学习准备
1.2 CAXA制造工程师基础知识

1.2.1 用户界面构成

CAXA CAM制造工程师的用户界面如图1-7所示。和其他Windows风格的软件一样，各种应用功能都可以通过快速启动栏中的菜单和功能区功能按钮驱动；状态栏指导用户进行操作并提示当前状态和所处位置；管理树当中的“设计环境”和“加工”两个立即菜单分别记录了建模与加工编程的历史操作和相互关系；绘图区显示各种功能操作的结果，同时，绘图区和管理树为用户提供了数据的交互功能；设计元素库为建模提供了标准化可编辑的图素模型，方便模型的快速搭建。

CAXA CAM制造工程师工具栏中每一个按钮都对应一个菜单命令，单击按钮和单击菜单命令是完全一样的。

1.绘图区

绘图区是用户进行绘图设计的工作区域，位于屏幕的中心，并占据了屏幕的大部分面积，如图1-7所示。广阔的绘图区为显示全图提供了清晰的空间。

在绘图区的中央设置了一个三维直角坐标系，该坐标系称为世界坐标系。它的坐标原点为（0.0000，0.0000，0.0000）。默认情况下，用户在操作过程中的所有坐标均以此坐标系的原点为基准。

2.管理树

“加工”管理树以树形图的形式，直观展示了当前文档的坐标系、刀具、轨迹、代码等信息，并提供了很多管理树上的操作功能，便于用户执行各项与加工编程相关的命令。管理树框体默认位于绘图区的左侧，用户可以自由拖动它到适当的位置，也可以将其隐藏起来。“加工”管理树的总节点下主要有“坐标系”“刀库”“轨迹”“代码”四个子节点，分别用于显示和管理坐标系信息、刀具信息、轨迹信息和G代码信息。

“设计环境”管理树的工作方式与“加工”管理树相似，CAD建模的操作过程和造型特征的结构关系在此管理树上展示，右键单击管理树上的节点可以调出操作菜单，对模型特征进行编辑操作。

3.设计元素库

设计元素库提供了类型多样的实体类造型图素，便于用户通过拖拽的方式使用不同形状的图素快速组合搭建出零件造型。CAXA制造工程师不仅具有丰富的简单构形图素，还集成了完全可满足基本设计需要的大量三维标准件、数以万计的符合新国标的2D零件库和构件库，用户只需用鼠标拖放即可快速得到紧固件、轴承、齿轮、弹簧等标准件。通过国标零件库，可方便地调用螺钉、螺栓、螺母、垫圈等紧固件及型钢等零件。除此之外，用户还可利用参数化与系列件变型设计的机制，轻松地进行系列件参数化设计。

4.快速启动栏

快速启动栏是指界面最上方的菜单栏。单击菜单栏中的任意一个菜单项，都会快速进入一个对应功能区，如图1-8所示。

快速启动栏包括菜单、特征、草图、三维曲线、曲面、制造、工程模式零件、工具、显示、工程标注、常用、加载应用程序和用户中心等菜单项。

5.立即菜单

立即菜单描述了该项命令执行的各种情况和使用条件。用户根据当前的作图要求，正确地选择某一选项，即可得到准确的响应。

例如，单击快速启动栏中的“三维曲线”，单击功能区中的“三维曲线”按钮，界面左侧会弹出一个立即菜单，如图1-9所示。在立即菜单中，用鼠标选取其中的某一项（如“两点直线”），便会在下方出现一个选项菜单或者修改该项的选项，状态栏将显示相应的操作提示和执行命令状态。

除立即菜单外，单击某些菜单选项后系统会弹出一个对话框，要求用户以对话的形式进行交互，用户可根据当前操作需求做出响应。

1.2.2 文件管理

CAXA CAM制造工程师提供了功能齐全的文件管理系统，其中包括文件的建立与存储、文件的打开与输入等。这些功能可以灵活、方便地对已有工程文件或软件界面上显示的信息进行管理。有序的文件管理环境既方便使用，又能够提高工作效率，是软件不可缺少的重要组成部分。

文件管理功能通过菜单栏“菜单”项中的“文件”下拉菜单来实现。选取“文件”选项，系统弹出一个下拉菜单，如图1-10所示。

选取相应的选项，即可实现对文件的管理操作。下面按照下拉菜单中列出的选项内容，介绍常用文件管理操作方法。

1.新建

创建新的.mcs数据文件（扩展名为.mcs格式，是CAXA制造工程师生成的CAM加工编程文件）。选择“文件”下拉菜单中的“新文件...”，或者直接单击按钮 可以实现新建文件操作。

建立一个新文件后，用户就可以应用图形绘制、实体造型和轨迹生成等各项功能进行操作了。在保存文件前，当前的所有操作结果都仅记录在内存中，只有在执行保存操作以后，操作的成果才会被永久地保存下来。

2.保存

将当前工作任务结果以文件形式保存。

选择“文件”下拉菜单中的“保存”，或者直接单击“保存”按钮 ，如果当前没有文件名，则系统弹出一个存储文件对话框，如图1-11所示。在对话框的“文件名”文本框内输入一个文件名，单击“保存”按钮，系统即按所给文件名保存。随时保存结果是一个好习惯。这样可以避免因发生意外而使成果丢失。

3.另存为

将当前工作任务结果文件以不同名副本保存。选择“文件”下拉菜单中的“另存为”，系统弹出一个文件存储对话框。在对话框的“文件名”文本框内输入一个文件名，单击“保存”按钮，系统以所给文件名保存。

4.打开

打开一个已有的CAXA制造工程师所支持格式的数据文件，包括.mcs、.iges、.x-t、.prt、.dxf等几十种常用格式，可以将其他软件上生成的文件在打开后转换成CAXA制造工程师的文件格式，并进行处理。

1）选择“文件”下拉菜单中“打开”选项，或者直接单击“打开”按钮 ，弹出“打开”对话框，如图1-12所示。

2）如图1-13所示，选择相应的文件类型并选中要打开的文件名，单击“打开”按钮。

1.2.3 几何构造

毛坯、刀具、坐标系、点集、边界，这些几何元素是零件加工编程过程中重要的组成部分，本节介绍这些几何元素的构造方法。

1.毛坯

在“制造”功能区中的“创建”工具栏中，单击“毛坯”按钮即可进入“创建毛坯”对话框。

在定义毛坯时，可以选择立方体、圆柱体、拉伸体、圆柱环、圆锥体、旋转体、圆球体、三角片8类毛坯形状。

（1）立方体毛坯 建立立方体毛坯时，可以通过拾取两角点或者参照模型来建立初始的形状，然后修改对话框中的参数来建立想要的立方体毛坯。其效果如图1-14所示。

·拾取两角点：通过拾取毛坯的两个角点（与顺序位置无关）来定义立方体毛坯。

·拾取参考模型：系统自动计算模型的包围盒，以此定义立方体毛坯。

·间距：放大或缩小立方体毛坯时用，默认值是“1”。即 X 和 Y 方向上同时增加或减小1个单位。

（2）圆柱体毛坯 通过底面中心点、轴向、高度和半径等参数可以确定一个圆柱体毛坯，其中底面中心点和轴向可以在视图中选取，其效果如图1-15所示。

（3）拉伸体毛坯 建立拉伸体毛坯时，可以选择想要的平面轮廓、轴向、拉伸尺寸。其中轴向可以在视图中选取，效果如图1-16所示。

（4）圆柱环毛坯 建立圆柱环毛坯时，可以选择圆柱环的轴向，高度，内、外半径等。如图1-17所示。

（5）圆锥体毛坯 类似于圆柱体毛坯，只是多了一个参数“锥角”，其他参数参考圆柱体毛坯的描述。其效果如图1-18所示。

（6）旋转体毛坯 建立旋转体毛坯时，可以选择想要的平面轮廓和旋转轴。效果如图1-19所示。

（7）圆球体毛坯 通过定义球心点和半径，可以定义圆球体毛坯。其效果如图1-20所示。

（8）三角片毛坯 通过打开一个.stl类型文件或者拾取文档中的零件，将该文件或零件中包含的三角片模型定义为毛坯。这种方式对定义复杂的、形状不规则的毛坯尤为有效。图1-21所示即为通过导入三角片模型定义的毛坯。

2.刀具

在“制造”功能区中的“创建”工具栏中，单击“刀具”按钮即可进入“创建刀具”对话框。

在创建刀具时，可以选择包括立铣刀、圆角铣刀在内的常用刀具，共14种。每种刀具都需要分别定义几何参数和切削速度参数。

（1）刀具的几何参数 “立铣刀”选项卡中的几何参数如图1-22所示，刀具种类不同，选项卡中包含的几何参数也会有所不同。

·刀具号：刀具在加工中心里的位置编号，便于加工过程中换刀。

·半径补偿号：刀具半径补偿值对应的编号。

·刀具直径：刀刃部分最大截面圆的直径。

·刀角半径：刀刃部分球形轮廓区域的半径，只对铣刀有效。

·刀柄半径：刀柄部分截面圆半径。

·刀尖角度：只对钻头有效，钻尖的圆锥角。

·刀刃长度：刀刃部分的长度。

·刀柄长度：刀柄部分的长度。

·刀具全长：刀杆与刀柄长度的总和。

（2）刀具的切削用量 设定轨迹各位置的相关进给速度及主轴转速。“速度参数”选项卡中切削用量参数如图1-23所示。

·主轴转速：设定主轴转速的大小，单位为r/min（转/分）。

·慢速下刀速度（F0）：设定慢速下刀轨迹段的进给速度的大小，单位为mm/min。

·切入切出连接速度（F1）：设定切入轨迹段、切出轨迹段、连接轨迹段、接近轨迹段、返回轨迹段的进给速度的大小，单位为mm/min。

·切削速度（F2）：设定切削轨迹段的进给速度的大小，单位为mm/min。

·退刀速度（F3）：设定退刀轨迹段的进给速度的大小，单位为mm/min。

3.坐标系

在“制造”功能区中的“创建”工具栏中，单击“坐标系”按钮即可进入“创建坐标系”对话框。

在创建加工文档时，系统自行生成的世界坐标系即被激活，此时所有加工功能将默认在世界坐标系下生成轨迹。用户也可以使用坐标系功能自己创建新的坐标系，并在新坐标系下生成轨迹。

通过定义新坐标系的名称、原点坐标、 X 、 Y 、 Z 轴的矢量等参数，就可以生成用户自己的坐标系。新生成的坐标系将自动被激活，成为后续加工功能的默认坐标系。也可以在管理树的“坐标系”节点上单击右键，在弹出的快捷菜单中使用“激活”命令来手动激活某个坐标系。

4.点集

在“制造”功能区中的“创建”工具栏中，单击“点集”按钮即可进入“创建点集”对话框。

点集是指按照一定的规律一次性生成一组单点的功能。该功能在孔加工中，定义孔特征位置点时十分有用。“创建点集”对话框如图1-24所示。

有“沿轮廓分布”和“在平面区域内分布”两种模式。使用“沿轮廓分布”时，需要先拾取一个曲线轮廓，并依照设置的点的个数或者点间距，自动沿着拾取的曲线轮廓生成若干个点。使用“在平面区域内分布”时，需要拾取一个封闭轮廓，并依照设置的水平和垂直间距，自动在区域内生成均匀分布的若干个点。

5.边界

在“制造”功能区中的“创建”工具栏中，单击“边界”按钮即可进入“创建边界”对话框。

边界功能可以用于提取零件边界线，进行特定的几何变换，最终形成一组曲线集合。通过边界功能生成的曲线集合可以直接作为很多加工功能的加工轮廓特征。

1.2.4 几何拾取工具

在加工编程指令的参数设置页面或几何页面中，经常需要单击“拾取”按钮，然后在视图中拾取需要的几何元素，完成对参数的定义。该按钮可以启动几何拾取工具命令，这些命令在零件加工编程过程中会频繁使用。

几何拾取工具包括：曲线拾取工具、轮廓拾取工具、曲面拾取工具、参数面拾取工具、点拾取工具、方向拾取工具和毛坯拾取工具等，本节分别介绍这些拾取工具的使用方法。

1.拾取工具通用操作

虽然几何拾取工具种类繁多，但界面和操作步骤还是有很大的通用性。以轮廓拾取工具为例讲解通用的操作步骤。“轮廓拾取工具”对话框如图1-25所示。

“拾取元素类型”选项组中显示的类型是拾取工具当前可拾取的对象类型，当鼠标指针移到当前类型的对象上时，当前对象以绿色显示，表示该对象可拾取。

“选中对象”列中列出的是已拾取到的目标对象，已拾取到的目标对象会被标记成蓝色。如图1-25所示，当用户选中“选中对象”列第二行时，第二行所对应的目标对象会被临时标记成红色，这时用户可以按<Delete>键移除该对象。

如果某拾取对象“方向”列有“正向”或“反向”描述，那么用户可以双击“方向”列单元格改变拾取对象的箭头方向。单击“清空”按钮会直接清空所有已选中的对象；单击鼠标右键或“确定”按钮将完成曲线拾取，按<Esc>键或单击“取消”按钮则会取消当前拾取。

2.曲线拾取工具

支持对3D曲线、曲面的内外环、实体上的边的拾取。执行“曲线包裹”命令拾取曲线时会用到该功能。“曲线拾取工具”对话框如图1-26所示。

（1）拾取3D曲线 鼠标指针经过单根曲线时，该曲线会以绿色显示，表示可拾取。这时用户单击曲线上任意一点则曲线会标记成蓝色并添加到对话框的列表中，表示已选中。支持多条曲线的框选（注意框选是先在一角点单击鼠标左键按住不放，再在另一角点松开左键），框选到的曲线也会添加到对话框列表里，并标记成蓝色。

（2）拾取面的内外环 鼠标指针经过曲面时，该曲面会以绿色显示，表示可以拾取面上的环。用户可以单击曲面上任意靠近目标环的点（注意不要直接单击环上的边，因为系统仅从环上的一条边提取不到整个环数据，所以必须单击位于曲面上但不在环上的点），系统会根据用户单击点的位置来判断应该提取曲面的那个环，即用户单击点的位置距离哪个环最近则会选中哪个环。

（3）拾取零件上的边 鼠标指针经过实体零件上的边时会以绿色显示，这时单击该边上的任意一点则会选中该边并添加到对象列表中。

3.轮廓拾取工具

支持对3D曲线、曲面的内外环和零件上的边的拾取。在平面轮廓精加工和平面区域粗加工等加工功能中用于拾取轮廓曲线、岛屿曲线。

（1）拾取3D曲线 鼠标指针经过单根曲线时，该曲线会以绿色显示，表示可拾取。这时用户单击曲线上任意一点则会在曲线中间位置生成双向箭头，表示可以按其中一个方向搜索轮廓曲线。当鼠标指针经过其中一个箭头时，则该箭头会被临时标记成洋红色。单击洋红色的箭头，系统则按该箭头的方向搜索与之相连的其他所有曲线，最后将搜索结果标记成蓝色，并添加到对话框的列表中。如图1-27所示。

支持对多个轮廓的框选，框选到的曲线会标记成蓝色。这时系统提示“请继续框选，右键结束框选”，单击右键结束框选后，系统会根据所有框选曲线的连接情况拼接成一条闭合或开放的轮廓，并添加到对话框列表中。每条轮廓都自带方向，用户可以双击对话框列表中“方向”列的单元格来改变轮廓方向。如图1-28所示。

（2）拾取面的内外环 鼠标指针经过曲面时，该曲面会以绿色显示，用户可以单击曲面上任意靠近目标环的点（注意不要直接单击环上的边，因为系统仅从环上的一条边提取不到整个环数据，所以必须单击位于曲面上但不在环上的点），系统会根据用户单击点的位置来判断应该提取曲面的那个环，即鼠标拾取点的位置距离哪个环最近则会选中哪个环。如图1-29所示，零件顶面有两个环，一个方形外环和一个键形内环。鼠标单击点距离内环更近，所以该内环就被选中。曲面上的每个环都自带有方向，用户可以双击对话框列表中“方向”列的单元格来改变轮廓方向。

（3）拾取零件上的边 鼠标指针经过零件上的边时会以绿色显示。这时单击该边上的任意一点即选中该边，如图1-30所示。与曲线拾取工具不同的是，选中的边不会立即添加到对话框列表中，而是提示用户“请继续拾取体上边，右键结束”。单击右键时，系统会将已拾取的边首尾相连，组成一条轮廓（包括不闭合轮廓），并添加到对话框列表中，每个轮廓自带方向，用户可以双击“方向”列的单元格调整方向。

4.曲面拾取工具

支持对零件、曲面或实体上的面进行拾取。在等高粗加工、等高精加工、扫描线精加工、五轴平行加工等功能中用于拾取加工曲面。

（1）拾取零件 鼠标指针移到零件上，然后单击零件上任意一点，则零件以蓝色显示并被添加到“选中对象”列中。如图1-31所示。

（2）拾取面 鼠标指针移到曲面上，曲面会临时以绿色显示。然后单击曲面上任意一点，则曲面以蓝色显示并被添加到“选中对象”列中，双击“方向”列单元格可以改变曲面方向。如图1-32所示。

5.参数面拾取工具

在参数线精加工和五轴参数线加工功能中用于拾取加工曲面。

在参数线加工中，仅仅拾取曲面还不够，还要拾取曲面的一个角点以及加工方向。单击曲面上任意一点，系统会计算出该曲面的四个角点，单击“角点1/2/3/4”可以切换当前角点。每个角点都有两个加工方向，可以指定其中一个方向，双击“方向”列单元格可以调整曲面方向。如图1-33所示。

6.点拾取工具

支持对曲线、曲面、实体上的特征点进行拾取。在孔加工、铣圆孔加工、铣螺纹孔加工、G01钻孔等功能中用于拾取孔点。

（1）点 鼠标指针经过曲线、曲面、实体上的特征点时，曲线、曲面会临时以绿色显示，其特征点会加大显示，表示可拾取该特征点。这时单击该特征点，则特征点以蓝色显示，表示已拾取到该点，并将拾取到的点添加到“选中对象”列中。如图1-34所示。

（2）圆弧 对于曲面上的圆或圆弧，其圆心因为遮挡有时并不容易捕捉到，所以点拾取工具对其进行了优化处理。当拾取对象类型是圆弧时，单击圆弧上任意一点都会选中其圆心。如图1-35所示。

7.方向拾取工具

支持拾取直线方向，圆或圆弧切线方向，平面法向，柱面轴向，实体边方向，实体面法向等。在定义圆柱形毛坯时用于拾取柱面轴心线。

鼠标指针移到曲线、曲面或实体上时，可拾取的对象会临时以绿色显示，单击对象，系统会提取该对象的方向。当用户单击柱面时，会在轴线处生成一个黄色箭头，表示已拾取到一个矢量。用户可以双击对话框中“方向”列的单元格改变方向。如图1-36所示。

8.毛坯拾取工具

等高线粗加工和实体仿真功能需要拾取毛坯，与上述的拾取工具不同，毛坯拾取工具没有对话框，有两种方式可以拾取毛坯。第一种是直接将鼠标指针移到视图中的毛坯线框上然后单击，这时被选中的毛坯线框会以红色显示，并且“加工”立即菜单中对应的毛坯项呈现选中状态；另一种方式是用户直接单击“加工”立即菜单中的毛坯，然后在视图中单击右键完成拾取操作。如图1-37所示。

1.2.5 常用键使用方法

常用功能键及快捷键见表1-1。