CATIA_CAM
CATIA CAM模块基础（铣削部分）
加工（Machining）模块是对设计的产品进行数控加工的一个处理平台。该平台可以快速的将设计的产品生成CNC程序，并通过验证，确认程序无误后输入机床对零件毛坯进行加工，得到最终的零件。
加工（Machining）模块提供用户专用于基本加工操作的NC编程功能的输入，可以将有关零件、几何、毛坯、夹具、机床等参数信息结合起来，为公司的机械加工提供详尽的描述。
进入CATIA数控加工模块可以有三种方式：
⑴选择菜单【Start】→【Machining】，出现菜单如图1所示。出现Lathe Machining （车削模块），Prismatic Machining（铣削加工），Surface Machining（曲面加工），Advanced Machining（高级加工），NC Manufacturing Review（NC加工审查），STL Rapid Prototyping （STL快速成型），选择其中任何一个菜单，即可以进入相应的模块。
图1 从Start菜单下进入加工模块
⑵选择菜单【File】 【Open···】或【New···】，在随后弹出的图2所示对话框中选择Process 文件类型，进入数控加工模块，此模块进入的是默认的2.5轴铣削加工模块。这个模块包括了平面铣削、型腔铣削、轮廓铣削、点位加工等数控加工功能。
图2从File菜单下进入数控加工模块
⑶单击Workbench图标，弹出图3 所示【Welcome to CATIA V5】对话框，选择其中Prismatic Machining图标，进入铣削加工模块。
图3 【Welcome to CATIA V5】对话框
用户可以通过自定义的方式，选择若干常用的功能模块，可以比较方便地进行模块之间的切换，自定义模块的方法如下：
选择菜单【Tools】 【Customize】命令，弹出对话框如图4所示。
图4 Customize对话框
选择Start Menu选项卡。在左侧的Available列表框中，选择需要添加的模块，单击
按钮将模块加入Favorites列表框中，在Favorites列表框中出现的所有模块都将在图3中出现。
如果要将Favorites列表框中出现的模块删除，则选中Favorites列表框中的模块名称，单击按钮，将所选择的模块从图3所示的对话框中移除。
注：也可以对常用的模块设置快捷方式，在图4所示对话框中，在Favorites列表框中选择模块名称，在Accelerator文本框中定义所需要的快捷键。
数控加工基本操作
工作环境
以车削加工为例，设计一个车削零件，进入Lathe Machining，如图5所示。
需要来设定其坐标原点及坐标轴方向。
⑵左侧树形结构上，出现三个子级菜单，Process List，Product List，Resource List，将
加工工艺进程、加工产品、加工资源（刀具、机床等）以树形结构列表。
⑶Process可以拥有多个CNC加工程序段，同一台机床上的不同工序步骤都将集成在
Part Operation.1上，可以插入不同的程序单。
⑷选择Manufacturing Program.1，点击图标，将在Manufacturing Program.1后插入
Manufacturing Program.2，用以生成不同的程序单。如图6。
⑸选择Part Operation.1，点击图标，将在Part Operation.1后插入Part Operation.2，
用以对不同的加工机床生成程序单。如图7。
图5 数控加工工作环境
图6 插入多个程序单
图7 插入不同的加工机床
文件管理
选择Tools > Options > Machining > General.出现对话框如图8。选择Create a CATPart to store geometry选项。
任意设计一个零件，打开。进入Prismatic Machining（铣削加工）模块。
可以发现在树形目录下的Product list项下有两个CATIA Part文件，一个为设计的Part 文件，另外一个为存储在零件操作过程中所定义的几何信息。
图8
一个CATIA的加工过程可以有一个或多个Part或Product文件，我们可以通过Edit > Links按钮来查看其关系。可以在对话框中出现的零部件进行加载、替换文件，如图9所示。
图9
零件操作定义
在PPR树形目录上双击Part Operation.1，出现Part Operation对话框，如图10所示。
图10
Name：定义零件操作名称，默认名称为Part Operation.1，可以进行修改。
Comments：定义此零件操作的描述内容，如对此零件操作的一些简单介绍。
：机床定义，点击后出现对话框如图11所示。具体设置方式参见机床定义
：加工坐标系定义，单击后出现对话框如图12所示。
：零件或产品定义，与零件操作相关联的零件或者产品，单击后出现对话框如图13
所示。选择你所需要加工的零件或者产品，打开。
图11 图12
Geometry选项卡
：选择零件（加工完成后的目标零件）
：选择零件毛坯
：选择夹具
机床定义
在零件操作对话框（图10）中单击图标，出现图11所示对话框。
通过机床选项图标选择所需要的机床。
分别为3-axis machine（3轴铣床），3-axis machine with rotary table（带转动工作台的三轴铣床），5-axis machine（五轴机床），horizontal lathe machine（卧式车床），vertical lathe machine（立式车床），multi-slide lathe machine（多滑块车床）。
也可以单击按钮选择一些常用机床，如3-axis machine with 2 rotary axes on table（三个移动
轴带两个工作台转动轴的机床），3-axis machine with 1 rotary axis on head（三个移动轴带一个立柱转动轴的机床），3-axis machine with 2 rotary axes on head（三个移动轴带两个立柱转动轴的机床）等等。这些机床CATIA已经建立其模型，用户只要从调用即可，其目标路径为：..\intel_a \startup\Manufacturing\Samples\NCMachineToollib\DEVICES。
Numerical Control选项卡
NC data type：定义NC数据类型，有APT，Clfile ，NC code等几种形式。
NC data format：定义NC数据形式，有刀位点坐标(x,y,z)和刀位点坐标及刀轴矢量(x,y,z,i,j,k)两种形式。
Rapid feedrate:定义快速进给量，可调用此数据精确计算加工时间。
Axial/radial movement：定义轴向/径向过渡方式
Tooling T ab
显示刀具参数包括刀具库
Spindle T ab
显示主轴参数
Rotary T able or Rotary Data T ab
对于带旋转工作台的三轴机床，此选项卡显示转动工作台参数。
对于超过一个旋转轴的工作台或者主轴旋转机床，此选项卡显示旋转坐标轴参数。
NC Output
NC代码输出时的选项，对于大多数的机床来说，定义此机床后就定义了NV代码的输出定义。
加工程序单
打开如图14所示零件，进入Prismatic Machining工作环境。双击树形目录上的Manufacturing Program，出现对话框如图15所示，可更改程序单名称。
图15
当一个程序单下面有很多加工操作时（图16），需要调换加工操作的顺序时，可以选择要调换的加工操作，右击点选“Cut”。在其添加的位置右击点选“Paste”，如图17
图16 图17
程序进程表
打开某加工进程，其树形目录如图18。右键单击Part Operation.1 > Part Operation.1 Object > Process Table ，出现程序进程表如图19所示，该进程表包含加工程序和各种操作定义信息。
图18
图19
在程序进程表中空白位置右击出现菜单如图20所示，可以自己选择定制程序进程表中的相关信息
图20
在程序进程表中可对加工操作进行某些修改。选种序号7，
Pocket 1，右键单击，点选Selected Objects，出现菜单如图21所
示，选择其中的某一项，可对加工操作进行修改，比如Edit Spindle
speed，出现对话框如图22所示，可以修改其主轴转速。
如果想定义全局的参数，比如，所有的，Pocket都要求主轴转
速定义为300Rad/Min，则可同时选中所有Pocket加工操作，右键
单击，通过菜单21，定义主轴转速300Rad/Min
图22
复制操作
有零件如图23所示，有四个矩形型腔以及四个三角形型腔，如果要对每个特征分别进行凹槽铣削，则费时费力，使用复制操作功能则可以改变这样的情况。
图23
先对其中的一个矩形型腔和三角形型腔进行Pocket铣削（如图24）。选择Manufacturing Program，右键单击选择Compute Tool Path，选择Compute if necessary，单击图标，出现COPY Operator对话框。选择，在树形目录上选择Tool Change.1，则在树形目录上出现INDEX1，在Nunber of copies中输入“3”，在Transformation type 中选择“Translation”，在Translation type中选择“Absolute Coordinates”，在
Direction中选择X向，在Distance olong direction中输入“-100”，点击进行刀具模拟如图26所示。由此则完成了所有的特征加工。
图24
图26
Tracut操作
如图23所示零件，在对其中的一个矩形型腔和三角形型腔进行Pocket铣削后，选择Manufacturing Program，右键单击选择Compute Tool Path，选择Compute if necessary，单击图标，出现TRACUT Operator
对话框，选择图标，对话框消失，选择一个要操作的对象（如pocketing.2），对话框再次出现，
Transformation type中选择“Translation”，在Translation type中选择“Absolute Coordinates”。在Distance along X 中输入“200mm”，则效果如图27所示。
图27
后置处理
后置处理是将所进行的加工操作输出程序的一个步骤，比如有如图28所示的一个零件，其所要进行的加工特征只有一个凹槽，当凹槽的操作定义完成后就可以进行程序的后处理工作。
图28
在树形目录上选择Manufacturing Program，单击Generate NC Code Interactively ，出现
Generate NC Output Interactively对话框，如图29所示。
图29
NC data type：有四种格式，APT，CLF，NC Code，a CATProduct。点击Execute就可以输出程序代码。通常使用最多的程序格式为NC代码，这里也重点介绍NC代码的生成过程。
NC代码生成有三种后置处理方式。选择Tools > Options > Machining > Output，如图30，如果output option被设置为None，则无法生成NC代码，其后的三种后处理方式任选一种，都可以创建NC代码，可依据要使用的加工机床灵活选择。在这里，我们选择IMS-。点击OK。
在图29所示的对话框中NC Code Type中选择NC Code，在One file后有三种选项，分别表示加工程序的输出方式。即所有程序，单个程序和单个操作。如果希望程序输出地址与原有的Process文件在同一个地址，则点选at same location as the CATProcess，也可以另外选择一个新的地址用于存储新生成的NC文件。
在NC Code选项卡下，选择你需要的后处理器的名称，这里我们选择Fanuc0，点击formatter出现Option File Format对话框，可以进行适合你机床的设置，如图31所示。
图31
点击OK后，回到图29对话框，点击Execute，生成NC程序代码，如图32所示。
创建NC文档
点击Generate Documentation ，弹出Process Documentation对话框，如图33所示。选择合适的Script格式以及NC文档存储位置，单击OK，生成的NC文档如图34所示，可以清楚地查看此程序的相关信息，比如刀具、加工时间等等。
图33
图34
下面将进行铣削加工的基础学习。
对于铣削加工，将分为两个部分来介绍，包括Prismatic Machining（铣削加工），Surface Machining（曲面加工）。
Prismatic Machining（铣削加工）
实例1
如图35所示的零件，其毛坯为一块板料，如图36。上表面加工余量3mm，四周轮廓单边加工余量3mm。零件上表面所需加工特征包括上表面、四周面、斜边槽、深凹槽、各种不同直径的孔、方槽、岛屿、CATIA 文字线条等。在这个实例中将简要的介绍一下Prismatic Machining模块能够实现的加工操作，将用到的命
令有Facing icon ，Pocketing icon ，Profile Contouring，Groove Milling icon ，Spot
Drilling icon ，Drilling icon ，Thread Milling icon ，Curve Following icon 等等。
图35
图36
第一步
首先，要加工一个零件，就必须知道所要加工的零件与所给毛坯之间关系，有哪些特征是需要加工的，采用什么方式加工等等，有个初步的设想，再制定加工工艺。工艺内容包括特征加工顺序、加工机床、加工刀具、切削参数（主轴转速、进给量、吃刀量）、走刀路径等等。
经过分析毛坯与零件之间的关系，初步定义加工顺序为铣削上表面（粗铣和精铣）、铣削四周轮廓（粗铣和精铣）、铣斜边槽、铣深凹槽、铣方槽及岛屿、钻上表面两孔（先钻中心孔，再钻小孔，再慢慢加大钻孔刀具直径，直到与设计尺寸一致）、阵列孔加工、加工内孔螺纹、铣削CATIA文字线条。
加工机床、加工刀具、切削参数、走刀路径等详见第二步的各特征加工操作。
第二步
加工特征1（铣削上表面）
打开Sample01.CATProduct文件，进入Prismatic Machining（铣削加工）模块，如图37所示。
图37
定义加工参数
双击结构树上Part Operation.1，出现Part Operation对话框。
Name：将Name后的Part Operation.1改为Sample01
：机床定义，点击后出现对话框如图11所示。选择3-axis Machine.1铣床。
：加工坐标系定义，单击后出现对话框如图12所示。单击小红点，对话框消失，选
择如图38所示的点，同样，单击坐标系各轴也可以改变坐标系的坐标轴方向。最后的设置结构如图38所示。
Geometry选项卡
：选择零件（加工完成后的目标零件），单击后，Part Operation对话框消失，选择结构树上Productlist的Part1。
：选择零件毛坯。单击后，Part Operation对话框消失，选择结构树上Productlist的Stock。
：选择安全平面。单击后，Part Operation对话框消失，选择毛坯的上表面，在safe Plane 上右击选择offest，输入20mm，这个平面为安全平面，即刀具要换刀或者进行下
具或者工件等，保障加工操作安全。
图38 设置完毕后，如图39所示
图39 单击确定，完成操作定义。
平面铣削粗加工操作定义（预留0.2mm的精加工余量）
选择树状目录中的Manufacturing Program.1，点击Facing Operations，出现Facing.1对话框。
单击几何特征选项卡，设置加工特征。如图40所示。当橘红色区域变成绿色时，则表明此特征以及选择完毕，如果要更改，则可以在绿色区域右键单击Remove之后，再进行其他选择。
图40