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    I-DEAS軟件是美國(guó)UGS公司推出的一套包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和工程分析（CAD/CAM/CAE）的集成軟件系統(tǒng)，模塊眾多、功能強(qiáng)大。該軟件采用了主模型技術(shù)和當(dāng)今CAD領(lǐng)域較先進(jìn)的變量化造型系統(tǒng)，為企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)提供了完整的解決方案和強(qiáng)有力的技術(shù)支持。I-DEAS的應(yīng)用，可提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

    創(chuàng)成式加工是I-DEAS軟件集成的加工模塊，該模塊提供了2.5～3軸銑削加工、4～5軸點(diǎn)位加工和車削加工的方式，每種加工方式都有多種加工策略可供選擇。創(chuàng)成式加工不僅可以直接加工由I-DEAS軟件造型模塊設(shè)計(jì)的曲線、曲面和實(shí)體，而且還可以對(duì)通過數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入的其他CAD系統(tǒng)生成的零件進(jìn)行NC編程。編程人員根據(jù)工件的特點(diǎn)，選擇適宜的加工方式生成刀具路徑，再通過軟件提供的C-Post通用后置處理程序?qū)ι傻牡毒呗窂竭M(jìn)行編譯，得到針對(duì)不同數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的加工程序，然后通過DNC程序傳輸軟件傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。利用I-DEAS軟件的強(qiáng)大功能，許昌煙機(jī)公司對(duì)煙機(jī)設(shè)備上使用的多種異型件進(jìn)行三維造型，設(shè)計(jì)刀具路徑，生成加工程序，并在從瑞士進(jìn)口的VCP1000高速銑床上試制成功。

一、軟件應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題

    許昌煙機(jī)公司的P70卷煙機(jī)有種平面凸輪槽零件，如圖１所示。

圖1 P70卷煙機(jī)的平面凸輪槽零件

其中滾子中心軌跡由極坐標(biāo)給出，圖紙要求滾子在凸輪槽中運(yùn)動(dòng)光滑流暢，但是圖紙中只給出了36個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，相當(dāng)于每隔10°有一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，由于間隔過大，這些點(diǎn)不能準(zhǔn)確地表達(dá)出凸輪滾子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，使加工無法進(jìn)行。

二、問題的解決過程

1.失敗的嘗試

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，解決輪廓控制點(diǎn)間隔過大的問題需要在這36個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間插值進(jìn)行細(xì)化，但是通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，如果保證兩個(gè)插值點(diǎn)之間間距約0.5mm時(shí)，就要插入近400個(gè)點(diǎn)，計(jì)算量很大，而且無法確定點(diǎn)與點(diǎn)之間的插值方式，通過手工計(jì)算是很難完成插值的。為此，我們利用MasterCAM軟件采集了近400個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。以下是操作的簡(jiǎn)要過程。

(1)構(gòu)造凸輪輪廓

通過構(gòu)造點(diǎn)的方式將36個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)輸入，再使用Spline(樣條)曲線將輸入的36個(gè)點(diǎn)串連起來，結(jié)果如圖2所示。

圖2 輸入凸輪輪廓

(2)創(chuàng)建二維輪廓刀具路徑

點(diǎn)擊TooLpaths刀具路徑創(chuàng)建按鈕，選擇Contour二維輪廓刀具路徑，選擇圖2所示的串連并確定，軟件彈出加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，選擇Φ10mm刀具，并設(shè)置輪廓參數(shù)如圖3所示。

圖3 設(shè)置輪廓參數(shù)

3)得到插值點(diǎn)

生成輪廓刀具路徑，并進(jìn)行后置處理得到刀具中心在輪廓上的加工程序，從而得到將近400個(gè)凸輪滾子中心運(yùn)動(dòng)軌跡上的插值點(diǎn)。所生成的加工程序，如圖4所示。

圖4 所生成的加工程序

利用上述方法得到的插值點(diǎn)，我們編制了數(shù)控程序，并在車間VCP1000高速銑上試用，一個(gè)新的問題出現(xiàn)了：由圖1可知，凸輪槽槽寬Φ22+0.05，尺寸要求嚴(yán)，如果直接利用Φ22刀具加工，無法達(dá)到圖紙精度要求。因此，我們?cè)庸し桨甘抢?Phi;16機(jī)夾刀粗銑型腔，再使用Φ16側(cè)精刃銑刀并利用數(shù)控裝置的半徑補(bǔ)償功能精加工凸輪軌道面。但是由于坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)過密造成刀具過切，使得刀具補(bǔ)償功能無法使用，機(jī)床拒絕執(zhí)行程序，使得加工無法進(jìn)行。針對(duì)這一問題，我們仔細(xì)分析了解題思路，認(rèn)為在上面的解題過程中，思路過于僵化、簡(jiǎn)單，看到圖紙中描述凸輪滾子中心線軌跡坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)不足，只習(xí)慣性的想到插值進(jìn)行細(xì)化，未考慮整個(gè)加工過程，結(jié)果使問題陷入僵局。

2.問題的解決

這里，我們想到了I-DEAS軟件。為何不用I-DEAS軟件強(qiáng)大的造型和加工功能去解決凸輪槽的加工難題呢？思路正確了，問題也就解決了。下面是利用I-DEAS軟件加工凸輪槽的簡(jiǎn)要過程。

(1)建立基礎(chǔ)實(shí)體

起動(dòng)I-DEAS，進(jìn)入軟件造型模塊，在任務(wù)命令菜單區(qū)選擇圖形按鈕，在軟件默認(rèn)繪圖平面原點(diǎn)畫Φ220圓，選擇拉伸命令按鈕，點(diǎn)擊Φ220圓形作為截面拉伸30mm，生成如圖5所示的基礎(chǔ)實(shí)體。