CAXA軟件是一種全中文、面向數(shù)控機床的三維CAD/CAM軟件。其具有強大的實體造型、曲面造型等功能和優(yōu)質(zhì)高效工藝性的數(shù)控自動加工特點，主要用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件。借助于CAXA軟件，筆者完成了一戰(zhàn)斗機工藝品模型的外形設(shè)計、三維造型、程序后置處理、數(shù)控自動加工及實體裝配的整個過程。
1 外形設(shè)計
參考軍事網(wǎng)站資料及相關(guān)軍事書籍，充分考慮結(jié)構(gòu)合理，美觀耐用，精致小巧，適宜擺放在書桌上，方便作為工藝品進行展示的特點，結(jié)合CAXA軟件造型的參數(shù)設(shè)置、現(xiàn)有的機床加工設(shè)備及加工工藝合理性的要求，我們將戰(zhàn)斗機上模、下模設(shè)計成如圖1所示的外形。
圖1 戰(zhàn)斗機上、下模設(shè)計圖
2 三維造型
根據(jù)戰(zhàn)斗機上模、下模設(shè)計圖紙的尺寸要求，結(jié)合美觀的特點，采用CAXA軟件三維造型中掃掠、拉伸、旋轉(zhuǎn)、橋接等曲面造型方式，分別完成對戰(zhàn)斗機上模、下模的建模造型。
3 加工工藝分析
3.1 戰(zhàn)斗機上、下模的加工工藝
根據(jù)戰(zhàn)斗機上、下模的設(shè)計圖及造型圖，由于戰(zhàn)斗機上、下模含有大量曲面造型，所以我們采用加工中心（型號HASS VF1）數(shù)控加工。可以用φ8mm立銑刀進行粗加工，再用φ4mm球頭銑刀進行精加工，采用精密平口鉗夾具進行裝夾。
在加工完成后，需要去除殘料，因為加工中心去除殘料不方便，我們決定選用數(shù)控線切割進行EDM（數(shù)控電火花線切割）加工去除殘料的加工工藝方法。考慮到材料為鋁(AL)，普通快走絲數(shù)控線切割機床不容易導(dǎo)電，我們選用了慢走絲數(shù)控線切割機床（型號DK7732），裝夾方式采用鉆夾頭夾具裝夾，利用數(shù)控線切割機床進行EDM加工將模型與底部的殘料成功分離。
3.2 戰(zhàn)斗機支撐腳的加工工藝
戰(zhàn)斗機支撐腳以外圓輪廓的中心線為定位基準，由于支撐腳是圓柱形臺階軸，因此采用普通車床(型號CDS6136)三爪自定心卡盤裝夾，裝夾時工件需保持垂直，由于零件比較小，所以支撐腳軸中間的滾輪槽采用數(shù)控線切割機床進行電火花線切割的加工方法。
3.3 戰(zhàn)斗機滾輪的加工工藝
從精致美觀和方便觀察角度考慮，滾輪采用紫銅作為原材料。因為滾輪屬于軸類零件，裝夾方式采用普通車床三爪卡盤自定心裝夾。加工時車削好端面之后先打軸孔，打完軸孔再進行割斷，軸孔中間可以穿一根銅絲作為滾軸，兩頭鉚接，以方便戰(zhàn)斗機滾輪前后滾動。
3.4 切削三要素的計算及選擇
影響切削用量的因素一般有刀具材料、零件材料、刀具類型、刀具直徑、加工方式、尺寸要求、表面粗糙度及加工效率等，可以通過查機械加工工藝手冊，根據(jù)切削要素計算公式計算確定合理的切削用量。這里選取戰(zhàn)斗機上模粗加工時的切削三要素計算及選擇為例進行說明。
(1)切削速度計算
n=1000Vc/πD
式中，
D為銑刀直徑；
π為圓周率，π=3.14；
n為主軸轉(zhuǎn)速；
Vc為切削速度。
粗加工選擇φ8硬質(zhì)合金刀立銑刀，查《機械加工工藝手冊》，Vc -般選擇70-90m/nun、銑刀直徑φ8mm，則將π=3.14、D=8mm、Vc=75mm/min代人公式π=1000Vc/πD=(1000×75)÷(3.14×8)r/min=2985.66r/min。圓整后取3000r/min。
(2)進給量計算
Vf=f×n=fz×z×n
式中，
Vf為進給速度；
f為每轉(zhuǎn)進給量；
fz為每齒進給量；
n為銑刀轉(zhuǎn)速；
z為銑刀齒數(shù)。
可得每轉(zhuǎn)進給量f=z×fz。
查《機械加工工藝手冊》fz選擇0.2-0.3mm，主軸轉(zhuǎn)速已選3 000 r/min，若選擇每齒進給量為0.2mm，則Vf=fz×z×π=0.2×4×3000mm/min=2400mm/min，因而工作臺的進給速度選為2400mm/min。
4 程序后置處理
以戰(zhàn)斗機上模數(shù)控自動加工為例，通過CAXA軟件草圖對毛坯進行設(shè)定，同時確定毛坯中心在系統(tǒng)坐標系（繪圖坐標系）中的坐標值。因為戰(zhàn)斗機模型繪圖原點在圖形的下方，Z軸方向?qū)Φ稌r需注意：設(shè)定Z軸零點時Z軸坐標須向下20mm。首先設(shè)定加工坐標系、工件加工的安全平面，然后開始對工件進行加工。
(1)參數(shù)設(shè)置過程
點擊進入等掃掠線精加工，如圖2所示。
圖2 掃掠線精加工
分別進行加工精度、切削用量、刀具參數(shù)等的設(shè)置，如圖3所示。
圖3 切削用量與刀具參數(shù)設(shè)置
(2)刀具軌跡生成
完成上述參數(shù)設(shè)置后，點擊確定，生成刀具加工軌跡并進行實體模擬仿真，如圖4所示。
圖4 戰(zhàn)斗機上模仿真精加工
(3)數(shù)控程序的后置處理（自動生成的部分程序）
N12 G5501
N14 S3000 M03
N16 G90 G54 C0 250.
N18 G0 X-52.55 Y-30.082 M08
N22 CO G90 X-52.55 Y-30.082
N32714 GO G90 X52.45 Y30.712 250.
N32716 M05
N32718 M30
戰(zhàn)斗機下模的數(shù)控加工模擬仿真及程序的后置處理生成同上模，仿真結(jié)果如圖5所示。
圖5 戰(zhàn)斗機下模仿真精加工
5 實體加工與裝配
5.1 戰(zhàn)斗機零部件的加工過程
根據(jù)戰(zhàn)斗機模型上模、下模、支撐架、滾輪零部件的圖紙及加工工藝流程，進行零部件實體加工，加工過程匯總?cè)绫?所示。
表1 戰(zhàn)斗機零部件加工過程匯總表
5.2 戰(zhàn)斗機零部件的裝配過程
(1)支撐腳與下模的裝配：在臺虎鉗上將支撐腳固定，將φ2.5mm的滾軸朝上，穿過上模的軸孔稍露頭，再用銷釘將φ2.5mm滾軸露頭端鉚住。
(2)滾輪與支撐架的裝配：將滾輪放進支撐軸的槽中（如果裝配較緊，可用銼刀將滾輪挫削薄一些），用φ2mm的滾軸連接。
(3)上模與下模的裝配：用502強化膠均勻涂滿上、下模的結(jié)合表面，再將上、下模牢牢粘貼在一起，裝配過程匯總?cè)绫?所示，最終的戰(zhàn)斗機工藝品模型實體如圖6所示。
表2 戰(zhàn)斗機零部件裝配過程匯總表
圖6 戰(zhàn)斗機工藝品模型實體圖
6 結(jié)束語
采用CAXA自動編程軟件設(shè)計和制作出的戰(zhàn)斗機模型在外觀、尺寸、表面粗糙度和光滑度方面均符合要求，產(chǎn)品質(zhì)量較好。CAXA在編程的過程中，能進行合理的工藝計算、刀路模擬和加工仿真，有效地提高了生產(chǎn)效率，可廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)中產(chǎn)品的三維造型和數(shù)控編程領(lǐng)域。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標題：基于CAXA的戰(zhàn)斗機工藝品模型的設(shè)計及制作
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