區(qū)域清除中的“平行區(qū)域清除模型”的方法進(jìn)行粗加工荣赶；然后同樣采用刀尖圓角端銑刀凤价，利用精加工中的“等高精加工”方法進(jìn)行模具的半精加工；最后采用球頭刀拔创，利用精加工中的“參考線精加工”方法進(jìn)行模具的精加工利诺。

    摩擦楔塊鍛模粗加工的刀具路徑圖如圖6所示。摩擦楔塊鍛模粗加工刀具路徑的仿真結(jié)果如圖7所示剩燥。摩擦楔塊鍛模的精加工刀具路徑仿真效果如圖8所示慢逾。

    PowerMILL生成的刀具路徑不能直接輸入數(shù)控機(jī)床作為數(shù)控代碼進(jìn)行加工，須將刀具路徑通過(guò)PowerMILL的后處理程序轉(zhuǎn)換為相應(yīng)機(jī)床控制系統(tǒng)的數(shù)控程序灭红，然后將數(shù)控程序輸入數(shù)控機(jī)床以加工毛坯侣滩。PowerMILL提供了兩種后處理方法：NC程序和PM-Post后處理。

    這里只介紹NC程序的生成步驟：首先是根據(jù)輸入的模型生成刀具路徑；然后右鍵單擊產(chǎn)生的每個(gè)刀具路徑“產(chǎn)生獨(dú)立的NC程序”相询；最后右鍵單擊生成的每個(gè)NC程序逐嗅，將NC程序“寫(xiě)入”默認(rèn)的文件夾。

    圖10為用記事本程序打開(kāi)的適用于FANUC機(jī)床控制系統(tǒng)的摩擦楔塊鍛模粗加工NC程序清單的一部分褒谒，此NC程序可直接輸入相應(yīng)機(jī)床進(jìn)行加工菊车。

    四、結(jié)束語(yǔ)

    CAXA制造工程師軟件的造型功能簡(jiǎn)單實(shí)用奕喻，易學(xué)易懂您奶，便于操作；DelCAM的PowerMILL加工功能強(qiáng)大迂唤，安全高效五妹，中文界面尤其適合中國(guó)技術(shù)人員操作市贡。結(jié)合CAXAME和PowerMILL各自的優(yōu)點(diǎn)革惊，使模具設(shè)計(jì)加工能夠簡(jiǎn)便高效地實(shí)現(xiàn)。本方法尤其適合高級(jí)數(shù)控操作技術(shù)人員切果，對(duì)模具開(kāi)發(fā)要求不是很高骏卿，重點(diǎn)是完成模具數(shù)控加工的場(chǎng)合。

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