隨著現代機械行業和計算機技術的飛速發展，計算機輔助制造(CAM)軟件在數控加工中應用越來越廣泛，使機械產品的加工效率和精度產生了質的飛躍。目前在機械加工行業中用到的加工中心，按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類，按控制軸數可分為三軸、四軸、五軸或多軸加工中心。

　　但是隨著機械加工精度的要求和零件的復雜性的變化，四軸和多軸加工設備越來越多。目前最常見的四軸加工中心通常是在標準三軸加工中心的機床上增加A 軸的旋轉，從而在進行銑削加工的同時，對零件在A 軸的方向上進行加工，典型加工零件見圖1所示。

　　四軸零件在進行CAM編程過程中，采用手工編程的方法，進行相關點位的計算會非常困難，因此必須借助計算機技術，通過CAM軟件進行編程。CAXA制造工程師2008軟件在標準三軸的基礎上，配置有四軸和五軸的加工功能，為國內用戶提供了較為實用的操作界面和加工策略，下面就以回轉體零件圖形雕刻(如圖2所示)為例，分析典型的四軸零件通過CAXA制造工程師2008軟件進行造型和編程加工的應用。

　　一、零件造型

　　(1)根據已有圖片的電子文件，進行圖形矢量化(見圖3)，并將其矢量化的文件保存為exb、dwg或dxf等格式。

　　(2)利用CAXA-CAD提供的直線、圓弧，以及樣條線等平面建圖功能和拉伸、去料、放樣和掃描等實體造型功能，進行三維加工數據的建模，用曲線、曲面和實體表達工件。在對零件造型過程中，可以直接使用三維設計，也可以利用兩維制圖中的參數線等元素，引入到CAXA建模中，實現CAD數據的準確交換，完成滿足數控加工的三維數據模型，實現復雜零件的三維實體造型設計。在制造工程師軟件中，繪制圓柱體輪廓如圖4所示。

　　(3)通過數據接口，讀入矢量化線條如圖5所示。

　　(4)利用CAXA制造工程師軟件對圖形進行位置調整，調用線面映射工具進行圓柱投影，再將矢量化后的線條投影到零件主體圓柱面上，完成零件造型所示，結果如圖6所示。

　　二、CAM編程

　　對零件造型完成后，調用CAXA制造工程師四軸加工工具，按工藝方案的要求，根據零件毛坯、夾具裝配之間空間幾何關系及刀具特征和參數，篩選最適用的加工方法進行四軸加工。在本零件加工中，只需要通過控制刀具的直徑和走刀次數和深度就能夠在圓柱面上加工出需要的造型。相關參數設置過程如下。

　　(1)使用四軸曲線加工工具進行設置，如圖7所示。

　　(2)設置參數。針對特定的機床，結合已經設置好的機床配置，對數據格式、編程方式、圓弧控制和刀具等進行設置，并在加工過程中對實體造型進行進一步的工藝分析，根據加工性質修改增補造型，根據加工特點以及加工能力，確定需要加工的三維實體面，再分析實體的組成情況，擬定刀具的進入路徑、切削路徑和退出路徑。對刀具在運動中可能發生干涉的部位，及時地進行加工環境調整，如圖8所示。

　　(3)根據加工零件的形狀特點及工藝要求，利用CAXA制造工程師中提供的曲面、導動、參數線、投影和等高等加工方法，拾取需要加工的曲線輪廓， 輸入相關的數據參數和要求進行加工，加工結果如圖9所示。

　　(4)仿真校驗。加工軌跡生成后，利用刀位編輯、軌跡的連接和打斷編輯以及參數修改等功能，對相關軌跡進行編輯和修改。運用軌跡仿真功能，即可屏幕模擬實際切削過程，顯示材料去除過程和進行刀具干涉檢查，檢驗生成的刀具軌跡是否滿足要求，查看切削后的工件截面，確保不會出現過切，如圖10所示。

　　(5)后置處理。在仿真校驗無誤的情況下，針對機床結構和控制系統的不同，需要針對性地進行后置設置，CAXA制造工程師軟件中，提供了常見機床的后置處理設置，根據設備的不同，軟件也提供了進行用戶設置的區域，如圖11所示。

　　(6)生成代碼。數控編程的核心工作就是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點，經后置處理產生數控加工程序。當加工軌跡生成后，按照當前機床類型的配置要求， 把已經生成的刀具軌跡自動轉化成合適的數控系統加工G代碼，即CNC數控加工程序。但不同的機床其數控系統是不盡相同的，不同的數控系統其G代碼功能不同，加工程序的格式也有所區別，所以要對G代碼進行后置處理，以對應于相應的機床。利用軟件的加工工藝參數后置處理功能，可以通過對“后置處理設置”進行修改，使其適用于機床數控系統的要求，或按機床規定的格式進行定制。定制后，可以保存設置，用于今后與此類機床匹配需要。通過后置設置工具，生成加工需要的G代碼。

　　G代碼生成后，可根據需要，自動生成加工工序單，程序會根據加工軌跡編制中的各項參數，自動計算各項加工工步的加工時間，這非常便于生產管理識別和加工工時的計算。我們還可通過直觀的加工仿真和代碼反讀來檢驗加工工藝和代碼的質量。

　　(7)G代碼傳輸和機床加工。生成的G代碼要傳輸給機床，如果程序量少而機床內存容量允許的話，可以一次性地將G代碼程序傳輸給機床。如果程序量巨大，就需要進行DNC在線傳輸，將G代碼通過計算機標準接口直接與機床連通，在不占用機床系統內存的基礎上，實現計算機直接控制機床的加工過程。機床根據接收到的G代碼加工程序，就可進行在線DNC加工或單獨加工了。

　　三、結束語

　　使用CAXA制造工程師軟件對四軸零件進行加工，不僅可以提高零件的加工精度，而且與使用手工編程相比，輔助加工時間也大大縮短。

　　我們在數控加工中，通過對CAXA制造工程師軟件的應用，大大地縮短了加工中程序的編寫和輸入的時間。由于計算機編程技術的應用，刀具路徑的密度就可以合理增大，這就保證了加工精度及零件表面質量。CAXA制造工程師的應用減少了程序因手寫或不便于檢測造成的損失，取得了很好的經濟效益。