一种二维机械零件的CADCAM系统

时间:2018-09-02 浏览:

  研究开发了一套适合于二维机械零件的CAD/CAM系统。该系统包括:计算机辅助设计、自动生成NC刀具加工路径、优化加工路径、NC加工工艺的计算机辅助设计、零件NC加工程序的自动生成等内容。

  从八十年代以来,AutoCAD成了我国应用最广的CAD软件。就世界范围而言AutoCAD也不失为一种应用最广的CAD软件。若能在AutoCAD 平台上开发出具有CAD/CAM功能的软件,对CAD/CAM技术的推广应用、对企业采用先进的制造技术,将起到积极的推动和促进作用。正是基于这样的思想指导下,我们开始了本项目的研究,并得到了云南省科应用基础研究基金、云南省教委基础应用研究基金的资助。

  一般机械设备中适合数控加工的零件,有相当一部分是二维机械零件。因此我们把研究的定位点选在研究开发一套具有一定普遍意义的二维机械零件的CAD/CAM系统上。AutoCAD具有很强的二维零件的计算机辅助设计功能。AutoCAD本身带有Aut`oLISP用户开发工具,R11.0以后的版本还支持用C语言来开发,这为在原CAD 的基础上增加CAM的功能提供了很好的条件。为了使研究的系统具有广泛的应用性,我们决定使用AutoLISP作为开发工具,一种二维机械零件的CADCAM系统这样在R10.0及以后的 AutoCAD版本上都可以使用。

  当完成了零件的计算机辅助设计后,本研究开发了加工刀具运动轨迹自动优化设计[1]的功能模块。其步骤为:

  (3)选择加工方式,若为钻削加工则转到(4)、若为沿轮廓切削加工则转到(5);

  (4)用窗方式或直接方式选择要钻削的孔,并自动检验本道工序中孔的尺寸是否一致,若不一致将自动报警;完成该项工作后转到(13);

  (8)若是圆轮廓,初始切入距离不为零,则自动从切向切入;若是非圆轮廓,可任选切入距离和切入方向,转到(13);

  (10)可选用平行线轨迹方式加工、或按轮廓形状切削的方式加工、或用复合方式加工,以达到加工面的完全加工。各刀具运动轨迹按优化方法设计[2],转到(13);

  (11)按轮廓形状切削方式沿轮廓面内保留物体设计生成加工刀具的运动轨迹;

  (14)完成NC加工刀具的轨迹生成设计,产生相应的图形交换文件供生成NC程序时调用。

  在自动生成加工的NC程序前,必须进行NC加工的计算机辅助工艺设计,确定每一道工序加工中所必须的加工工艺参数。该功能模块利用计算机对需要加工的各个轮廓进行加工工艺设计,最后生成相应的CAM加工工艺文件,供生成NC加工程序时调用。

  这里CAPP中的设计参数主要有:主轴转速(spindle speed)、切削深度(cut down to)、进给量(feedrate)、加工方式(钻削加工或沿轮廓切削加工)、循环切削次数(cycle count)、刀具的选择(tool)等七个主要工艺参数。

  本功能模块对于NC加工的CAPP设计,提供了命令行提示交互式设计方案、图标菜单式设计方式、以及使用于AutoCADR12以后版本的对话框式设计方式。

  本功能模块设计特点是:①在AutoCAD的环境下就可以进入NC加工工艺的设计,使CAD及CAPP一次完成;②在工艺设计的过程中,可以观察到相应实物的工程图,做到所见到的就是所要设计的;③图标菜单及动态显示技术的运用,使设计图文并茂,容易掌握、容易操作;④对话框及缺省值的合理处理,加快了设计速度,减少了重复设计的时间。在完成CAPP后,将自动生成相应的CAM加工工艺文件。

  2.3NC程序的生成NC程序的生成模块主要根据刀具运动轨迹的标准图形交换文件,以及CAM加工工艺文件,按照符合ISO标准的NC系统,自动生成通用的NC加工程序。其中每一道工序加工的轮廓放在不同的图层上,对应于相应的一段CAM工艺文件。本功能模块的工作步骤为:

  (1)首先根据设定的路径(path)找到存放刀具运动轨迹的标准图形交换文件及相应的CAM加工工艺文件;

  (3)根据图形基础层(base layer)找到存放刀具运动轨迹的图层;

  (9)若是循环切削,则重复(N次)进行(6)、(7)、(8)项工作(N=循环切削次数);

  该功能模块还具有以下一些重要的功能:每进行一道工序加工时,刀具将快速地移动到设定的加工起点,以节约加工辅助时间;循环切削次数(cycle count)为N,则可以使设定的总切削深度平均分为N次进行;每一道工序都对应于不同的一组加工工艺参数,使加工灵活,粗精分开,适应能力强。

  ①当用户完成了CAD设计。