应用CAXA线切割进行数控加工自动编程

CAXA_CAD

CAXA线切割是一个面向线切割机床数控编程的软件系统，在我国线切割加工领域有广泛的应用。它可以为各种线切割机床提供快速、高效率、高品质的数控编程代码，极大地简化数控编程人员的工作。CAXA线切割可以快速、准确地完成在传统编程方式下很难完成的工作，可为您提供线切割机床的自动编程工具，可使操作者以交互方式绘制需切割的图形，生成带有复杂形状轮廓的两轴线切割加工轨迹。CAXA线切割支持快走丝线切割机床，可输出3B、4B及ISO格式的线切割加工程序。其自动化编程的过程一般是：利用CAXA线切割的CAD功能绘制加工图形→生成加工轨迹及加工仿真→生成线切割加工程序→将线切割加工程序传输给线切割加工机床。
下面以一个凸凹模零件的加工为例说明其操作过程。凸凹模尺寸如图1所示，线切割加工的电极丝为φ0.1mm的钼丝，单面放电间隙为0.01mm。
图1 要加工的凸凹模尺寸
一、绘制工件图形
1. 画圆
(1)选择“基本曲线——圆”菜单项，用“圆心－半径”方式作圆；
(2)输入（0，0）以确定圆心位置，再输入半径值“8”，画出一个圆；
(3)不要结束命令，在系统仍然提示“输入圆弧上一点或半径”时输入“26”，画出较大的圆，单击鼠标右键结束命令；
(4)继续用如上的命令作圆，输入圆心点（－40，－30），分别输入半径值8和16，画出另一组同心圆。
2．画直线
（1）选择“基本曲线——直线”菜单项，选用“两点线”方式，系统提示输入“第一点（切点，垂足点）”位置；
（2）单击空格键，激活特征点捕捉菜单，从中选择“切点”；
（3）在R16的圆的适当位置上点击，此时移动鼠标可看到光标拖画出一条假想线，此时系统提示输入“第二点（切点，垂足点）”；
（4）再次单击空格键激活特征点捕捉菜单，从中选择“切点”；
（5）再在R26的圆的适当位置确定切点，即可方便地得到这两个圆的外公切线；
（6）选择“基本曲线——直线”，单击“两点线”标志，换用“角度线”方式；
（7）单击第二个参数后的下拉标志，在弹出的菜单中选择“X轴夹角”；
（8）单击“角度=45”的标志，输入新的角度值“30”；
（9）用前面用过的方法选择“切点”，在R16的圆的右下方适当的位置点击；
（10）拖画假想线至适当位置后，单击鼠标左键，画线完成。
3．作对称图形
（1）选择“基本曲线——直线”菜单项，选用“两点线”，切换为“正交”方式；
（2）输入（0，0），拖动鼠标画一条铅垂的直线；
（3）在下拉菜单中选择“曲线编辑——镜像”菜单项，用缺省的“选择轴线”、“拷贝”方式，此时系统提示拾取元素，分别点取刚生成的两条直线与图形左下方的半径为8和16的同心圆后，单击鼠标右键确认；
（4）此时系统又提示拾取轴线，拾取刚画的铅垂直线，确定后便可得到对称的图形。
4．作长圆孔形
（1）选择“曲线编辑——平移”菜单项，选用“给定偏移”、“拷贝”和“正交”方式；
（2）系统提示拾取元素，点取R8的圆，单击鼠标右键确认；
（3）系统提示“X和Y方向偏移量或位置点”，输入（0，－10），表示X轴向位移为0，Y轴向位移为-10；
（4）用上述的作公切线的方法生成图中的两条竖直线。
5．最后编辑
（1）选择橡皮头图标，系统提示“拾取几何元素”；
（2）点取铅垂线，并删除此线；
（3）选择“曲线编辑——过渡”菜单项，选用“圆角”和“裁剪”方式，输入“半径”值20；
（4） 依提示分别点取两条与X轴夹角为30°的斜线，得到要求的圆弧过渡；
（5）选择“曲线编辑——裁剪” 菜单项，选用“快速裁剪”方式，系统提示“拾取要裁剪的曲线”，注意应选取被剪掉的段；
（6）分别用鼠标左键点取不存在的线段，便可将其删除掉，完成图形。
二、轨迹生成及加工仿真
1. 轨迹生成
轨迹生成是在已经构造好轮廓的基础上，结合线切割加工工艺，给出确定的加工方法和加工条件，由计算机自动计算出加工轨迹的过程。下面结合本例介绍线切割加工走丝轨迹生成方法。
（1）选择“轨迹生成”项，在弹出的对话框中，按缺省值确定各项加工参数。
（2）在本例中，加工轨迹与图形轮廓有偏移量。加工凹模孔时，电极丝加工轨迹向原图形轨迹之内偏移进行“间隙补偿”。加工凸模时，电极丝加工轨迹向原图形轨迹之外偏移进行“间隙补偿”。补偿距离为ΔR=d/2 Z= 0.06mm，如图2所示。把该值输入到“第一次加工量”，然后按确定。

图2 实际加工轨迹
（3）系统提示“拾取轮廓”。本例为凹凸模，不仅要切割外表面，而且要切割内表面，这里先切割凹模型孔。本例中有三个凹模型孔，以左边圆形孔为例，拾取该轮廓，此时R8mm轮廓线变成红色的虚线，同时在鼠标点击的位置上沿着轮廓线出现一对双向的绿色箭头，系统提示“选择链拾取方向”（系统缺省时为链拾取）。
（4）选取顺时针方向后，在垂直轮廓线的方向上又会出现一对绿色箭头，系统提示“选择切割的侧扁”。
（5）因拾取轮廓为凹模型孔，拾取指向轮廓内侧的箭头，系统提示“输入穿丝点位置”。
（6）按空格键激活特征点捕捉菜单，从中选择“圆心”，然后在R8mm的圆上选取，即确定了圆心为穿丝点位置，系统提示“输入退出点（回车则与穿丝点重合）”。
（7）单击鼠标右键或按回车，系统计算出凹模型孔轮廓的加工轨迹。
（8）此时，系统提示继续“拾取轮廓”，按上述方法完成另外两个凹模的加工轨迹。
（9）系统提示继续“拾取轮廓”。
（10）拾取AB段，此时AB段变成红色虚线。
（11）系统又顺序提示“选择链拾取方向”、“选择切割的侧边”、“输入穿丝点位置”和“输入退出点”，选择A—B—C—D—E—F—G—H—A的顺序加工，B点为顺序起点，此轮廓为外表面，选择加工外侧边，穿丝点调整到模胚之外，取点为P（-29.500，-48.178），退出点也选此点。
（12）单鼠标右键或按ESC键结束轨迹生成，选择编辑轨迹命令的“轨迹跳步”功能将以上几段轨迹连接起来。
2．加工仿真
拾取“加工仿真”，选择“连续”与合适的步长值，系统将完整地模拟从起步到加工结束之间的全过程。
三、生成线切割加工程序
选择“生成3B代码”项，然后选取生成的加工轨迹，即可生成该轨迹的加工代码。下面是得到的3B代码(D为暂停码，DD为停机码)。
四、代码传输
（1）选择“应答传输”项，系统弹出一对话框要求指定被传输的文件（在刚生成过代码的情况下，屏幕左下角会出现一个选择当前代码或代码文件的立即菜单）。
（2）选择目标文件后，按“确定”，系统提示“按键盘任意键开始传输（ESC退出）”，按任意键即可开始传输加工代码文件。
五、需要注意的几个问题
（1）CAXA线切割的工件几何的输入方式，除了交互式绘图外还可以直接读入其他CAD软件生成的图形数据及图像扫描数据。
（2）线切割加工的零件基本上是平面轮廓图形，一般不会切割自由曲面类零件。
（3）穿丝点位置应尽量靠近程序的起点，以缩短切割时间。程序的起点一般也是切割的终点，电极丝返回时必然存在重复位置误差，造成加工痕迹，使精度和外观质量下降，因此程序起点应选择在粗糙度较底的面上。当工件各面粗糙度要求相同时，则应选择在截面相交点。对于各切割面既无技术要求的差异又没有异面的交点的工件，则应选择在便于钳工修复的位置上。
（4）当拾取多个加工轨迹同时生成加工代码时，系统按各轨迹之间拾取的先后顺序自动实现跳步，与“轨迹生成——轨迹跳步”功能相比，用这种方式实现跳步，各轨迹仍然能保持相对独立。