在数控加工领域，运用CATIAV5R20自动编程方法一方面可以方便地实现零件的数控编程，生成高效、高精度的NC程序；另一方面，可以通过实体仿真刀具路径，检验是否有明显的过切或者干涉现象，及时作出相应的修改，从而大大提高了实际加工效率，进而缩短了生产周期，为企业带来更大的效益。

1.CATIA自动编程的步骤

(1)用CATIA三维建模，在机械设计或外形设计模块将零件实体图形建立起来，或者直接导入现有实体模型。

(2)在加工模块，根据零件外形尺寸和工艺加工余量，创建毛坯零件。

(3)零件加工环境和操作定义，包括机床设置、加工坐标系的确定、目标零件和毛坯的定义、安全平面的确定等。

(4)根据零件成形需要，选择合理的加工方法，如粗加工步序、扫略步序、残料清角、等高线加工、外形切削、轴向加工等。

(5)选择与加工方法相对应的刀具、切削参数、进退刀路径等。

(6)刀路仿真，观察切削情况，并确定有无切削干涉。

(7)数控加工程序的后处理与输出。

2.实例分析

本文以装饰品工艺小象的CATIA自动编程方法为例进行分析。小象加工材料为尼龙，采用粗、精铣二次加工的方法成形。

(1)打开CATIA【机械设计】模块，选择【零件设计】，选择“XY参考”面，

进入【草图】，选择【样条曲线】功能，根据工艺小象的外形绘制图草图，如图1所示，并拉伸成形，厚度为12mm(见图2)。

图1                                                      图2

(2)进入【加工】部分，选择【SurfaceMachining】，进入曲面加工模块，选择【GeometryManagement】菜单中【RoughStock】，建立生料，系统弹出“RoughStock”定义毛坯对话框，根据小象外形尺寸，我们设定为X100mm、Y53mm、Z12mm。

选择特征树中的【Process】下【PartOperation.1】，进行加工设定，完成机床的选择、坐标系原点的确定、零件和毛坯的选择和安全平面确定(具体参数见表1)。

表1

(2)选择特征树中的【Process】下的【ManufacturingProgram】，单击【插入】→【MachiningOperations】→【RoughingOperations】→【Roughing】，进入等高降层粗铣加工程式，系统弹出“Roughing.1”对话框。

首先定义刀具路径

，具体参数如表2所示。选择参数时注意观察软件示意图和

弹出图(见图3)，根据示意图可以形象的看出各参数的设置效果。并且选择【Toolpathstyle】刀具路径方式和【Cuttingmode】切削模式时，要根据实际加工情况判断是用螺旋还是来回走刀，是顺铣还是逆铣等。

表2

图3

其次定义加工区域

，选取毛坯与零件，软件将自动计算加工区域，设置方法如图4所示。这一步是程式设定的最重要一步，加工区域的选择正确与否直接影响程式建立的成功性。

图4

进入刀具选择

，软件会根据零件加工程式推荐一些刀具，选择

，并对刀具进行部分设置，取消【Ball-endtool】勾选，选择【More>>】，根据实际机床及刀具配置对刀具半径、长度、圆角等设置，这里我们设置【Nominaldiameter】为8mm(见图5)。

图5

设置刀具切屑参数

，定义加工进给率。设置【Feedrate】中的【Machining】为200mm/min，【ApindleSpeed】中的【Machining】为800turn/min，注意此处必须取消【AutomaticcomputefromtoolingFeedsandSpeeds】的勾选，否则无法定义F与S(见图6)。

图6

等高降层粗铣程式设置的最后一步是进/退刀路径设置

，由于是粗铣程式，所以选择【Automatic】中的【Ramping】，其余采用默认设置。

(3)到这里就可以对粗铣程式仿真了，单击【ToolPathReplay】中

，弹

出如图7对话框，选择

后单击

，可以观察由毛坯加工成形的仿真过程(见图8)。注意观察刀路是否与设想一致，并确保无干涉现象。

图7                                  图8

同理，单击【插入】→【MachiningOperations】→【ProfileContouring】，选择外形铣削程式对工艺小象的外形精加工，这里就不再累述，根据加工要求选择合理参数，并仿真观察加工效果。重点注意铣削轮廓选择侧边时必须是闭合侧边线；【Approach】与【Retract】必须选择【Circularhorizontalaxial】，以减少对精加工面的损伤，如图9、图10所示。

图9                                                                      图10

(4)完成上述操作后，还需要通过GenerateNCCode将数控刀具路径转换为数控机床可以识别的数控程序(NCProgram)。CATIAV5提供了两种方式，一个是Batchmode(批处理模式)，另一个是Interactivelymode(交互处理模式)，这里我们选择前者。单击【NCOutputManagement】中的

，选择【In/Out】→【NCdatatype】→【NCCode】，【NCCode】→【IMSPost-processorfile】→【siemens840】(可根据数控设备操作系统自主选择)，如图11所示，点击【Execute】，软件将自动生成NC程序，完成工艺小象的自动编程过程。

图11

3.注意事项

通过上述案例我们注意到，利用CATIAV5加工模块自动编程应注意以下几点：

(1)利用CATIA编程过程中要灵活使用特征树中的各部件“隐藏”和“显示”功能，特别是定义加工区域时，需要对毛坯和零件分别选取，利用这个功能可以达到事半功倍的效果。

(2)当对CATIA的部分参数不是很了解时，灵活应用

功能。

(3)当工序复杂时，必须按照工序顺序在特征树合适位置插入加工程式，这样编出来的程序才有连贯性。

(4)程序输出时IMA后处理器必须设置：【工具】→【选项】→【加工】→【Output】→【PostProcessorandControllerEmulatorFolder】→【IMS】，否则无法NC系统。