本书是新世纪高职高专教改项目成果教材，是为了适应现代制造业对数控技能人才的需要，为开展数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训工作的各类高职、中职学校学生进行数控技能综合训练和获取国家劳动与社会保障部的职业技能等级证书，及信息产业部数控工艺员证书的培训而编写的新型教材。主要内容包括CAXA制造工程师2008软件的基本概念和基本操作、3D造型方法、数控铣加工的基本知识、数控铣加工刀具轨迹生成与编辑等。书中详细讲解了国产CAD/CAM软件——CAXA制造工程师2008软件中CAD/CAM各功能的作用、作图及操作方法、注意事项和技巧等。本书同时列举了大量的实例，将技能培训和思维开发相结合，为读者提供CAXA制造工程师2008软件及数控加工技术的全面训练和辅导。

本书的读者应具有制图及机械制造课程的基础，并进行过相关实习。本书是专为两年制高职数控加工技术专业技能型紧缺人才的培养所编写的CAD/CAM课程教学用书，也可作为高职高专机电一体化专业及模具设计与制造专业的CAD/CAM课程教学用书，并适用于相关行业在职人员的CAXA——CAD/ CAM 3D造型和数控加工自动编程的考工培训，以助在职人员更新知识和提高业务技能。

本书配有完整的PPT教学课件并赠送北京数码大方科技有限公司提供的CAXA制造工程师2008软件试用版，读者可从清华大学出版社网站（www.tup.com.cn）下载。

前    言

进入新世纪，全球产业格局正在调整，全球制造业的重点正在向亚太和中国转移，我国正成为全球最重要的制造业中心。制造类企业购买了大量的数控机床，这就需要大量掌握现代CAD/CAM技术的技工和技师，职业技能培训工作就变得尤其重要。2003年，国家教育部、劳动部和社会保障部等六部委联合颁发了《关于实施“职业院校制造业和现代服务业技能型紧缺人才培养培训工程”的通知》（教职成[2003]5号），在全国范围内遴选出90所高职高专院校和96所中职学校专门进行“数控加工技术专业技能型紧缺人才”的培养培训工作。因此，开发既能适合企业对高技能人才的需求，又能结合当前各职业院校实际教学条件的CAD/CAM软件方面的课程教材成为当务之急。

现代制造业需要的是高级技能复合型的数控加工技术的从业人员。因此，对数控加工技术人才培养应强调“3D设计、工艺、编程和操作”的集成统一，以此才能做到知识和技能、理论与实践的完美组合，更有利于增加职业院校学生的就业竞争力，满足市场对数控加工技术技能型人才的需求。CAXA制造工程师是具有卓越工艺性的数控编程CAM软件，它高效易学，为数控加工行业提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案，是数控机床真正的“大脑”。

2008年6月16日，CAXA制造工程师2008软件正式发布。CAXA制造工程师2008软件新增了包含特征实体造型、自由曲面造型和两轴到五轴的数控加工等重要功能，在CAXA制造工程师2006软件的基础上，对原有功能还做了增强、改进，尤其是：增加了可用于代码转换、手工编程和宏程序的编程助手模块；针对五轴模块新增了曲线加工、曲面区域加工、叶轮A系列粗加工和精加工、五轴轨迹转四轴轨迹等功能；针对四轴模块增强了铣槽能力，更新了四轴后置，支持360°连续角度；更新了系统License检查，适应大规模应用场景。具有Windows原创风格、全中文界面的CAXA制造工程师2008软件易学实用，成本较低，完全能够满足职业技能培训的特殊需求。该软件是劳动部、教育部等六部委联合举办的第一、二、三届全国数控技能大赛唯一指定CAD/CAM软件，是教育部2008年、2009年全国职业院校技能大赛指定CAD/CAM软件，还是人力资源和社会保障部“数控工艺员”培训指定软件。

本书的写作以“数控加工技术专业技能型紧缺人才培养”的需求为导向，以实际生产应用的零件为主要实例来源，全面详细地介绍了具有中国自主知识产权的CAD/CAM软件——CAXA制造工程师2008软件CAD/CAM各功能的作用、造型与操作方法、注意事项及技巧。

为了使本书具有较强的针对性和实用性，本着“由易到难、由简到繁、再到综合应用”的原则，将全书分为5篇。第1篇，基本概念与基本操作，介绍软件的界面、基本概念与基本操作；第2篇，CAXA三维造型，介绍线架造型、曲面造型、几何变换、特征实体造型方法及其实例应用；第3篇，数控加工，介绍数控加工基本知识及各种加工功能的应用与操作方法；第4篇，综合实例，通过3个例子介绍3D造型和数控加工功能的综合应用；第5篇，编程助手及应用。

参加本书编写的还有朝阳市工业学校包立群，辽阳信息职业技术学院吕众，辽宁石油化工大学职业技术学院鲁昌国，辽宁机电职业技术学院王少岩、吕海珠，营口职业技术学院冯秀泉，潍坊职业学院李海涛。刘颖负责全书统稿。

为了方便教师的教学和学生的学习，我们特向购买本书的读者赠送北京数码大方科技有限公司（CAXA）提供的CAXA制造工程师2008软件和教学课件试用版，读者可从清华大学出版社网站下载或通过zzfangcn@vip.163.com联系索取。

北京数码大方科技有限公司（CAXA）产品经理李秀、教育合作总监黄威、A5 PLM事业部东北大区沈阳办事处郭方博经理和王素艳经理对本书的编写给予了很大的帮助，在此向他们表示诚挚的谢意！

由于编者水平有限，书中难免有遗漏和失误，恳请广大同仁和读者不吝批评指正。

编  者  

2009年2月

目    录

第1篇  基本概念与基本操作

第1章  CAXA制造工程师2008概述 1

1.1  概述 1

1.2  功能介绍 1

1.2.1  造型——实体和曲面混合，可视化设计理念 1

1.2.2  优质高效的数控加工 2

1.2.3  最新技术的知识加工 3

1.2.4  Windows界面操作 4

1.2.5  丰富流行的数据接口 4

1.2.6  系统需求 4

1.3  界面介绍 4

1.3.1  绘图区 5

1.3.2  主菜单 5

1.3.3  立即菜单 5

1.3.4  快捷菜单 6

1.3.5  对话框 6

1.3.6  工具条 7

1.3.7  常用键含义 8

第2章  基本操作 11

2.1  文件管理 11

2.1.1  当前文件 11

2.1.2  文件格式类型 11

2.1.3  并入文件 11

2.1.4  读入草图 12

2.1.5  样条输出 12

2.1.6  输出视图 13

2.1.7  保存图片 14

2.1.8  数据接口 15

2.1.9  CAXA实体设计数据 15

2.1.10  退出 15

2.2  编辑 16

2.2.1  隐藏 16

2.2.2  可见 16

2.2.3  层修改 16

2.2.4  颜色修改 16

2.2.5  编辑草图 16

2.2.6  修改特征 17

2.2.7  终止当前命令 17

2.3  显示 17

2.3.1  显示变换 17

2.3.2  轨迹显示 20

2.3.3  视向定位 20

2.3.4  显示工具栏 22

2.4  工具 22

2.4.1  坐标系 22

2.4.2  查询 25

2.4.3  点工具菜单 26

2.4.4  矢量工具 28

2.4.5  选择集拾取工具 28

2.5  设置 29

2.5.1  当前颜色 29

2.5.2  层设置 29

2.5.3  拾取过滤设置 30

2.5.4  系统设置 31

2.5.5  光源设置 32

2.5.6  材质设置 32

2.5.7  自定义 32

2.6  数据接口 34

2.7  本篇小结 36

第2篇  CAXA三维造型

第3章  线架造型 37

3.1  空间线架 37

3.1.1  空间线架的作用 37

3.1.2  空间点的输入 37

3.2  曲线生成 39

3.2.1  直线 39

3.2.2  圆弧 41

3.2.3  圆 42

3.2.4  矩形 42

3.2.5  椭圆 43

3.2.6  样条 43

3.2.7  点 44

3.2.8  公式曲线 44

3.2.9  多边形 45

3.2.10  二次曲线 46

3.2.11  等距线 46

3.2.12  曲线投影 46

3.2.13  相关线 47

3.2.14  样条→圆弧 47

3.2.15  文字 48

3.3  曲线编辑 48

3.3.1  曲线裁剪 49

3.3.2  曲线过渡 50

3.3.3  曲线打断 51

3.3.4  曲线组合 51

3.3.5  曲线拉伸 52

3.3.6  曲线优化 52

3.3.7  样条编辑 52

3.4  几何变换 53

3.4.1  平移 53

3.4.2  平面旋转 54

3.4.3  旋转 54

3.4.4  平面镜像 54

3.4.5  镜像 55

3.4.6  阵列 55

3.4.7  缩放 55

3.5  本章小结 57

第4章  曲面生成与曲面编辑 59

4.1  曲面生成 59

4.1.1  直纹面 59

4.1.2  旋转面 60

4.1.3  扫描面 61

4.1.4  等距面 61

4.1.5  导动面 62

4.1.6  平面 66

4.1.7  边界面 68

4.1.8  放样面 69

4.1.9  网格面 70

4.1.10  实体表面 71

4.2  曲面编辑 72

4.2.1  曲面裁剪 72

4.2.2  曲面过渡 76

4.2.3  曲面缝合 84

4.2.4  曲面拼接 85

4.2.5  曲面延伸 88

4.2.6  曲面优化 89

4.2.7  曲面重拟合 89

4.3  曲面造型综合实例 89

4.4  本章小结 93

第5章  特征实体造型 100

5.1  草图 100

5.2  特征造型 103

5.2.1  拉伸增料和拉伸除料 103

5.2.2  旋转增料和旋转除料 106

5.2.3  放样增料和放样除料 108

5.2.4  导动增料和导动除料 111

5.2.5  曲面加厚增料和曲面加厚除料 114

5.2.6  曲面裁剪除料 116

5.3  处理特征 116

5.3.1  过渡 117

5.3.2  倒角 118

5.3.3  打孔 119

5.3.4  拔模 119

5.3.5  抽壳 120

5.3.6  筋板 120

5.3.7  线性阵列 121

5.3.8  环形阵列 121

5.4  模具生成和实体布尔运算 125

5.4.1  缩放 125

5.4.2  型腔 126

5.4.3  分模 126

5.4.4  实体布尔运算 127

5.5  特征造型综合实例 128

5.5.1  连杆的特征造型 128

5.5.2  叶轮动模的造型 132

5.6  本章小结 140

第3篇  数控加工

第6章  数控加工基础 147

6.1  数控加工基本知识 147

6.1.1  数控加工概述 147

6.1.2  数控加工的基本概念 147

6.2  各种加工功能中通用加工参数设置 152

6.2.1  毛坯 152

6.2.2  起始点 152

6.2.3  刀具库 153

6.2.4  刀具参数 154

6.2.5  加工边界 155

6.2.6  切削用量 156

6.2.7  下刀方式 157

6.2.8  加工方向 158

6.2.9  XY切入 159

6.2.10  Z切入 160

6.2.11  拐角半径 161

6.2.12  加工精度 162

6.2.13  加工顺序 163

6.2.14  选项 163

6.2.15  行间连接方式，如图6-44所示 165

6.2.16  稀疏化加工 165

6.2.17  区域切削类型 166

6.2.18  执行平坦部识别 167

6.2.19  镶片刀的使用 167

6.2.20  加工方法 167

6.2.21  加工条件 169

6.2.22  加工方向 169

6.2.23  切入切出 170

6.2.24  公共参数 173

6.2.25  接近返回 173

第7章  加工功能介绍 175

7.1  宏加工 175

7.2  粗加工 178

7.2.1  平面区域粗加工 178

7.2.2  区域式粗加工 181

7.2.3  等高线粗加工1 183

7.2.4  等高线粗加工2 185

7.2.5  扫描线粗加工 187

7.2.6  摆线式粗加工 188

7.2.7  插铣式粗加工 190

7.2.8  导动线粗加工 191

7.3  精加工 193

7.3.1  平面轮廓精加工 193

7.3.2  轮廓导动精加工 196

7.3.3  曲面轮廓精加工 197

7.3.4  曲面区域精加工 199

7.3.5  参数线精加工 199

7.3.6  投影线精加工 201

7.3.7  轮廓线精加工 202

7.3.8  导动线精加工 205

7.3.9  等高线精加工1 208

7.3.10  等高线精加工2 210

7.3.11  扫描线精加工 214

7.3.12  浅平面精加工 216

7.3.13  限制线精加工 218

7.3.14  三维偏置精加工 220

7.3.15  深腔侧壁加工 221

7.4  补加工 222

7.4.1  等高线补加工 222

7.4.2  笔式清根加工1 227

7.4.3  笔式清根加工2 228

7.4.4  区域式补加工1 230

7.4.5  区域式补加工2 232

7.5  槽加工 233

7.5.1  曲线式铣槽 233

7.5.2  扫描式铣槽 237

7.6  多轴加工 239

7.6.1  四轴曲线加工 239

7.6.2  四轴平切面加工 242

7.6.3  叶轮粗加工 244

7.6.4  叶轮精加工 246

7.6.5  五轴G01钻孔 248

7.6.6  五轴侧铣 249

7.6.7  五轴等参数线加工 250

7.6.8  五轴曲线加工 251

7.6.9  五轴曲面区域加工 252

7.6.10  五轴转四轴轨迹 253

7.6.11  五轴定向加工 254

7.7  其他加工 255

7.7.1  工艺钻孔设置 255

7.7.2  工艺钻孔加工 256

7.7.3  孔加工 257

7.8  知识加工 258

7.8.1  生成模板 258

7.8.2  应用模板 259

7.9  轨迹编辑 259

7.9.1  轨迹裁剪 259

7.9.2  轨迹反向 260

7.9.3  插入刀位点 260

7.9.4  删除刀位点 261

7.9.5  两刀位点间抬刀 261

7.9.6  清除抬刀 262

7.9.7  轨迹打断 262

7.9.8  轨迹连接 262

7.10  轨迹仿真 263

7.10.1  线框仿真 263

7.10.2  实体仿真 264

7.11  后置处理 267

7.11.1  生成G代码 267

7.11.2  校核G代码 268

7.11.3  后置设置 268

7.12  后置处理2 273

7.12.1  生成G代码 273

7.12.2  校核G代码 274

7.12.3  后置设置 275

7.12.4  选项 275

7.13  工艺清单 276

7.13.1  工艺清单简介 276

7.13.2  制定模板 277

7.14  通信 280

7.14.1  发送 281

7.14.2  接收 281

7.14.3  设置 281

7.15  本章小结 282

第4篇  综合实例

第8章  机头热锻件模具的3D设计与NC加工 291

8.1  机头热锻件的3D设计 292

8.1.1  机头热锻件三维实体造型分析 292

8.1.2  机头热锻件三维实体特征造型的具体步骤 292

8.2  机头热锻件模具的NC加工 310

第9章  凸轮的造型与加工 313

9.1  凸轮的实体造型 313

9.1.1  绘制草图 313

9.1.2  生成实体 314

9.2  凸轮曲面加工 315

9.2.1  加工前的准备工作 315

9.2.2  粗加工——平面区域粗加工 316

9.2.3  精加工——轮廓线精加工 317

9.3  轨迹仿真 317

9.4  生成G代码 318

9.5  生成工序单 318

第10章  可乐瓶底的造型和加工 320

10.1  凹模型腔的造型 320

10.1.1  造型方法分析 320

10.1.2  绘制截面线 320

10.1.3  生成网格面 323

10.1.4  生成直纹面 323

10.1.5  曲面实体混合造型 324

10.2  可乐瓶底凹模型腔加工 324

10.2.1  加工前的准备工作 325

10.2.2  等高线粗加工 325

10.2.3  参数线精加工 326

10.2.4  轨迹仿真、检验与修改 327

10.2.5  生成G代码 328

10.2.6  生成工序单 328

第5篇  编程助手及应用

第11章  编程助手 331

11.1  文件 331

11.2  编辑 333

11.3  代码编辑 335

11.4  图形显示 339

11.5  仿真 340

11.6  机床通信 341

11.7  系统设置 343

11.8  编程助手应用实例 349

参考文献 362