CAXA在机械数控加工技术课程中的应用研究

周纬远 何永玲 张千锋 孙腾 钟家勤

摘 要：在现代数控加工技术模式下，已有的机械设备加工模式发生了极为深刻变化，逐步呈现出智能化与数字化的趋势。机械数控加工技术作为一种新的加工技术手段，降低了加工成本，提升了加工准确度，增强了加工自动化水平，凭借上述优势逐步成为目前主流的一种机械加工手段。我国机械数控加工起步较晚，与发达国家之间有着明显的差距，为了稳步提升我国的机械数控机床的运行效能，文章以CAXA作为研究核心，稳步提升数控编程加工能力，确保机械数控加工工作的有序进行。

关键词：CAXA软件；机械加工；数控技术课程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.226

1 机械数控加工技术概括

数控加工是在传统机械加工体系的基础上，将计算机编程与控制技术引入其中，实现了机械加工设备控制的自动化，在这一过程中，稳步增强了机械加工的效能以及加工的准确度。数控机械加工，充分满足了现代化生产技术体系下，对于机械加工活动的客观要求，对于经济的换挡提速有着极为深远的影响，为我国加工制造能力的提升产生了深远影响。为了确保技术应用能力，使用计算机编程手段，对相关运行程序进行创设与优化，对相关设备参数进行必要管控，并将相关参数存储于计算机，既能够实现设备加工活动的自动化，又能够减少必要的成本投入，降低设备故障发生故障的机率，为企业成本控制工作的进行创造了良好条件。当前我校处于转型发展期，培养掌握数控加工技术人才，服务地方经济发展，是应用型地方本科高校办学特点的有力彰显。

2 数控加工技术应用的特点

数控加工技术的优势是数控加工生产的流程中，能够根据实际的使用要求，随时对加工工艺进行调整，使得各项参数能够设备加工操作的客观要求，对于新产品的研发以及设计工作的开展创造了极为便利条件，贴合了现阶段生产加工的客观要求，适应了目前市场经济体系下，经济运行发展的基本特点。机械数控加工技术在实践中的应用，在工件更换的过程中，降低了控制与调整的困难度，一般情况下，机械加工在传统模式下，无法对复杂零件进行必要处理，尤其是曲面结构，而数控加工模式下，曲面结构加工难题得到快速解决，缩短了加工时间，并且换刀等加工工具得到快速更换，实现了机械加工的标准化。

3 CAXA软件在机械数控加工中的具体应用

3.1 可编程控制技术的应用现状

机械加工技术表现出极强的灵活性与准确性，尤其是在信息技术发展的快速迭代更新的背景下，机械加工产业要想 获得足够的发展空间，就必须要借助于计算机软件，利用编程切实提升数控加工工作的准确性与效能。从目前机械数控加工技术的使用实际情况来看，机械数据技术在长期发展过程中能够将程序运行、设备控制以及设备维护等方面的工作进行高度衔接，对加工工作实现了数字化处理，降低人为操作失误等的影响。可编程控制作为目前机械数控技术的重要组成部分，其在机械数控技术中的应用切实提升了编程工作的科学性与合理性，增强了机械加工设备的质量，稳步提升机械加工企业的市场竞争能力，适应市场运行的基本诉求。但是从目前编程情况来看，数控机床操作人员对于编程并没有引发足够的重视，对编程参数缺乏认知，使得编程人员即便进行了相关编程，也缺乏必要的逻辑与严谨性，对于编程工作的实际效能带来了极为不利的消极影响。基于这种实际需要将CAXA软件纳入到编程工作之中，以此来缓解这一问题，确保编程工作的顺利进行，切实提升机械数控机床加工工作的效能。

3.2 CAXA软件的引进

机械数控加工技术经历了长期的发展过程，电子管控到PLC控制技术，软件控制的准确性与专业化程度稳步提升，CAXA软件在机械数控加工技术中的引入，实现了实体与曲面一体化的连接，CAXA软件功能极为全面，编码创设质量较高，相比较于CAD软件有着更为明显的优势。CAXA软件支持全面模型设计，实现了模型的快速切削，借以提升机床加工的质量与效能，CAXA软件功能具体包括：多轴数控、轨迹参数设定、代码验证与模拟、仿真加工等，通用性较高，适用于多种类型机床的机械加工控制。CAXA软件的程序设计和应用过程包括：

（1）在进行编码设计的过程中，要对加工图纸进行深刻了解，根据加工工件的具体特性，来确定编码方案。

（2）要依据机械加工准确性的要求，在编程过程中对轨迹参数以及加工手法进行设置。

（3）在完成基本的程序编程之后，为了确保编程效果，需要进行架构实验，通过产品仿真形成最后的G代码，通过这种方式减少程序设计与创作的容量，提升编写质量。

3.3 先进编程技术的应用

从上述分析来看，程序编程在设计的过程中，编程效果直接影响数控效果，程序员在进行代码编写的过程中，使用SIN、AND等高级编程语言，通过混合运算来适应复杂状态下，零件加工活动的客观要求，在先进编程技术应用的情况下，适应实际的工作要求，为后续工作的开展创造条件。例如在进行椭圆形零件加工的过程中，由于长半轴与短半轴之间有所变化，在传统模式下，加工难度极大，但是借助于CAXA软件，对机械数控进行编码，在编码过程中需要对a、b参数进行调整，由于不需要改变整个程序的架构，因此操作相对而言较为简单，操作难度较低。在这种情况下，技术人员能够在短时间快速实现加工工作的调整与完善，避免加工过程中出现加工失误，稳步提升加工精度，增强加工能力，满足实际的使用需求。

4 CAXA软件在机械数控加工技术课程教学中的应用探索

4.1 引进CAXA工程师软件

曲面与实体相互联系的CAD一体化软件属于CAXA工程师软件。该软件功能尤其广泛，工作效率也较高，代码应用效果较好，是近些年我国自主研发的编程软件。该软件中具有加工轨迹参数化功能，此项功能不但支持高速切削，还可以进行实体造型编辑、生成加工轨迹以及加工工艺卡片，该功能可以在很大程度上保证机床加工时的质量，提高生产效率。因此，作为机械类专业的学生，在走向工作岗位以前，对普遍应用于制造业的CAXA工程师软件进行一定程度的熟悉与掌握，无疑将有利于学生的就业以及就业质量的提升。通过CAXA工程师软件的引进，强化了实验教学平台的建设，丰富了学生实际操作的媒介。学生通过实际操作可以验证并深化课堂理论知识，同时CAXA工程师软件强大的模拟模具与零部件实际切削加工的环境，以及加工刀具的干涉检查功能，将会极大的激发学生学习热情，降低学生在实训中心甚至工作岗位中操作数控加工设备的出错率。此外，CAXA工程师软件同样可以引入到学生日常教学活动当中，将相关章节课后习题零部件加工的G代码作为作业，让学生编写并在个人电脑上的CAXA软件进行验证并解释代码含义，进一步巩固软件的使用及对于代码编写的熟练程度。

4.2 围绕数控编程技术，构建新颖的理论教学模式

CAXA软件能够利用SIN以及AND等高级语言编写的形式实现变量参数进行混合运算，这一形式还可用于复杂程度大的零件加工程序、评断子程序调用等。此种加工手段不但能够加工结构相对复杂、程序相对繁琐的零部件而且可以进行批量生产，从很大程度上缩短了工时，提高了效率。因此，在这样的背景下，采用这一形式加工零部件时，编程人员除必须了解数控机械编程知识外，还要有充分的计算机知识作为基础。所以 ，就需要构建围绕数控编程相关专业的知识体系与教学模式。一是，夯实计算机基础课程知识，在教授相关知识点时，剥丝抽茧，进行细化，提炼重点。二是，整合梳理，理清JAVA、C语言、VB、Delphi等编程语言与CAXA软件编程语言之间的共通之处，构筑编程语言共性，消除陌生感，提高编程质量与效率，构建跨学科的知识储备，拓宽编程渠道。培养数控加工技术的应用型创新人才，需要在人才培养方案，课程的先后设置予以全盘综合考虑，由浅至深，从简单到复杂，构筑培养综合型应用人才培养体系。

5 结束语

综上所述，CAXA软件是一款稳定、功能强大、性能良好的机械数控加工控制程序，可以为机械数控加工质量提供保障，同时对相关从业者也有相当高的专业素养要求。通过引进CAXA软件，可以最大限度的解决数控程序不适用的问题，确保程序编制符合加工實际需要。在此基础上，使用先进的编程技术，提高编程人员和机床控制人员的综合素质，可以使机械数控加工技术的应用效果得到进一步提升。将CAXA软件引入机械数控加工技术课程当中，首先要改变该课程与其他课程相对孤立、毫无联系的传统教学观念，与时俱进，构建跨专业，甚至跨学科的理论教学体系，不断探索，创新教学方式。应用型人才的培养，还需致力于教学平台等基础建设，并充分有效利用平台条件优势，锻炼学生实操技能，促进高校相关专业进一步的发展。本文进行的探讨与研究感谢广西高校临海机械装备设计制造及控制重点实验室的大力支持。

参考文献：

[1]郑德慧.机械数控加工技术中CAXA软件的应用[J].电子技术与软件工程，2015（22）：88.

[2]姚伟德.UG软件在数控加工中的分析研究[J].现代制造技术与装备，2016（02）：143-144.