CAXA-ME是由北航海爾軟件有限公司自主研發的CAD/CAM一體化數控加工編程軟件，具有易學好用及加工工藝性好等特點，目前被廣泛用于復雜模具的生產和精密零件的加工等場合。在使用中發現，該軟件不能接受掃描出的圖形文件，而CAXA線切割XP有位圖矢量化功能，即將圖像文件進行矢量化，生成可加工編程的輪廓圖形。以硯臺的設計為例，具體探討了CAXA軟件在硯臺創新設計中的應用及在數控銑床上的加工工藝。

1 硯臺的創新設計及數控加工工藝

　　1.1 硯臺的創新設計

　　在中國的文明史上，硯臺對傳播文化藝術起著重要作用，中國古代特別是明清2代文人格外注意文具的材質和做工，種類有木盒、石盒、錦盒和金屬盒等。本文將硯臺設計成足形，源于千里之行、始于足下，知足常樂和腳踏實地等深刻寓意，材質使用鋁合金。為了增加設計的藝術性，在硯臺盒蓋上雕刻軟件自帶的彌勒佛圖像，在硯臺底部雕刻喜愛的名人字畫。

　　1.2 硯臺的數控加工工藝

　　選取方料為零件的毛坯，選擇3軸數控銑床，主要加工內外輪廓、型腔，采用機用虎鉗裝夾。

2 CAXA-ME的CAM加工

　　2.1 硯臺的實體造型

　　在CAXA-ME環境下，通常以草圖為基礎，用軟件中的工具繪制零件，并逐步添加特征來完成零件的建模；也可在Pro/E中造型，保存成IGS格式的副本文件，然后打開CAXA-ME，讀入副本文件。

　　2.2 根據加工條件，選擇合適的加工參數，生成加工軌跡

　　分析硯臺圖形，確定其粗加工、半精加工和精加工等加工順序。本文以粗加工為例，簡單介紹CAXA-ME CAM的加工過程。

　　1)創建毛坯。選擇“軌跡管理”→“加工”→“毛坯”，點擊鼠標右鍵，按“矩形”類型來定義毛坯。

　　2)建立機床坐標系。單擊主菜單“工具”，指向“坐標系”，選擇“創建坐標系”的“3點”方式，將坐標系建立在中心位置。

　　3)等高線粗加工，生成加工軌跡。選擇“加工”→“常用加工”→“等高線粗加工”，彈出對話框，根據實際加工條件，編輯各參數，如將加工參數中的加工余量設置為1，最大行距設置為8，層高設置為4。主軸轉速為2500r/mim；下刀速度為120r/min；切人、切出連接速度和切削速度為200r/min；退刀速度為500r/min。選用D10的立銑刀進行加工。

　　在輸入模型的加工精度時，計算模型加工軌跡的誤差小于此值。加工精度越大，模型形狀的誤差也越大，模型表面越粗糙；反之亦然。

　　2.3 軌跡的仿真驗證

　　點擊主菜單“加工”→“實體仿真”，在屏幕上拾取要進行加工仿真的刀具軌跡，單擊鼠標右鍵結束拾取；系統彈出軌跡仿真環境，此時出現仿真界面，按運行鍵。

　　2.4 生成NC代碼

　　選擇主菜單“加工”→“后置處理”→“生成G代碼”，選擇與實體加工一樣的數控系統，點擊確定，再拾取刀具軌跡，按鼠標右鍵，自動生成NC代碼。不同廠家生產的數控系統，其NC代碼稍有差異，應結合實際情況，對NC代碼進行修改。保存NC代碼，以便數控銑床加工時調用。

　　加工盒蓋的過程和硯臺基本一樣，但選擇加工參數時稍有區別。

3 CAXA線切割XP位圖矢量化應用

　　3.1 位圖矢量化

　　CAXA線切割XP位圖矢量化就是讀入PCX、JPG、BMP、GIF和PNG等格式的圖像文件，進行矢量化，生成可進行加工編程的輪廓圖形。具體步驟如下。

　　1)從網上搜索所喜愛的名人字畫，如“綠水飛閣遠，清輝皓月明”，保存成JPG格式。

　　2)打開CAXA線切割XP中主菜單“繪圖”→“高級曲線”→“位圖矢量化”，調入名人字畫的圖形，調整好位置，再打開“位圖矢量化”，將字畫的底色清除，這時屏幕上顯示藍色矢量化的字畫輪廓線條。

　　3)檢查輪廓線條是否封閉，沒有封閉的地方用“樣條線”修整連接，刪除沒有用的輪廓線，保存文件。

　　3.2 生成加工軌跡，仿真并生成NC代碼

　　用CAXA-ME2013打開線切割XP中保存的文件，分別選擇主菜單中“加工”→“常用加工”→“平面區域粗加工”和“平面輪廓精加工”，彈出對話框。根據實際情況，編輯各參數。

　　最后，生成加工軌跡，仿真并生成NC代碼，調試NC代碼并保存。

4 CAXA-ME圖像浮雕的應用

　　4.1 CAXA-ME圖像浮雕的介紹

　　浮雕是雕塑與繪畫相結合的產物，在建筑行業中被較多使用，在用具器物上也經?？梢钥吹?。浮雕的材料有石頭、木頭、象牙和金屬等。CAXA-ME圖像浮雕功能是讀入*.bmp格式文件的圖像，根據圖片的灰度值產生雕刻深度，從而生成三維的雕刻模型加工軌跡及NC程序。利用該功能，在盒蓋上雕刻彌勒佛圖像，以增加硯臺的藝術性。

　　4.2 圖像浮雕的加工

　　加工步驟如下。

　　1)建立毛坯。計算盒蓋的尺寸，利用CAXA-ME繪圖曲線工具條“矩形”繪制，退出草圖后，“拉伸增料”，得到毛坯形狀。

　　2)選擇主菜單“加工”→“雕刻加工”→“圖像浮雕”，讀入*.bmp格式的彌勒佛圖像。

　　3)修改加工參數。對于頂層高度，材料的上表面一般均為零。根據硯臺的材質，定義浮雕切削深度為2mm；加工行距為0.1mm；加工精度為0.01mm；最小步距為0.2mm；設置刀具直徑為6mm；采用φ0.2mm雕刻刀。

　　4)點擊主菜單“加工”→“實體仿真。若仿真圖像不清晰，可修改加工參數，最后生成NC代碼并保存。

5 數控銑床加工

　　程序仿真調試修改結束后，如果確認程序正確無誤，可利用常用的機床通信軟件，打開AX-ADNC2011_DNC，選擇“發送文件”，找到NC程序后，點擊“打開”。此時，數控銑床通過串口進行接收，或用存儲卡導人數控銑床中，等接收完畢后，在數控銑床上進行零件的對刀和加工。

6 結語

　　本文創新之處在于利用CAXA-ME對寓意深刻的足形硯臺進行數控加工，利用CAXA線切割XP軟件矢量化功能，將JPG、BMP等格式的圖像文件轉換成可加工編程的輪廓圖形；且運用了CAXA-ME浮雕的功能，使操作方便，構建模型、圖形和文字準確快捷；然后通過數控銑床加工。制作出的硯臺美觀，實用，有深刻的寓意，是技術與藝術的完美結合。

　　CAXA軟件功能強大，簡單易懂，通過軟件與數控技術的結合，可以較容易地完成各種復雜曲線輪廓的加工，在現代工業生產中具有廣泛的應用價值。