CATIA V5应用丛书--数控加工

前  言
CATIA号称世界上最强的CAD/CAM软件，CATIA NC加工模块的应用范围包括汽车、航空航天、造船、电子、模具，甚至轮胎、光学制造业，在全球相当普及。CATIA软件在国内的销售和应用正以极快的速度上升，目前国内绝大部分汽车、航空航天、船舶和模具等相关企业和很多高校均已装备了CATIA软件。使用者可以利用CATIA NC加工模块在计算机上快速输入由IGES、STEP、STL等格式文件建立的产品实体或曲面虚拟模型，再通过CATIA NC加工模块所提供的各种加工方法，根据零件外形选择最适合的加工方法进行加工，并可以直接在计算机上实体仿真刀具路径及快速虚拟验证，亦可以及时修改和编辑刀具路径，并且经由后置处理器输出NC数据或其他数据以及加工报表。

CATIA数控加工模块包括车削加工（Lathe Machining）、2.5轴铣削加工（Prismatic Machining）、曲面加工（Surface Machining）、高级加工（Advanced Machining）、NC加工审视（NC Manufacturing Review）、STL快速成型（STL Rapid Prototyping）等部分。本书主要介绍CATIA NC加工模块中最常用的也是最重要的车削加工、2.5轴铣削加工和三轴曲面加工三个模块。

本书针对CATIA软件初、中级用户的特点，结合机械制造企业对数控集成化编程的需 求，对书中的内容做了合理的安排，并着重强调其实用性，对各部分内容结合大量实例进行了详尽的介绍。

本书在编写的过程中得到了本单位同仁和朋友的大力支持、鼓励和帮助，并参阅了CATIA在线帮助的相关资料，在此深表谢意！

由于本人水平有限，加之时间仓促，书中不妥之处在所难免，敬请各位读者批评指正。

编著者

2005年12月
	 
	 
	 

本书根据初、中级用户的特点，从熟悉CATIA NC加工用户基本工作环境和掌握基本知识开始，着重对车削加工、2.5轴铣削加工、三轴曲面加工三个模块各种加工方式的特点及其参数设置进行了详尽的介绍，并结合实例对这三个模块的各种加工方式进行了实际操作的详细演示。本书还对CATIA NC 加工的环境选项、辅助操作、刀具轨迹的模拟验证、刀具路径编辑、NC数据输出、几何元素管理等内容进行了阐述。

本书可供汽车、航空航天、造船、电子、模具，甚至轮胎、光学制造等企业从事机械制造工作的科研和技术人员使用，也可作为理工科院校相关专业高年级本科生、研究生及教师学习CATIA软件的参考书和培训教材。
	 
	 
	 

目  录
第1章 CATIA数控加工基础知识	1
1.1 概述	1

1.2 有关工作环境的基本概念	1

1.2.1 工作台管理	1

1.2.2 工具条简介	2

1.2.3 P.P.R.树状目录	5

1.2.4 NC制造菜单栏	5

1.3 用户加工环境的设置	8

1.3.1 常规选项卡（General）	9

1.3.2 资源选项卡（Resource）	11

1.3.3 操作设置选项卡（Operation）	12

1.3.4 输出选项卡（Output）	13

1.3.5 过程选项卡（Program）	14

1.3.6 照片和视频选项卡（Photo/Video）	15

1.4 零件操作、制造过程和加工过程	16

1.4.1 零件操作（Part Operation）	16

1.4.2 制造过程（Manufacturing Program）	18

1.4.3 加工操作的自动排序（Auto-Sequence）	18

1.4.4 建立加工过程（Create a Machining Process）	20

1.4.5 应用加工过程（Apply a Machining Process）	22

1.5 辅助操作（Auxiliary Operations）	23

1.5.1 插入刀具变换	23

1.5.2 插入机床转位	23

1.5.3 插入加工坐标变换	24

1.5.4 插入后置处理指令	25

1.5.5 插入复制操作	26

1.5.6 插入传递切削（TRACAT）操作	27

1.6 NC加工实体（NC Manufacturing Entities）	28

1.6.1 在加工操作中编辑刀具	28

1.6.2 在资源清单中编辑刀具	29

1.6.3 建立和使用加工模式	30

1.6.4 制造审视	31

1.6.5 状态管理	33

1.7 刀具轨迹的验证与模拟	34

1.7.1 刀具轨迹的演示	34

1.7.2 材料去除模拟	35

1.7.3 通用数控机床的可接近性检验	37

1.7.4 VNC机床的可接近性验证	38

1.8 程序输出	40

1.8.1 交互式模式产生NC代码输出	40

1.8.2 批处理模式产生APT源文件	40

1.8.3 批处理模式产生NC代码	42

1.8.4 产生HTML格式的NC文件	42

第2章 CATIA车削加工	43

2.1 CATIA车削加工的工作环境	43

2.1.1 插入菜单	43

2.1.2 车削加工工具条	44

2.2 车削加工举例	45

2.3 粗车加工（Lathe Roughing Operation）	50

2.3.1 几何设置选项卡	50

2.3.2 加工策略选项卡	52

2.3.3 刀具选项卡	55

2.3.4 切削用量选项卡	58

2.3.5 设置宏（Macro）选项卡	58

2.3.6 粗车加工举例	60

2.4 空槽加工（Lathe Recessing Operation）	62

2.4.1 几何设置选项卡	62

2.4.2 加工策略选项卡	63

2.4.3 空槽加工举例	68

2.5 沟槽加工（Lathe Grooving Operation）	69

2.5.1 几何设置选项卡	69

2.5.2 加工策略选项卡	69

2.5.3 沟槽加工举例	71

2.6 轮廓精加工（Lathe Profile Finishing Operation）	72

2.6.1 几何设置选项卡	73

2.6.2 加工策略选项卡	73

2.6.3 轮廓精加工举例	76

2.7 沟槽精加工（Lathe Groove Finishing Operation）	78

2.7.1 几何设置选项卡	78

2.7.2 加工策略选项卡	78

2.7.3 沟槽精加工举例	81

2.8 斜升粗车加工（Ramping Roughing Operation）	82

2.8.1 几何设置选项卡	82

2.8.2 加工策略选项卡	82

2.9 斜升空槽车削加工（Lathe Ramping Recessing Operation）	84

2.10 螺纹车削加工（Lathe Threading Operation）	84

2.10.1 几何设置选项卡	84

2.10.2 加工策略选项卡	84

2.11 车削顺序加工（Lathe Sequential Machining Operation）简介	86

2.12 轴向加工（Axial Machining Operation）	87

第3章 CATIA 2.5轴铣削加工	88

3.1 2.5轴铣削加工的预处理	88

3.1.1 自动创建所有加工特征	88

3.1.2 局部创建可加工特征	89

3.1.3 在可加工特征中建立轴向加工操作	90

3.1.4 在加工特征中建立铣削操作	90

3.1.5 用搜索命令选择加工特征	92

3.1.6 自动创建加工模式	93

3.1.7 根据可加工特征创建加工模式	94

3.2 2.5轴铣削加工的工作环境	95

3.2.1 插入菜单	95

3.2.2 2.5轴铣削加工工具条	95

3.3 铣削加工实例	96

3.4 腔槽加工（Pocketing Operation）	102

3.4.1 几何设置选项卡	102

3.4.2 加工策略选项卡	103

3.4.3 刀具选项卡	108

3.4.4 切削速度和进给量选项卡	108

3.4.5 设置宏选项卡	109

3.4.6 腔槽加工实例	110

3.5 外形轮廓加工（Profile Contouring）	112

3.5.1 几何设置选项卡	112

3.5.2 加工策略选项卡	114

3.5.3 外形轮廓加工实例	118

3.6 2.5轴铣削粗加工（Prismatic Roughing）	122

3.6.1 几何设置选项卡	122

3.6.2 加工策略选项卡	124

3.6.3 2.5轴铣削粗加工举例	125

3.7 表面加工（Facing）	127

3.7.1 几何设置选项卡	127

3.7.2 加工策略选项卡	128

3.7.3 表面加工实例	128

3.8 曲线跟踪加工（Curve Following）	129

3.8.1 几何设置选项卡	129

3.8.2 加工策略选项卡	129

3.8.3 曲线跟踪加工实例	130

3.9 沟槽铣削（Groove Milling）	131

3.9.1 几何设置选项卡	131

3.9.2 加工策略选项卡	131

3.9.3 沟槽铣削实例	134

3.10 点到点操作（Point to Point）	135

3.10.1 加工策略选项卡	135

3.1.2 点到点操作实例	137

3.11 2.5轴到5轴轴向加工操作（2.5 to 5-axis Axial Machining Operations）	139

3.11.1 几何设置选项卡	139

3.11.2 加工策略选项卡	143

3.11.3 轴向加工实例	145

3.12 辅助加工操作	149

3.12.1 创建和使用2.5轴铣削加工区域（Prismatic Machining Areas）	149

3.12.2 创建2.5轴铣削再加工区域（Prismatic Rework Area）	150

第4章 三轴曲面加工	154

4.1 概述	154

4.2 三轴曲面加工的工作环境	155

4.2.1 插入菜单	155

4.2.2 三轴曲面加工工具条	155

4.2.3 三轴曲面加工实例	156

4.3 基本操作	164

4.3.1 几何元素的选择	164

4.3.2 使用几何区	165

4.3.3 改变刀具轴	167

4.4 建立铣削特征	168

4.4.1 定义加工区域	168

4.4.2 定义再次加工区域	169

4.4.3 偏置组	171

4.5 投影粗加工（Sweep Roughing）参数	173

4.5.1 几何设置选项卡	173

4.5.2 加工策略选项卡	174

4.6 等高降层粗加工（Roughing）参数	176

4.6.1 几何设置选项卡	176

4.6.2 加工策略选项卡	177

4.6.3 设置宏选项卡	180

4.7 投影加工（Sweeping）和等高降层环绕加工（ZLevel）参数	180

4.8 涡旋铣削（Spiral Milling）参数	186

4.9 轮廓导动加工（Contour-driven）参数	188

4.9.1 引导策略（Guiding Strategy）	188

4.9.2 加工策略选项卡	189

4.10 笔式清根加工（Pencil）参数	192

4.11 等参数线加工（Isoparametric Machining）参数	193

4.11.1 几何设置选项卡	194

4.11.2 加工策略选项卡	195

4.11.3 宏设置选项卡	199

4.12 三轴曲面加工举例	199

4.12.1 投影粗加工	199

4.12.2 等高降层粗加工（加工区顺序）	200

4.12.3 等高降层粗加工（自动生成粗加工余量）	201

4.12.4 等高降层粗加工（零件偏置创建粗加工余量）	202

4.12.5 投影加工	204

4.12.6 等高环绕加工	204

4.12.7 轮廓导动加工	204

4.12.8 轮廓导动加工（步进策略）	206

4.12.9 轮廓导动加工（轨迹审视方向和引导策略选择）	206

4.12.10 等参数线加工	209

4.12.11 涡旋加工	209

4.13 几何元素管理（点和线向导）	210

4.13.1 创建点	211

4.13.2 通过几何图形投影创建限制线	211

4.13.3 通过选择点创建限制线	212

第5章 宏的设置与刀具路径的编辑	213

5.1 宏的设置	213

5.1.1 概述	213

5.1.2 宏运动模式参数的设置	214

5.2 刀具路径的编辑	222

5.2.1 刀具路径编辑工具条	222

5.2.2 编辑点（Point Modification）	223

5.2.3 编辑区域（Area Modification）	224

5.2.4 分离碰撞点（Split on Collision Points）	226

5.2.5 刀具轨迹转换（Translation，Rotation，Mirror）	228

5.2.6 刀具轨迹的连接（Connection）	229

5.2.7 刀具轨迹的反向（Reverse）	231

5.2.8 改变进刀和退刀（Change Approach and Retract）	231

5.2.9 检查刀具长度（Check Tool Length）	232

参考文献	234