齊齊哈爾鐵路車(chē)輛集團(tuán)公司冷工藝部（161002）金正哲張英斌面體加工中心，其數(shù)控系統(tǒng)為FANUC18M，可控軸數(shù)為四軸，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為三軸。同時(shí)該機(jī)床還配備了雷尼紹（RENISHAW）公司的TRACE-CUT22計(jì)算機(jī)掃描仿形加工系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)體模型掃描后的計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程。

　　在數(shù)控加工中，通常使用與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相配套的代碼編程方式進(jìn)行手工編程，包括采用宏編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)一般簡(jiǎn)單三維曲面的編程加工。但后者往往計(jì)算復(fù)雜，且易于出錯(cuò)。現(xiàn)今比較流行的CAD/CAM軟件中，如：PRO/ENGINEER、UG、I-DEAS、MASTERCAM等，該類(lèi)CAD/CAM系統(tǒng)造型功能強(qiáng)大，且都具備數(shù)控加工后處理模塊，針對(duì)不同的數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工程序代碼的自動(dòng)編程。但該類(lèi)軟件一般價(jià)格昂貴，且系統(tǒng)的應(yīng)用及維護(hù)都比較復(fù)雜。TRACE-CUT22系統(tǒng)略有別于前面所述的CAD/CAM系統(tǒng)，它不能直接在計(jì)算機(jī)中利用實(shí)體造型的方法構(gòu)建和編輯加工模型，而依賴(lài)于對(duì)實(shí)際工件的樣板模型掃描后來(lái)采集曲面型值點(diǎn)來(lái)構(gòu)建加工模型。然而，作為一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的系統(tǒng)，它同時(shí)留有與其他多種CAD系統(tǒng)的接口，可以方便地進(jìn)行多種格式圖形文件交換輸人與輸出，這樣，利用CAD系統(tǒng)的建模和編輯功能，可以在一定程度上提高TRACE-CUT22系統(tǒng)的適用性。

　　本文僅以一實(shí)例對(duì)AutoCAD在TRACE-CUT22系統(tǒng)中的應(yīng)用做一探討。

　　上述四種建庫(kù)方法各有特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。歸納起來(lái)是兩種手段：①利用UG/OPEN進(jìn)行圖形庫(kù)的專(zhuān)用程序開(kāi)發(fā)。②利用UG系統(tǒng)提供的建立在圖形參數(shù)化技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)上的參數(shù)化圖庫(kù)管理工具，建立起參數(shù)化圖庫(kù)。

　　工程繪圖，且具有一定的三維造型功能，能夠?qū)崿F(xiàn)model）、實(shí)體模型（solidmodel）的造型。其中，線(xiàn)框模型僅包含邊的信息，而沒(méi)有面和體的信息，因此無(wú)法生成數(shù)控加工刀具軌跡。表面模型則包含了線(xiàn)和面的信息，并適合構(gòu)造復(fù)雜的曲面立體模型，因而可以處理有關(guān)曲面的各種計(jì)算，如生成數(shù)控刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡等，這一點(diǎn)在TRACECUT22中的應(yīng)用尤為重要。而實(shí)體模型則涵蓋了線(xiàn)、面、體的全部信息，這里不再贅述。

　　對(duì)AutoCAD系統(tǒng)生成的曲面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描后轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)的模型文件，因而其構(gòu)建模型及后處理加工的精度直接受限于CAD系統(tǒng)。這樣，在CAD建模過(guò)程中，曲面網(wǎng)紋密度控制變量surftabl、surftab2的設(shè)置應(yīng)在綜合考慮了加工用刀具尺寸、加工精度、機(jī)床設(shè)置等多方面要求的基礎(chǔ)上計(jì)算后設(shè)置。

　　下面以我分廠(chǎng)承制的一吊鉤燜型模數(shù)控加工為例，介紹應(yīng)用過(guò)程及參數(shù)計(jì)算方法。該模具型腔圖如：在造型過(guò)程中，將該曲面型腔劃分由七個(gè)曲面片連接而成，其中曲面片1及曲面片7由回轉(zhuǎn)曲面（revsurf）構(gòu)建，其余由邊界曲面（edgesurf）構(gòu)建。如：如前所述，在曲面造型過(guò)程中，參數(shù)surftabl、surftab2及造型方法將直接影響到產(chǎn)品加工的精度，故應(yīng)作如下的計(jì)算設(shè)置：表面精度的控制。48.在加工中，表面粗糙度和尺寸精度由刀尖半徑和走刀量共同影響，如。

　　粗糙度的理論值可按下式計(jì)算：在幅值it及表面粗糙度a之間雖無(wú)直接的數(shù)學(xué)關(guān)系，但一般可按下表對(duì)照：這里有必要介紹一下TRACECUT22生成刀具軌跡的走向問(wèn)題：上，刀具將首先在surftabl方向上選擇**條曲面擬合曲線(xiàn)，沿SUrftab2方向逐個(gè)網(wǎng)格頂點(diǎn)走刀，SUrftab2的值將決定擬合曲面的網(wǎng)格頂點(diǎn)數(shù)，并且依次向下循環(huán)。因此，曲面網(wǎng)紋密度控制變量surftabl及surftab2與加工刀具半徑、表面粗糖度理論值的關(guān)系如下：surftab2的值可根據(jù)曲面變形量適當(dāng)確定，并可通過(guò)VMM22仿真加工模擬后進(jìn)行調(diào)整。但需要注意的是，當(dāng)surftabl與surftab2值的加大將增加曲面的計(jì)算及再生時(shí)間。順便指出，在曲面造型過(guò)程中，利用AutoLISP、VB、VC等編程語(yǔ)言可方便地進(jìn)行曲面的造型。

　　TRACECUT22系統(tǒng)將以AutoCAD中坐標(biāo)系WCS確定為工件坐標(biāo)系，因此，在CAD與TRACECUT22進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前需及時(shí)將WCS調(diào)整設(shè)定在適當(dāng)?shù)奈恢枚鳛閿?shù)控加工的工件坐標(biāo)系位置。'在AutoCAD中，造型結(jié)束后，為與TRACE-CUT進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，應(yīng)將模型文件以ASC圖形轉(zhuǎn)換文件（DXF）格式保存，DXF文件是標(biāo)準(zhǔn)的ASC文本文件，它可以通過(guò)TRACECUT22的格式轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)化為曲面三維數(shù)據(jù)點(diǎn)文件――SUD文件、SUP文件。這時(shí)需確認(rèn)掃描該曲面的探頭直徑。

　　在生成機(jī)床數(shù)控加工程序之前，對(duì)AutoCAD曲面模型的加工，還需在TRACECUT22中作進(jìn)一步的設(shè)置，一般分為如下幾步：設(shè)置機(jī)床必要參數(shù)包括：設(shè)置工件坐標(biāo)系（G54~G59）、程序號(hào)、凈空平面、凈空距離、安全位置等。

　　選擇刀具包括：定義程序中的刀具號(hào)、直徑、刀具長(zhǎng)度及半徑補(bǔ)償號(hào)、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率等。需注意的是。加工用球頭銑刀的直徑必須與采集數(shù)據(jù)所用的測(cè)頭直徑相同，即在轉(zhuǎn)換文件格式時(shí)所確認(rèn)的測(cè)頭直徑。

　　定義加工必須選擇三維加工中的仿形加工。

　　可以在VMM22中仿真演示加工路徑，檢干涉。如有干涉，可適當(dāng)調(diào)節(jié)surftabl、surftab2的方向進(jìn)行調(diào)整，也可利用TRACECUT22中的參數(shù)輔助調(diào)整。

　　在掃描加工中，利用CAD造型輔助建模，可以省卻掃描前所需真實(shí)樣板模型的制造，不僅提篼了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)提篼了待加工產(chǎn)品的精度。