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自动编程技术课件概述自动编程是借助计算机及其外围设备装置自动完成从零件图构造、零件加工程序编制到控制介质制作等工作的一种编程方法。目前，除工艺处理仍主要依靠人工进行外，编程中的数学处理、编写程序单、制作控制介质、程序校验等各项工作均已通

过自动编程达到了较高的计算机自动处理的程度。与手工编程相比，自动编程解决了手工编程难以处理的复杂零件的编程问题，既减轻劳动强度、缩短编程时间，又可减少差错，使编程工作简便。一.自动编程的基本知识（一）实现自动编程的环境要求1．硬件环境

根据所选用的自动编程系统，配置相应的计算机及其外围设备硬件。计算机主要由中央处理器（CPU）、存储器和接口电路组成。外围设备包括输入设备、输出设备、外存储器和其它设备等。§6-1自动编程的工作过程EXIT2．软件

环境软件是指程序、文档和使用说明书的集合。其中文档是指与程序的计划、设计、制作、调试和维护等相关的资料；使用说明书是指计算机和程序的用户手册、操作手册等；程序是用某种语言表达的由计算机去处理的一系列步骤，习惯也将程序简称为软件，它包括系统软件和应用软件两大类。

(1)系统软件是直接与计算机硬件发生关系的软件，起到管理系统和减轻应用软件负担的作用。(2)应用软件是指直接形成和处理数控程序的软件，它需要通过系统软件才能与计算机硬件发生关系。应用软件可以是自动编程软件，包括识别处理由数控语言编写的源程

序的语言软件（如APT语言软件）和各类计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）软件；其它工具软件和用于控制数控机床的零件数控加工程序也属于应用软件。在自动编程软件中，按所完成的功能可以分为EXIT§6-1自动编程的工作过程前置计算程序和后置

处理程序两部分（二）自动编程的分类自动编程技术发展迅速，至今已形成繁多的种类。从使用的角度出发，自动编程可从如下方面来分类。1．按计算机硬件的种类规格分类（1）微机自动编程（2）大、中、小型计算机自动

编程（3）工作站自动编程（4）依靠机床本身的数控系统进行自动编程2．按计算机联网的方式分类（1）单机工作方式的自动编程这种方式是单台计算机独立进行编程工作。EXIT§6-1自动编程的工作过程（2）联网工作方式

的自动编程它是建立在通讯网络的基础上，同时有多个用户进行编程。按照联网的分布，这种方式又可分为集中式联网、分布式联网和环网式联网等形式。3．按编程信息的输入方式分类（1）批处理方式自动编程（2）人机对话式自动编程4．按加工中采用的机床坐标

数及联动性分类按这种方式分类，自动编程可以点位自动编程、点位直线自动编程、轮廓控制机床自动编程等。对于轮廓控制机床的自动编程，依照加工中采用的联动坐标数量，又有2—2.5—3—4—5坐标加工的自动编程。5．自动编程软

件尽管种类很多,但从编程原理上讲是EXIT§6-1自动编程的工作过程相同的。从编程方法上可分两类：（1）语言自动编程。语言编程在上世纪七八十年代,使用很多。现在由于计算机的发展,图形编程比用语言编程要方便,故前者得到了普及,后者应用越来越少。在用计算机语言进行数控编程时,必须用一种定义好

的字符,关键字组成一个源程序,由计算机对源程序进行处理而后生成数控加工程序。APT(AutomaticallyProgrammedTools)语言,就是用源程序编程的方法。它是由美国麻省理工学院开发的,是一种高级编程语言。其编程的原理如下图所示。在这个框图中,虚

线部分为计算机经过三级处理最后生成加工程序。EXIT§6-1自动编程的工作过程APT语言的源程序是由语句组成的,共有三种类型的语句,为几何定义语句、刀具运动语句和后置处理语句。各语句则是由词汇、数值、标识符

号等按一定语法规则组成的。EXIT§6-1自动编程的工作过程用数控语言编程就是用专用的语言和符号来描述零件的几何形状和刀具相对零件运动的轨迹、顺序和其他工艺参数等。由于采用类似于计算机高级语言的数控语言来描述加工过程,大

大简化了编程过程,特别是省去了数值计算过程,提高了编程效率。（2）图形交互式自动编程。采用数控语言编程虽比手工编程简化许多,但仍需要编程人员编写源程序,比较费时。为此,后来又发展了CAD/CAM图形编程技术。到目前几乎所有大型CAD/CAM应用软件都具备数控编程功能,即图形编程。在使用这类软

件编程时,编程人员不需要编写数控源程序,只需要绘制出加工图形,或从CAD数据库中调出零件图形文件,EXIT§6-1自动编程的工作过程并显示在屏幕上,采用多级功能菜单作为人机界面,输入相应的功能选择,即可自动生成程序。编程过程中,系统还会给出

大量的提示。这种方式操作方便,容易学习,又可大大提高编程效率。一般CAD/CAM系统编程部分都包括:查询被加工部位图形元素的几何信息；对设计信息进行工艺处理；刀具中心轨迹计算；定义刀具类型；定义刀位文件数据。对于一些功能强大的CAD/CA

M系统,甚至还包括数据后置处理器,自动生成数控加工源程序,并进行加工模拟,用来检验数控程序的正确性。下图为图形编程的原理图。EXIT§6-1自动编程的工作过程（三）自动编程的发展自动编程系统的发展主要表现在以下几方面：(l

)会话型自动编程系统通过计算机屏幕显示的菜单方式,选择和调用系统中预先存储好的信息,由系统生成数控加工数据。EXIT§6-1自动编程的工作过程(2)数控图形系统用光笔﹑鼠标或键盘在荧光屏上绘出零件轮廓,计算机按预先存储的程序进行计算并将处理结果显示出来

。再用光笔沿着刀具轨迹移动,计算机便自动地编制出零件的加工程序并制出纸带,实现了“实时对话!”,简化了编程过程,降低了费用。(3)数字化自动编程由无尺寸的图形或实物模型给出零件的形状和尺寸时,用测量机将实际图形或模型的尺寸测量出来,并自动生成计算机能

处理的信息。经数据处理后,输出设备输出数控带或程序单。(4)语音数控编程系统是用音频数据输人的编程系统。使用语音识别系统时,操作人员须使用记录在计算机内的EXIT§6-1自动编程的工作过程词汇,所需指令通过话筒

输人,指令按顺序显示,之后再显示下次输入需要的指令,以便操作人员选择。用语音输入可消除打字错误,通过图像显示可检查全部语音系统,提高了编程的速度。(5)计算机数控中的直接编程数控系统中的计算机除用于控制外还可用于编程。通过键盘或磁盘输入零件的源程序,由计算机系统处理

成零件加工程序,控制机床实现切削加工。EXIT§6-1自动编程的工作过程一.CAXA制造工程师XP功能简介CAXA制造工程师是北航海尔软件公司(CAXA)的产品,它是一种高效易学的CAD/CAM软件,具有实体曲

面提合造型功能,面向数控加工中心,数控镜床提供2～5轴多种镜削加工数控编程手段。主要分以下几部分。1.CAD模块（1）二维线框造型CAXA制造工程师线框造型基本图素的主要命令包括:直线、圆弧、圆、矩形、椭圆、样条、点、公式曲线、多边形

、二次曲线、等距线、曲面投影、相关线和文字等,用户可以通过曲线绘制的各种功能,方便、快捷地绘制出各种各样的复杂图形。此外,还提供了曲线编辑和几何变换的功能,曲线编辑包括:曲线裁剪、曲线过渡、EXIT§6-2建模操作曲线打断、曲线组合、曲线拉伸、

曲线优化；几何变换包括:平移、平面旋转、旋转、平面镜像、镜像、阵列和缩放。利用这些功能降低绘图难度,提高绘图效率。（2）特征实体造型主要有拉伸、旋转、导动、放样、倒角、过渡、打孔、肋板等特征造型方式,可以将二维草图轮廓快速生成三维实体。实体模型的生成可以用增料方式,通过拉

伸、旋转、导动、放样、肋板、曲面加厚来实现；也可以通过减料方式,从实体中减掉实体或用曲面裁剪来实现；还可以通过倒角、过渡、打孔、拔模、抽壳、布尔运算等高级功能来实现。EXIT§6-2建模操作（3）曲面造型可以通过列表数据、数学模型、字体文件及各种测量数据

生成样条曲线;通过扫描、放样、拉伸、导动、等距、边界网格等多种形式生成复杂曲面；并通过对曲面进行裁剪、过渡、缝合、拼接和延伸等,建立更复杂的曲面。曲面实体混合适型CAXA制造工程师在造型时可以使曲面融合进实体中,形

成统一的曲面实体复合造型模式,在设计产品和模具时,可以利用曲面裁剪实体、曲面生成实体等混合操作来实现。2.CAM模块(1)两轴到五轴的数控加工两轴到两轴半加工方式:可以利用零件的轮廓曲线生成轨迹加工指令,无须建立其三维曲面模型；提供轮廓EXIT§6-2建模操作加工和区域加工功能,加工区域内允许

任意形状和数量的岛,可分别指定加工轮廓和岛的拔模斜度,自动进行分层加工,在生成加工轨迹时,有多种进退刀和下刀方式可供选择。三轴加工方式:多样化的加工方式可以安排从粗加工、半精加工、精加工的加工路线,高效生成刀具轨迹。四轴到五轴的加工方式(可以选配):针对叶轮、叶片类零件提供

的多轴加工功能,加工整体叶轮和叶片。（2）支持高速加工支持高速切削工艺,提高产品精度,降低代码数量,使加工质量和效率大大提高。（3）参数化轨迹编辑和轨迹批处理EXIT§6-2建模操作CAXA制造工程师的“

轨迹再生成”功能可以实现参数化轨迹编辑,用户只需要选中已有的数控加工轨迹,修改己定义的参数加工表,即可重新生成加工轨迹。CAXA制造工程师可以先定义加工轨迹参数,而不立即生成加工轨迹。工艺人员可以将大批加工轨迹参数事先定义而在某一集中时间内

批量生成,这样就优化了工作流程。（4）加工工艺控制CAXA制造工程师提供丰富的工艺控制参数,可以方便地控制加工过程,使编程人员的经验得到充分地体现。丰富的刀具轨迹编辑功能可以控制切削方向及轨迹形状的任意细节,大大提高机床的进给速度。EXIT§6-2建模操作（5）加工轨迹仿真CAXA制造工程师提

供了轨迹仿真手段以检验数控代码的正确性。可以通过实体真实感仿真如实地模拟加工过程,展示加工零件的任意截面,显示加工轨迹。（6）通用后置处理CAXA制造工程师提供的后置处理,无须生成中间文件就可直接输出G代码控制指令

。系统不仅可以提供常见的数控系统的后置格式,还可以让用户定义专用数控系统的后置处理格式。（7）生成加工工序单CAXA制造工程师可自动按照加工的先后顺序生成加工工艺单。在加工工艺单上有必要的零件信息、刀具信息、代码信息、加工

时间信息,方便编程者与机床操作者之间的交流,减少加工中错误的产生。EXIT§6-2建模操作3.知识加工CAXA制造工程师专门提供了知识加工功能,针对复杂曲面的加工,为用户提供一种整体加工思路,用户只需观察零件整体模型是平坦还是陡峭,应用老工程师的加工经验,就可以快速地完成加工过程。老

工程师的编程和加工的经验是靠知识库的参数设置来实现的。知识库参数设置应有丰富编程和加工经验的老工程师来完成,设置好后可以存为一个文件,文件名可以根据自己的习惯来设置。有了知识库加工功能,就可以使老编程者工作更轻松,使新编程者直接利用己有的加工工艺和加工参数,很快学会编

程。二.CAXA制造工程师主界面及功能用户界面(简称界面)是交互式CAD/CAM绘图软件与用户进行信息交流的中介。系统通过界面反映当前信息状态将要执行的操作,用户按照界面提供的信息作出EXIT§6-2建模操作判断,并经由输入设备进行下一步的

操作。CAXA制造工程师XP的用户界面,和其他Windows风格的软件一样,各种应用功能通过菜单和工具条驱动:状态栏指导用户进行操作并提示当前状态和所处位置；特征树记录了历史操作和相互关系；绘图区显示各种功能操作的结果；同时,功能区和特征树为用户提供了数据交互功能

。CAXA制造工程师XP工具条中每一个按钮都对应一个菜单命令,单击按钮和单击菜单命令是完全一样的,如下图所示。EXIT§6-2建模操作（1）主菜单包括文件、编辑、显示、应用、工具、设置和EXIT§6-2建模操作帮助。

每个部分都含有若干个下拉菜单,单击任意一个菜单项,都会弹出一个下拉式菜单,指向某一个菜单项会弹出其子菜单。菜单条与子菜单构成了下拉主菜单,如下图所示。EXIT§6-2建模操作（2）立即菜单立即菜单描述了该项命令执行的各种情况和使用条件。用户根据当前的作图要求,正确地选择某一选项,即

可得到准确的响应。在主界面图中显示的是画直线的立即菜单。（3）快捷菜单为了提高绘图速度,CAXA制造工程师XP提供了快捷菜单。光标处于不同的位置,单击鼠标右键会弹出不同的快捷菜单。A．将鼠标移到特征树

中XY、YZ、ZX3个基准平面上,单击鼠标右键,弹出的快捷菜单如图a)所示。B．将鼠标移到特征树的草图上,弹出的快捷菜单如图b)所示。C．将鼠标移到特征树中的某个特征上,弹出的快捷菜单如图c)所示。EXIT§6-2建模操作D．将鼠标移到绘图区中的实体上,单击实体,单击鼠

标右键,弹出的快捷菜单如图d)所示。E．在非草图状态下,将鼠标移到绘图区中的草图上,单击曲线,单击鼠标右键,弹出的快捷菜单如图e)所示。F．在草图状态下,拾取草图曲线,单击鼠标右键,弹出的快捷菜单如图f)所示。G．在空间曲线、曲面上选中曲线或加工轨

迹曲线,单击鼠标右键,弹出的快捷菜单如图g）。H．在任意空白出单击鼠标右键，弹出的快捷菜单如图h)。EXIT§6-2建模操作(4)点工具菜单工具点就是在操作过程中具有几何特征的点，如EXIT§6-2建模操作圆心点、切点、端点

等。点工具菜单就是用来捕捉工具点的菜单。用户进入操作命令，需要输入特征点时，只要按下空格键，屏幕上就会弹出如下图所示的点工具菜单。EXIT§6-2建模操作(5)矢量工具菜单矢量工具菜单主要用来选择方向、在曲

面生成时经常要用到，如下图。（6）选择集拾取工具菜单拾取图形元素(点、线、面)的目的就是根据作图的需要在已经完成EXIT§6-2建模操作的图形中，选取作图所需的某个或某几个元素。选择集拾取工具就是用来方便地拾取

需要的元素工具。拾取元素的操作是经常要用到的操作，应当熟练掌握。已选中的元素集合称为选择集。当交互操作处于拾取状态(工具菜单提示出现“添加状态”或“移出状态”)时，用户可通过选择集拾取工具菜单(见下图)来改变拾取的特征。二．CAXA制造工程师的工具条介绍EXIT§6-2建模

操作1．标准工具条标准工具条(见下图)包含标准的“新建文件”、“打开文件”、“打印文件”、“剪切”、“粘贴”、“撤消”等Windows按钮，也有CAXA制造工程师的“帮助”、“线面可见”、“拾取过滤设置”、“层设置”、“当前颜色”等按钮。2．显示工具条(见下图)包含“缩放”、“移动”、“视向定位

”等选择显示方式的按钮。3.状态工具条EXIT§6-2建模操作4．曲线工具条曲线工具条(见下图)包含“直线”、“圆弧”、“公式曲线”等丰富的曲线绘制工具。5．几何变换工具条几何变换工具条(见下图)包含“平移”、“镜像”、“旋转”、“阵列”等几何变换工具。6．线面编辑工具条线面编辑工具条(见下图

)包含曲线的裁剪、过渡、拉伸和曲面的裁剪、过渡、缝合等编辑工具。EXIT§6-2建模操作7．曲面工具条曲面工具条(见下图)包含“直纹面”、“旋转面”、“扫描面”等曲面生成工具。8．特征工具条特征工具条(见下图)包含“拉伸”、

“导动”、“过渡”、“阵列”等丰富的特征造型工具。9.特征树特征树记录零件生成的操作步骤，用户可以直接在特征树中对零件特征进行编辑。EXIT§6-2建模操作在进行特征造型时，每增加一个特征，如拉伸增料、倒角、筋板、打孔、抽壳等，只要是使用特征工具

栏中任意工具进行特征造型的，在特征树中便有记录。需要对使用任意特征的造型进行修改时，只要将鼠标移到特征树对应位置，单击右键弹出对应的立即菜单，即可对特征进行修改或对草图进行编辑。三．CAXA制造工程师的加工造型1.加工造型与设计造型的区别零件设计造型的

目的是构建设计者需要的零件形状，凡属零件上的几何要素都要通过造型表达出来。零件加工造型则是以加工零件的一个或若干表面为目的，运用CAD的各种造型方法构建所需要的几何模型。加工造型与设计造型虽然所运用的造型手段相同，但要达到的目的却不同。加工造型与设计造型的区别EXIT§6-

2建模操作反映在以下几点：(1)加工造型并不需要完整地构建零件的整个轮廓，只要将与加工有关的几何要素表达出来即可。例如，对下左图所示零件的四个侧面加工造型只需画出下右图所示的零件下底面轮廓线，便可生成四个侧面的走刀轨迹。(2)加工造型构建的几何模

型不一定要与零件形状和尺寸一致。例下左图所示零件上表面为曲面，曲面上还有一个沟槽。加工曲面时可以先对曲面进行造型（下图右），上面的沟槽则可以不造型。EXIT§6-2建模操作(3)加工造型有时需要构建一些为使用特定加工方法而生成的线和面，而这

些线和面对于零件的造型是不需要的。如下图所示参数线加工中的限制面用于限制生成走刀轨迹的范围。EXIT§6-2建模操作(4)加工造型必须使坐标系的位置和方向与工件在数控机床上的定位保持一致。在数控自动编程时，将以加工造型时的坐标系原点位置及坐标轴方向计算走刀轨迹及生成加工代码。零件

加工造型的方法可以归纳为三个基本类型：线框造型、曲面造型和实体造型。EXIT§6-2建模操作2．线框造型（1）曲线绘制曲线绘制除草图、曲线投影和相关线外，其它曲线的绘制方法与CAXA二维电子图板大致相同。对曲线进行编辑则其用法也与CAXA二维电子图板基本相同。这里仅介绍

草图、曲线投影和相关线的概念。1)草图草图是为特征造型准备的一个平面封闭图形，也称为轮廓。绘制草图的过程可以分为五个步骤：确定草图基准平面、选择草图状态、图形的绘制、图形的编辑、草图参数化修改。EXIT§6-2建模操作草图中的曲线必须绘制在一个基准面上。基准面可以是特征树中已有的坐标平面(如XY

、XZ、YZ坐标平面)，也可以是实体中生成的某个平面，还可以是构造出的平面。CAXA制造工程师有七种构造平面的方式。2)曲线投影曲线投影即指定一条曲线沿某一方向向一个实体的基准面投影，得到该曲线在该基准面上的

投影线。曲线投影的前提：只有在草图状态下，才具有投影功能。曲线投影的对象：空间曲线、实体的边和曲面的边。3)相关线相关线包括曲面或实体的交线、边界线、参数线、法线、投影线和边界线。EXIT§6-2建模操作（2）几何变换几何变换对于编辑图形和曲

面有着极为重要的作用，可以极大地方便绘制图形。几何变换对实体造型无效，共有七种功能：1)平移平移是对拾取到的曲线或曲面进行平移或拷贝。两种方式：两点和偏移量。2)平面旋转平面旋转是对拾取到的曲线或曲面进行同一平

面上的旋转或旋转拷贝(平面旋转拷贝见下图)。EXIT§6-2建模操作3)空间旋转空间旋转是对拾取到的曲线或曲面进行空间的旋转或旋转拷贝(空间旋转见下图)。有拷贝和平移两种方式。EXIT§6-2建模操作4)平面镜像平面镜像是令拾取到的曲线或曲面以某一条直线为对称轴，进行同一平面上的对

称镜像或对称拷贝。平面镜像有拷贝和平移两种方式。平面镜像拷贝如下图所示。5)空间镜像空间镜像是令拾取到的曲线或曲面以某一条直线为对称轴，进行空间上的对称镜像或对称拷贝。空间镜像有拷贝和平移两种方式。空间镜像拷贝如下图所示。EXIT§6-2建模操作6)阵列阵列是令

拾取到的曲线或曲面按圆形或矩形方式进行阵列拷贝。阵列分为圆形(见下图)或矩形两种方式EXIT§6-2建模操作7)缩放缩放是令拾取到的曲线或曲面按比例放大或缩小。有拷贝(见下图)和移动两种方式。（3）曲面造型1．曲面生成1)直纹面直纹面是由一根直线的两端点分别在两条曲线上匀

速运动而生成的曲面。直纹面的生成方式有3种：曲线+曲线、点+曲线、曲线+曲面。EXIT§6-2建模操作2)旋转面旋转面是按照给定的起始角度、终止角度将截面曲线绕一旋转轴旋转而生成的曲面。3)扫描面扫描面是按照给定的起始位置和扫描距

离令曲线沿指定方向以一定的锥度扫描生成的曲面。4)边界面边界面是在已知曲线围成的边界区域上生成曲面。边界面的生成方式有两种：四边面和三边面。5)放样面以一组互不相交、方向相同、形状相似的特征线(或截面线)为骨

架进行形状控制，过这些曲线蒙面所生成的曲面称为放样面，如下图。EXIT§6-2建模操作6)导动面让截面线沿着一条导动线扫描生成的曲面称为导动面。截面线可以是曲面的边界线或曲面与平面的交线，也称剖面线。截面线用来控制曲面一个方向上的形状，截面线的运动形成导动面。导动线是

用于确定截面线在空间的位置、约束截面运动的轨迹曲线。导动面的生成有6种方式：平行导动、固接导动、导动线和平面、导动线和边界线、双导动线、管道曲面。下图为平行导动方式生成的导动面。EXIT§6-2建模操作（2）曲面编辑CAXA制造工程师系统中提供的曲面编辑工具有曲面裁剪、曲面过渡、曲面

缝合、曲面拼接和曲面延伸。1)曲面裁剪曲面裁剪有投影线裁剪、线裁剪、面裁剪和等参线裁剪四种方式。投影线裁剪是将空间曲线沿给定的方向投影到曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面，如下图所示。EXIT§6-2建模操作线裁剪是将曲线沿曲面法矢方向投影到曲面上，形成剪刀线来裁剪曲面；面裁剪是由剪刀曲面和被裁剪

曲面求得交线，以交线作为剪刀线来裁剪曲面。2)曲面过渡曲面过渡是在给定的曲面之间以一定的方式作给定半径或给定半径规律的圆弧过渡面，以实现曲面之间的光滑过渡；或者说，曲面过渡是用截面为圆弧的曲面将两张EXIT§6-2建模操作曲面光滑连接起来。过渡面不一定通过原曲面的边界。共有7

种方式。曲面过渡支持等半径过渡和变半径过渡。变半径过渡指过渡面半径是变化的过渡方式。不管是线性变化半径还是非线性变化半径，系统都能提供有力的支持。用户可以通过给定导引边界线或给定半径变化规律的方式来实现变半径过渡。EXIT§6-

2建模操作3)曲面缝合曲面缝合是将两张曲面光滑连接为一张曲面。曲面缝合有两种方式：一种是通过曲面1的切矢进行光滑过渡连接；另一种是通过两曲面的平均切矢进行光滑过渡连接。以曲面切矢1方式缝合曲面，即在第一张曲面的连接边界处按曲面1的切矢方向和第二张曲面进行连接

，这样，最后生成的曲面中原曲面1的部分仍保持原有形状，如下图所示。EXIT§6-2建模操作以平均切矢方式缝合曲面，在第一张曲面的连接边界处按两曲面的平均切矢方向进行光滑连接。最后生成的曲面中原曲面1部分和原曲面2部分形状都发生了改变。

4)曲面拼接曲面拼接是曲面光滑连接的一种方式，它可以通过多个曲面的对应边界，生成一张曲面与这些曲面光滑相接。在许多物体的造型中，通过曲面生成、曲面过渡、曲面裁剪等工具生成物体的型面后，总会在一些区域留下一小片空缺，称之为“洞”，如下图所示。曲面拼接就可以对这种情形进行“补洞”处理。EXI

T§6-2建模操作曲面拼接共有三种方式：两面拼接、三面拼接和四面拼接。曲面造型实例：EXIT§6-2建模操作（3）实体造型实体造型是零件设计模块的重要组成部分。CAXA制造工程师采用基于特征的实体造型技术。CAXA制造工程师可以方便地建

立和管理这些特征信息。实体造型一般先要在一个平面上绘制二维图形(草图)，再运用各种方式生成三维实体。A．绘制草图草图是为基于特征的实体造型准备的一个平面封闭图形。绘制草图的过程可分为7个步骤：1)确定草

图基准平面基准平面是草图和实体赖以生存的平面，其作用是确定草图的绘制平面。2)选择草图状态EXIT§6-2建模操作选择一个基准平面后，单击绘制草图鼠标按钮，在特征树中添加了一个草图树枝，表示已经处于草图状态，可以开始绘制新草图。3)草图绘制进入草图状态后，利用曲线生

成命令绘制需要的草图。草图的绘制可以通过两种方法进行：一种方法是先绘制出图形的大致形状，然后通过草图参数化功能对图形进行修改，最终得到所期望的图形；另一种方法是直接按照标准尺寸精确作图。4)草图编辑在草图状态下绘制的草图一般要进行编辑和修改。草图只有处于打开状态时，才可以被编辑和修

改。EXIT§6-2建模操作5)草图参数化修改在草图状态下，可以任意绘制曲线，不必考虑坐标和尺寸的约束。此即为草图参数化功能，也就是尺寸驱动功能。草图参数化修改适用于图形的拓扑关系保持不变，只对某一尺寸进行修改的情况。6)草图环检查此操作用于检查草图是否封闭。7)退出

草图状态草图编辑完成后，单击绘制草图图标按钮，按钮弹起表示退出草图状态。只有退出草图状态后才可以生成特征。B．轮廓特征EXIT§6-2建模操作1)拉伸增料拉伸增料的功能是将一个轮廓曲线(必须是在草图状态下绘制的

封闭轮廓)根据指定的距离作拉伸操作，以生成一个增加材料的特征，如下图所示。2)拉伸除料与拉伸增料功能相反，拉伸除料是将一个轮廓曲线根据指定的距离作拉伸操作，用以生成一个去除材料的特征。3)旋转增料旋转增料的功能是通过围绕一条空间直线旋转一个或多EXIT§6-2建模操作个封闭轮廓，生成一个增加材料的

特征。旋转增料的参数及选项包括类型、角度、反向旋转和拾取。4)旋转除料与旋转增料功能相反，旋转除料是通过围绕一条空间直线旋转一个或多个封闭轮廓，去除材料生成一个特征。5)放样增料放样增料的功能是根据多个截面线轮廓生成一个实体。截面线应为草图轮廓。放样增料选项包

括轮廓、上和下。轮廓：需要放样的草图；上和下：调节拾取草图的顺序。6)放样除料与放样增料功能相反，放样除料是根据多个截面线轮廓去除一部分实体。7)导动增料EXIT§6-2建模操作导动增料的功能是将某一截面曲线或轮廓线沿着另外一条轨迹线运动生成一个特征实体。截面线

应为封闭的草图轮廓，截面线的运动形成导动曲面。导动增料的选项包括轮廓截面线、轨迹线和选项控制等。8)导动除料与导动增料功能相反，导动除料是将某一截面曲线或轮廓线沿着另外一轨迹线运动去除一部分实体。9)曲面加厚增料曲面加厚增料的功能是对指定的曲面按照给定的

厚度和方向进行加厚以生成实体。10)曲面加厚除料与曲面加厚增料功能相反，曲面加厚除料是对指定的曲面按照给定的厚度和方向去除一部分实体的操作。EXIT§6-2建模操作11)曲面裁剪除料曲面裁剪除料的功能是用生成的曲面对实体进行裁剪，去掉不需要的部分。曲面裁剪除料参数及选项

包括裁剪曲面和除料方向选择等。C．其它特征1)过渡过渡的功能是以给定半径或给定半径变化规律在实体间作光滑过渡。过渡的参数及选项包括半径、过渡方(即过渡方式)、结束方(即结束方式)、需过渡的元素和顶点等。2)倒角倒角的功

能是对实体的棱边进行角度过渡。倒角的参数及选项包括距离、角度和需倒角的元素。EXIT§6-2建模操作3)孔孔特征操作的功能是从平面上直接去除材料生成各种类型的孔。4)拔模拔模的功能是保持中立面与拔模面的交轴不变(即以此交轴为旋转轴)，

对拔模面进行相应拔模角度的旋转操作。此功能还可用来对几何面的倾斜角进行修改。如直孔，用户可通过拔模操作把其修改成带一定拔模角的斜孔。5)抽壳抽壳操作的功能是根据指定壳体的厚度将实心物体抽成内空的薄壳体。6)筋板筋板特征操作的功能是在指定位置增加加

强筋。EXIT§6-2建模操作实体造型实例：EXIT§6-2建模操作CAXA制造工程师的后置处理一．加工方法1．平面轮廓加工1)功能平面轮廓加工属于二轴加工方式，主要用于加工封闭的和不封闭的轮廓。由于它可以指定拔模斜度，所以也可以做二轴半加工。2)加工参数

表说明平面轮廓加工参数包括加工参数、拐角过渡方式、走刀方式、轮廓补偿、行距定义方式、拔模基准、层间走刀和机床自动补偿(G41/G42)等8项，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(1)加工参数。加工参数

包括一些参考平面的高度参数(指Z轴方向的坐标值)，当需要进行一定的锥度加工时，还需要给定拔模角度和每层下降高度。EXIT§6-3刀具路径和后置处理顶层高度：被加工工件的最高高度，切削第一层时，下降一个“每层下降高度”。底层高度

：加工的最后一层所在高度。每层下降高度：每层之间的间隔高度。拔模斜度：加工完成后，轮廓所具有的倾斜度。刀次：生成刀位的行数。(2)拐角过渡方式。拐角过渡方式是在切削过程中遇到拐角时的处理方式，CAXA制造工程师提供“尖角”和“圆弧”两种过渡方式，如下图所示。尖角：刀具

从轮廓的一边到另一边的过程中，以两条边延长后相交的方式连接。圆弧：刀具从轮廓的一边到另一边的过程中，以圆弧的方式过渡。过渡圆弧半径=刀具半径+余量。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(3)走刀方式。走刀方式指刀具轨迹行与行之间的连接方

式，CAXA制造工程师提供“单向”和“往复”两种方式。单向：刀具加工到一行刀位的终点后，抬到安全高度，再沿直线快速走刀到下一行起点所在位置的安全高度，垂直进刀，然后沿着相同方向进行加工，如下图(a)所示。往

复：与单项不同的是在进给完一个行距后刀具沿着相反的方向进行加工，行间不抬刀，如下图(b)所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(4)轮廓补偿。轮廓补偿有三种选项：ON、TO和PAST。ON：刀心线与轮廓线重合。TO：刀心线未到

轮廓一个刀具半径的距离。PAST：刀心线超过轮廓一个刀具半径的距离。操作注意事项：补偿是用TO还是用PAST取决于加工的是内轮廓还是外轮廓，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(5)行距定义方式。确定加工刀次后，刀具加工的行距可由行距和余量两种方式确定。行距方式：确定最后

加工完工件的余量及每次加工之间的行距，也可以称为等行距加工。行距指每一行刀位之间的距离。加工余量是给轮廓加工留出的预留量。余量方式：定义每次加工完所留的余量，也可以称为不等EXIT§6-3刀具路径和后置处理行距加工。余量的次数在刀次中定义。最多可定义10次加工的余量。余量方式下

，按“定义余量”按钮，可弹出“定义加工余量”对话框，如果在刀次中已经定义为3，则在此对话框中只有3次加工余量可供定义，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(6)拔模基准。拔模基准用来确定轮廓是工件的顶层或是底层。当加工的

工件带有拔模斜度时，工件顶层轮廓与底层轮廓的大小不一样。用“平面轮廓加工”功能生成加工轨迹时，只需画出工件顶层或底层的一个轮廓形状即可。底层为基准：加工中所选的轮廓是工件底层的轮廓。顶层为基准：加工中所选的轮廓是工件顶层的轮廓。(7)层间

走刀。除了每层加工中的单向、往复走刀方式外，层与层之间的刀具轨迹连接也分单向和往复，如选“单向”，则加工完一层后抬刀再加工下一层；如选“往复”，则加工完一层后不抬刀而直接进刀到下一层高度。(8)机床自动补偿(G41/G42)。使用机床自动补偿，EXIT§6-3刀具路径和后置处理机床自动

偏置刀具半径，在输出的代码中会自动加上G41/G42(左偏/右偏)、G40(取消刀补)。输出代码中自动加的是G41还是G42，取决于拾取轮廓时的方向。2．平面区域加工1)功能平面区域加工属于二轴半加工方式，生成具有多个岛的平面区域的刀具轨迹，主要用于加

工型腔。2)加工参数表说明平面区域加工参数表内容包括走刀方式、拐角过渡方式、拔模基准、区域内抬刀、加工参数、轮廓参数、岛参数和标识钻孔点等8项，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(1)走刀方式:平行加工

：刀具以平行走刀方式切削工件。可改变生成的刀位行与X轴的夹角，如下图(a)所示。可选择单向EXIT§6-3刀具路径和后置处理或往复式走刀。其中，“单向”指刀具以单一的顺铣或逆铣方式加工；“往复”指刀具以顺逆混合方式加工。环切加工：刀具以环状走刀方式切削工件。可选择从里向外或从

外向里的方式，如下图(b)所示。(2)区域内抬刀：是：刀具以抬刀的方式从一个区域到另一个区域。否：刀具以环绕的方式从一个区域到另一个区域。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(3)岛参数。除了轮廓可选余量、斜度外，岛也可以改变这些参数，其含

义与轮廓一样。3)清根参数平面区域加工参数表中的“清根参数”选项，如下图,可对轮廓的岛分别作清根选择，刀具将在每层加工完毕后，再沿轮廓或岛绕切一遍进行清根。EXIT§6-3刀具路径和后置处理3．导动加工1)功能导动加工是二维

加工的扩展，是用轮廓线沿导动线平行运动生成轨迹的方法，相当于平行导动曲面的算法，只不过生成的不是曲面而是轨迹。其截面轮廓可以是开放或封闭的，但导动线必须是开放的。导动加工轨迹是二轴半轨迹，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理2)导动加工的特

点(1)可简化造型。只作平面轮廓线和截面线。(2)生成的加工代码短。作加工轨迹时，因为它的每层轨迹都是用二维的方法来处理的，充分利用了机床的圆弧插补功能。因此它生成的代码最短，并且加工效果最好。(3)生成轨迹的速度非常快。(4)能够自动

消除刀具干涉现象。(5)加工效果最好。使用圆弧插补，刀具轨迹沿截面线按等弧长分布，可以达到很好的加工效果。(6)截面线可以由多段曲线组合，可以分段来加工。(7)沿截面线由下往上还是由上往下加工，可以任意选择。由下往上加工能避免“扎刀”。EXIT§6-3刀具路径和后置处理

3)加工参数说明选取“导动加工”菜单项，弹出如下图所示的“导动面加工参数表”对话框。对话框的内容包括导动面轮廓参数、切削用量和铣刀参数等三项，每项中又有其各自的参数，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理轮廓精度：拾取的轮廓(截面轮廓和导动轮廓)

有样条时的离散精度。截距：沿截面线上每一行刀具轨迹间的距离，按等弧长来分布，如下图所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理4．等高粗加工1)功能等高粗加工的功能是生成大量去除毛坯材料的刀具轨迹。2)加

工参数说明选取等高粗加工菜单命令后，弹出如下图所示的对话框。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(1)毛坯类型：拾取两点：指有两角点形成的长方体作为毛坯。两角点为长方体的对角点，而不是矩形的对角点，如下

图(a)所示。拾取轮廓：指由轮廓和顶层高度、底层高度围成的毛坯，如下图(b)所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理(2)切入毛坯：直接切入：直接切入所定义的毛坯，如下图(a)所示。毛坯外切入：从所定义的毛坯外切入，如下图(b)所示。EXIT§6

-3刀具路径和后置处理(3)走刀类型：层优先：在粗加工时，对于有凸、凹槽的零件，如选用层优先，则产生的加工轨迹是将这一层所有的内外型均加工完后再加工下一层，如下图(a)所示。深度优先：在粗加工时，对于有凸、凹槽的零件，如选用深度优先，则在加工到凹型部分时，先将这一部分的深度加工完再加工其

它部分，如下图(b)所示。EXIT§6-3刀具路径和后置处理3)操作说明(1)填写参数表。可用刀具为球头刀、端铣刀和圆角刀。(2)根据毛坯类型定义毛坯。如拾取两点，则拾取两角点。若为“环切加工”，当拾取第二个角点时，系统提示拾取方向。箭头

方向最终为刀具切削方向。如果选取“拾取轮廓”，则需要拾取一封闭轮廓。实质上是柱体，即由顶层高度和底层高度与轮廓围成的柱体。(3)拾取产品曲面模型。(4)提示生成轨迹过程，产生轨迹。二．后置处理与加工代码EXIT§6-3刀具路径和后置处理后置处理就是结合特定机床把系统生成的二轴或

三轴刀具轨迹转化成机床能够识别的G代码，生成的G代码可以直接输入数控机床用于加工，这是最终目的。考虑到生成程序的通用性，CAXA制造工程师针对不同的机床，可以设置不同的机床参数和特定的数控代码程序格式，同时还可以对生成的机床代码的正确性进行校核。后置处理模块包括后置设置、生成G

代码、校核G代码和生成工序卡功能。1．后置设置后置设置功能包括两方面的功能：增加机床和后置处理设置。EXIT§6-3刀具路径和后置处理1)增加机床增加机床参数表如下图所示。机床设置包括内容：当前机床、增加或删除当前的机床、行号地址、行结束符。EXI

T§6-3刀具路径和后置处理2)后置处理设置后置处理设置就是对后置输出的数控程序的格式进行设置。在进行后置处理设置前，必须先调用针对特定的数控机床。(1)输出文件最大长度。目的是进行文件长度控制。文件大小控制以K为单位。当输出的

文件代码长度大于规定长度时，系统自动分割文件。(2)行号设置。程序段行号设置包括行号的位数、行号是否输出、行号是否填满、起始行号以及行号递增数值等。(3)坐标输出格式设置：“增量/绝对编程”决定编程方式设置，增量编程方式又称相对编程方式。“坐标输出格式”决定数控程序中用小数输出还

是整数输出。EXIT§6-3刀具路径和后置处理“机床分辨率”就是机床的加工精度。“输出到小数点”的位数可以控制加工精度，但不能超过机床精度。“优化坐标值”指输出的G代码中若坐标值的某分量与上一次相同，则此分量在G代码中不出现。(4)圆弧

控制设置。圆弧控制设置主要用于设置控制圆弧的编程方式，即是采用圆心编程方式还是采用半径编程方式。(5)后置文件扩展名。后置文件扩展名用于控制所生成的数控程序文件名的扩展名。有些机床对数控程序要求有扩展名，有些机床没有这个要求，应视不同机床而定。(6)后置程序号。后置程序号用于记录后置设置的程序号。

EXIT§6-3刀具路径和后置处理2．生成G代码生成G代码就是按照当前机床类型的配置要求，把已经生成的刀具轨迹转化生成G代码数据文件，即CNC数控程序。后置生成的数控程序是CAXA制造工程师的最终结果，有了数控程序就可以直接输入机床

进行数控加工。加工实例1）.加工轨迹EXIT§6-3刀具路径和后置处理2）加工轨迹明细单EXIT§6-3刀具路径和后置处理