CIMATRON 在轮廓数控车削编程中的应用

介绍如何将 CIMATRON 软件与机床数控系统功能结合，开发专用后置处理程序，弥补软

件车削模块功能的不足，将非圆轮廓的直线拟合编程改进为圆弧拟合编程，优化车削程序，

提高编程质量、零件加工质量和数控设备加工效率。
    1 问题的提出
   
    在实际生产中，某些零件的形状是由公式曲线或列表点曲线构成的回转体。由于目前数
控车床的数控系统只具有直线和圆弧的插补功能（G01 和 G02），因此对于这类零件的车
削加工，必须按规定的精度要求对轮廓进行直线或圆弧逼近，拟合生成节点后才能编制数
控程序。
   
    以往一般是首先建立零件的数学模型，确定轮廓逼近计算方法，再利用 BASIC 或 C 语
言等编制特定的程序来进行拟合节点计算，从而实现零件加工，这样费时费力，操作过程
十分繁琐。现在，随着 CAD/CAM 软件应用的普及，CAD/CAM 技术为此类零件的节点计算
编程提供了更好的方法，与传统方法相比，大大减少编程和调试时间，提高效率，拟合效
果直观，便于检查和修改，同时也方便了产品的数据管理。目前使用的 CAD/CAM 软件种
类很多，以色列的 CIMATRON 软件是其中一种，它是一套全功能、高度集成的 CAD/CAM
系统，被广泛应用在机械、电子、交通、航空航天等行业，它的 CAD 模块可进行复杂的零件
曲面造型，CAM 模块可编制各种方式的加工路径，包括数控车削、数控铣削、数控电火花
线切割机等。
   
    在利用 CIMATRON 软件进行非圆轮廓车削编程中发现，其车削模块功能仅限于直线拟
合，无法进行圆弧拟合。由于直线拟合与圆弧拟合相比，各段连接处不光滑，轮廓度相对
较差；而且在相同拟合精度下，数据段大大增加，程序容量大（一个上百段的直线拟合程
序，如果用圆弧拟合编程可能只有十几段），因此找到一种能实现非圆轮廓圆弧拟合的简
便方法，提高编程质量、零件加工质量和数控设备加工效率是十分必要的。
   
    2 解决思路
   
    通过不断地摸索和尝试，发现利用 CIMATRON 软件自身的功能，再充分结合机床数控
系统的特性，可快速、准确地实现非圆轮廓圆弧拟合编程，关键内容包括三个部分。
   
    2.1CIMATRON 软件的 CAM 模块
   
    软件的二维轮廓平面铣削模块（PROFILE）具有直线拟合和圆弧拟合两种功能，因此考
虑将零件模型转入平面铣削加工模式中，选择圆弧拟合方式，同时将铣刀半径值设为 0，
即让刀具沿零件图样上的实际轮廓线进行加工，产生刀位文件，这样就可以实现轮廓圆弧
拟合铣削。
   
    2.2CIMATRON 软件的后置处理
   
    通过开发专用的后置处理程序对上述刀位文件进行处理，将铣削程序转换为沿零件图样
尺寸加工的车削程序。