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【摘 要】结合工程训练的特点,利用CAXA制造工程师对可乐瓶底进行了造型设计、加工仿真、代码生成和代码检验,介绍了CAD/CAM软件在现代技术实践教学中的综合应用,提高了学生对复杂建模及编程的水平,对培养学生的工程实践能力有重要作用.
【关 键 词 】工程训练 CAD/CAM CAXA制造工程师 可乐瓶底建模
0 引言
工程训练是一门实践性很强的技术基础课,是学生学习机械制造课程必不可少的先修课程,也是建立机械制造生产过程的基本概念,获得机械制造基本知识的基础课程.我校工程训练的实习项目有车、铣、刨、磨、铸造、焊接、钳工、热处理、锻造、数控车、数控铣、线切割、CAD/CAM软件等,CAD/CAM软件改变了过去单纯手工编程的历史,使学生不但了解和初步掌握了先进的产品设计和绘图工具,而且将零件设计、计算机绘图、编制加工程序、加工制造等环节连接起来,使学生对产品生产的全过程有一个直观的了解,初步建立了先进的制造观技术的目的和要求.
1.CAD/CAM软件介绍
我校CAD/CAM软件实训课使用的CAD/CAM软件是CAXA制造工程师.CAXA制造工程师是我国北京北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件.它基于微机平台,采用原创WINDOWS菜单和交互方式,全中文界面,便于轻松地学习和操作.它全面支持图标菜单、工具条、快捷键.用户还可以自由创建符合自己习惯的操作环境.它既具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能,又具有生成二至五轴的加工代码的数控加工功能,可用于加工具有复杂三维曲面的零件,其特点是易学易用、价格较低,已在国内众多企业和研究院所得到应用.
2.CAD/CAM软件在工程训练中的教学过程
2.1 CAD建立模型
CAD建立模型主要了解常用菜单与图标的应用和建模的具体操作过程.训练内容是通过可乐瓶底实例了解三维实体建模方法、曲面造型的方法、参数化技术、草图设计功能、特征造型的应用等.具体过程如下：
a）绘制截面线.绘制矩形、圆弧、整圆、直线等,完成圆弧、整圆的绘制,利用裁剪、删除、曲线组合、曲线过渡等,裁剪多余的线段,根据零件尺寸绘制5个相同部分中第一部分截面线,通过阵列命令,得到可乐瓶底的线架.
b）利用几何变换栏中的[镜像],将图形移动到XOY平面的上方.
c）生成可乐瓶底曲面.利用曲面工具栏中的[网格面]和[直纹面],得到可乐瓶底两张曲面.
d）生成可乐瓶底凸模实体.利用矩形、拉伸增料、曲面裁前除料、删除等,得到可乐瓶底凸模实体.
e）绘制毛坯轮廓线.利用矩形、平移等,得到加工可乐瓶底时所需的毛坯轮廓线.结果如图1所示.
2.2 CAM生成刀具轨迹
可乐瓶底的加工需要分为粗加工和精加工.粗加工是快速去除材料的大部分余量.精加工去除粗加工留下的余量.
a）粗加工选择等高粗加工.等高粗加工的功能是生成大量去除毛坯材料的刀具轨迹.设置加工行距、顶层高度、降层高度、切削参数等主要加工参数,生成等高粗加工刀具轨迹.
b）精加工选择等高精加工.等高精加工的功能是按等高距离下降一层层地做整体等高线加工,适用于曲面和实体较陡的面加工,并可对等高加工不到的部分做补加工.设置参数表中的加工参数,生成精加工的刀具轨迹.
2.3轨迹仿真
利用CAXA制造工程师软件干涉自检功能对粗加工加工参数进行修正,检查程序是否有干涉、过切、残余等现象,表面质量是否达到要求.在仿真过程中,系统可以显示并控制走刀速度.仿真结束后,可以拾取点观察截面,从截面图来观察粗加工仿真结果.精加工同上（如图2所示）.
2.4后置处理,生成NC代码
将仿真检验正确的刀具轨迹生成G代码.利用后置处理功能,填写加工代码文件名,拾取相应的刀具轨迹,生成NC代码.
3结论
通过工程训练进一步强化学生工程意识,拓宽学生的知识面,提高学生的动手能力和创新意识.工程训练中的CAD/CAM软件实训提高了学生CAD/CAM技术应用的水平,以适应现代设计制造和现代信息科技的发展、满足具有创新能力的高素质人才培养的需要,增强学生的就业竞争力,培养学生的创新意识.
【参考文献】
[1]刘洪波.应用三维CAD/CAM软件训练学生工程设计能力[J].实验技术与管理,2008,25（6）：94-96.
[2]杨伟群.数控工艺培训教程（数控铣部分） [M].北京：清华大学出版社,2002.