CAXA数控车教程.docx
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CAXA数控车教程
CAXA数控车教程
第一章数控加工简介
1.数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的机电功能转换部件－－机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床。
从而加工零件。
所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。
数控加工一般包括以下几个内容：
对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分。
利用图形软件对需要数控加工的部分造型。
据加工条件，选合适加工参数生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）。
轨迹的仿真检验。
传给机床加工。
数控加工有以下主要优点：
零件一致性好，质量稳定。
因为数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，很容易保证零件尺寸的一致性，而且，大大减少了人为因素的影响。
可加工任何复杂的产品，且精度不受复杂度的影响。
降低工人的体力劳动强度，从而节省出时间，从事创造性的工作。
2.基本概念
一、数控加工的基本概念
1.用CAXA数控车实现加工的过程：
首先，须配置好机床。
这是正确输出代码的关键；
其次，看懂图纸，用曲线表达工件；
然后，根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹；
最后，生成G代码，传给机床。
2.两轴加工
在CAXA数控车中，机床坐标系的Z轴即是绝对坐标系的X轴，平面图形均指投影到绝对坐标系的XOY面的图形。
3.轮廓
轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如下图所示：
在进行数控编程，交互指定待加工图形时，常常需要用户指定毛坯的轮廓，用来界定被加工的表面或被加工的毛坯本身。
如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身，则毛坯轮廓也可以不闭合。
4.毛坯轮廓
针对粗车，需要制定被加工体的毛坯。
毛坯轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如下图所示：
在进行数控编程，交互指定待加工图形时，常常需要用户指定毛坯的轮廓，用来界定被加工的表面或被加工的毛坯本身。
如果毛坯轮廓是用来界定被加工表面的，则要求指定的轮廓是闭合的；如果加工的是毛坯轮廓本身，则毛坯轮廓也可以不闭合。
5.机床参数
数控车床的一些速度参数，包括主轴转速、接近速度、进给速度和退刀速度。
如下图所示。
主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度；
进给速度是正常切削时刀具行进的线速度（r/mm）；
接近速度为从进刀点到切入工件前刀具行进的线速度，又称进刀速度；
退刀速度为刀具离开工件回到退刀位置时刀具行进的线速度。
这些速度参数的给定一般依赖于用户的经验，原则上讲，它们与机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的加工精度和表面光洁度要求等相关。
速度参数与加工的效率密切相关。
6.刀具轨迹和刀位点
刀具轨迹是系统按给定工艺要求生成的对给定加工图形进行切削时刀具行进的路线，如下图所示。
系统以图形方式显示。
刀具轨迹由一系列有序的刀位点和连接这些刀位点的直线（直线插补）或圆弧（圆弧插补）组成。
本系统的刀具轨迹是按刀尖位置来显示的。
7.加工余量
车加工是一个去余量的过程，即从毛坯开始逐步除去多余的材料，以得到需要的零件。
这种过程往往由粗加工和精加工构成，必要时还需要进行半精加工，即需经过多道工序的加工。
在前一道工序中，往往需给下一道工序留下一定的余量。
实际的加工模型是指定的加工模型按给定的加工余量进行等距的结果。
如下图所示：
8.加工误差
刀具轨迹和实际加工模型的偏差即加工误差。
用户可通过控制加工误差来控制加工的精度。
用户给出的加工误差是刀具轨迹同加工模型之间的最大允许偏差，系统保证刀具轨迹与实际加工模型之间的偏离不大于加工误差。
用户应根据实际工艺要求给定加工误差，如在进行粗加工时，加工误差可以较大，否则加工效率会受到不必要的影响；而进行精加工时，需根据表面要求等给定加工误差。
在两轴加工中，对于直线和圆弧的加工不存在加工误差，加工误差指对样条线进行加工时用折线段逼近样条时的误差。
如下图所示：
9.加工干涉
切削被加工表面时，如刀具切到了不应该切的部分，则称为出现干涉现象，或者叫做过切。
在CAXA数控车系统中，干涉分为以下两种情况：
被加工表面中存在刀具切削不到的部分时存在的过切现象。
切削时，刀具与未加工表面存在的过切现象。
第二章数控车设置
第一节刀具管理
该功能定义、确定刀具的有关数据，以便于用户从刀具库中获取刀具信息和对刀具库进行维护。
刀具库管理功能包括轮廓车刀、切槽刀具、螺纹车刀、钻孔刀具四种刀具类型的管理。
操作方法：
1.在菜单区中“数控车”子菜单区选取“刀具管理”菜单项，系统弹出刀具库管理对话框，用后可按自己的需要添加新的刀具，对已有刀具的参数进行修改，更换使用的当前刀等。
2.当需要定义新的刀具时，按“增加刀具”按钮可弹出添加刀具对话框。
3.在刀具列表中选择要删除的刀具名，按“删除刀具”按钮可从刀具库中删除所选择的刀具。
注意：
不能删除当前刀具。
4.在刀具列表中选择要使用得当前刀具名，按“置当前刀”可将选择的刀具设为当前刀具，也可在刀具列表中用鼠标双击所选的刀具。
5.改变参数后，按“修改刀具”按钮即可对刀具参数进行修改。
6.需要指出的是，刀具库中的各种刀具只是同一类刀具的抽象描述，并非符合国标或其他标准的详细刀具库。
所以只列出了对轨迹生成有影响的部分参数，其他与具体加工工艺相关的刀具参数并未列出。
例如，将各种外轮廓，内轮廓，端面粗精车刀均归为轮廓车刀，对轨迹生成没有影响。
其它补充信息可在“备注”栏中输入。
参数说明：
轮廓车刀
刀具名：
刀具的名称，用于刀具标识和列表。
刀具名是唯一的。
刀具号：
刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。
刀具号唯一，并对应机床的刀库。
刀具补偿号：
刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。
刀柄长度：
刀具可夹持段的长度。
刀柄宽度：
刀具可夹持段的宽度。
刀角长度：
刀具可切削段的长度。
刀尖半径：
刀尖部分用于切削的圆弧的半径。
刀具前角：
刀具前刃与工件旋转轴的夹角。
当前轮廓车刀：
显示当前使用的刀具的刀具名。
当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。
轮廓车刀列表：
显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。
用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。
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切槽刀具
刀具名：
刀具的名称，用于刀具标识和列表。
刀具名是唯一的。
刀具号：
刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。
刀具号唯一，并对应机床的刀库。
刀具补偿号：
刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。
刀具长度：
刀具的总体长度。
刀柄宽度：
刀具可夹持段的宽度。
刀刃宽度：
刀具切削刃的宽度。
刀尖半径：
刀尖部分用于切削的圆弧的半径。
刀具引角：
刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角。
当前切槽刀具：
显示当前使用的刀具的刀具名。
当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。
切槽刀具列表：
显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。
用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。
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钻孔刀具
刀具名：
刀具的名称，用于刀具标识和列表。
刀具名是唯一的。
刀具号：
刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。
刀具号唯一，并对应机床的刀库。
刀具补偿号：
刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。
刀具半径：
刀具的半径。
刀尖角度：
钻头前段尖部的角度。
刀刃长度：
刀具的刀杆可用于切削部分的长度。
刀杆长度：
刀尖到刀柄之间的距离。
刀杆长度应大于刀刃有效长度。
当前钻孔刀具：
显示当前使用的刀具的刀具名。
当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。
钻孔刀具列表：
显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。
用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。
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螺纹车刀
刀具名：
刀具的名称，用于刀具标识和列表。
刀具名是唯一的。
刀具号：
刀具的系列号，用于后置处理的自动换刀指令。
刀具号唯一，并对应机床的刀库。
刀具补偿号：
刀具补偿值的序列号，其值对应于机床的数据库。
刀柄长度：
刀具可夹持段的长度。
刀柄宽度：
刀具可夹持段的宽度。
刀刃长度：
刀具切削刃顶部的宽度。
对于三角螺纹车刀,刀刃宽度等于0.
刀尖宽度：
螺纹齿底宽度。
刀具角度：
刀具切削段两侧边与垂直于切削方向的夹角,该角度决定了车削出的螺纹的螺纹角。
当前螺纹车刀：
显示当前使用的刀具的刀具名。
当前刀具就是在加工中要使用的刀具，在加工轨迹的生成中要使用当前刀具的刀具参数。
螺纹车刀列表：
显示刀具库中所有同类型刀具的名称，可通过鼠标或键盘的上下键选择不同的刀具名，刀具参数表中将显示所选刀具的参数。
用鼠标双击所选的刀具还能将其置为当前刀具。
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第二节机床设置
机床设置就是针对不同的机床，不同的数控系统，设置特定的数控代码、数控程序格式及参数，并生成配置文件。
生成数控程序时，系统根据该配置文件的定义生成用户所需要的特定代码格式的加工指令。
机床配置给用户提供了一种灵活方便的设置系统配置的方法。
对不同的机床进行适当的配置，具有重要的实际意义。
通过设置系统配置参数，后置处理所生成的数控程序可以直接输入数控机床或加工中心进行加工，而无需进行修改。
如果已有的机床类型中没有所需的机床，可增加新的机床类型以满足使用需求，并可对新增的机床进行设置。
机床配置的各参数见下图。
操作说明：
在“数控车”子菜单区中选取“机床设置”功能项，系统弹出机床配置参数表，用户可按自己的需求增加新的机床或更改已有的机床设置。
按“确定”按钮可将用户的更改保存，“取消”则放弃已做的更改。
机床参数配置包括主轴控制，数值插补方法，补偿方式，冷却控制，程序起停以及程序首尾控制符等。
现以某系统参数配置为例，具体配置方法如下：
一、机床参数设置
在“机床名”一栏用鼠标点取可选择一个已存在的机床并进行修改。
按增加机床钮可增加系统没有的机床，按删除机床钮可删除当前的机床。
可对机床的各种指令地址进行设置。
可以对如下选项进行配置：
1.行号地址：
一个完整的数控程序由许多的程序段组成，每一个程序段前有一个程序段号，即行号地址。
系统可以根据行号识别程序段。
如果程序过长，还可以利用调用行号很方便地把光标移到所需的程序段。
行号可以从1开始，连续递增，如N0001，N0002，N0003等，也可以间隔递增，如N0001，N0005，N0010等。
建议用户采用后一种方式。
因为间隔行号比较灵活方便，可以随时插入程序段，对原程序进行修改。
而无需改变后续行号。
如果采用前一种连续递增的方式，每修改一次程序，插入一个程序段，都必须对后续的所有程序段的行号进行修改，很不方便。
2.行结束符<；>：
在数控程序中，一行数控代码就是一个程序段。
数控程序一般以特定的符号，而不是以回车键作为程序段结束标志，它是一段程序段不可缺少的组成部分。
有些系统以分号符“；”作为程序段结束符，系统不同，程序段结束符一般不同，如有的系统结束符是“*”，有的是“＃”等不尽相同。
一个完整的程序段应包括行号、数控代码和程序段结束符。
如：
10G；
3.插补方式控制：
一般地，插补就是把空间曲线分解为XYZ各个方向的很小的曲线段，然后以微元化的直线段去逼近空间曲线。
数控系统都提供直线插补和圆弧插补，其中圆弧插补又可分为顺圆插补和逆圆插补。
插补指令都是模代码。
所谓模代码就是只要指定一次功能代码格式，以后就不用指定，系统会以前面最近的功能模式确认本程序段的功能。
除非重新指定同类型功能代码，否则以后的程序段仍然可以默认该功能代码。
1）直线插补：
系统以直线段的方式逼近该点。
需给出终点坐标。
如：
表示刀具将以直线的方式从当前点到达点（100，100）。
2）顺圆插补：
系统以半径一定的圆弧的方式按顺时针的方向逼近该点。
要求给出终点坐标，圆弧半径，以及圆心坐标。
如：
表示刀具将以半径为R20圆弧的方式，按顺时针方向从当前点到达目的点（100，100）。
表示刀具将以当前点，终点（100，100），圆心（50,50）所确定的圆弧的方式，按顺时针方向从当前点到达目的点（100，100）。
3）逆圆插补：
系统以半径一定的圆弧的方式按逆时针的方向逼近该点。
要求给出终点坐标，圆弧半径，以及圆心坐标。
如：
表示刀具将以半径为R20圆弧的方式，按逆时针方向从当前点到达目的点（100，100）。
4.主轴控制指令
主轴转速:
S；
主轴正转:
M03；
主轴反转:
M04；
主轴停:
M05；
5.冷却液开关控制指令：
冷却液开：
M07指令打开冷却液阀门开关，开始开放冷却液。
冷却液关：
M09指令关掉冷却液阀门开关，停止开放冷却液。
6.坐标设定：
用户可以根据需要设置坐标系，系统根据用户设置的参照系确定坐标值是绝对的还是相对的。
1）坐标设定：
G54是程序坐标系设置指令。
一般地，以零件原点作为程序的坐标原点。
程序零点坐标存储在机床的控制参数区。
程序中不设置此坐标系，而是通过G54指令调用。
2）绝对指令：
把系统设置为绝对编程模式。
以绝对模式编程的指令，坐标值都以G54所确定的工件零点为参考点。
绝对指令G90也是模代码，除非被同类型代码G91所代替，否则系统一直默认。
3）相对指令：
把系统设置为相对编程模式。
以相对模式编程的指令，坐标值都以该点的前一点为参考点，指令值以相对递增的方式编程。
同样G91也是模代码指令。
7.补偿：
补偿包括左补偿和右补偿及补偿关闭。
有了补偿后，编程时可以直接根据曲线轮廓编程。
1）半径左补偿：
指加工轨迹以进给的方向正方向，沿轮廓线左边让出一个刀具半径。
2）半径右补偿：
指加工轨迹以进给的方向正方向，沿轮廓线右边让出一个刀具半径。
3）半径补偿关闭：
补偿的关闭是通过代码G40来实现的。
左右补偿指令代码都是模代码，所以，也可以通过开启一个补偿指令代码来关闭另一个补偿指令代码。
8.延时控制：
延时指令：
程序执行延时指令时，刀具将在当前位置停留给定的延时时间。
延时表示：
其后跟随的数值表示延时的时间。
9.程序止:
程序结束指令M02将结束整个程序的运行，所有的功能G代码和与程序有关的一些机床运行开关，如冷却液开关，开关走丝，机械手开关等都将关闭处于原始禁止状态。
机床处于当前位置，如果要使机床停在机床零点位置，则必须用机床回零指令使之回零。
10.恒线速度:
切削过程中按指定的线速度值保持线速度恒定
11.恒角速度:
切削过程中按指定的主轴转速保持主轴转速恒定，直到下一指令改变该指令为止
12.最高转速:
限制机床主轴的最高转速，常与恒线速度同用匹配
二、程序格式设置
程序格式设置就是对G代码各程序段格式进行设置。
“程序段”含义见G代码程序示例。
用户可以对以下程序段进行格式设置：
程序起始符号、程序结束符号、程序说明、程序头、程序尾、换刀段。
1.设置方式：
字符串或宏指令@字符串或宏指令。
其中宏指令为：
$＋宏指令串，系统提供的宏指令串有：
当前后置文件名POST_NAME
当前日期POST_DATE
当前时间POST_TIME
当前X坐标值COORD_Y
当前Z坐标值COORD_X
当前程序号POST_CODE
以下宏指令内容与“机床类型设置”对话框中的设置内容一致：
行号指令LINE_NO_ADD
行结束符BLOCK_END
直线插补G01
顺圆插补G02
逆圆插补G03
绝对指令G90
相对指令G91
冷却液开COOL_ON
冷却液关COOL_OFF
程序止PRO_STOP
左补偿DCMP_LFT
右补偿DCMP_RGH
补偿关闭DCMP_OFF
@号为换行标，若是字符串则输出它本身。
$号输出空格。
2.程序说明：
说明部分是对程序的名称，与此程序对应的零件名称编号，编制日期和时间等有关信息的记录。
程序说明部分是为了管理的需要而设置的。
有了这个功能项目，用户可以很方便地进行管理。
比如要加工某个零件时，只需要从管理程序中找到对应的程序编号即可，而不需要从复杂的程序中去一个一个地寻找需要的程序。
（N126－60231,＄POST_NAME,＄POST_DATE,＄POST_TIME），在生成的后置程序中的程序说明部分输出如下说明：
（N126－60231,O1261,1996/9/2,15:
30:
30）
3.程序头：
针对特定的数控机床来说，其数控程序开头部分都是相对固定的，包括一些机床信息，如机床回零，工件零点设置，开走丝，以及冷却液开启等。
例如:
直线插补指令内容为G01，那么，$G1的输出结果为G01，同样$COOL_ON的输出结果为M7,$PRO_STOP为M02.依此类推。
例如:
$COOL_ON@$SPN_CW@$G90$$G0$COORD_Y$COORD_X@G41在后置文件中的输出内容为:
M07；
M03；
90G；
G41；
第三节后置设置处理
后置设置就是针对特定的机床，结合已经设置好的机床配置，对后置输出的数控程序的格式，如程序段行号，程序大小，数据格式，编程方式，圆弧控制方式等进行设置。
本功能可以设置缺省机床及G代码输出选项。
机床名选择已存在的机床名做为缺省机床。
后置参数设置包括程序段行号，程序大小，数据格式，编程方式，圆弧控制方式等。
操作步骤：
在“数控车”子菜单区中选取“后置设置”功能项，系统弹出后置处理设置参数表，见下图。
用户可按自己的需要更改已有机床的后置设置。
按“确定”按钮可将用户的更改保存，“取消”则放弃已做的更改。
1.机床名：
数控程序必须针对特定的数控机床。
特定的配置才具有加工的实际意义，所以后置设置必须先调用机床配置。
在上图中，用鼠标拾取机床名一栏就可以很方便地从配置文件中调出机床的相关配置。
图中调用的为Lathe1数控系统的相关配置。
2.扩展文件名控制和后置程序号：
后置文件扩展名是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，应视不同的机床而定。
后置程序号是记录后置设置的程序号，不同的机床其后置设置不同，所以采用程序号来记录这些设置。
以便于用户日后使用。
3.输出文件最大长度：
输出文件长度可以对数控程序的大小进行控制，文件大小控制以K（字节）为单位。
当输出的代码文件长度大于规定长度时系统自动分割文件。
例如：
当输出的G代码文件超过规定的长度时，就会自动分割为，，，等。
4.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。
是否输出行号：
选中行号输出则在数控程序中的每一个程序段前面输出行号，反之亦然。
行号是否填满是指行号不足规定的行号位数时是否用0填充。
行号填满就是不足所要求的行号位数的前面补零，如N0028；反之亦然。
如N28。
行号递增数值就是程序段行号之间的间隔。
如N0020与N0025之间的间隔为5，建议用户选取比较适中的递增数值，这样有利于程序的管理。
5.编程方式设置：
有绝对编程G90和相对编程G91两种方式。
6.坐标输出格式设置：
决定数控程序中数值的格式：
小数输出还是整数输出；机床分辨率就是机床的加工精度，如果机床精度为0.001mm,则分辨率设置为1000，以此类推；输出小数位数可以控制加工精度。
但不能超过机床精度，否则是没有实际意义的。
“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。
下一段是没有经过优化的G代码。
;
X100.;
X100.Y100.;
Y100.;
;
经过坐标优化，结果如下
;
X100.;
Y100.;
;
;
7.圆弧控制设置：
主要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。
当采用圆心编程方式时，圆心坐标（I，J，K）有三种含义：
绝对坐标：
采用绝对编程方式，圆心坐标（I，J，K）的坐标值为相对于工件零点绝对坐标系的绝对值。
相对起点：
圆心坐标以圆弧起点为参考点取值。
起点相对圆心：
圆弧起点坐标以圆心坐标为参考点取值。
按圆心坐标编程时，圆心坐标的各种含义是针对不同的数控机床而言。
不同机床之间其圆心坐标编程的含义不同，但对于特定的机床其含义只有其中一种。
当采用半径编程时，采用半径正负区别的方法来控制圆弧是劣圆弧还是优圆弧。
圆弧半径R的含义即表现为以下两种：
优圆弧：
圆弧大于180度，R为负值。
劣圆弧：
圆弧小于180度，R为正值。
8.X值表示直径：
软件系统采用直径编程。
9.X值表示半径：
软件系统采用半径编程。
10.显示生成的代码：
选中时系统调用WINDOWS记事本显示生成的代码，如代码太长，则提示用写字板打开.
第三章生成轨迹
本章内容
第一节轮廓粗车
该功能用于实现对工件外轮廓表面、内轮廓表面和端面的粗车加工，用来快速清除毛坯的多余部分。
做轮廓粗车时要确定被加工轮廓和毛坯轮廓，被加工轮廓就是加工结束后的工件表面轮廓，毛坯轮廓就是加工前毛坯的表面轮廓。
被加工轮廓和毛坯轮廓两端点相连，两轮廓共同构成一个封闭的加工区域，在此区域的材料将被加工去除。
被加工轮廓和毛坯轮廓不能单独闭合或自相交。
操作步骤：
1.在菜单区中的“数控车”子菜单区中选取“轮廓粗车”菜单项，系统弹出加工参数表，如下图所示。
在参数表中首先要确定被加工的是外轮廓表面，还是内轮廓表面或端面，接着按加工要求确定其它各加工参数。
2.确定参数后拾取被加工的轮廓和毛坯轮廓，此时可使用系统提供的轮廓拾取工具，对于多段曲线组成的轮廓使用“限制链拾取”将极大地方便拾取。
采用“链拾取”和“限制链拾取”时的拾取箭头方向与实际的加工方向无关。
3.确定进退刀点。
指定一点为刀具加工前和加工后所在的位置。
按鼠标右键可忽略该点的输入。
完成上述步骤后即可生成加工轨迹。
在“数控车”菜单区中选取“生成代码”功能项，拾取刚生成的刀具轨迹，即可生成加工指令。
参数说明：
实例说明：
一、加工参数
点击对话框中的“加工参数”标签即进入加工参数表。
加工参数表主要用于对粗车加工中的各种工艺条件和加工方式进行限定。
各加工参数含义说明如
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