CAXA-ME是由北航海尔软件有限公司自主研发的CAD/CAM一体化数控加工编程软件，具有易学好用及加工工艺性好等特点，目前被广泛用于复杂模具的生产和精密零件的加工等场合。在使用中发现，该软件不能接受扫描出的图形文件，而CAXA线切割XP有位图矢量化功能，即将图像文件进行矢量化，生成可加工编程的轮廓图形。以砚台的设计为例，具体探讨了CAXA软件在砚台创新设计中的应用及在数控铣床上的加工工艺。

1 砚台的创新设计及数控加工工艺

　　1.1 砚台的创新设计

　　在中国的文明史上，砚台对传播文化艺术起着重要作用，中国古代特别是明清2代文人格外注意文具的材质和做工，种类有木盒、石盒、锦盒和金属盒等。本文将砚台设计成足形，源于千里之行、始于足下，知足常乐和脚踏实地等深刻寓意，材质使用铝合金。为了增加设计的艺术性，在砚台盒盖上雕刻软件自带的弥勒佛图像，在砚台底部雕刻喜爱的名人字画。

　　1.2 砚台的数控加工工艺

　　选取方料为零件的毛坯，选择3轴数控铣床，主要加工内外轮廓、型腔，采用机用虎钳装夹。

2 CAXA-ME的CAM加工

　　2.1 砚台的实体造型

　　在CAXA-ME环境下，通常以草图为基础，用软件中的工具绘制零件，并逐步添加特征来完成零件的建模；也可在Pro/E中造型，保存成IGS格式的副本文件，然后打开CAXA-ME，读入副本文件。

　　2.2 根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹

　　分析砚台图形，确定其粗加工、半精加工和精加工等加工顺序。本文以粗加工为例，简单介绍CAXA-ME CAM的加工过程。

　　1)创建毛坯。选择“轨迹管理”→“加工”→“毛坯”，点击鼠标右键，按“矩形”类型来定义毛坯。

　　2)建立机床坐标系。单击主菜单“工具”，指向“坐标系”，选择“创建坐标系”的“3点”方式，将坐标系建立在中心位置。

　　3)等高线粗加工，生成加工轨迹。选择“加工”→“常用加工”→“等高线粗加工”，弹出对话框，根据实际加工条件，编辑各参数，如将加工参数中的加工余量设置为1，最大行距设置为8，层高设置为4。主轴转速为2500r/mim；下刀速度为120r/min；切人、切出连接速度和切削速度为200r/min；退刀速度为500r/min。选用D10的立铣刀进行加工。

　　在输入模型的加工精度时，计算模型加工轨迹的误差小于此值。加工精度越大，模型形状的误差也越大，模型表面越粗糙；反之亦然。

　　2.3 轨迹的仿真验证

　　点击主菜单“加工”→“实体仿真”，在屏幕上拾取要进行加工仿真的刀具轨迹，单击鼠标右键结束拾取；系统弹出轨迹仿真环境，此时出现仿真界面，按运行键。

　　2.4 生成NC代码

　　选择主菜单“加工”→“后置处理”→“生成G代码”，选择与实体加工一样的数控系统，点击确定，再拾取刀具轨迹，按鼠标右键，自动生成NC代码。不同厂家生产的数控系统，其NC代码稍有差异，应结合实际情况，对NC代码进行修改。保存NC代码，以便数控铣床加工时调用。

　　加工盒盖的过程和砚台基本一样，但选择加工参数时稍有区别。

3 CAXA线切割XP位图矢量化应用

　　3.1 位图矢量化

　　CAXA线切割XP位图矢量化就是读入PCX、JPG、BMP、GIF和PNG等格式的图像文件，进行矢量化，生成可进行加工编程的轮廓图形。具体步骤如下。

　　1)从网上搜索所喜爱的名人字画，如“绿水飞阁远，清辉皓月明”，保存成JPG格式。

　　2)打开CAXA线切割XP中主菜单“绘图”→“高级曲线”→“位图矢量化”，调入名人字画的图形，调整好位置，再打开“位图矢量化”，将字画的底色清除，这时屏幕上显示蓝色矢量化的字画轮廓线条。

　　3)检查轮廓线条是否封闭，没有封闭的地方用“样条线”修整连接，删除没有用的轮廓线，保存文件。

　　3.2 生成加工轨迹，仿真并生成NC代码

　　用CAXA-ME2013打开线切割XP中保存的文件，分别选择主菜单中“加工”→“常用加工”→“平面区域粗加工”和“平面轮廓精加工”，弹出对话框。根据实际情况，编辑各参数。

　　最后，生成加工轨迹，仿真并生成NC代码，调试NC代码并保存。

4 CAXA-ME图像浮雕的应用

　　4.1 CAXA-ME图像浮雕的介绍

　　浮雕是雕塑与绘画相结合的产物，在建筑行业中被较多使用，在用具器物上也经常可以看到。浮雕的材料有石头、木头、象牙和金属等。CAXA-ME图像浮雕功能是读入*.bmp格式文件的图像，根据图片的灰度值产生雕刻深度，从而生成三维的雕刻模型加工轨迹及NC程序。利用该功能，在盒盖上雕刻弥勒佛图像，以增加砚台的艺术性。

　　4.2 图像浮雕的加工

　　加工步骤如下。

　　1)建立毛坯。计算盒盖的尺寸，利用CAXA-ME绘图曲线工具条“矩形”绘制，退出草图后，“拉伸增料”，得到毛坯形状。

　　2)选择主菜单“加工”→“雕刻加工”→“图像浮雕”，读入*.bmp格式的弥勒佛图像。

　　3)修改加工参数。对于顶层高度，材料的上表面一般均为零。根据砚台的材质，定义浮雕切削深度为2mm；加工行距为0.1mm；加工精度为0.01mm；最小步距为0.2mm；设置刀具直径为6mm；采用φ0.2mm雕刻刀。

　　4)点击主菜单“加工”→“实体仿真。若仿真图像不清晰，可修改加工参数，最后生成NC代码并保存。

5 数控铣床加工

　　程序仿真调试修改结束后，如果确认程序正确无误，可利用常用的机床通信软件，打开AX-ADNC2011_DNC，选择“发送文件”，找到NC程序后，点击“打开”。此时，数控铣床通过串口进行接收，或用存储卡导人数控铣床中，等接收完毕后，在数控铣床上进行零件的对刀和加工。

6 结语

　　本文创新之处在于利用CAXA-ME对寓意深刻的足形砚台进行数控加工，利用CAXA线切割XP软件矢量化功能，将JPG、BMP等格式的图像文件转换成可加工编程的轮廓图形；且运用了CAXA-ME浮雕的功能，使操作方便，构建模型、图形和文字准确快捷；然后通过数控铣床加工。制作出的砚台美观，实用，有深刻的寓意，是技术与艺术的完美结合。

　　CAXA软件功能强大，简单易懂，通过软件与数控技术的结合，可以较容易地完成各种复杂曲线轮廓的加工，在现代工业生产中具有广泛的应用价值。