基于CAXA制造工程师的锥面叶片造型与四轴加工研究
CAXA制造工程师文档
CAXA制造工程师--叶轮造型及加工2020年1月15日目录1.叶轮的造型 (2)1.1半椭圆的线架构成 (2)1.2叶轮曲面造型生成 (5)2.叶轮的加工 ...................................................................... 错误！未定义书签。
2.1多轴加工---叶轮粗加工 .............................................. 错误！未定义书签。
2.2精加工---叶轮精加工 .................................................. 错误！未定义书签。
3.生成加工G代码 ............................................................... 错误！未定义书签。
叶轮造型1.叶轮的造型1.1半椭圆的线架构成首先在桌面上新建一个记事本文件，打开在里面以如图—1A所示的方法输入所给的空间点坐标。
保存后，将其后缀名改为“.dat”的格式。
单击主菜单中的“打开”选择DAT数据文件。
图表 1图表 2 打开后就能够看到四条空间曲线。
图表 3单击曲线工具栏中的“整圆”按钮，选择“正交”中的“长度方式”，长度为“50”。
点击坐标原点，得到所示图形。
图表 4图表 5单击曲线工具栏中的“直线”按钮。
选择“非正交”，连接点AE与BF。
图表 61.2叶轮曲面造型生成单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮，选择“曲线+曲线”的方式，按照软件上的提示拾取曲线，生成曲面。
图表 7图表 8单击曲面工具栏中的“旋转面”按钮，选择起始角为“0”，终止角为“360”，按照软件提示拾取旋转轴直线和母线，生成曲面。
图表 9图表 10按F9键切换到XOY平面，点击几何变换栏中的“阵列”按钮，选择“圆形”—“均布”，份数为“8”，按照软件提示拾取做好叶片上的全被曲面后点击右键，输入的中心点为坐标原点，点击右键即可。
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用1. 引言1.1 介绍CAXA制造工程师软件CAXA制造工程师软件是一款专业的制造工程设计软件，广泛应用于机械、模具、自动化等领域。
该软件提供了丰富的功能和工具，能够帮助工程师实现从设计到制造的全过程管理。
CAXA制造工程师软件具有直观的用户界面和强大的建模能力，能够快速生成复杂的零件和装配体。
该软件支持多种文件格式的导入和导出，方便与其他设计软件进行协作。
CAXA制造工程师软件还提供了强大的多轴加工功能，能够实现高效的数控加工及仿真。
通过该软件，工程师可以轻松生成加工路径，实现高精度、高效率的加工操作。
CAXA制造工程师软件还具有丰富的工具库和参数设置，能够满足不同行业的加工需求。
CAXA制造工程师软件是一款功能强大、易于操作的制造工程设计软件，对于提高工程师的设计和加工效率具有重要的意义。
在当今制造业的竞争激烈的环境中，掌握并熟练应用CAXA制造工程师软件将能够为企业带来重要的竞争优势。
1.2 概述四轴浮雕加工策略四轴浮雕加工策略是一种基于CAXA制造工程师软件的加工技术，通过对工件表面进行四轴切削加工，实现复杂曲面雕刻和加工。
这种加工方式相比传统的三轴加工具有更高的精度和效率，能够满足更复杂的加工需求。
基于CAXA制造工程师软件的四轴浮雕加工策略应用案例有很多，例如在工艺模具、雕塑制作和工艺品加工领域广泛应用。
通过该软件，工程师可以设计出更加精细的加工路径，实现更高效的加工效果。
四轴浮雕加工策略在制造业中具有重要的应用前景和广阔的发展空间。
它将为制造业带来更加精密和复杂的加工技术，提高加工效率和产品质量。
2. 正文2.1 CAXA制造工程师软件的特点及功能CAXA制造工程师软件是一款专业的数控加工软件，拥有多项先进的功能和特点。
CAXA制造工程师软件具有强大的CAD/CAM集成功能，能够实现从设计到加工的一体化流程，极大提高了工作效率。
该软件支持多种加工方式，包括铣削、雕刻、钻孔等，可以满足不同加工需求。
CAXA制造工程师对典型零件的多轴加工-5页文档资料
CAXA制造工程师对典型零件的多轴加工1 CAXA制造工程师的简介CAXA制造工程师是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。
它可以绘制任意复杂的图形，可通过DWG、IGES等数据接口与其它系统交换数据。
其不仅可以对二维图形加工还可以对复杂三维图形进行加工，当零件的复杂程度需要通过多轴来加工时，我们可以用CAXA制造工程师对程序进行后处理。
CAXA 制造工程师后置处理完善，加工方式全面等诸多优势深受各大企业技术人员的喜爱。
2 CAXA制造工程师的工艺加工过程2.1 用CAXA制造工程师在数控机床上进行工艺分析1）准备工作。
在这个阶段里，在满足加工工艺方案的前提下，在计算机上完成机床参数设置，刀具排序、组装、入库（装进刀具库），夹具定位、建模等，其目的是建立一个满足工艺要求的加工环境。
2）工件模型造型设计。
示例如图1图1CAXA的模块有很多，不同的零件采用对应的模块不仅对零件的设计专一，而且刀路生成的也很好。
刀路不仅美观而且抬刀还少，这样不仅加工效率高，而且还可以根据需求生成不同的刀路轨迹。
如图2：对于此图我们可以直接建造实体就可以进行加工。
3）加工方案设计。
对以上零件的三维建模进行分析，按加工工艺方案的要求，根据毛坯、夹具之间的空间几何关系及刀具特征和参数，筛选出最佳的加工方法。
对实体造型进行进一步的工艺分析，根据加工的性质进行修改增补造型，根据加工的特点以及能力，确定需要加工的三维实体面，再对实体的组成情况进行分析，拟定刀具的进刀路径、切削路径、退刀路径，找到刀具在运动中可能发生干涉的部位，并及时地对加工环境进行调整。
4）生成加工轨迹。
根据需加工零件的形状特点及工艺要求，利用CAXA 制造工程师中提供的等高线粗加工、平面区域粗加工、平面轮廓精加工等加工方法，输入合适的数据参数和要求，可快速显示图形、并根据提示操作生成刀具轨迹和切削路径。
5）创建坐标系。
基于caxa制造工程师叶轮多轴加工方案研究
24工业技术0 前言 当前形势下，基于多轴加工和高速加工业在社会中的作用越来越突出，技术人员需要在caxa工程师软件的指导下，充分运用自身的理论和实践知识，分析客户零件图纸的制造需求，在合理安排数控五轴加工工艺的基础上，采用工程师自身强大的曲面实体制造模型，将零件中的弯曲结构简单话，从而实现最为精细的加工生产。
最后，工程师在检测设备零部件在无任何碰撞的情况下，需要完成实体零部件的加工，以使用工业的基本生产和机械制造。
1 caxa工程师的基本含义 Caxa制造工程师是一个简单、高效的CAD软件，能够为数控加工流程提供最为原始的代码生成，从而保证期仿真加工的真实性和数控加工的复杂性，这款软件以其强大的数据支持和精准的代码分析，也被称为是数控机床中的大脑。
caxa工程师不仅融合了高速加工技术以及近几年发展起来的多轴加工技术，在数控代码和数据读取转换的方面也具有一定的优势，例如该款软件能够将FANUC数控软件转化为SIMENS生成代码以及华中数控代码等，方便而且速度惊人[1]。
近几年，caxa工程师增加了许多新的功能，其中包括曲面转换功能以及2轴到5轴数控加工技术等功能，技术人员在编辑加工的过程中，不仅能够实现基本的手工操作，增加技术的严谨性和制作的精密度，同时还可以更滑宏代码和程序模型，针对四轴加工技术，还能进行曲线加工、轨迹转换会议纪要四轴钻孔等。
不仅强化了四轴曲线铣槽加工能力，更是更新了整个前后的加工装置，加大了技术操作过程中循环的角度，从而增加系统的License测试，使生产的规模扩大好几倍。
2 叶片加工工艺分析2.1 工艺介绍 技术人员在进行零件操作的过程中，需要注意对于叶轮轴中的叶片的加工。
大多数叶片都是由具有神拉功能的塑料制成的，因此在实际的制作中会在三轴的下方增设一个刀路的装置，然后在三轴的基础上进行四轴的加工，通过旋转一定的角度完成对第二个叶片的制作，再以此类推将整个零件的叶片加工完成。
基于CAXA后置设置零件四轴联动加工关键技术应用
基于CAXA后置设置零件四轴联动加工关键技术应用张洋扬;郎永兵【摘要】1.四轴零件制图表达与联动加工方法零件的四轴加工内容主要有四轴定向加工和四轴联动加工两种。
四轴定向加工常使用三轴刀具轨迹编程、加工,适用多面加工的零件;四轴联动加工一般应用四轴刀具轨迹编程、加工,适用于圆柱凸轮、叶片等零件。
零件四轴联动加工时,坐标轴Y或X轴均位于工件坐标系零点,机床其余坐标轴X、Z、A或B轴进行联动加工。
四轴加工零件的联动加工部分常用平面展开图表达,典型零件有圆柱凸轮等。
2.三轴编程四轴联动加工方案实施三轴编程四轴联动加工方案主要适用于零件的四轴联动加工中,【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2012(000)022【总页数】2页(P75-76)【关键词】四轴加工;四轴联动;典型零件;CAXA;应用;技术;设置;后置【作者】张洋扬;郎永兵【作者单位】广东省工商高级技工学校,乐昌512200;广东省工商高级技工学校,乐昌512200【正文语种】中文【中图分类】TG6591.四轴零件制图表达与联动加工方法零件的四轴加工内容主要有四轴定向加工和四轴联动加工两种。
四轴定向加工常使用三轴刀具轨迹编程、加工，适用多面加工的零件；四轴联动加工一般应用四轴刀具轨迹编程、加工，适用于圆柱凸轮、叶片等零件。
零件四轴联动加工时，坐标轴Y或X轴均位于工件坐标系零点，机床其余坐标轴X、Z、A或B轴进行联动加工。
四轴加工零件的联动加工部分常用平面展开图表达，典型零件有圆柱凸轮等。
2.三轴编程四轴联动加工方案实施三轴编程四轴联动加工方案主要适用于零件的四轴联动加工中，它以零件四轴联动加工部分的平面展开图为基础，利用CAM软件强大的三轴刀具加工轨迹进行编程，然后巧妙应用软件的后置功能，根据弧长、角度互换公式θ=180l/πR（l表示弧长，R表示圆柱最大半径），将程序中的直线轴Y/X轴（弧长）转化为旋转轴A/B轴（角度），从而完成零件的加工程序。
用CAXA制造工程师提高叶轮加工精度
用CAXA制造工程师提高叶轮加工精度（转摘CAXA资料）叶轮是航天器材与电动机的核心部件，被广泛应用于机械工业等领域，其加工质量对产品的工作性能有决定性影响。
由于叶轮叶片的形状是由机械中最难加工的复杂曲面构成的，因此，叶轮的加工长期以来一直是工艺人员研究的主要对象。
随着CAD/CAM、仿真软件与多轴数控技术的出现和不断发展，叶轮的加工精度和效率，才得以满足和提高。
1．叶轮的造型考虑到加工的需要，只用线框和曲面造型就可以满足加工条件。
叶轮的造型尺寸如图1左表中所示，叶轮造型如图1所示。
图1 叶轮轮造型及参数2．叶轮的加工借鉴MASTERCAM对叶片加工的经验，可以用五轴侧铣完成叶片的加工，后通过修改后处理生成加工程序。
在CAXA中的加工方案又略有不同，用五轴侧铣生成五轴加工走刀轨迹，再通过五轴转四轴加工轨迹的方式，将五轴轨迹转换成四轴轨迹，用软件中提供的四轴后处理完成程序的生成任务。
2.1五轴侧铣加工参数设置切削行数选项决定加工的精度，行数越多加工的精度就越高，但加工效率会受到影响，要根据实际加工精度和效率综合考虑加工参数设置。
最大步长和加工误差可以控制零件加工的尺寸精度。
2.2生成加工程序为了提高加工表面光洁度，减小切削力，要采用顺铣的方式铣削。
叶轮的叶片厚度较小，容易变形，要粗、精加工分开进行，并且在粗、精加工阶段分层铣削以达到减小变形的目的，叶片的内外表面分两个加工阶段，每个阶段分别生成单独的程序清单。
CAXA制造工程师2008的后置处理分为两种，第一种是为三轴数控机床准备的，只能生成三轴数控机床程序。
第二种是为四轴或五轴数控机床开发的，可以生成四轴或五轴加工程序。
本文采用第二种后置处理，选择fanuc_4axis_A后置处理文件，绕X轴旋转方式，生成四轴加工程序清单。
3．叶轮加工仿真叶轮的仿真需要构建四轴数控方式铣床，数控操作系统选择fan21im。
对A轴要进行旋转设置，当加工完一个叶片后，A轴以22.5角度增量旋转，以达到用一组程序加工所有叶片的目的，仿真结果如图2所示。
基于CAXA制造工程师在数控加工中心中的应用
基于CAXA制造工程师在数控加工中心中的应用摘要CAXA制造工程师是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。
CAXA制造工程师主要基于微机平台，对零件图纸进行绘制、刀具轨迹生成、生成G代码和零件实体仿真等。
CAXA制造工程师在数控铣床和加工中心加工中可以生成3-5轴的加工程序，并能用于复杂曲面零件的加工。
关键词CAXA制造工程师；数控加工；程序代码0引言随着社会的不断发展和进步，CAD/CAM软件在数控加工中应用越来越来广泛，如：企业、学校、技能竞赛等，也是现代技术发展的一种趋势。
CAXA制造工程师主要是针对数控铣床和加工中心的应用，操作人员通过CAXA制造工程师软件绘制二维平面和三维曲面造型设计，然后通过软件生成刀具轨迹和生成G 代码，并且可以进行实体仿真模拟。
1 CAD/CAM数控技术CAD即由计算机软件帮助工程设计人员进行设计，主要应用于机械、电子、航天航空、建筑、汽车等产品的造型设计、结构分析、有限元分析、工艺规程设计等环节。
借助CAD技术对产品的设计，可以帮助设计人员缩短设计周期，增强产品设计的整体效果，提高设计效率，节省人力物力。
CAM是将计算机软件应用于制造生产过程的模拟和分析。
数控机床的特征是由操作人员通过编辑程序代码指令来控制机床的过程。
从而在数控机床的基础上发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换等。
2 CAXA制造工程师在数控加工中心中的应用过程CAXA制造工程师在数控加工中心中的应用过程一般分为以下几个步骤。
2.1准备工作在准备阶段就是要完成加工环境中所需的工作，首先根据图纸要求，制定合理的零件加工工艺，在软件中完成数控机床参数设置、刀具设置、后置处理设置等参数设置。
2.2绘制零件模型利用CAXA制造工程师软件中的工具栏提供的各种直线、圆弧、矩形、椭圆公式曲线等平面功能绘制二维平面图和利用拉伸增料、拉伸除料、放样、导动、倒角等实体功能绘制三维立体图，也可以用三维曲线、曲面等功能表达工件形状，进行三维实体数据的建模。
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用1. 引言1.1 背景介绍四轴浮雕加工是一种常见的雕刻加工方式，通过CAXA制造工程师软件可以实现对四轴浮雕加工策略的优化和应用。
四轴浮雕加工技术是一种高精度、高效率的加工方式，可以在不同材料上实现复杂雕刻图案的加工。
在传统的加工方式中，四轴浮雕加工往往需要多次调整，耗时且效率低下，而基于CAXA制造工程师软件的四轴浮雕加工策略可以实现自动化控制，大大提高加工效率和精度。
随着工业制造技术的不断发展，四轴浮雕加工技术在模具制造、工艺品加工、广告标识等领域得到广泛应用。
通过CAXA制造工程师软件的优化策略，可以实现对加工过程的智能化控制，提高生产效率和产品质量。
深入研究基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用具有重要意义，可以为相关行业的工程师提供更有效的加工方案，推动制造业的发展和创新。
1.2 研究目的研究目的是通过对CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的深入探讨和实践应用，探索其在制造工程领域的潜在应用和优势。
具体包括分析四轴浮雕加工的工艺流程，了解其在加工过程中的优势和相关技术，以及探讨如何优化四轴浮雕加工的策略。
通过研究，旨在为制造工程师提供更加有效和高效的加工策略，提高加工效率和质量，降低成本和能源消耗。
也可为相关技术的进一步研究和发展提供一定的参考和借鉴。
通过实践应用基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略，探索其在实际生产中的应用效果和优势，为未来制造工艺的改进和创新提供一定的借鉴和指导。
最终目的是推动制造工程领域的发展和进步，提高制造行业的竞争力和创新能力。
1.3 研究意义研究意义就在于通过对基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用进行深入探究和分析，可以有效地提高四轴浮雕加工的生产效率和加工质量，同时也可以为相关行业的工程师和技术人员提供参考和借鉴。
研究基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略还能为企业节约生产成本，提升竞争力，推动制造业的转型升级。
CAXA叶轮造型及加工
CAXA制造工程师--叶轮造型及加工叶轮造型一、叶轮的造型1.半椭圆的线架构成1)首先在桌面上新建一个记事本文件，打开在里面以如图—1A所示的方法输入所给的空间点坐标。
保存后，将其后缀名改为“.dat”的格式。
单击主菜单中的“打开”选择DAT数据文件。
如图—1B所示图—1A图—1B 2)打开后就能够看到四条空间曲线。
如图所示图23)单击曲线工具栏中的“直线”按钮，选择“正交”中的“长度方式”，长度为“50”。
如图—3A 所示。
点击坐标原点，得到图—3B所示图形。
图—3A 图—3B4)单击曲线工具栏中的“直线”按钮。
选择“非正交”，连接点AE与BF。
如图—4所示图—42.叶轮曲面造型生成1)单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮，选择“曲线+曲线”的方式，如图—5A所示，按照软件上的提示拾取曲线，生成曲面。
如图—5B所示。
图—5A图—5B2)单击曲面工具栏中的“旋转面”按钮，选择起始角为“0”，终止角为“360”，如图—6A所示。
按照软件提示拾取旋转轴直线和母线，生成曲面。
如图—6B所示图—6A图—6B3)按F9键切换到XOY平面，点击几何变换栏中的“阵列”按钮，选择“圆形”—“均布”，份数为“8”，如图—7A所示。
按照软件提示拾取做好叶片上的全被曲面后点击右键，输入的中心点为坐标原点，点击右键即可。
如图—7B 所示。
图—7A图—7B4)单击曲线工具栏中的“相关线”按钮，选择“曲面边界线”中的“全部”，如图—8所示。
按软件提示选择蓝色曲面得到顶端和底端圆形曲线。
图—85)单击曲线工具栏中的“整圆”按钮，选择“圆心_半径”，如图—9A所示，按软件提示，以顶端圆形曲线的圆心为圆心，做半径为“8”的圆。
如图—9B 所示图—9A图—9B6)单击曲面工具栏中的“直纹面”按钮，选择“曲线+曲线”的方式，按照软件上的提示拾取曲线，生成曲面。
如图—10所示。
图—107)单击曲面工具栏中的“扫描面”按钮，起始距离为“0”，扫描距离为“30”，扫描角度为“0”，扫描精度为“0.01”。
基于CAXA制造工程师2011的叶片金属铸模的建模及数控加工
●
图 ２ 生成网格 面
投影 ” 按钮 ， 分别拾取 图 ２中主叶片部分 四周的样条
线， 构成草图。采用“ 拉伸增料” 一 “ 拉伸到面” 的方
式， 拾取图 ２中主叶片曲面， 点击确定 ， 删除 主叶片
曲面上除两侧外 的所有样条线及 曲面 。如图 ４ 所示 。
图１ 叶片截面 曲线
加工 ， 并最终在加 工中心加 工成品的过程 。基于 Ｃ Ａ Ｘ Ａ制造 工程 师软件设计和加工 ， 提高了 铸模加 工效率 ， 缩短 了生产
周期 。 使 叶 片 铸 模 的精 度 得 到 保 证 。
关键词 ： ｃＡ ｘＡ制造工程师 ； 金属模 ； 造型 ； 仿真 ； 编程
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ２ ７； Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ １ — ０ ０ ４ ７ — ０ ２
收 刘 丰（ １ ９ ６ ８ 一） ， 男， 讲师 ， 主要从事机械设计与制造相关的教学工作与研究。
４ ７
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｍ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． Ｉ ， ２ ０ １ ３
金 属模铸造 由于铸件 的机械性能好 ， 精度高 ， 表 面粗糙 度低 ， 工艺收得率高 ， 生产率高的特点在生产 中得到广泛应用。 同时 ， 随着 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ软件 、 仿真软 件 的 出现 及不 断发 展 ，曲 面 的加 工精 度 与 效 率 不断 得到满足和提高。 Ｃ Ａ Ｘ Ａ制造工程师作为 国内典型的 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ软件 ， 在具 有复杂 曲面零件 的造型 、 自动 编程 、 Ｎ Ｃ代码 自动校验和模拟加工的仿真功能方面 不逊于 国外 同类 软件 。运用 Ｃ Ａ Ｘ Ａ制造工程师对叶 片的金属型铸模进行造 型及 自动编程 ，可实现叶片 的少 加 工或 无 加工 。
CAXA制造工程师在四轴零件加工中的应用研究
ｄ 、ｘ 等 格 式 。 ｗｇ ｄ ｆ
２） 用 Ｃ ＸＡ —Ｃ 利 Ａ ＡＤ 提 供 的 直 线 、 弧 、 条 线 等 圆 样 平 面 建 图 功 能 和 拉 伸 、 料 、 样 、 描 等 实 体 造 型 功 去 放 扫
能 ， 行 三 维 加 工 数 据 的 建 模 ， 曲线 、 面 和 实 体 表 进 用 曲
４） 用 Ｃ ＸＡ 制 造 工 程 师 软 件 对 图 形 进 行 位 置 调 利 Ａ 整 如 图 ６（ ） 调 用 线 面 映 射 ５ 具 进 行 圆 柱 投 影 ， 将 矢 ａ， １ ２ 再
量 化 后 的 线 条 投 影 到 零 件 主体 圆 柱 面 上 进 行 如 图 ６ （ ） 完 成 零 件 造 型 所 示 ， 果 如 图 ６（ ） ｂ ， 结 ｃ。
Ａ轴 的 旋 转 ， 而 进 行 铣 削 加 工 的 同 时 ， 对 零 件 在 Ａ 从 能
轴 的 方 向 上 进 行 加 工 ， 型 加 工 零 件 见 图 １ 典 。 四轴零件 在进行 Ｃ ＡＭ 编 程 过 程 中 ， 用 手 工 编 程 采
柱 体 轮 廓 如 图４ 示 。 所
中 图分 类 号 ： Ｈ１ ４ Ｔ ３ １ ７ Ｔ ６ ；Ｐ ９ ． ３
随着 现 代机 械 行业 和计 算机 技 术 的飞速 发 展 ， 计 算 机 辅 助 制 造 （ ＡＭ ） 件 在 数 控 加 工 中 应 用 越 来 越 广 Ｃ 软 泛 ， 机械 产 品的加 工效 率和 精度产 生 了质 的飞跃 。 使 目 前 在 机 械 加 工 行 业 中 用 到 的加 工 中 心 按 其 加 工 工 序 分 为 镗铣 和 车削 两 大类 ， 控 制 轴数 可 分 为三 轴 、 轴 、 按 四
汽轮机叶片四轴数控加工工艺研究
汽轮机叶片四轴数控加工工艺研究叶片是汽轮机组成的核心部件之一，其加工制造水平很大水准上影响着汽轮机的工作性能与效率。
随着汽轮机行业技术的持续发展，叶片的加工方法由传统的手工加工发展到现在的数控加工，其加工质量与精度得到了很大的提升。
目前，根据叶片型面的复杂水准可以分别选择三轴、四轴、五轴数控机床进行加工。
三轴数控机床只能加工型面简单、扭曲较小的叶片，且毛坯需要二次装夹，影响加工精度。
五轴数控机床可以很好地加工复杂型面的叶片，但因为价格昂贵，国内应用尚不广泛。
四轴数控机床很好地解决了利用三轴与五轴加工叶片所带来的问题，所以研究如何利用四轴数控机床高效地加工出合格的叶片，对工业生产具有一定的参考意义。
1三维模型的建立三维模型的获得通常有两种途径：一是通过已知数据或者图纸信息直接建立三维CAD模型，即我们通常所说的正向设计;二是只有实物却没有数据信息，需通过测量或扫描系统获得实物数据信息，然后利用成熟的CAD/CAM技术，快速、准确地建立实体几何模型，即逆向设计。
本文以汽轮机的某一级T型叶根动叶片为模型，利用激光扫描技术获取叶片截面数据，对数据优化处理后建立三维CAD模型。
图1为叶片原型与通过逆向技术获得的三维CAD模型。
2加工工艺设计2．1材料与毛坯的选择汽轮机叶片是在高温高压的工况下使用，通常采用高强钢、不锈钢、高锰钢材料加工。
汽轮机叶片毛坯的选择与其结构特点相关，常用的汽轮机叶片毛坯形式主要有：方钢，模锻、精锻、高速锻、半精锻、轧制、精密铸造。
由文献［6］可知，T型外包叶根等截面直叶片，汽道长度在100mm以内且生产批量较小时，选用方钢毛坯，大批量生产选用高速锻毛坯;T型外包叶根变截面动叶片，汽道长度在100mm～200mm之间，生产批量较小时选用方钢毛坯，大批量生产时，选用半精锻毛坯。
本文试验所用叶片长度为186mm，在工业生产中应选用方钢毛坯，试验加工采用铝合金棒状毛坯。
2．2加工方案的确定2．2．1加工过程分析试验叶片的毛坯一端用机床第四旋转轴的卡盘装夹，另一端用顶尖定位。
基于CAXA制造工程师2011的叶片金属铸模的建模及数控加工
《装备制造技术》２０１３年第１期金属模铸造由于铸件的机械性能好，精度高，表面粗糙度低，工艺收得率高，生产率高的特点在生产中得到广泛应用。
同时，随着ＣＡＤ／ＣＡＭ软件、仿真软件的出现及不断发展，曲面的加工精度与效率不断得到满足和提高。
ＣＡＸＡ制造工程师作为国内典型的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件，在具有复杂曲面零件的造型、自动编程、ＮＣ代码自动校验和模拟加工的仿真功能方面不逊于国外同类软件。
运用ＣＡＸＡ制造工程师对叶片的金属型铸模进行造型及自动编程，可实现叶片的少加工或无加工。
１叶片金属铸模的实体设计１．１叶片截面参数的计算与绘制为了在ＣＡＸＡ制造工程师中，建立叶片金属模的实体模型，必须计算叶片各截面的参数。
首先根据叶片的公式，叶片与其它结构的连接要求，计算各个截面的曲线，再计算其空间坐标。
接下来，在叶片半径方向上按重要截面将叶片分为７份，计算出８个截面曲线。
然后，根据截面的平面曲线和相应的半径，在ＣＡＸＡ制造工程师中得到各个截面的三维坐标值。
叶片各个截面由样条线组成，凹面和凸面之间以圆弧过渡，如图１所示。
１．２生成叶片曲面以凹面构成的凸模为例，将凹面和凸面之间的所有过渡圆弧在其中心点处打断，删除凸面的各个样条曲线及与其相连的半个过渡圆弧。
在“曲线生成栏”中点击“样条线”，将凹面中样条线及圆弧的同一侧端点连接为样条线，点击“曲面生成栏”上的网格面按钮，在立即菜单中把精度设置为０．０１，接提示依次拾取Ｕ向截面线及Ｖ向截面线，生成网格面，拾取样条曲线两侧的圆弧，用同样方法生成网格面，如图２所示。
１．３主叶片部分铸模的三维实体设计当叶片曲面生成后，按图３所示的零件图进行三维实体设计。
构造一距离“平面ＸＹ”为２００，方向相反的基准平面。
进入草图状态，在“曲线生成栏”中点击“曲线投影”按钮，分别拾取图２中主叶片部分四周的样条线，构成草图。
采用“拉伸增料”—“拉伸到面”的方式，拾取图２中主叶片曲面，点击确定，删除主叶片曲面上除两侧外的所有样条线及曲面。
CAXA制造工程师四轴五轴加工
叶轮粗加工
4、进给方向
从上向下：在“走刀方式”为横切的情况下，刀具的行间进给方
向是从上向下。 从下向上：在“走刀方式”为横切的情况下，刀具的行间进给方 向是从下向上。 从左向右：在“走刀方式”为纵切的情况下，刀具的行间进给方 向是从左向右。 从右向左：在“走刀方式”为纵切的情况下，刀具的行间进给方 向是从右向左。 丛二边向中间：在“走刀方式”为纵切的情况下，刀具的行间进 给方向是从二边向中间。 丛中间向二边：在“走刀方式”为纵切的情况下，刀具的行间进 给方向是从中间向二边。
四轴平切面加工
4、边界保护：
保护：在边界处生成保护边界的轨迹。
不保护：到边界处停止，不生产轨迹。
保护
不保护
四轴平切面加工
5、优化
最小刀轴转角：刀轴转角指的是相邻两个刀轴间的夹角。最小刀
轴转角限制的是两个相邻刀位点之间刀轴转角必须大于此数值， 如果小了，就会忽略掉。如图所示，左图为没有添加此限制，右 图添加了此限制，且最小刀轴转角为10。 最小刀具步长：指的是相邻两个刀位点之间的直线距离必须大于 此数值，若小于此数值，可忽略不要。效果如设置了最小刀具步 长类似。如果与最小刀轴转角同时设置，则两个条件哪个满足哪 个起作用。
四轴平切面加工
3、走刀方式：
单向：在刀次大于1时，同一层的刀迹轨迹沿着同一方向进行加 工，这时，层间轨迹会自动以抬刀方式连接。精加工时为了保 证加工表面质量多采用此方式。 往复：在刀具轨迹层数大于1时，行之间的刀迹轨迹方向可以往 复。刀具到达加工终点后，不快速退刀而是与下一行轨迹的最 近点之间走一个行间进给，继续沿着原加工方向相反的方向进 行加工方式。加工时为了减少抬刀，提高加工效率多采用此种 方式。
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用
基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的应用【摘要】本文介绍了基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略应用。
在探讨了研究背景、研究意义和研究目的。
在正文中，首先介绍了CAXA 制造工程师的基本原理，然后概述了四轴浮雕加工策略，接着通过案例分析展示了其应用效果、分享了应用技巧，最后提出了优化方法。
在对四轴浮雕加工策略的应用效果进行了分析，展望了未来的研究方向，并总结了本文的研究内容。
通过本文的研究，可以更好地了解基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
【关键词】CAXA制造工程师、四轴浮雕加工、加工策略、案例分析、应用技巧、优化方法、效果分析、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景目前关于基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略的研究还比较有限，尚未形成系统的理论体系和技术指导。
有必要深入研究基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略，探索其在实际应用中的具体效果和优化方法，为制造工程师提供更加科学、合理的技术支持和解决方案。
这也是本研究的背景所在，对于进一步推动数字化设计和加工技术在制造业的应用具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究意义研究意义一直是科学研究中的重要组成部分。
对于基于CAXA制造工程师四轴浮雕加工策略的研究，其意义主要体现在以下几个方面：四轴浮雕加工是一种高精度加工技术，可以实现复杂曲面雕刻和加工，对于提高产品质量和工艺精度具有重要意义。
通过深入研究四轴浮雕加工策略，可以更好地掌握其原理和技术要点，为工程师提供更多有效的加工方法和指导，从而提高生产效率和产品质量。
四轴浮雕加工在工业制造领域具有广泛的应用前景。
随着科技的进步和市场需求的不断变化，对于四轴浮雕加工技术的需求也在不断增加。
通过研究其加工策略和优化方法，可以更好地适应市场变化和需求，拓展其在不同行业的应用领域，促进制造业的发展和创新。
深入研究基于CAXA制造工程师的四轴浮雕加工策略，对于提高工程师的专业技能和知识水平具有重要意义。
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基于CAXA制造工程师的锥面叶片造型与四轴加工研究
作者：谢峰
来源：《农家科技中旬刊》2016年第09期
摘要：通过分析锥面叶片零件的特点及技术要求，利用CAXA制造工程师2013r3具备的曲面实体造型功能，解决锥面叶片零件的复杂曲面造型问题，结合加工实例，针对锥面叶片之间流道加工量大而四轴加工命令没有开粗功能的问题，提出使用相应的加工策略，进行研究和探索。
关键词：锥面叶片；CAXA制造工程师；四轴加工
1.锥面叶片零件造型难点突破
分析锥面叶片零件图（如图1）可知，该零件主要为回转类轴类零件，主体部分可采用旋转增料或拉伸实体增料完成，造型难点为三个螺旋叶片的造型，由引出说明可知叶片为沿螺距为110的螺旋线扫描得到，角度为-36°至36°，通过查阅资料得到三维螺旋线的公式
单击公式曲线命令，在螺旋线参数对话框中，输入相应的参数和公式后，得到如图2所示的螺旋线。
切换坐标平面将螺旋线向下等距12mm，确保等距后的螺旋线在锥面下方，然后作直纹面如图3所示，通过曲面加厚命令将直纹面双向加厚至2.4mm，如图4所示，在零件轴向作一条直线，使用阵列命令以直线为轴线，将叶片阵列为三个如图5所示，最后分别将三个叶片前后及底面位置进行倒圆角完成零件造型如图6所示。
2.锥面叶片加工轨迹
叶片的加工轨迹可以将完成的零件造型直接提取表面，生成四轴加工轨迹。
但是采用这种方法，在提取表面时面会是一个整体，而且在使用四轴平切面加工命令时，没有自动分层开粗加工功能，由于叶片之间的加工量特别大，会导致断刀现象影响加工效率及加工精度。
结合加工实际，考虑加工效率的问题，本文将叶片的绘制分解成线和面，只绘制其中三分之一曲面，使用线面映射功能，将曲线投影到曲面上，可大大提高绘图效率。
然后使用五轴的相关加工命令，生成五轴加工轨迹，再通过五轴转四轴轨迹，生成四轴加工轨迹，解决了加工量大及自动分层开粗的问题，从而提高了加工效率，也延长了刀具的使用寿命。
具体操作步骤如下：
（1）绘制曲面、裁剪曲面，使用旋转面命令绘制三分之一圆柱面及圆锥面，根据图纸标注将螺旋叶片的展开图在XOY平面内绘制，通过线面映射命令投影到Φ86的圆上，通过曲面裁剪命令，以投影轮廓线为线将圆柱面及圆锥面进行裁剪如图7所示。
（4）生成四轴加工轨迹
（2）叶片底面的粗精加工轨迹
单击“加工”选择“多轴加工”然后选择“五轴限制线加工”命令可以将叶片底部的曲面分层进行粗精加工，通过环形阵列命令将加工轨迹阵列三份，如图8所示。
（3）叶片精加工
由于叶片底部曲面由圆柱面和圆锥面两部分组成，使用四轴的加工命令就无法完成加工，所以要使用五轴的加工命令进行轨迹设置：单击“加工”选择“多轴加工”然后选择“五轴侧铣2加工”，可分三层完成叶片的精加工，并将加工轨迹阵列三份，如图9所示。
由于该零件需要在四轴加工中心上完成，所以要将生成的五轴加工轨迹转换成四轴的加工轨迹：单击“加工”选择“多轴加工”然后选择“五轴转四轴轨迹”，分别将五轴加工轨迹转换成四轴加工轨迹以满足加工要求。
3.后置处理生成加工程序
四轴加工轨迹生成后，先进行四轴后置设置，单击“加工”选择“后置处理”在选择“后置设置”根据机床系统实际情况选择四轴后置程序，本文选择的数控系统为FANUC 0i MD，故选择FANUC_4X_A的后置程序，并设置详细的参数，生成加工程序传入机床进行加工。
（程序略）
4.结束语
本文通过对锥面叶片零件图的分析，使用CAXA制造工程师软件完成零件的实体造型，以及结合加工实际，将叶片分解成线和面进行图形绘制，从而缩短了绘图时间，并且使用五轴限制线加工、五轴侧铣2加工和五轴转四轴轨迹命令，有效的解决了叶片之间余量的分层粗加工问题，以及锥面叶片的精加工问题，以达到延长刀具寿命、提高加工效率和加工精度的目的。
参考文献：
[1]陈子银.《CAD/CAM技能实训图册》北京理工大学出版社 2009.3
[2]陈子银.《数控机床与数控系统》人民邮电出版社 2010.9
[3]宋放之.数控机床多轴加工技术实用教程 [K] 北京清华大学出版社.2010
[4]李建春.CAXA制造工程师在四轴加工中的应用.2010
[5]孙彩玲.叶轮造型及四轴加工研究.2013。