《CATIA教程》PPT課件

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1、CATIA教程 數(shù)控加工 CATIA培訓(xùn) 目錄 第一節(jié) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 第二節(jié) CATIA數(shù)控加工基本操作 第三節(jié) 2.5軸銑削加工 第四節(jié) 曲面加工 第一節(jié) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控（ Numerical control， NC）：用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn) 行控制的一種方法。 數(shù)控加工是 CAD與 CAM中最能明顯發(fā)揮效益的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。它不僅大大 提高了具有復(fù)雜型面的產(chǎn)品的制造能力與制造效率，而且能夠保證產(chǎn)品達(dá)到很高 的加工精度與加工質(zhì)量。 數(shù)控加工技術(shù)集傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè) 技術(shù)、信息處理技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)與一體，是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的

2、基礎(chǔ)。 一、數(shù)控編程的基本過程 數(shù)控編程的主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)（ Cutter Location， CL 點(diǎn)）。 CATIA提供了多種加工類型用于各種復(fù)雜零件的粗精加工，用戶可根據(jù)零件 結(jié)構(gòu)、加工表面形狀和加工精度要求選擇合適的加工類型。 對(duì)于不同的加工類型， CATIA的數(shù)控編程過程都需要經(jīng)過 獲取零件模型、加 工工藝分析及規(guī)劃、完善零件模型、設(shè)置加工參數(shù)、生成數(shù)控加工刀路、檢驗(yàn)數(shù) 控刀路和生成數(shù)控加工程序 七個(gè)步驟。其流程如下圖所示。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 加工工藝分析及規(guī)劃 完善零件模型 設(shè)置加工參數(shù) 生成數(shù)控刀路 檢驗(yàn)數(shù)控刀路 生成數(shù)控加工程序 加

3、工對(duì)象 切削方式 刀具參數(shù) 加工程序參數(shù) CAM系統(tǒng) CAD系統(tǒng) 建立零件 模型 數(shù)控 加工 CATIA數(shù)控編程基本過程 建立或獲取零件模型 用戶可使用 CATIA建立零件模型，或通過公 共數(shù)據(jù)交換格式，如 IGES、 STEP等，將其它 CAD系統(tǒng)的模型導(dǎo)入 CATIA。 加工工藝分析及規(guī)劃 加工工藝分析及規(guī)劃在很大程度上決定了數(shù) 控程序的質(zhì)量，主要包括以下內(nèi)容： 加工對(duì)象的確定 通過對(duì)模型的分析，確定工件上哪些部位需要在 數(shù)控銑床上或加工中心上加工。 加工區(qū)域規(guī)劃 即按照形狀特征、功能特征及精度、粗糙度等要求， 將加工對(duì)象劃分為若干個(gè)加工區(qū)域，以此來提高加工效益與質(zhì)量。 加工工藝路線規(guī)劃

4、即從粗加工到精加工，再到清根加工的加工流 程規(guī)劃，以及加工余量的分配。 加工工藝和加工方式確定 如刀具選擇、加工工藝參數(shù)和切削方式 的選擇等。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 完善零件模型 由于設(shè)計(jì)人員更多地考慮零件設(shè)計(jì)的方便性和完 整，較少顧及零件模型對(duì)加工的影響，所以需要根據(jù)加工對(duì)象對(duì)模型做 進(jìn)一步的完善，主要內(nèi)容包括： 確定坐標(biāo)系 將坐標(biāo)系確定在適合加工人員定位（對(duì)刀）的位置。 清理隱藏對(duì)加工不產(chǎn)生影響的元素 修補(bǔ)部分曲面 如由于模型轉(zhuǎn)換引起的裂隙、不加工部位造成的曲 面空缺部位、不便于加工的窄槽等。 增加安全曲面 對(duì)輪廓曲線進(jìn)行修整 在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的模型中，尤其重要。 構(gòu)建刀路限制邊界 需要使

5、用邊界來限制加工范圍的加工區(qū)域， 要先構(gòu)建出邊界曲線。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 設(shè)置加工參數(shù) 參數(shù)設(shè)置可視為對(duì)工藝分析的規(guī)劃的具體實(shí)施， 其主要內(nèi)容包括： 設(shè)置加工對(duì)象 用戶通過交互方式選擇被加工的區(qū)域、毛坯和避讓 區(qū)域等。 設(shè)置切削方式 指定刀路的類型及相關(guān)參數(shù)。 設(shè)置或創(chuàng)建刀具 選擇適合的刀具，如果刀庫(kù)中沒有合適的刀具， 需要?jiǎng)?chuàng)建刀具。 設(shè)置加工程序參數(shù) 包括進(jìn)退刀位置及方式、切削用量、行間距、 加工余量、安全高度等參數(shù)設(shè)置。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 生成數(shù)控刀路 在完成參數(shù)設(shè)置后， CAM軟件可自動(dòng)進(jìn)行刀路的 計(jì)算。 檢驗(yàn)數(shù)控刀路 為保證加工質(zhì)量及安全性，必須對(duì)刀

6、路進(jìn)行檢驗(yàn)， 主要檢驗(yàn)是否存在過切、加工不到位或刀路與夾具的干涉等。 生成數(shù)控程序 為在完成上述工作后，需進(jìn)行后處理，然后可生 成數(shù)控加工程序。對(duì)程序進(jìn)行必要的檢查后，可通過傳輸軟件將其傳輸 到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工。 二、數(shù)控加工 1. CAM系統(tǒng)簡(jiǎn)述 一個(gè)典型的 CAM系統(tǒng)由兩個(gè)部分組成：一是計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)（ CAM）， 二是數(shù)控加工設(shè)備。 計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)零件的幾何信息計(jì)算出數(shù)控加工軌跡，并 編制出數(shù)控加工程序。它的主要功能包括： 數(shù)據(jù)的輸入輸出。 加工軌跡的計(jì)算與編輯。 工藝參數(shù)設(shè)置。 加工仿真。 數(shù)控程序后處理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 2. 加工

7、原理 機(jī)床上的刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為表面成形運(yùn)動(dòng)。數(shù)控加工是指數(shù) 控機(jī)床按照數(shù)控程序所確定的軌跡（刀軌或刀路）進(jìn)行表面成形運(yùn)動(dòng)，從而加工 出產(chǎn)品的表面形狀。 平面輪廓加工 曲面加工 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控刀軌、刀位點(diǎn) 數(shù)控刀軌是由一系列簡(jiǎn)單的線段連接而成的 折線，折線上的節(jié)點(diǎn)稱為刀位點(diǎn)。刀具的中心點(diǎn)沿著刀軌依次經(jīng)過每一 個(gè)刀位點(diǎn)，從而切削出工件的形狀。 插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 刀具從一個(gè)刀位點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)刀位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)稱為插 補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。一般數(shù)控機(jī)床只能以直線或圓弧這兩種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)形式完成插補(bǔ) 運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控編程的核心任務(wù) 計(jì)算出數(shù)控刀軌，并以數(shù)控程序的形式輸 出到數(shù)控機(jī)床，其核心內(nèi)容就是計(jì)算出數(shù)控刀軌上

8、的刀位點(diǎn)。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 由于數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)只有直線和圓弧兩種形式，只能近似地按擬合理 想加工軌跡，而且在某些加工中，相鄰刀軌之間會(huì)留下末切削區(qū)域，所以數(shù)控加 工誤差中，與編程有關(guān)的誤差主要有兩個(gè)方面：刀軌的插補(bǔ)誤差和殘余高度，如 下圖所示。 刀具 理想刀軌 實(shí)際刀軌 殘余高度 插補(bǔ)誤差 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 3. 刀位計(jì)算 數(shù)控加工刀位點(diǎn)的計(jì)算過程可分為 3個(gè)階段： 表面偏置 加工表面偏置 刀位點(diǎn)計(jì)算的前提是根據(jù)刀具的類型和尺寸計(jì)算 出加工表面的偏置面。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 行切刀軌 刀軌形式的確定 刀軌形式就是刀位點(diǎn)在偏置面上的分布形式。 最常見的刀軌形式一是行切刀軌，

9、即所有刀位點(diǎn)都分布在一組與刀軸 （ Z軸）平行的平面內(nèi)；二是等高線刀軌（環(huán)切刀軌），即所有刀位點(diǎn) 都分布在一組與 Z軸垂直的平面內(nèi)。 顯然，偏置面與上述平面的前交線為理想刀軌，平面間距稱為行距。 環(huán)切刀軌 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 刀位點(diǎn)計(jì)算 以一定的步長(zhǎng)（刀位點(diǎn)之間的距離）和行距在理想 刀軌上計(jì)算出刀位點(diǎn)，刀位點(diǎn)間做直線或圓弧插補(bǔ)。步長(zhǎng)和行距是數(shù)控 編程精度的主要影響因素。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 三、數(shù)控機(jī)床 1. 特點(diǎn) 高柔性 即靈活、通用，可以適應(yīng)不同形狀工件的加工。 高精度 目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量為 0.001mm，高精度數(shù)控裝置脈 沖當(dāng)量可達(dá) 0.0001mm。因此可保證較高的加工精

10、度和精度穩(wěn)定性。 高效率 采用數(shù)控機(jī)床加工，可減少專用夾具的使用，使生產(chǎn)準(zhǔn) 備周期大大降低；由于其主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度都是無級(jí)可調(diào)的，有利用 采用最合適的切削用量，在保證加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)效率。 優(yōu)化作業(yè)條件 數(shù)控機(jī)床的大部分加工都是自動(dòng)完成的，大大降 低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 2. 分類 點(diǎn)位控制機(jī)床 只控制刀具與工件的相對(duì)位置，不控制其運(yùn)動(dòng)軌 跡，如數(shù)控鉆床。 直線控制機(jī)床 在點(diǎn)位控制的基礎(chǔ)上，還要保證運(yùn)動(dòng)一條直線， 且刀具在運(yùn)動(dòng)過程中要進(jìn)行切削加工。機(jī)床可以有兩到三個(gè)坐標(biāo)軸，但 同時(shí)控制的軸只有一個(gè)。 輪廓控制機(jī)床 能對(duì)兩個(gè)或更多坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制（多軸聯(lián)動(dòng)），

11、 其運(yùn)動(dòng)軌跡可以是空間曲線。如三坐標(biāo)以上的數(shù)控銑及加工中心。 按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分： 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 開環(huán)控制機(jī)床 沒有位置檢測(cè)反饋裝置。這類機(jī)床價(jià)格低、精度 差，目前應(yīng)用較少。 半閉環(huán)控制機(jī)床 它的位置檢測(cè)裝置一般位于電機(jī)軸或絲杠端部。 目前應(yīng)用十分廣泛。 按伺服系統(tǒng)控制方式分： 閉環(huán)控制機(jī)床 它的位置檢測(cè)裝置一般位于運(yùn)動(dòng)鏈未端，其反饋 包含了整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的誤差，所以也稱全閉環(huán)控制。精度高、成本較高， 廣泛應(yīng)用于高精度數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 兩軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床 可兩軸作插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，或 X、 Y、 Z任意兩軸聯(lián)動(dòng)， 第三軸作單獨(dú)的周期進(jìn)刀，后者刀稱為 2.5軸聯(lián)動(dòng)。 三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床 X、

12、 Y、 Z三軸可同時(shí)作插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床 常用于加工一些帶有復(fù)雜曲面的工件。 按聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)分： 多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床 包括四軸聯(lián)動(dòng)和五軸聯(lián)動(dòng)，除了有 X、 Y、 Z三個(gè) 直線移動(dòng)坐標(biāo)軸外，還有一到兩個(gè)回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，如數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，或 主軸回轉(zhuǎn)。 加工中心 在數(shù)控銑的基礎(chǔ)上增加刀庫(kù)，其中存放有不同的刀具 或檢具，可以加工中自動(dòng)換刀。裝夾一次可完成多個(gè)表面的加工，是一 個(gè)高效率的數(shù)控加工機(jī)床。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 四、數(shù)控程序 1. 數(shù)控程序結(jié)構(gòu) 數(shù)控程序是由為使機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)而給與數(shù)控裝置的一系列指令的有序集合所構(gòu)成。 依靠這些指令控制各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)、主軸的回轉(zhuǎn)與停止、切削液的開關(guān)、自動(dòng)換 刀等。

13、數(shù)控程序由起始符、結(jié)束符和程序體構(gòu)成。程序體由程序段（ Block）組成， 每個(gè)程序段是由字（ Word）和段結(jié)束符“；”組成。字是由地址符、符號(hào)和數(shù) 字符構(gòu)成。一個(gè)典型的數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)如下圖所示。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 起始符 % 程序號(hào) O0600; 程序主體 N1 G92 X0 Y0 Z1; 坐標(biāo)系設(shè)定 N2 S300 M03; 主軸轉(zhuǎn)速，正轉(zhuǎn) N3 G90 G00 X-5.5 Y-6.0; 絕對(duì)坐標(biāo)，快速定位 N4 G01 Z-1.2 F60 M08; 直線插補(bǔ)，進(jìn)給速度，冷卻液開 N170 M30; 程序結(jié)束 結(jié)束符 % 數(shù)控程序結(jié)構(gòu) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 五、數(shù)控工藝流程 1

14、. 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)主要包括下列內(nèi)容： 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容。 零件圖的數(shù)控加工分析。 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)。 數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)。 數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編制。 不同數(shù)控機(jī)床，需要編制的工藝文件不盡相同。一般來說，數(shù)控銑床的工藝 文件就包括： 編程任務(wù)書 。 數(shù)控加工工序卡片。 數(shù)控機(jī)床調(diào)整單。 數(shù)控加工刀具卡片。 數(shù)控加工進(jìn)給路線圖。 數(shù)控加工程序清單。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 2. 數(shù)控加工工序劃分 數(shù)控加工工序劃分一般可按下列方法進(jìn)行： 以同一把刀具加工內(nèi)容劃分工序 。 以加工部分劃分工序，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。 以粗、精加工劃

15、分工序。 注意： 一道工序的加工內(nèi)容不能太多，否則會(huì)導(dǎo)致程序太長(zhǎng)，可能 超出機(jī)床內(nèi)存容量，或查錯(cuò)與檢索困難，或者不能在一個(gè)班次內(nèi)完成。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 3. 數(shù)控加工工藝過程 工序順序的按排一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： 上道工序的加工不能影響下道工序的定位和夾緊 。 在同一次安裝中應(yīng)先安排對(duì)工件剛度破壞小的工序。 以相同方式定位、夾緊或以同一把刀具進(jìn)行加工的工序，最好連接 進(jìn)行，以減少重復(fù)定位、換刀與挪動(dòng)壓板的次數(shù)。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 4. 走刀路線的選擇 走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工 序內(nèi)容，而且也反映出工序的順序，是編制程序的依據(jù)之一。在確定走

16、刀路線時(shí)， 一般應(yīng)遵循下列原則： 1. 應(yīng)能保證零件的加工精度與表面粗糙度要求 。 盡量避免在工作輪廓的法向切入和切出。 沿切線方向切入、切出 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 輪廓加工完之后，應(yīng)讓刀具多走一段距離，以避免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀 具與工件發(fā)生碰撞，造成工件報(bào)廢。 切出時(shí)走出一個(gè)安全距離 切入 取消刀補(bǔ)點(diǎn) 切入 取消刀補(bǔ)點(diǎn) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 不同走刀的對(duì)比 對(duì)孔位置精度要求高的零件，精加工時(shí)要采用單向趨近定位點(diǎn)的方 式加工，以避免反向間隙對(duì)定位精度的影響。 要考慮零件的具體結(jié)構(gòu)。例如： 程序少，加 工過程符合直紋 面形成特點(diǎn)，可 保證葉片母線的 直線度。 程序較多，加 工后的葉片，葉 形準(zhǔn)確

17、度高，使 用性能較好。 輪廓加工中要避免進(jìn)給停頓，否則刀具會(huì)在停頓處的零件輪廓上留 下明顯的刀痕。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 不同走刀的對(duì)比 程序少，加工質(zhì)量差，側(cè)壁有殘余。 程序較多，加工質(zhì)量高。 程序較少，加工質(zhì)量高。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 2. 應(yīng)使走刀路線最短，以減少刀具空行程，提高加工效率 。 加工孔的走刀路線對(duì)比 走刀路線較長(zhǎng) 走刀路線較短 選擇對(duì)刀點(diǎn)時(shí)要考慮到找正容易，編程方便，對(duì)刀誤差小，加工時(shí) 檢查方便、可靠。 6. 對(duì)刀點(diǎn)的選擇 對(duì)刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上定位安裝后，設(shè)置在工件坐標(biāo)系中，用于確定工件坐 標(biāo)系與機(jī)械坐標(biāo)系空間位置關(guān)系的參考點(diǎn)。 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置

18、在工件上，也可以設(shè)置在夾具上，但它在工件坐標(biāo) 系中必須有確定的位置。 對(duì)刀點(diǎn)要盡可能選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，以便于保證 加工精度要求。對(duì)刀點(diǎn)一般多設(shè)在工件兩垂直輪廓邊的交點(diǎn)上，或孔的 中心點(diǎn)，如果工件上沒有合適的對(duì)刀點(diǎn)，需加工出工藝孔來對(duì)刀。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 7. 安全高度與其它高度 安全高度 也稱為提刀高度，是為了避免刀具碰撞工件而設(shè)定的 高度（ Z值）。在銑削過程中，刀具需要轉(zhuǎn)移位置時(shí)，要先將刀具退到 這一高度，再進(jìn)行 G00快速定位，到達(dá)下一個(gè)進(jìn)刀位置，安全高度一般 應(yīng)大于工件最大高度。 慢速下刀相對(duì)高度 刀具以 G00快速定位到此高度，然后以接近速 度到加工位置，否則

19、將以 G00的速度到加工位置，而發(fā)生碰撞。 加工過程中的提刀高度 加工過程中，當(dāng)?shù)毒咝枰D(zhuǎn)換位置時(shí)，可 以提升到安全高度，再移動(dòng)刀具。也可以提升一個(gè)高度，再行移動(dòng)，提 升的高度必須大于移動(dòng)的路徑上凸起的高度。一般提升到安全高度，便 于清屑、暫停檢查刀位。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 8. 輪廓控制 在數(shù)控加工中，常常需要通過輪廓來限定加工范圍。輪廓線需要設(shè)定其偏置 補(bǔ)償方向，對(duì)于封閉輪廓有 3種方式： 刀具在輪廓上（ On） 刀具中心線與輪廓線重合，即不考慮補(bǔ)償。 刀具在輪廓內(nèi)（ Inside） 刀具的側(cè)邊在輪廓線上，刀具中心與輪廓 線相差一個(gè)刀具半徑。 刀具在輪廓外（ Outside） 刀具的側(cè)

20、邊在輪廓線上，刀具中心超過 輪廓線一個(gè)刀具半徑。 需要注意的是內(nèi)輪廓的情況正好相反。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 對(duì)于開放輪廓也有 3種補(bǔ)償方式： 刀具在輪廓上（ On） 刀具中心線與輪廓線重合，即不考慮補(bǔ)償。 刀具在輪廓左（ Left） 刀具的側(cè)邊在輪廓線上，刀具中心偏向輪 廓線左邊。 刀具在輪廓右（ Right） 刀具的側(cè)邊在輪廓線上，刀具中心偏向輪 廓線右邊。 輪廓左邊或右邊是相對(duì)于刀具前進(jìn)方向而言的。 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 數(shù)控編程及加工工藝基礎(chǔ) 層優(yōu)先 刀軌是將同一高度內(nèi)所有內(nèi)容加工完之后，再加工下一 層。 區(qū)域優(yōu)先 在加工不連續(xù)凸臺(tái)或凹槽時(shí)，先加工完一個(gè)連續(xù)區(qū)域 后，再跳到另一個(gè)區(qū)域

21、加工。 粗加工時(shí)，一般采用區(qū)域優(yōu)先；精加工時(shí)多采用層優(yōu)先，各部分尺 寸一致性較好。 8. 區(qū)域加工順序 對(duì)于有多個(gè)凸臺(tái)或凹槽的零件，做等高線切削時(shí)，形成不連續(xù)的加工區(qū)域， 其加工順序有兩種選擇： 第二節(jié) CATIA數(shù)控加工基本操作 CATIA提供了比較完善的數(shù)控加工功能，包括 2.5軸銑削加工、車削加工、曲 面加工、多軸高級(jí)加工、加工檢查和 STL快速成型等子模塊。 本章節(jié)主要介紹數(shù)控加工的基本操作方法，包括加工要素設(shè)置、刀具軌跡設(shè) 置、刀具參數(shù)設(shè)置、進(jìn) /退刀設(shè)置、切削仿真、生成數(shù)控加工程序等。 數(shù)控加工子模塊 數(shù)控仿真子模塊 一、進(jìn)入數(shù)控加工模塊 CATIA V5有 3種方式進(jìn)入加工工作臺(tái)

22、： 1. 從 【 開始 】 菜單中啟動(dòng) 選擇菜單 【 開始 】 | 【 加工 】 | 【 Prismatic Machining】 ，該模塊是 2.5軸數(shù)控 加工模塊，包括了平面銑削、型腔銑削、輪廓銑削和點(diǎn)位加工等功能。 2. 從當(dāng)前模塊進(jìn)入加工工作臺(tái) 在當(dāng)前模塊界面中，單擊工作臺(tái)圖標(biāo)，在彈出的 【 歡迎使用 CATIA V5】 對(duì) 話框（如下圖所示）中單擊 【 Prismatic Machining 】 圖標(biāo)，即可進(jìn)入 【 Prismatic Machining 】 工作臺(tái) 。 3. 從 【 文件 】 菜單新建一個(gè)加工文檔 選擇菜單 【 文件 】 | 【 新建 】 ，在彈出的對(duì)話框（如下圖所

23、示）中選擇 【 Process】 ，單擊 【 確定 】 即可進(jìn)入加工工作臺(tái)。 【 Prismatic Machining 】 工作臺(tái)界面如下圖所示 。 CATIA數(shù)控加工基本操作 歡迎對(duì)話框 新建對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 CATIA數(shù)控加工基本操作 二、加工流程實(shí)例 打開一個(gè)零部件設(shè)計(jì)文檔或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文檔，本實(shí)例為一個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)文檔， 產(chǎn)品中有兩個(gè)零件， 加工零件節(jié)點(diǎn) 下是要加工的零件， 毛坯節(jié)點(diǎn) 下的零件是要加 工零件的毛坯，如圖所示。 要加工的零件及其毛坯 CATIA數(shù)控加工基本操作 切換到 【 Prismatic Machining】 工作臺(tái)后，特征樹如圖所示。在 【 P.P.

24、R. 】 下有三個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn) 【 ProcessList 】 、 【 ProductList 】 和 【 ResourcesList 】 。 加工工作臺(tái)特征樹 CATIA數(shù)控加工基本操作 1. 零件操作定義 零件操作定義主要包括：設(shè)置數(shù)控加工機(jī)床、加工坐標(biāo)系設(shè)置、加工零件及 毛坯選擇、安全平面設(shè)置等。 （ 1）打開零件操作設(shè)置 對(duì)話框 在 【 P.P.R. 】 特征樹中， 雙擊 【 ProcessList 】 節(jié)點(diǎn)中 的 【 Part Operation.1】 結(jié)點(diǎn)， 彈出 【 Part Operation】 對(duì)話 框，如圖所示。 CATIA數(shù)控加工基本操作 （ 2）機(jī)床設(shè)置 在 【 Part

25、Operation】 對(duì)話框中單擊 機(jī)床設(shè)置工具按鈕 ， 彈出 【 Machine Editor】 對(duì)話框，如圖所示。其中有三軸機(jī)床、四軸機(jī)床、五 軸機(jī)床、臥式車床、立式車床、多軸車床等。本例選擇三軸機(jī)床。 在 【 ResourcesList 】 節(jié)點(diǎn)下出現(xiàn)機(jī)床名稱，如圖所示。 特征樹中出現(xiàn)所選擇的機(jī)床 【 Machine Editor】 對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 坐標(biāo)系設(shè)置對(duì)話框 （ 3）坐標(biāo)系設(shè)置 在 【 Part Operation】 對(duì)話框中單擊 坐標(biāo)系設(shè)置工具按鈕，彈出 坐標(biāo)系設(shè)置對(duì)話框，如圖所示。該坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系，默認(rèn)將零件建 模時(shí)的坐標(biāo)系作為工件坐標(biāo)系。單擊 X、

26、Z軸或原點(diǎn)，分別選擇相應(yīng)的元 素，可對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行定義。也可以對(duì)坐標(biāo)重命名。 CATIA數(shù)控加工基本操作 選擇加工零件 （ 4）選擇加工目標(biāo)零件 在 【 Part Operation】 對(duì)話框中，選擇 【 Geometry】 選項(xiàng)卡，單擊 選擇加工零件工具按鈕，在視圖上或特征樹中選擇要加工的零件幾何體， 雙擊即可返回對(duì)話框。 CATIA數(shù)控加工基本操作 選擇毛坯 （ 5）選擇毛坯 在 【 Part Operation】 對(duì)話框中，選擇 【 Geometry】 選項(xiàng)卡，單擊 選擇加工零件工具按鈕，可選擇毛坯，選擇方法與加工零件的選擇相同。 CATIA數(shù)控加工基本操作 安全平面設(shè)置 （ 6）選擇安全

27、平面 在 【 Part Operation】 對(duì)話框中，選擇 【 Geometry】 選項(xiàng)卡，單擊 安全平面設(shè)置工具按鈕，選擇毛坯上表面后，返回 【 Part Operation】 對(duì) 話框，在視圖中 【 Safety Plane】 上右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇 【 Offset】 ，在對(duì)話框中設(shè)置安全高度為 50mm。 CATIA數(shù)控加工基本操作 CATIA數(shù)控加工基本操作 零件操作設(shè)置完成 （ 7）完成零件操作設(shè)置 單擊 【 Part Operation】 對(duì)話框中的 【 確定 】 按鈕，即可完成零件操 作的參數(shù)設(shè)置。 2. 上平面銑削 平面銑削按如下步驟進(jìn)行： （ 1）打開 【 平面銑

28、削 Facing】 對(duì)話框 單擊工具欄上 【 平面銑削 】 工具按鈕 ，然后選擇特征 樹中 【 Part Operation.1】 結(jié)點(diǎn) 下的 【 Manufcaturing Program.1】 ，彈出 【 Facing.1】 對(duì)話框，如圖所示。 【 平面銑削 】 對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 零件感應(yīng)區(qū)的不同狀態(tài) （ 2）確定加工表面 選擇 【 Facing.1】 對(duì)話框中的 【 幾何參數(shù) 】 標(biāo)簽 ，將鼠標(biāo)移動(dòng) 到感應(yīng)區(qū)中零件的上表面，該表面以橙色高亮顯示，單擊鼠標(biāo)，然后在視 圖中零件上表面上單擊，返回對(duì)話框，相應(yīng)區(qū)域變?yōu)樯罹G色， 【 幾何參數(shù) 】 標(biāo)簽也變?yōu)?。 CATIA數(shù)控加

29、工基本操作 設(shè)置偏置 （ 3）設(shè)置偏置 雙擊圖示的 【 Offset on Contour】 字樣，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置偏置為 -5mm，即刀軌在零件輪廓上向外偏置 5mm。如果有必要，也可設(shè)置其它 方向的偏置，設(shè)置方法相同。 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀具參數(shù)設(shè)置 （ 4）設(shè)置刀具參數(shù) 選擇 【 Facing.1】 對(duì)話框中的 【 刀具參數(shù) 】 標(biāo)簽 ，選擇面銑刀， 刀具參數(shù)如圖所示。如果要修改刀具參數(shù)，可以刀具相應(yīng)的參數(shù)上雙擊， 即可進(jìn)行修改，或者點(diǎn)擊對(duì)話框中的 【 More】 按鈕，展開更多的刀具參數(shù)， 從參數(shù)表中修改 。確定刀具參數(shù)后， 【 刀具參數(shù) 】 標(biāo)簽變?yōu)?。 CATIA數(shù)控

30、加工基本操作 行切刀軌 （ 5）設(shè)置刀具路徑 選擇 【 Facing.1】 對(duì)話框中的 【 刀具路徑 】 標(biāo)簽 。在 【 刀具路 徑形式 Tool path style】 下拉列表中，根據(jù)需要選擇 【 往復(fù)切削 Back and forth】 或其它刀軌。 環(huán)切刀軌 CATIA數(shù)控加工基本操作 進(jìn) /退刀設(shè)置 建立進(jìn) /退刀路徑 （ 6）設(shè)置進(jìn)刀 /退刀 選擇 【 Facing.1】 對(duì)話框中的 【 進(jìn) /退刀 】 標(biāo)簽 。在對(duì)話框的 【 宏程序管理 Macro Management】 列表中選擇進(jìn) /退刀方式。在 【 模式 】 下拉列表中可選擇建立進(jìn) /退刀路徑的模式，如果選擇 【 由用戶建

31、立 Build by user】 ，則可用下面的工具建立的編輯進(jìn) /退刀刀軌。 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀路仿真 3. 刀路仿真 在完成刀路參數(shù)設(shè)置后，可以進(jìn)行刀路仿真。 【 Facing.1】 對(duì)話框中單擊 【 刀路仿真 】 按鈕 ，系統(tǒng)對(duì)刀路進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后，彈出如圖所示對(duì) 話框，在視圖區(qū)顯示了刀具、工件和刀路的情況，可進(jìn)行多種形式的刀路仿真。 CATIA數(shù)控加工基本操作 加工狀態(tài)仿真 CATIA數(shù)控加工基本操作 4. 型腔銑削粗加工 在完成平面銑削后，接著進(jìn)行型腔銑削加工。 【 型腔銑削 】 對(duì)話框 （ 1）打開 【 型腔銑削 Pocketing】 對(duì)話框 在特征樹中選擇 【 F

32、acing.1 （ computed） 】 結(jié) 點(diǎn)，接著在工具欄中單擊 【 型 腔銑削 】 工具按鈕 ，插入 一個(gè)型腔銑加工步驟，系統(tǒng)彈 出 【 Pocketing.1】 對(duì)話框，如 圖所示。單擊對(duì)話框中的 【 Open Pocketing】 或 【 Closed Pocketing】 可切換開放型腔或 封閉型腔這兩種模式。 CATIA數(shù)控加工基本操作 確定型腔加工表面 （ 2）確定加工表面 與前述方法相同，利用零件感應(yīng)區(qū)來確定加工表面。 （ 3）確定型腔上表面并設(shè)置偏置 單擊零件感應(yīng)區(qū)零件上表面，在視圖中選擇一個(gè)表面作為型腔加工的 上表面。同上方法設(shè)置偏置，本例輪廓偏置設(shè)為 0，底面偏置設(shè)為

33、 0.3mm， 即底面留有 0.3mm的加工余量。 確定型腔上表面 CATIA數(shù)控加工基本操作 設(shè)置刀具參數(shù) （ 4）設(shè)置刀具參數(shù) 與前述方法相同，本例選擇立銑刀，直徑 10mm，刀尖圓弧 2mm。 （ 5）設(shè)置刀軌參數(shù) 本例選擇 【 徑向參數(shù) Radial】 標(biāo)簽，在模式中選擇 【 重疊比率 Stepover Ratio】 ，設(shè)為 30%，其它參數(shù)不變 。 設(shè)置刀軌參數(shù) CATIA數(shù)控加工基本操作 螺旋進(jìn)刀方式 （ 6）設(shè)置進(jìn) /退刀參數(shù) 與前述方法相同，本例設(shè)為螺旋進(jìn)刀， Z軸退刀。 （ 7）刀路仿真 參數(shù)設(shè)置完成，可進(jìn)行刀路仿真。 刀路仿真 CATIA數(shù)控加工基本操作 5. 型腔銑削精加

34、工 完成上述加工后，底面留有 0.3mm的加工余量，需對(duì)底面進(jìn)行精銑，其方法、 步驟與粗加工相同，只是需要將底面偏置設(shè)為 0，增加一把直徑 10mm，刀尖圓弧 為 0的立銑刀即可。設(shè)置完成后可進(jìn)行刀路仿真，而且單擊仿真對(duì)話框 【 分析 】 按鈕，可對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行分析。 加工結(jié)果分析 未加工表面 未加工表面 未加工表面 CATIA數(shù)控加工基本操作 6. 輪廓銑削 完成上述加工后，需對(duì)輪廓進(jìn)行銑削。 【 輪廓銑削 】 對(duì)話框 （ 1）打開 【 輪廓銑削 Profile Contouring.1】 對(duì)話框 在特征樹中選擇上一步驟 寫成的 【 Pocketing.2 （ computed） 】 結(jié)點(diǎn)，

35、接著在 工具欄中單擊 【 輪廓銑削 】 工 具按鈕 ，插入一個(gè)輪廓 銑削加工步驟，系統(tǒng)彈出 【 Profile Contouring 】 對(duì)話框， 如圖所示。單擊對(duì)話框中的 【 Hard】 或 【 Soft】 可切換有 底邊輪廓或無底邊輪廓這兩種 輪廓形式。 CATIA數(shù)控加工基本操作 確定輪廓底面及相關(guān)偏置 （ 2）確定輪廓底面并設(shè)置偏置 單擊零件感應(yīng)區(qū)如圖所示平面，在視圖中選擇底面。同上方法設(shè)置偏 置，本例輪廓偏置設(shè)為 -1mm，底面偏置設(shè)為 -2mm，即刀具超出底面 2mm。 設(shè)置輪廓底面 設(shè)置偏置 CATIA數(shù)控加工基本操作 輪廓銑削刀路仿真 （ 3）設(shè)置進(jìn)退刀參數(shù) 同上方法設(shè)置進(jìn)退刀

36、參數(shù)，進(jìn)退刀刀路如下圖所示。 （ 4）刀路仿真 本例中仍采用上一步驟中所使用的刀具，其它參數(shù)均使用默認(rèn)參數(shù)， 完成上述設(shè)置后，可進(jìn)行刀路仿真。 CATIA數(shù)控加工基本操作 7. 鉆孔加工 至此零件上只剩下兩個(gè)孔的加工。 【 鉆孔加工 】 對(duì)話框 （ 1）打開 【 鉆孔加工 Drilling.1】 對(duì)話框 在特征樹中選擇上一步驟 寫成的 【 Profile Contouring.1 （ computed） 】 結(jié)點(diǎn)，接著在 工具欄中單擊 【 鉆孔加工 】 工 具按鈕 ，插入一個(gè)鉆孔 加工步驟，系統(tǒng)彈出 【 Drilling.1】 對(duì)話框，如圖 所示。 CATIA數(shù)控加工基本操作 鉆孔幾何參數(shù)設(shè)置

37、 （ 2）確定加工表面并設(shè)置跳轉(zhuǎn)安全高度 單擊零件感應(yīng)區(qū)孔的側(cè)壁，在視圖中選擇需要加工的孔。完成選擇后 雙擊返回對(duì)話框。 雙擊對(duì)話框中的 【 Jump distance】 ，在彈出的對(duì)話框中 設(shè)置該值為 5mm，即刀具加工完一個(gè)孔跳轉(zhuǎn)到另一孔的安全高度為 5mm。 設(shè)置跳轉(zhuǎn)安全高度 設(shè)置加工表面 CATIA數(shù)控加工基本操作 鉆孔刀具參數(shù)設(shè)置 （ 3）設(shè)置刀具參數(shù) 與前述方法相同，本例選擇麻花鉆，采用默認(rèn)參數(shù)。 （ 4）設(shè)置刀路參數(shù) 與前述方法相同，本例中需將 【 進(jìn)刀安全面 Approach clearance】 中 的數(shù)值改為 10mm如圖所示。 鉆孔刀路參數(shù)設(shè)置 CATIA數(shù)控加工基本操作

38、 鉆孔刀路仿真 （ 5）刀路仿真 完成上述設(shè)置后，可進(jìn)行刀路仿真。 CATIA數(shù)控加工基本操作 8. 后處理及程序輸出 完成上述加工的相關(guān)設(shè)置后，需要進(jìn)行后處理，即根據(jù)機(jī)床的型號(hào)和要求生 成數(shù)控程序（ NC Program）。 與加工相關(guān)的設(shè)置 （ 1）檢查與加工相關(guān)的 設(shè)置 選擇菜單 【 文件 】 | 【 設(shè)置 】 命令，彈出 【 設(shè)置 】 對(duì)話框，如圖所示。在結(jié)構(gòu) 樹中選擇 【 加工 】 ；選擇對(duì) 話框中的 【 Output】 標(biāo)簽， 在 【 Post Processor】 選項(xiàng)區(qū) 中選中 【 IMS】 單選項(xiàng)。 CATIA數(shù)控加工基本操作 數(shù)控程序輸出相關(guān)的設(shè)置 （ 2）進(jìn)行數(shù)控程序的相

39、 關(guān)設(shè)置 單擊工具欄中的 【 生成 數(shù)控程序 Generate NC code interactively】 ，彈出如圖 所示對(duì)話框。在 【 NC data type 】 下拉列表中選擇 【 NC Code】 表示輸出數(shù)控程序。 CATIA數(shù)控加工基本操作 選擇數(shù)控系統(tǒng)類型 （ 3）設(shè)置機(jī)床所用的數(shù)控系統(tǒng) 選擇 【 NC Code】 標(biāo)簽，在 【 IMS Post-processor file】 下拉列表中 選擇你所用的數(shù)控系統(tǒng)。本例選擇 【 fanuc0】 。 CATIA數(shù)控加工基本操作 CATIA數(shù)控加工基本操作 選擇數(shù)控系統(tǒng)類型 （ 4）設(shè)置程序號(hào) 單擊對(duì)話框中的 【 Execute】

40、標(biāo)簽，在 彈出的對(duì)話框中設(shè)置程序號(hào)。 本例設(shè)置為“ 0001”，即數(shù)控程序程序號(hào)為“ O0001”。設(shè)置完成單擊 【 Continue】 按鈕，系統(tǒng)提示“成功輸出程序”?？捎梦谋揪庉嬈鞔?開和查看程序文件。 三、加工要素設(shè)置 前面介紹了數(shù)控加工的基礎(chǔ)操作，本章節(jié)主要介紹加工編程中需要共同設(shè)置 的加工要素，包括機(jī)床設(shè)置、參考坐標(biāo)系設(shè)置、加工區(qū)域設(shè)置、邊界設(shè)置和加工 程序組設(shè)置等內(nèi)容。 1. 特征樹 在數(shù)控加工工作臺(tái)，特征樹含有三部分內(nèi)容（如下圖所示）： 加工過程（ ProcessList） 包含所有用于加工的操作、刀具和輔助 操作，這些內(nèi)容可以使零件從毛坯加工形成目標(biāo)零件。 加工部件（ Prod

41、uctList） 列出了用于加工的 CAD模型，包括目標(biāo) 零件模型和毛坯模型、夾具模型、機(jī)床模型和機(jī)床工作臺(tái)模型等。 加工資源（ ResourcesList） 包括所有加工過程所需的刀具與機(jī)床。 CATIA數(shù)控加工基本操作 數(shù)控加工工作臺(tái)特征樹 CATIA數(shù)控加工基本操作 2. 數(shù)控機(jī)床 雙擊特征樹中 【 Part Operation.1】 結(jié)點(diǎn)，在彈出的對(duì)話框中單擊 【 機(jī)床設(shè) 置 】 按鈕 ，彈出 【 機(jī)床設(shè)置 】 對(duì)話框，其中列出有三軸機(jī)床、四軸機(jī)床、五軸 機(jī)床、臥式車床、立式車床、多軸車床和自定義機(jī)床等。選擇一種機(jī)床后可對(duì)機(jī) 床參數(shù)進(jìn)行編輯。 用戶也可單擊 【 打開 】 按鈕 ，在彈出

42、的 【 文件選擇 】 對(duì)話框中，選擇 一種所需的數(shù)控機(jī)床，例如選擇 X:$Dassault Systemes B17 intel_a startup ManufacturingSamplesNCMachineToollibDEVICES目錄下的 XYZCA機(jī)床，如 圖所示。 用戶還可以單擊 【 打開 】 按鈕 ，在特征樹中選擇用戶自己建模的數(shù)控 機(jī)床。 CATIA數(shù)控加工基本操作 用戶加載的數(shù)控機(jī)床 CATIA數(shù)控加工基本操作 3. 加工坐標(biāo)系 加工坐標(biāo)系是加工刀路各坐標(biāo)點(diǎn)的基準(zhǔn)，如果移動(dòng)加工坐標(biāo)系，則刀路的輸 出坐標(biāo)點(diǎn)也隨之改變。 在 【 Part Operation】 對(duì)話框中單擊坐標(biāo)系設(shè)

43、置工具按鈕 ，彈出坐標(biāo)系 設(shè)置對(duì)話框，其中 X、 Z軸和原點(diǎn)為感應(yīng)區(qū)，單擊感應(yīng)元素，再在視圖區(qū)選擇相應(yīng) 元素，可定義坐標(biāo)系。原點(diǎn)可選擇幾何點(diǎn)或者圓弧的圓心。 例如，將上例的坐標(biāo)系重命名為“ My Axia.1”，坐標(biāo)系原點(diǎn)移動(dòng)到一個(gè)孔的 中心點(diǎn)，如圖所示。 定義加工坐標(biāo)系 CATIA數(shù)控加工基本操作 定義 X或 Z軸的方法有三種： 通過單位矢量定義坐標(biāo)軸（ Manual） 在感應(yīng)區(qū)選擇一個(gè)坐標(biāo)軸 （ X軸或 Z軸），彈出坐標(biāo)定義對(duì)話框。在對(duì)話框中選擇 【 Manual 】 方式 并定義坐標(biāo)軸單位矢量，即坐標(biāo)軸單位矢量在原坐標(biāo)系中各坐標(biāo)軸的分量。 通過幾何元素定義坐標(biāo)軸（ Selection）

44、在對(duì)話框中選擇 【 selection】 方式，然后在視圖區(qū)選擇一個(gè)直線或平面來定義坐標(biāo)軸，如 果選擇的是平面，則為平面的法向。 通過視圖區(qū)的兩個(gè)點(diǎn)定義坐標(biāo)軸（ Points in the view） 在對(duì)話框中 選擇 【 Points in the view】 方式，在視圖區(qū)選擇兩個(gè)點(diǎn)來定義坐標(biāo)軸。 CATIA數(shù)控加工基本操作 在對(duì)話框感應(yīng)區(qū)中選擇一個(gè)三角平面，則可以通過選擇視圖區(qū)中一個(gè)已有的 坐標(biāo)系作為當(dāng)前的加工坐標(biāo)系。 對(duì)于不同的加工程序組可設(shè)置不同的加工坐標(biāo)系。單擊 【 輔助操作工具欄 Auxiliary Operations】 中的 【 坐標(biāo)系改變 Machining Axis Ch

45、ange】 工具按 鈕，或者從菜單 【 插入 】 | 【 Auxiliary Operations 】 | 【 Machining Axis Change】 啟動(dòng)該命令，彈出如圖所示對(duì)話框，坐標(biāo)系設(shè)置方法同前。 坐標(biāo)系改變對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 4. 幾何參數(shù)設(shè)置 對(duì)于從零件或產(chǎn)品工作臺(tái)切換到加工工作臺(tái)，系統(tǒng)自動(dòng)將當(dāng)前零件關(guān)聯(lián)為加 工模型。如果是直接新建的加工過程文檔，需要在 【 Part Operation】 對(duì)話框中 單擊 【 零件關(guān)聯(lián) 】 按鈕 ，然后選擇一個(gè)零件或產(chǎn)品文檔。 零件關(guān)聯(lián)前的特征樹 零件關(guān)聯(lián)后的特征樹及零件 CATIA數(shù)控加工基本操作 幾何參數(shù)設(shè)置的內(nèi)容包括：

46、選擇加工目標(biāo)零件 由于關(guān)聯(lián)進(jìn)來的零件或產(chǎn)品，系統(tǒng)還無法識(shí)別 用戶所需加工的目標(biāo)零件模型，需要指定目標(biāo)零件模型，方法如前所述。 選擇毛坯 在 2.5軸數(shù)控加工中，系統(tǒng)自動(dòng)用一個(gè)六面體將目標(biāo)加 工零件圍起來作為毛坯。但用戶可以指定自己建立的模型作為毛坯。 選擇加工安全平面 安全平面是數(shù)控加工刀具返回的安全高度平面， 選擇方法如前所述。 選擇加工用的夾具 夾具也是用戶建立的零件模型，在幾何參數(shù)設(shè)置 時(shí)將其指定為夾具，編程時(shí)刀路就會(huì)避開夾具。在 【 Part Operation】 對(duì) 話框中，單擊 【 夾具 】 按鈕 ，在特征樹中選擇作為夾具的模型，雙擊 后返回對(duì)話框，如下圖所示。要想使刀路避開夾具，

47、需分別選擇感應(yīng)區(qū)中 的夾具表面和視圖中的夾具表面。 CATIA數(shù)控加工基本操作 確定夾具表面 刀路通過夾具 刀路避開夾具 CATIA數(shù)控加工基本操作 5. 加工程序組 加工程序組中包含了零件加工的若干個(gè)加工步驟。在一個(gè)零件加工操作中， 可以含有多個(gè)加工程序組。 其它相關(guān)操作 在特征樹 【 加工程序 Manufacturing Program】 節(jié) 點(diǎn)上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單的 【 加工程序 .對(duì)象 】 子菜單中包含了 絕大多數(shù)與加工程序相關(guān)的操作命令，如拷貝加工過程、刀路仿真、刀路 計(jì)算、生成 NC程序等，如圖所示。 插入一個(gè)新的程序組 單擊 【 加工 Manufacturing 】 工具

48、欄中 【 加 工程序 Manufacturing Program】 按鈕 ，選擇特征樹中 【 Part Operation】 節(jié)點(diǎn)或其下的節(jié)點(diǎn)，可在該節(jié)點(diǎn)下創(chuàng)建一個(gè)新的程序組節(jié)點(diǎn)。 CATIA數(shù)控加工基本操作 加工程序右鍵菜單 插入新的程序組 CATIA數(shù)控加工基本操作 四、刀具管理 刀具的選用是數(shù)控加工中相當(dāng)重要的內(nèi)容。對(duì)于每一個(gè)加工操作都需要指定 一把加工刀具。 1. 創(chuàng)建刀具 創(chuàng)建刀具可按下列步驟進(jìn)行： 創(chuàng)建刀具 創(chuàng)建一個(gè)加工過程后，在相應(yīng)的加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框中 選擇 【 刀具 】 選項(xiàng)卡，選擇其中一種刀具即可。也可以直接在 【 輔助操作 】 工具欄下的 【 換刀 Tools Chang

49、e】 子工具欄中，選擇一種需要的刀具，接 著再插入所需位置之前的結(jié)點(diǎn)。 【 換刀 Tools Change】 工具欄 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀具命名 在對(duì)話框的 【 Name】 文本框中輸入刀具名稱。該名稱 最好能體現(xiàn)刀具的典型特征。例如，刀具在刀庫(kù)中的編號(hào)為 1，直徑 10mm， 下半徑 2mm，刀具類型為立銑刀，可命名為“ T1 End Mill D10R2” 。在 【 Comment】 文本框中可輸入該刀具相關(guān)的說明。在 【 Tool Number】 文本 框中可以設(shè)定刀具的編號(hào)。 【 換刀 Tools Change】 對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀具參數(shù)設(shè)置 刀具參數(shù)包括

50、幾何參數(shù)、技術(shù)參數(shù)、進(jìn)給參數(shù)等。 幾何參數(shù)設(shè)置 在對(duì)話框中的刀具視圖上雙擊相應(yīng)的刀具參數(shù)，在 彈出的對(duì)話框中可進(jìn)行參數(shù)編輯。也可以單擊對(duì)話框中的 【 More】 按鈕， 在展開的對(duì)話框中選擇 【 Geometry】 標(biāo)簽進(jìn)行參數(shù)編輯。如果要使用球頭 刀，需選中對(duì)話框中的 【 Ball-End Tool】 復(fù)選框。 技術(shù)參數(shù)設(shè)置 在展開的對(duì)話框中選擇 【 Technology】 標(biāo)簽進(jìn)行參 數(shù)編輯?？稍O(shè)置刀具刃數(shù)、刀具旋轉(zhuǎn)方向、刀具拔模角、刀具材料等參數(shù)。 進(jìn)給參數(shù)設(shè)置 在展開的對(duì)話框中選擇 【 Feed & Speeds】 標(biāo)簽進(jìn)行 參數(shù)編輯?？稍O(shè)置進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量等參數(shù)，需根據(jù)

51、加工 情況進(jìn)行設(shè)置。 CATIA數(shù)控加工基本操作 2. 刀具管理 創(chuàng)建刀具都保存在 【 ResourcesList】 結(jié)點(diǎn)下。在刀具結(jié)點(diǎn)上單擊鼠標(biāo)右鍵， 彈出的菜單中包含了刀具相關(guān)的各種操作。 對(duì)刀具編輯修改 選擇右鍵菜單 【 NC Resources】 | 【 Edit NC Resources】 命令，將彈出 【 刀具定義 】 對(duì)話框，可對(duì)刀具所有參數(shù)進(jìn)行編 輯、修改。 刪除無用刀具 選擇右鍵菜單 【 NC Resources】 | 【 Delete Unused Resources 】 命令，將刪除沒有用到的刀具，否則無法刪除。 刪除無用刀具 選擇右鍵菜單 【 NC Resources】

52、 | 【 Delete Unused Resources 】 命令，將刪除沒有用到的刀具，否則無法刪除。 CATIA數(shù)控加工基本操作 將刀具保存到刀庫(kù) 選擇右鍵菜單 【 NC Resources】 | 【 Send to Catalog】 命令，可以將選定的刀具保存在用戶指定的目錄下（刀庫(kù)），以 便再次調(diào)用。 單擊該按鈕，選擇保存路徑 保存刀具對(duì)話框 CATIA數(shù)控加工基本操作 3. 刀具調(diào)用 創(chuàng)建庫(kù)后，可以進(jìn)行調(diào)用，方法是在相應(yīng)的加工對(duì)話框的刀具標(biāo)簽下，或者 在 【 換刀 】 對(duì)話框中，單擊 【 查詢選擇刀具 Select a tool with query】 按鈕，在 彈出的對(duì)話框中選擇刀

53、庫(kù)和需要刀具。 查詢選擇刀具 查詢選擇刀具按鈕 CATIA數(shù)控加工基本操作 五、進(jìn)退刀方式 在每一個(gè)加工操作中，都可以定義該加工的進(jìn)退刀方式。在特征樹中雙擊相 應(yīng)的加工結(jié)點(diǎn)，彈出加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇 【 進(jìn)刀 /退刀 】 標(biāo)簽， 可進(jìn)行進(jìn)退刀方式的設(shè)置。 在 【 Macro Management】 選項(xiàng)區(qū)中列出了不同情況下的進(jìn)退刀方式。 Approach 起點(diǎn)進(jìn)刀，加工開始刀具進(jìn)入切削起點(diǎn)的方式。 Retract 終點(diǎn)退刀，該加工結(jié)束時(shí)的退刀方式。 Clearance 退回安全平面，在安全平面上移動(dòng)到下一個(gè)刀點(diǎn)，再 進(jìn)刀的方式。常用于避讓不切削部位（如夾具）。 CATIA數(shù)控加工

54、基本操作 Linking Approach /Retract 連接進(jìn)刀 /退刀，用于連接不連續(xù)刀路。 Return a Level Approach /Retract 同層間的進(jìn)刀 /退刀，同于連接同層 間的不連續(xù)刀路。 Return Finish Pass Approach /Retract 完成粗加工后的精加工進(jìn)刀 /退 刀方式。 Return Between Levels Approach /Retract 用于不同切削層之間刀路 的連接。 CATIA數(shù)控加工基本操作 上述不同進(jìn)退刀方式的設(shè)置方法相同。下面以起點(diǎn)進(jìn)刀和以終點(diǎn)退刀方式為 例，說明進(jìn)刀和退刀方式的建立。 在 【 Macro

55、Management】 選項(xiàng)區(qū)中選擇需要的項(xiàng)目，右鍵單擊，在彈出的 菜單中選擇 【 激活 Activate】 （指示燈：紅色為非激活，黃色為激活，綠色為已 設(shè)置） 。拉下來用戶就可以利用對(duì)話框中提供的各種工具來建立進(jìn)刀和退刀路徑。 進(jìn) /退刀方式設(shè)置 CATIA數(shù)控加工基本操作 相切運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建一個(gè)與加工表面相切的進(jìn)刀路徑。雙擊視圖中 的數(shù)值可編輯相切運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度，或者路徑，在彈出的對(duì)話框中編輯長(zhǎng)度、與 垂直方向的夾角、與水平方向的夾角，單擊“？”號(hào)可出現(xiàn)預(yù)覽視圖，如 圖所示。 設(shè)置相切進(jìn)刀方式設(shè)置 CATIA數(shù)控加工基本操作 添加一段垂直進(jìn)刀路徑 垂直運(yùn)動(dòng) 添加一個(gè)與前面刀路相垂直的進(jìn) /退刀路徑

56、。設(shè)置 方法與前述方法相似，如圖所示。 CATIA數(shù)控加工基本操作 添加一段軸向進(jìn)刀路徑 軸向運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段與刀軸平等的進(jìn) /退刀路徑。設(shè)置 方法與前述方法相似，如圖所示。要注意軸線運(yùn)動(dòng)之前不能插入其它運(yùn)動(dòng)。 CATIA數(shù)控加工基本操作 指定用于設(shè)置進(jìn)刀路徑的參考平面 設(shè)定進(jìn)刀路徑的方向 垂直與指定平面的運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段與指定平面垂直的進(jìn) /退刀路徑。平面的創(chuàng)建方法與安全平面的創(chuàng)建相似。 指定方向的運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段指定方向的直線進(jìn) /退刀路 徑。在感應(yīng)區(qū)中的直線上單擊，然后可以通過選擇視圖中零件幾何要素或 通過設(shè)定方向單位矢量的方式指定。 CATIA數(shù)控加工基本操作 圓弧進(jìn)刀路徑

57、 斜線運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段螺旋進(jìn) /退刀路徑。可設(shè)置每一刀 層在水平面及垂直面的距離、傾斜角等，如圖所示。 螺旋進(jìn)刀路徑 圓弧運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段圓弧進(jìn) /退刀路徑。設(shè)置方法與前 述方法相似，如圖所示。 CATIA數(shù)控加工基本操作 感應(yīng)區(qū)中的點(diǎn)標(biāo)志 到指定點(diǎn)的進(jìn)刀路徑 到指定平面開始的運(yùn)動(dòng) 創(chuàng)建或添加一段到指定平面的軸線運(yùn) 動(dòng)進(jìn) /退刀路徑。方法與設(shè)置前述垂直與指定平面運(yùn)動(dòng)相似。 刀具軸線運(yùn)動(dòng) 可以選擇一個(gè)幾何元素或設(shè)定一個(gè)方向矢量， 來指定刀具的軸線方向，這里確定的僅僅是刀軸的方向，還需要添加其它 的進(jìn) /退刀路徑。 到指定點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 可以創(chuàng)建或添加一個(gè)到指定點(diǎn)開始的進(jìn) /退刀 路徑。在感應(yīng)區(qū)中

58、單擊點(diǎn)標(biāo)志，再在視圖中選擇一個(gè)點(diǎn)作為指定點(diǎn)即可。 CATIA數(shù)控加工基本操作 六、設(shè)置切削用量 在設(shè)置了刀具參數(shù)及刀路之后，可以設(shè)置切削速度、進(jìn)刀速度、退刀速度等 切削用量參數(shù)。在特征樹中雙擊相應(yīng)的加工結(jié)點(diǎn)，彈出加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在 對(duì)話框中選擇 【 切削用量 】 標(biāo)簽，可進(jìn)行切削用量參數(shù)的設(shè)置。 在 【 進(jìn)給速率 Feedrate】 選項(xiàng)區(qū)主要包含： 【 進(jìn)刀速率 Approach】 、 【 退刀速率 Retract】 、 【 進(jìn)給速率 Machining】 、 【 精加工進(jìn)給速率 Finishing】 、 【 主軸轉(zhuǎn)速 Machining】 等，可根據(jù)加工需要進(jìn)行設(shè)置 。 進(jìn)給參數(shù)設(shè)置

59、CATIA數(shù)控加工基本操作 完整進(jìn)退刀路線建立實(shí)例 在 【 Part Operation.1】 對(duì)話框中定義機(jī)床、加工零件模型、夾具模型 等加工要素。 在 【 Manufacturing Program.1】 結(jié)點(diǎn)下添加一個(gè)輪廓銑削加工過程。 由于所加工的輪廓不是完整輪廓，所以在定義輪廓時(shí)，可選擇一個(gè)邊界線 段，確定拾取方向，再定義一個(gè)邊界，可定義要加工的部分輪廓，如圖所 示。 CATIA數(shù)控加工基本操作 輪廓拾取方向 需反轉(zhuǎn)一下 刀具半徑補(bǔ)償 方向 設(shè)置此處為 拾取邊界 定義加工輪廓 CATIA數(shù)控加工基本操作 完整進(jìn)退刀路線建立實(shí)例 在 【 進(jìn)退刀 】 標(biāo)簽中，激活 【 進(jìn)刀 】 和 【

60、退刀 】 ，選擇 【 Circular horizontal axial】 模式，并將參數(shù)改為如圖所示。刀軌中綠色表示切削路徑， 黃色表示進(jìn)刀，藍(lán)色表示退刀，紅色表示快速定位。 進(jìn)退刀設(shè)置 刀軌仿真結(jié)果 CATIA數(shù)控加工基本操作 完整進(jìn)退刀路線建立實(shí)例 由于在快速定位刀軌中，采用了圓弧過渡（可在操作選項(xiàng)中取消圓弧 過渡），可能切削到夾具。為了安全，可將 【 連接進(jìn)刀 】 和 【 連接退刀 】 項(xiàng)激活，將其刀軌設(shè)置為軸運(yùn)動(dòng)，將值改為 30mm。 添加連接進(jìn) /退刀的軸運(yùn)動(dòng) 刀軌仿真結(jié)果 CATIA數(shù)控加工基本操作 CATIA數(shù)控加工基本操作 完整進(jìn)退刀路線建立實(shí)例 由于在添加的接連進(jìn)刀中采用的

61、是快進(jìn)，切削檢驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn)到碰撞。所 以需要將接連進(jìn)刀模式改為 【 由用戶建立 】 ，添加一個(gè)切削進(jìn)給的軸運(yùn)動(dòng)。 在感應(yīng)區(qū)刀軌上右鍵單擊可設(shè)置不同的進(jìn)給速度（ PARPID是快速進(jìn)給、 Local可自定義進(jìn)給速率）。 通過右鍵菜單設(shè)置進(jìn)給參數(shù) 最終刀軌仿真結(jié)果 七、刀路仿真及切削檢驗(yàn) 已經(jīng)建立的加工操作可以將其刀具路徑顯示出來，并且模擬數(shù)控加工的走刀 過程。可以模擬數(shù)控加工的切削過程，觀察刀具切削的過程及剩余材料。 1. 刀路仿真 刀路仿真可以讓用戶直觀地觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，以檢驗(yàn)各種參數(shù)定義的合 理性。 在特征樹中雙擊某個(gè)加工操作結(jié)點(diǎn)，即可彈出加工操作設(shè)置對(duì)話框，在對(duì)話 框中單擊 【 刀路仿真

62、】 按鈕 ，或者右鍵單擊某個(gè)加工操作結(jié)點(diǎn)，在右鍵菜 單中選擇 【 刀路仿真 】 ，將彈出如圖所示的刀路仿真對(duì)話框。 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀路仿真對(duì)話框中與刀路仿真相關(guān)部分包括刀具運(yùn)動(dòng)仿真、當(dāng)前刀路信息和 刀路顯示選項(xiàng)。 刀具運(yùn)動(dòng)仿真部分提供了 5個(gè)動(dòng)畫控制選項(xiàng)： 或 F7 向前播放。 或 F6 向后播放。 或 F4 暫停播放。 或 F5 返回到當(dāng)前操作刀路起點(diǎn)。 或 F8 到當(dāng)前操作刀路終點(diǎn)或到下一步操作起點(diǎn)。 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀路仿真對(duì)話框中所提供的刀路信息包括： Feedrate 當(dāng)前進(jìn)給速率。 X、 Y、 Z 當(dāng)前刀尖點(diǎn)的坐標(biāo)。 I、 J、 K 當(dāng)前刀軸的單位方向矢量

63、。 Machining time 切削時(shí)間。 Total time 總的走刀時(shí)間（包括切削時(shí)間及非切削時(shí)間）。 CATIA數(shù)控加工基本操作 刀路仿真中的刀路顯示選項(xiàng)包括以下類型： 刀路播放模式有以下幾種： 按進(jìn)給速率播放，即對(duì)于不同進(jìn)給速率的刀路分別播放。 按刀位點(diǎn)播放。 連續(xù)播放模式。 按平面播放，即對(duì)于分層的刀路逐層播放。 CATIA數(shù)控加工基本操作 在刀具運(yùn)動(dòng)過程中，刀具的顯示模式有三種： 只在當(dāng)前點(diǎn)顯示刀具，如下圖 a所示。 在每個(gè)刀位點(diǎn)顯示刀具軸線，如下圖 b所示。 在每個(gè)刀位點(diǎn)顯示刀具，如下圖 c所示。 圖（ a） 圖（ b） 圖（ c） CATIA數(shù)控加工基本操作 刀路的顏色顯示

64、模式有兩種： 圖（ a） 圖（ b） 相同顏色模式，即刀路都以相同的顏色顯示，如下圖 a所示。 彩色模式，即不同類型刀路以不同顏色顯示，如下圖 b所示。 不同類型刀路的顯示顏色可在 【 操作 】 對(duì)話框中設(shè)置。 CATIA數(shù)控加工基本操作 2. 加工結(jié)果拍照 在刀路仿真對(duì)話框中，單擊 【 加工結(jié)果 】 按鈕 ，切換到拍照窗口，如 圖所示。視圖區(qū)中出現(xiàn)了當(dāng)前已經(jīng)完成設(shè)置的加工操作加工后零件的狀況。 加工結(jié)果拍照窗口 CATIA數(shù)控加工基本操作 在加工結(jié)果拍照窗口，可用下列兩種方式查看加工表面信息： 查看某一點(diǎn)的加工信息 在加工表面的某一點(diǎn)單擊鼠標(biāo)，彈出對(duì)話框，顯示了對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行 加工的操作名稱、加

65、工余量、該點(diǎn)的坐標(biāo)和刀具名稱等信息。 將視圖放大，在加工表面的某一點(diǎn)單擊右鍵，在彈出菜單中選擇 【 Closeup】 ，將會(huì)顯示該點(diǎn)鄰近區(qū)域的局部放大視圖。如果要回復(fù)到 全景狀態(tài)，可以在零件任意部位單擊右鍵，選擇 【 Stock】 菜單項(xiàng)。 查看加工表面狀況 CATIA數(shù)控加工基本操作 加工結(jié)果分析對(duì)話框 3. 加工分析 在刀路仿真對(duì)話框中，單擊 【 分析 Analyze】 按鈕 ，彈出分析對(duì)話框， 如圖所示?？梢詫⒓庸そY(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行比較。分析只在拍照模式和切削仿真 模式下可用。 CATIA數(shù)控加工基本操作 切削結(jié)果分析有 3種類型： 剩余材料分析結(jié)果 Remaining Material

66、 剩余材料分析。在對(duì)話框中選中 【 Remaining Material】 復(fù)選框，可以設(shè)置不同厚度剩余材料的顯示顏色。點(diǎn)擊對(duì)話 框下方的 【 應(yīng)用 】 按鈕即可對(duì)當(dāng)前加工后的剩余材料狀況進(jìn)行分析。 CATIA數(shù)控加工基本操作 過切分析結(jié)果 Gouge 過切分析。在對(duì)話框中選中 【 Gouge】 復(fù)選框，可以設(shè)置 不同厚度過切的顯示顏色。點(diǎn)擊對(duì)話框下方的 【 應(yīng)用 】 按鈕即可對(duì)當(dāng) 前加工后的過切狀況進(jìn)行分析，如圖所示。 Tool Clash 刀具碰撞分析。在對(duì)話框中選中 【 Tool Clash】 復(fù)選 框，可以設(shè)置刀具碰撞的顯示顏色。點(diǎn)擊對(duì)話框下方的 【 應(yīng)用 】 按鈕 即可對(duì)當(dāng)前加工過程中是否有刀具碰撞進(jìn)行分析。 CATIA數(shù)控加工基本操作 測(cè)量工具欄及對(duì)話框 4. 測(cè)量 在刀路仿真對(duì)話框中，單擊 【 測(cè)量 Measure】 按鈕 ，切換到測(cè)量窗口， 單擊某個(gè)測(cè)量工具，彈出測(cè)量對(duì)話框，如圖所示?？梢詫?duì)加工后的整體優(yōu)勢(shì)進(jìn)行 測(cè)量。測(cè)量只在拍照模式和切削仿真模式下可用。測(cè)量工具的使用與其它模塊中 完全相同不再贅述。 CATIA數(shù)控加工基本操作 切削仿真 5. 切削過程仿真 切削過程仿