[实例1-1] 平面型腔零件的二维造型与加工

完成图1-1所示的零件二维造型及加工程序编制。零件材料为45钢，毛坯为180mm×160mm×8mm板料。毛坯的上下表面及侧面已满足加工要求。

一、工艺分析

① 选用机床：数控铣床。

② 选用夹具：平口钳夹紧定位，百分表找正。

③ 工艺分析：该零件加工内容包括一个圆弧内型腔孔，两个台阶孔，两个通孔。其中型腔、小孔的尺寸公差均有较高的精度要求，并且工件内侧表面粗糙度要求Ra为1.6μm，所以应该分为粗加工和精加工来完成。

二、绘制零件模型

由于“平面区域粗加工”“平面轮廓精加工”和“孔加工”命令均可以采用2D模型进行加工，因此，结合此零件的特点，只在空间平面内建立2D平面模型就可以生成加工轨迹。

双击桌面图标，进入CAXA制造工程师2016操作界面。移动光标至特征树栏左下角，选择“特征管理”，显示零件特征栏，进入造型界面。

① 在曲线选项卡中，单击曲线生成栏中的“矩形”按钮 在曲线选项卡中，单击曲线生成栏中的“矩形”按钮，在立即菜单中选择“中心   长   宽”方式，输入长度180和宽度160，按回车键。捕捉系统中心坐标，按回车键确定，矩形生成。如图1-2所示。

② 在曲线选项卡中，单击曲线工具栏中的“整圆”按钮 在曲线选项卡中，单击曲线工具栏中的“整圆”按钮，选择“圆心_半径”，按软件提示，捕捉矩形右下交点为圆形曲线的圆心，按回车键输入50，再按回车键完成半径为“50”圆的绘制，如图1-3所示。同理作左上角R50mm的圆。

③ 在曲线选项卡中，单击曲线编辑栏中的“曲线裁剪”按钮 在曲线选项卡中，单击曲线编辑栏中的“曲线裁剪”按钮，在立即菜单中选择“快速裁剪”和“正常裁剪”。按状态栏提示拾取被裁剪曲线，单击矩形外部的圆，裁剪完成。

④ 在曲线选项卡中，单击曲线工具栏中的“整圆”按钮，选择“圆心_半径”，按软件提示，输入圆心坐标（-70,-60），按回车键输入半径8，再按回车键完成半径为“8”圆的绘制。

在常用选项卡中，单击“几何变换”栏中“矩形阵列”按钮，在立即菜单中选取“矩形”，输入行数2，行距120，列数2，列距140四个值。拾取需阵列的R8mm圆，按右键确认，阵列完成。结果如图1-4所示。

⑤ 在曲线选项卡中，单击曲线工具栏中的“整圆”按钮 在曲线选项卡中，单击曲线工具栏中的“整圆”按钮，选择“圆心_半径”，按软件提示，输入圆心坐标（-20,-20），按回车键输入半径47，再按回车键完成半径为“47”圆的绘制。同理，输入圆心坐标（30,30），按回车键输入半径27，再按回车键完成半径为“27”圆的绘制 。如图1-5所示。

⑥ 在曲线选项卡中，单击曲线编辑栏中的“过渡”按钮 在曲线选项卡中，单击曲线编辑栏中的“过渡”按钮，在立即菜单中选择“圆弧过渡”，输入过渡半径13，选择不裁剪曲线1和曲线2。拾取第一条曲线、第二条曲线，圆弧过渡完成。单击曲线编辑栏中的“曲线裁剪”按钮，剪掉多余线条，结果如图1-6所示。

三、加工程序编制准备

在编制零件加工程序前应该先建立毛坯、建立工件坐标系和建立刀具。

 1.建立毛坯

① 选择屏幕左侧特征树的“加工管理”页框，双击特征树中的“毛坯”，弹出毛坯定义对话框。如图1-7所示。

② 选取“拾取两角点”单选框，拾取左下角矩形角点A，然后输入右上角矩形角点B的坐标（90,80,8），回车返回毛坯定义对话框，单击“确定”按钮，毛坯定义完成，完成毛坯的建立。建立毛坯为蓝色矩形线框显示，如图1-8所示的矩形毛坯模型。

2. 建立加工坐标系

为了加工和对刀的方便，在零件的上表面的中心建立加工坐标系(mcs)。在工具选项卡上，单击“创建坐标系”图标;在立即菜单中选择“单点”；按回车键在弹出的弹入输入条中输入坐标值(0,0,8)；按回车键，输入新坐标系名称“mcs”，按回车键确定，如图1-9所示。

3. 建立刀具

在“轨迹管理”窗口，双击“刀具库”，弹出“刀具库”对话框，并显示当前刀具库中已存在的刀具，如图1-10所示。在该对话框中双击立铣刀02号，弹出“刀具定义”对话框，如图1-11所示，修改刀具直径为12，单击“确定”按钮退出。用这种方法完成添加本次加工所需刀具。

四、编写零件加工程序

根据平面型腔类零件的特点，选用“平面区域粗加工”“平面轮廓精加工”和“孔加工”的方法进行加工。

1.粗铣内型腔

① 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面区域粗加工”按钮 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面区域粗加工”按钮，弹出“平 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面区域粗加工”按钮，弹出“平面区域粗加工（编辑）”对话框，如图1-12所示。此加工功能是生成具有多个岛的平面区域的刀具轨迹，适合 2/2.5 轴粗加工。设置相关加工参数，环切加工，选择从里向外方式。顶层高度0，底层高度-8，行距为8。

② 加工参数设置完成后，单击“确定”按钮退出“平面区域粗加工（编辑）”对话框，系统进行刀路运算，加工轨迹如图1-13所示。

③ 在加工选项卡中，单击仿真工具栏中的“实体仿真”按钮，单击“内型腔粗加工轨迹”，单击右键拾取结束，在弹出的窗口中，单击“运行”按钮开始轨迹仿真加工，结果如图1-14所示。单击“内型腔粗加工轨迹”后单击右键，在弹出的立即菜单上单击“隐藏”，内型腔粗加工轨迹就被隐藏了。

2.精铣内型腔侧壁

采用“平面轮廓精加工”功能加工内型腔侧壁，此加工功能属于二轴加工方式，由于它可以指定拔模斜度所以也可以做二轴半加工。主要用于加工封闭的和不封闭的轮廓。适合 2/2.5 轴精加工，支持具有一定拨模斜度的轮廓轨迹生成，可以为生成的每一层轨迹定义不同的余量。生成轨迹速度较快。

① 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面轮廓精加工”按钮在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面轮廓精加工”按钮，弹出“平面轮廓精加工（编辑）”对话框，如图1-15所示。设置顶层高度0，底层高度-8，每层下降高度1。

② 加工参数设置完成后，单击“确定”按钮退出“平面轮廓精加工（编辑）”对话框，拾取加工轮廓线，单击右键结束，拾取进退刀点A，系统进行刀路运算，加工轨迹如图1-16所示。

③ 在加工选项卡中，单击仿真工具栏中的“线框仿真”按钮，单击内型腔加工轨迹，单击右键拾取结束，在弹出的窗口中，单击“运行”按钮开始轨迹仿真加工，结果如图1-17所示。

3.粗铣沉台平面

① 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面区域粗加工”按钮 在加工选项卡中，单击二轴加工工具栏中的“平面区域粗加工”按钮，弹出“平面区域粗加工(编辑)”对话框，如图1-18所示。设置相关加工参数，环切加工，选择从外向里方式。顶层高度0，底层高度-2，行距为8。

② 其他各项参数设置完成后，单击“确定”按钮，退出“平面区域粗加工（编辑）”对话框，系统进行刀路运算，加工轨迹如图1-19所示。

③ 在加工选项卡中，单击仿真工具栏中的“实体仿真”按钮 在加工选项卡中，单击仿真工具栏中的“实体仿真”按钮，单击沉台平面粗加工轨迹，单击右键拾取结束，在弹出的窗口中，单击“运行”按钮开始轨迹仿真加工，结果如图1-20所示。

4.钻中心孔

在加工选项卡中，单击孔加工工具栏中的“G01钻孔”按钮，弹出“G01钻孔（创钻孔（创建）”对话框，如图1-21所示。使用 G01 来进行各种钻孔操作，适用于各种没有钻孔循环功能的机床。设置相关加工参数，用直径为3的钻头，钻孔深度4，下刀次数设为1。单击“确定”按钮退出“G01钻孔（创建）”对话框，生成加工轨迹，其他四个小孔加工方法一样，深度为4，如图1-22所示。钻中心孔加工轨迹线框仿真如图1-23所示。

5.钻孔加工

在加工选项卡中，单击孔加工工具栏中的“孔加工”按钮在加工选项卡中，单击孔加工工具栏中的“孔加工”按钮，弹出“钻孔（创建）”对话框，如图1-24所示。设置相关加工参数，用直径为8的钻头，钻孔深度8，下刀次数设为1。单击“确定”按钮退出“钻孔（创建）”对话框，生成加工轨迹，其他四个小孔加工方法一样，深度为8，如图1-25所示。钻孔加工轨迹线框仿真如图1-26所示。

6.生成G代码

在加工选项卡中，单击后置处理工具栏中的“后置处理”按钮，弹出“生成后置代码”对话框，如图1-27所示。选择对应的数控系统，单击“确定”退出“生成后置代码”对话框，拾取内型腔粗加工轨迹，生成我们需要的内型腔粗加工G代码，如图1-28所示。其他加工轨迹G代码生成方法一样，就不一一叙述了。