在數控加工領域，運用CATIAV5R20自動編程方法一方面可以方便地實現零件的數控編程，生成高效、高精度的NC程序；另一方面，可以通過實體仿真刀具路徑，檢驗是否有明顯的過切或者干涉現象，及時作出相應的修改，從而大大提高了實際加工效率，進而縮短了生產周期，為企業帶來更大的效益。

1.CATIA自動編程的步驟

(1)用CATIA三維建模，在機械設計或外形設計模塊將零件實體圖形建立起來，或者直接導入現有實體模型。

(2)在加工模塊，根據零件外形尺寸和工藝加工余量，創建毛坯零件。

(3)零件加工環境和操作定義，包括機床設置、加工坐標系的確定、目標零件和毛坯的定義、安全平面的確定等。

(4)根據零件成形需要，選擇合理的加工方法，如粗加工步序、掃略步序、殘料清角、等高線加工、外形切削、軸向加工等。

(5)選擇與加工方法相對應的刀具、切削參數、進退刀路徑等。

(6)刀路仿真，觀察切削情況，并確定有無切削干涉。

(7)數控加工程序的后處理與輸出。

2.實例分析

本文以裝飾品工藝小象的CATIA自動編程方法為例進行分析。小象加工材料為尼龍，采用粗、精銑二次加工的方法成形。

(1)打開CATIA【機械設計】模塊，選擇【零件設計】，選擇“XY參考”面，

進入【草圖】，選擇【樣條曲線】功能，根據工藝小象的外形繪制圖草圖，如圖1所示，并拉伸成形，厚度為12mm(見圖2)。

圖1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2

(2)進入【加工】部分，選擇【SurfaceMachining】，進入曲面加工模塊，選擇【GeometryManagement】菜單中【RoughStock】，建立生料，系統彈出“RoughStock”定義毛坯對話框，根據小象外形尺寸，我們設定為X100mm、Y53mm、Z12mm。

選擇特征樹中的【Process】下【PartOperation.1】，進行加工設定，完成機床的選擇、坐標系原點的確定、零件和毛坯的選擇和安全平面確定(具體參數見表1)。

表1

(2)選擇特征樹中的【Process】下的【ManufacturingProgram】，單擊【插入】→【MachiningOperations】→【RoughingOperations】→【Roughing】，進入等高降層粗銑加工程式，系統彈出“Roughing.1”對話框。

首先定義刀具路徑

，具體參數如表2所示。選擇參數時注意觀察軟件示意圖和

彈出圖(見圖3)，根據示意圖可以形象的看出各參數的設置效果。并且選擇【Toolpathstyle】刀具路徑方式和【Cuttingmode】切削模式時，要根據實際加工情況判斷是用螺旋還是來回走刀，是順銑還是逆銑等。

表2

圖3

其次定義加工區域

，選取毛坯與零件，軟件將自動計算加工區域，設置方法如圖4所示。這一步是程式設定的最重要一步，加工區域的選擇正確與否直接影響程式建立的成功性。

圖4

進入刀具選擇

，軟件會根據零件加工程式推薦一些刀具，選擇

，并對刀具進行部分設置，取消【Ball-endtool】勾選，選擇【More>>】，根據實際機床及刀具配置對刀具半徑、長度、圓角等設置，這里我們設置【Nominaldiameter】為8mm(見圖5)。

圖5

設置刀具切屑參數

，定義加工進給率。設置【Feedrate】中的【Machining】為200mm/min，【ApindleSpeed】中的【Machining】為800turn/min，注意此處必須取消【AutomaticcomputefromtoolingFeedsandSpeeds】的勾選，否則無法定義F與S(見圖6)。

圖6

等高降層粗銑程式設置的最后一步是進/退刀路徑設置

，由于是粗銑程式，所以選擇【Automatic】中的【Ramping】，其余采用默認設置。

(3)到這里就可以對粗銑程式仿真了，單擊【ToolPathReplay】中

，彈

出如圖7對話框，選擇

后單擊

，可以觀察由毛坯加工成形的仿真過程(見圖8)。注意觀察刀路是否與設想一致，并確保無干涉現象。

圖7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖8

同理，單擊【插入】→【MachiningOperations】→【ProfileContouring】，選擇外形銑削程式對工藝小象的外形精加工，這里就不再累述，根據加工要求選擇合理參數，并仿真觀察加工效果。重點注意銑削輪廓選擇側邊時必須是閉合側邊線；【Approach】與【Retract】必須選擇【Circularhorizontalaxial】，以減少對精加工面的損傷，如圖9、圖10所示。

圖9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖10

(4)完成上述操作后，還需要通過GenerateNCCode將數控刀具路徑轉換為數控機床可以識別的數控程序(NCProgram)。CATIAV5提供了兩種方式，一個是Batchmode(批處理模式)，另一個是Interactivelymode(交互處理模式)，這里我們選擇前者。單擊【NCOutputManagement】中的

，選擇【In/Out】→【NCdatatype】→【NCCode】，【NCCode】→【IMSPost-processorfile】→【siemens840】(可根據數控設備操作系統自主選擇)，如圖11所示，點擊【Execute】，軟件將自動生成NC程序，完成工藝小象的自動編程過程。

圖11

3.注意事項

通過上述案例我們注意到，利用CATIAV5加工模塊自動編程應注意以下幾點：

(1)利用CATIA編程過程中要靈活使用特征樹中的各部件“隱藏”和“顯示”功能，特別是定義加工區域時，需要對毛坯和零件分別選取，利用這個功能可以達到事半功倍的效果。

(2)當對CATIA的部分參數不是很了解時，靈活應用

功能。

(3)當工序復雜時，必須按照工序順序在特征樹合適位置插入加工程式，這樣編出來的程序才有連貫性。

(4)程序輸出時IMA后處理器必須設置：【工具】→【選項】→【加工】→【Output】→【PostProcessorandControllerEmulatorFolder】→【IMS】，否則無法NC系統。

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總結

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