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一、引言
在机械加工中,我们会经常遇到一些在零件表面上刻字、刻线等加工内容,这些刻字、刻线的加工程序无法实现手工编程,只有利用CAM软件来编程,而目前大部分CAM软件无法直接输入单线的中文字体,只有借助于其他CAD软件并通过数据接口转换来实现单线中文字体的输入.
下面我们介绍几种刻单线中文字体的CAM编程方法：①利用Mastercam9.1实现单线中文字体的刻字加工；②利用 NX CAM来实现单线中文字体的刻字加工；③利用CAXA制造工程师软件来实现单线中文字体的刻字加工.
二、利用MasterCAM 9.1实现单线中文字体的刻字加工
利用MasterCAM9.1实现单线中文字体的刻字加工需要经过两个步骤：①在AutoCAD 2008中输入单线中文字体；②在MasterCAM9.1中通过数据接口转换实现单线中文字体的输入.
1.在AutoCAD 2008中输入单线中文字体
Mastercam 9.1本身无法直接输入单线的中文字体,我们可以借助于AutoCAD 2008,通过数据接口转换来实现单线中文字体的输入.AutoCAD本身也无法直接输入单线的中文字体,我们可以从网上下载“hztxt.shx”文件包,将其复制、粘贴到AutoCAD 2008安装目录下的“Fonts”文件夹内.然后关闭窗口,就可以打开AutoCAD 2008了,打开AutoCAD后,找到“格式”菜单下的文字样式选项并打开“文字样式”窗口,勾选“使用大字体”选项,在“大字体”下拉菜单中选择我们拷贝至“Fonts”文件夹内“hztxt.shx”文件,如图1所示.
完成文字样式选项设置后,点“应用”并关闭窗口,然后选择“绘图”菜单下的文字选项下的“多行或单行文字”,就可以在AutoCAD 2008窗口中输入中文单线字体了,如图2所示.
图2为在AutoCAD 2008中输入的单线中文字体,需要注意的是：我们输入的单线中文字体必须应用AutoCAD的“Express Tools”工具（“Express Tools”工具是AutoCAD的额外选装的工具,用户可以在互联网上下载安装工具包）中的“Explode Text”命令进行分解（不分解是无法导入到Mastercam 9.1中去的）.把单线字体分解成线段后,保存为“dxf”格式的文件即可.
2.把“dxf”格式的文件导入Mastercam 9.1中进行CAM编程
将由AutoCAD输入的单线中文字体文件保存为“dxf”格式后,再打开Mastercam9.1,点击“File”菜单下的“Converters” →“Autodesk” →“Read File”,找到刚才保存的文件并打开,如图3所示.
如图3所示,单线中文字体就转换到了Mastercam 9.1中,接下来我们就可以对这些单线中文字体进行刻字编程了.进入到加工模块,点击“Toolpaths”→“Contour” →“Windows”,窗选所要刻写的全部中文字体,选择切入点,选择“Done”,出现“Contour2D”加工对话框,选择一把合适的刻字刀具,设定主轴转速、切削进给等,设定合适刻字深度,将“CompensationType”置为“Off”状态,关闭“Lead in/out”,按确定即可生成刀路轨迹.
图4所示为在Mastercam9.1中进行单线刻字加工的仿真结果.对于自动生成G代码程序的步骤比较简单,这里不再赘述.
三、利用NX CAM实现单线中文字体的刻字加工
NX CAM本身也无法直接输入单线的中文字体,我们需要把NXCAM的安装目录“X：＼Program Files＼Siemens＼NX 8.5＼UGII＼ugfonts”下的3个文件：“ugfontc.exe”、“chinesef_kt.fnx”和“hzdkt.fnx”拷贝下来重命名后进行修改,修改后重新拷贝至“ugfonts”文件夹下即可,用户也可以从互联网上下载针对NXCAM的一些单线中文字体文件,拷贝至“ugfonts”文件夹下.
然后打开NXCAM进行建模,在建模状态下是无法输入单线的中文字体的,在建模完成后,点击开始下拉菜单进入到“制图”状态下,在制图模式下点“插入”菜单下的注释选项打开“注释”对话框,在注释对话框下面的“文本输入”下的空白处输入想要刻写的中文字体.然后点击对话框下面的“样式”图标,打开样式对话框,在文字角度下面的窗口里选择我们拷贝至“ugfonts”文件夹下的“hzdkt.fnx”,在样式窗口中还可以修改字体的大小、间距和颜色等.修改完后关闭对话框,此时输入的中文字体就成了单线的了,用户可以按照图样需求的位置放置这些单线中文字体,如果所要刻写的单线中文字体是圆周分布的,就可以选择“编辑”菜单下的“移动对象”选项,对所输入的字体进行移动、复制和旋转等,如图5所示.
上面我们完成了在NXCAM中的单线中文字体的输入,下面就可以进入加工模块了.在“几何视图”里设定好加工坐标系、工件的几何体、毛坯大小以及部件的偏置等选项；在“机床视图”里设定刻字加工的刀具,刀具的形状、大小、锥角和长度等信息；选择创建工序按钮,打开加工类型对话框,选择“mill_planar”选项,加工驱动模式则选择“PLANAR_TEXT_1”（平面文字）,确定后,进入“平面文字”加工驱动模式对话框.在这里选择我们所输入单线中文字体,指定底面、刻字深度、每刀切削深度,切削参数、非切削移动、进给率和速度等选项,设定完成后,按生成按钮,就可以自动生成刻字的刀路轨迹,如图6所示.
上面完成了刻字加工的刀路轨迹的生成,我们可以对刀路轨迹进行模拟仿真和生成G代码操作,点击“操作”下面的确认图标就可进入加工仿真界面,有3D动态和2D动态模式可供选择,仿真结束后,如果刀路轨迹没有什么问题,就可以进入后处理生成G代码环节了,生成G代码程序的时候要选择合适的后处理文件和合适的单位,一般我们选择公制单位,图7所示为我们对刀路轨迹的仿真结果及生成的G代码程序. 四、利用CAXA制造工程师实现单线中文字体的刻字加工
CAXA制造工程师2013具有直接输入单线中文字体的功能,使用CAXA制造工程师建模,模型建立好后,选择“造型”菜单栏里的“文字排列”选项,打开“文字排列”选项对话框,设定文字的排列方式,CAXA制造工程师提供了4种文字排列方式：横排、竖排、圆形排列和曲线排列.每种排列方式又分别提供了文字的放置方式,例如圆形排列提供了起始角、终止角、半径、旋转/不旋转、朝内/朝外、排满/不排满以及逆时针/顺时针等选项供用户选择.设定好各选项的参数后,根据用户需要的位置选择中文字体插入点,确认后打开 “文字输入”窗口,在文字输入对话框中输入想要输入的中文字体,在设置选项中设置字体类型（单线体或者宋体等,这里我们选择单线体）、字形、中文宽度系数、字符间距系数、旋转角以及字高等,各个参数设定好并确认后,所需要的单线中文字体就会插入到指定的位置,如图8所示.
上面我们在CAXA制造工程师中输入了单线的中文字体,接下来进入加工模块,选择“加工”菜单里面的“多轴加工”下的“单线体刻字加工”选项,打开“单线体刻字加工”操作窗口,在“加工参数”选项里可以设定加工顺序、走刀方式、刀轴控制、排列方向、加工精度、最大步长、加工深度、进刀量、起止高度以及安全高度等选项.在“切削用量”选项中可以设定主轴转速、慢速下刀速度、切入切出连接速度、切削速度以及退刀速度等选项.在“刀具参数”选项中设定刀具类型、刀具长度和直径等选项.在设定好各种参数后,选择加工平面、要刻写的字体以及刀轴方向,确认后即可生成刻字加工的刀路轨迹,如图9所示.
生成了单线中文字体刻字加工的刀路轨迹后,接下来可以对刀路轨迹进行实体仿真,选择左边窗口里的“单线体刻字加工”的刀具轨迹,按鼠标右键进入实体仿真界面,在实体仿真界面里设定好各项参数,按“运行”图标,即可以对刀路轨迹进行实体仿真加工,图10所示为单线中文字体刻字加工道路轨迹的仿真结果.
我们对刻单线中文字体刀路轨迹进行了实体仿真加工,确认道路轨迹正确无误之后,就可以进入“后置处理”环节生成G代码程序了,CAXA制造工程师生成G代码的过程比较简单,这里也不再赘述.
五、结语
大部分CAM软件没有直接输入单线中文字体的功能,因此对于那些需要刻写单线中文字体的零件给我们造成编程加工的困惑,本文主要探讨了机械加工中的几种刻单线中文字体的编程加工方法,解决了生产实践中的一些具体问题.