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200713

2008-03-07 11:18

CAXA制造工程師在航天精密加工制造中的應(yīng)用

一、前言

   中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所是一所以紅外技術(shù)和物理研究為基礎(chǔ)的研究所，主要承擔(dān)我國(guó)航天遙感技術(shù)的研究發(fā)展。在我國(guó)氣象衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展上發(fā)揮了重要的作用，作出了很大的貢獻(xiàn)。所屬實(shí)驗(yàn)工廠主要承擔(dān)所內(nèi)實(shí)驗(yàn)室研制的紅外航空遙感儀器、紅外地平儀、及其他光學(xué)元器件的加工試制工作，同時(shí)還承擔(dān)著重要航天工程項(xiàng)目的制造任務(wù)。由于所研究方向的特點(diǎn)，對(duì)于機(jī)加工水平就提出了較高的要求，特別是對(duì)于光學(xué)機(jī)械零件的加工來說，不僅要在機(jī)械精度上保證要求，還要在其復(fù)雜的加工形狀上滿足設(shè)計(jì)的需要。目前我廠對(duì)于一些復(fù)雜零部件的加工采用CAXA-CAD/CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)和加工。

二、 CAM數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

   光學(xué)零部件的設(shè)計(jì)，一般要求要滿足其光學(xué)光路的要求，所以在形狀上就會(huì)比較復(fù)雜，不是傳統(tǒng)加工制造中的基本形狀，有時(shí)并不能通過傳統(tǒng)的銑、車、刨等達(dá)到加工要求，如果使用線切割和電火花等技術(shù)可以達(dá)到要求，但是工件的周轉(zhuǎn)工序增多，生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，并且對(duì)工件的多次裝夾造成尺寸基準(zhǔn)變化等，也會(huì)有一些不可避免的缺點(diǎn)。而采用數(shù)控技術(shù)不僅可以縮短生產(chǎn)周期，又避免了多次裝夾，提高了加工精度。

   對(duì)于數(shù)控機(jī)床的編程，傳統(tǒng)的手工編程方法是由編程人員根據(jù)二維圖紙的要求，按照一定的加工路線，計(jì)算編寫加工G代碼程序，再輸入機(jī)床加工。但對(duì)于復(fù)雜零部件，需要三維編程的話，手工編程的方法就很難完成。使用適當(dāng)?shù)腃AM軟件，用計(jì)算機(jī)代替手工編程，將零件圖樣由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)處理，編程人員只需輸入相關(guān)的參數(shù)和要求，就可以自動(dòng)生成加工G代碼，同時(shí)對(duì)于手工編程無法計(jì)算的參數(shù)曲面和復(fù)雜自由曲面等，也可以由計(jì)算機(jī)繪制的三維圖形處理而生成加工程序。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，采用手工編程，一個(gè)零件的編程時(shí)間與機(jī)床實(shí)際加工時(shí)間之比為30：1，如果使用CAM軟件編程，就會(huì)有效的節(jié)約時(shí)間，提高加工的準(zhǔn)確形性和加工復(fù)雜零件的能力。

三、基于CAXA制造工程師的工藝加工過程

   CAXA制造工程師作為一個(gè)曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化的國(guó)產(chǎn)CAM軟件，具有靈活的實(shí)體曲面造型功能和豐富的數(shù)據(jù)接口，可以實(shí)現(xiàn)零件復(fù)雜的三維造型設(shè)計(jì)，通過加工工藝參數(shù)的后置處理的設(shè)定，選取需加工的部分，自動(dòng)生成適合的數(shù)控系統(tǒng)加工代碼，通過直觀的加工防真和代碼反讀來檢驗(yàn)加工工藝和代碼質(zhì)量。

   圖1所示，是針對(duì)于復(fù)雜零部件，需要數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的工藝分析及加工過程，其中包括傳統(tǒng)的手工編程流程和以CAXA制造工程師為核心的CAXA-CAD/CAM系統(tǒng)的工藝分析和加工的基本應(yīng)用流程。

1、接收加工任務(wù)

   從實(shí)驗(yàn)室接收二維或三維圖紙及軟盤，完成滿足數(shù)控加工的三維數(shù)據(jù)模型。

以圖2的簡(jiǎn)單零件為例，是一個(gè)根據(jù)二維設(shè)計(jì)藍(lán)圖進(jìn)行三維建模后的實(shí)體造型。利用CAXA- CAD提供的直線、圓弧，以及樣條線等平面建圖功能和拉伸、去料、放樣、掃描等實(shí)體造型功能，可以將設(shè)計(jì)元素加工混合，進(jìn)行三維加工數(shù)據(jù)的建模。

   實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)輸出的一般是二維圖紙形式，也有三維的CAD設(shè)計(jì)，針對(duì)所內(nèi)各實(shí)驗(yàn)室部門CAD工程設(shè)計(jì)軟件各不相同的特點(diǎn)，需要CAXA-ME具有豐富的數(shù)據(jù)接口，CAXA制造工程師包括了基于曲面的DXF和IGES標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實(shí)體的X-T、X-B，面向快速成型設(shè)備的STL以及面向INTERNET和虛擬現(xiàn)實(shí)的VRML等接口。保證了與CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，使廠內(nèi)生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)現(xiàn)通暢的交流交換。在對(duì)零件造型過程中，可以直接使用設(shè)計(jì)提供的三維設(shè)計(jì)，也可以利用兩維制圖中的參數(shù)線等元素，引入到CAXA建模中，實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換。

2、確定加工工藝方案