PowerMILL

PowerMILL（精选7篇）

PowerMILL 篇1

0 引言

Power MILL是加工策略完善的数控加工编程软件系统。产生最佳加工方案, 提高加工效率, 减少后期处理, 快速产生粗、精加工路径, 对2~5轴数控加工进行完整的干涉检查与排除。本文对该软件的加工流程和注意问题进行分析, 完整地阐述了Power MILL的功能。

1 Power MILL加工流程

范例演示对Power MILL可形成初步了解, 产生简单的刀具路径并输出这些刀具路径。基本操作步骤为:Power MILL运行;模型导入;采用世界坐标系定义毛坯;建立用户坐标系;设定加工零件刀具参数;设定进给和转速、开始点和结束点、快进高度、切入切出和连接;选取粗加工策略;选取精加工策略;刀具路径模拟仿真;NC后处理并产生NC程序;Power MILL项目保存到指定文件目录。

2 Power MILL编程操作

1) 定义毛坯与坐标系。点击顶部工具栏中毛坯图标。毛坯定义有方框、圆形、三角形、边界和圆柱体5种形式, 结合激活用户坐标系、世界坐标系或命名的用户坐标系, 在X、Y、Z方向设定界限, 毛坯可以是完整的造型尺寸或局部尺寸。

对话视窗中的缺省设置由方框定义毛坯, 点击计算后将计算出该方框的尺寸。可分别按需要编辑或锁住对话视窗中的各个值, 也可在扩展方框中输入所需的毛坯偏置值。坐标系建立有产生用户坐标系、通过模型获取用户坐标系和产生并定向用户坐标系, 常用使用毛坯定位用户坐标系。

2) 设定刀具参数。打开资源管理器, 选中刀具右击, 产生刀具, 选取符合零件加工工艺的刀具, 设定刀具参数。刀具参数由刀尖、刀柄、夹持、夹持轮廓、切削数据和描述组仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP MANUFACTURING INFORMATIZATION成, 直径值自定义, 长度默认直径值5倍, 也可自定义。一般端铣刀用于粗加工, 球头刀用于弧面精加工。如果合适, 可将指定的刀具编号输出到NC程序。若机床具有换刀装置, 则此编号将为刀具在刀库中的卡盘或链上的编号。

3) 快进高度与刀具开始点和结束点。快进高度定义安全区域和用户坐标系, 计算产生安全Z高度、开始Z高度、快进间隙和下切间隙。安全Z高度在退刀过程中执行快进, 开始Z高度是刀具开始执行切削进给参数的高度。Power MILL以红色的点化线代表快进移动;以浅蓝色的线代表下切移动;以绿色线代表切削移动。

点取开始点和结束点图标。使用开始点和结束点表格定义加工策略的刀具路径的开始点和结束点的位置。刀具的开始点位置的缺省设置为毛坯中心安全高度, 缺省结束点设置为最后一点安全高度。

4) 产生粗加工策略。从主工具栏点取刀具路径策略图标, 打开策略选取器, 点取三维区域清除, 选取模型区域清除模型选项。输入新的刀具路径名称;编辑余量值, 加工后工件上留下的材料;设置行距, 每条平行路径之间的距离;设置下切步距 (切削深度) 为其缺省值5 mm。以上策略除名称、余量和行距外, 其它几乎完全使用缺省值处理。点击计算, 处理此加工策略。

5) 产生精加工策略。从主工具栏点取刀具路径策略图标, 打开策略选取器, 选取精加工策略。常用三维偏置精加工、等高精加工、清角精加工、平行精加工等策略。输入刀具路径名称、行距, 点击计算, 处理此刀具路径策略。为清晰地显示刀具路径, 在此没有显示刀具路径间的连接移动。

6) 刀具路径和View MILL仿真。粗、精加工策略参数设定后, 产生刀具路径, 双击处于激活状态。刀具路径包含切削、快进和连接3部分, 绿色为切削路径、红色为快进路径, 黄色为连接路径。切削路径是有效加工路径, 应尽量减少快进和连接路径, 提高加工效率。

View MILL仿真, 激活粗加工刀具路径并在仿真工具栏选取。点击第一个按钮, 切换View MILL视窗, 进入View MILL模式。点击第4个按钮, 选取普通阴影图像。选取刀具, 随后运行。选取仿真工具栏中的View MILL退出图标, 退出View MILL模块。

7) 后处理并输出NC程序。选取工具、自定义路径选项, 打开Power MILL路径表格, 选取NC程序输出选项。点击增加路径到列表顶部图标, 在选取路径表格中选取存储位置, 最后点击接受。

选中刀具路径右击, 产生独立的NC程序。直接写入程序, 参数为设置的默认值。设置NC程序, 更改名称、输出文件、机床选项文件、输出用户坐标系、刀具路径等参数, 写入后接受。回到NC参数选择表格, 点击应用按钮, 应用设置, 最后接受表格。右击浏览器中的NC程序, 从弹出的菜单中选取产生NC程序。将多个刀具路径放在一个NC程序下, 可同时写入。关闭信息表格及NC程序表格, 查看文件夹, 输出文件1.txt。

8) 项目保存。点击文件, 如果前面已经保存项目, 系统将直接更新项目而不打开路径表格。在保存项目为表格中的保存在方框中选取路径, 点击保存按钮, 将项目保存在某个设定目录。从主菜单中选取文件、删除全部, 随后选取工具、重设表格, 浏览器中的内容被全部删除, 全部表格都重新设置回系统的缺省状态。

3 结语

本文从毛坯定义、坐标系选取、刀具设置、安全设置、策略分析、程序生成、项目保存等多个方面阐述了Power MILL的功能, 完善的编程效果大大地提高了数控加工能力, 在模具制造中优势更加凸显。

摘要：文中介绍了用于数控CAM技术的编程软件Power MILL。该软件具备完善的数控模型的自动化编程功能, 对数控加工中的毛坯、坐标系、刀具定义准确, 粗、精加工策略清晰, 通过边界可进行局部编程, 对编程产生的刀路可根据需求进行删减, 操作简单灵活。

关键词：Power MILL,CAM,数控加工,编程

参考文献

[1]曹著明, 张娜, 申远.基于Power MILL的刀具路径连接研究[J].中国高新技术企业, 2014 (3) :16-18.

PowerMILL 篇2

在定义毛坯方面，PowerMILL软件提供了几种虚拟毛坯的定义方法，由于模具的多样化和加工的多样性，如何灵活地运用软件的自定义毛坯方法达到减少空刀、提高加工效率是一个值得探讨的问题。下面结合图1模型对PowerMILL自定义加工毛坯的功能作一探讨。

某公司委托我院来料加工冷冲模零件，材料为Cr12MoV模具钢，在满足产品技术要求的前提下，曲面已采用线切割的方法加工出来，如图1所示。现在只加工型腔部分。一般情况下我们常用“方框”定义毛坯，这样毛坯总是一个长方体，无论数字模型的形状如何，它总是最大限度地包容数字模型（图2），那么在生成刀具路径时黄色区域部分也会产生刀路。我们知道黄色区域部分已用线切割的方法切除了，不需加工，若产生加工刀路会浪费加工时间。有什么方法能自定义毛坯尺寸规格与零件轮廓相同，避免黄色区域产生空刀的情况，从而提高生产效率呢？有以下两种方法。

一、方法一

借助其他软件，如常用的有“NX”、“Pro/ENGINEER”或“PowerSHAPE”等三维软件。

（1）以NX为例，打开NX软件，在NX的工具栏里选择“拉伸”，弹出如图3所示的拉伸参数设置对话框。

（2）在“选择意图”的下拉菜单中选“面的边”，然后单击零件右侧，在拉伸界面中“结束”的下拉菜单中选“直至选定对象”，再单击零件左侧，就可拉伸出如图4所示的零件模型。

（3）另存为IGES格式，保存在C盘下。

（4）在“PowerMILL”里点击“主工具栏”中的“毛坯”按钮，打开“毛坯表格”对话框，单击“由…定义”下拉菜单，弹出如图5所示的定义毛坯对话框，包括方框、图形、三角形、边界和圆柱体等5种形式，选中其中的“三角形”选项。

（5）打开图5右上方的“从文件加载毛坯”图标，弹出“通过三角形模型打开毛坯”对话框，在“文件类型”选择的下拉对话框中选择“IGES”格式文件，选取先前建立的毛坯，再单击打开，毛坯自动加载，再单击查看工具栏中的“消隐”图标，显示效果如图6所示，得到了一个与零件模型相同的毛坯。

创建时要注意坐标系选项，要选用世界坐标系创建的毛坯方可与工件重合。

二、方法二

（1）创建边界。

在浏览器上的“边界”目录中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中依次选择“定义边界”→“用户定义”选项，打开“用户定义边界”对话框，如图7所示。选取零件的侧面，单击图7所示的“用户定义边界”对话框中的“模型”图标，单击“接受”，产生了如图8所示的用户定义边界线。

（2）创建坐标系。

由于在“PowerMILL”系统中创建毛坯时，是创建以Z轴方向为轴线的毛坯，这就要求边界线与Z轴方向垂直且需建立一个创建毛坯用的坐标系，方可用边界线拉伸产生的毛坯。右键单击浏览器上的“用户坐标系”，在弹出的“用户坐标系”菜单中选择“产生用户坐标系”，弹出用户坐标系对话框，在“激活用户坐标系”下拉菜单中选中“1”，按图9所示设置，产生的坐标系如图7所示。坐标系Z向与边界线垂直。

（3）在“主工具栏”中单击“毛坯”按钮，打开“毛坯表格”对话框，在“由…定义”下拉列表框中选择“边界”选项，如图5所示。在坐标系的左边下拉列表框中选择“命名的用户坐标系”选项，右边的下拉列表框中选择创建的坐标系“1”，如图10所示。得到一个与零件模型相同的毛坯。

要注意创建毛坯时采用创建的用户坐标系“1”，创建刀具路径时再激活世界坐标系，采用世界坐标系。

三、结语

PowerMILL 篇3

PowerMill软件是英国Delcam公司开发的专门应用于数控编程的软件,它是基于工艺特征、有多种加工策略、适用于高速加工的一款智能化CAM系统。

高速加工(High Speed Machining,HSM)也称高速切削[1](High Speed Cutting,HSC),是指在高的主轴旋转速度和高的进给速度下的切削加工,它是集高效、优质和低耗于一身的先进制造技术,主要应用于航空航天、模具制造和精密零件加工等领域。高速切削目前已经成为提高加工效率、提高加工质量和缩短加工时间的重要途径之一,本文基于PowerMill对高速加工的编程技术进行研究。

1 高速加工与普通加工编程的区别

高速加工的数控编程不仅仅在切削速度、切削深度和进给量上不同于普通加工,而且还必须有全新的加工策略,以创建高效、精确、安全的刀具路径[2],从而达到预期的加工要求。

高速加工时除了使用小的进给和小的切削深度外,编制数控程序时尽量避免加工方向的突然改变,从自由曲面的2.5轴铣削到5轴铣削,传统加工的编程策略不适应高速加工。

1.1 高速加工数控编程的特点

高速加工数控编程的特点如下:(1)由于高速加工的特殊性和控制的复杂性,编程时需注意加工方法的安全性和有效性;(2)应尽可能地保证刀具轨迹的光滑平稳;(3)应尽量使刀具所受的载荷均匀。

1.2 高速加工对CAM软件的功能要求

高速加工对CAM软件的功能要求如下:(1)高速加工中采用高转速、小背吃刀量、快进给,其NC程序比传统的数控加工程序大得多,因而要求CAM软件计算速度要快,以节省刀具轨迹和优化编程的时间;(2)具有全过程过切处理能力和自动化刀柄干涉检查能力;(3)具备丰富的高速加工策略。

1.3 高速加工对数控程序编写的要求

高速加工对数控程序编写的要求如下:(1)保持恒定的切削载荷;(2)保证工件的高精度;(3)保证工件的优质表面;(4)编辑优化刀具轨迹。

2 高速加工编程策略

2.1 高速加工编程基本策略

高速加工编程基本策略如下[3,4]:(1)NC编程人员应了解高速加工的工艺策略;(2)应保持恒速切削,避免加工方向的突然改变;(3)将复杂型面或拐角处单独加工;(4)应让刀具缓慢切入工件,从一个切削层进入另一个切削层;(5)必要时,可对工件型面复杂的部分进行预处理,以避免在高速精加工时,小直径的刀具因上道工序使用大直径刀具残留的“加工残余”而使切削负荷突然增加;(6)高速加工数控程序应有仿真、事前验证刀路的功能;(7)应用前瞻功能优化刀具轨迹,从而减少频繁调用加、减速程序。

2.2 基于特征制造的高速加工编程策略

基于制造特征的高速加工编程技术,不像传统的数控加工直接对刀具中心轨迹进行编程,而是根据零件的制造特征(如平面、孔、型腔等特征)进行程序设计。数控程序由几何信息和工艺信息描述构成。几何信息采用STEP数据格式描述,可直接从CAD/CAM中获取STEP类型的数据文件;工艺信息描述所有价格的详细定义(如特征代码、刀具数据、加工方式和其他数据)。

新的编程策略重新定义了CAD/CAM和CNC的接口,以STEP形式的CAD三维产品数据模型(包括工件的几何信息、制造特征等)配上工艺信息集成产生NC程序,控制加工中心机床的运动。

3 PowerMill编程的基本步骤

PowerMill编程的一般流程主要包括模型输入[5]、毛坯定义、刀具定义、刀具路径的生成、刀具路径仿真和NC程序的生成,其具体步骤如下:

(1)模型的输入:在PowerMill中,可直接输入各种格式的数据文件。

(2)毛坯的定义:可采用多种方式定义毛坯。

(3)刀具的初始设置:一般包括刀具定义、进给率设置、快进高度设置、加工开始点和结束点设置、切入切出设置、连接设置和刀轴方向设置。

(4)刀具路径的生成:在PowerMill中,包括2.5维区域清除、三维区域清除、钻孔和精加工等加工策略的刀具路径的生成。

(5)刀具路径的仿真:可对生成的刀具路径进行仿真加工。

(6)NC程序的生成:可生成任意程序的NC数控代码。

4 基于PowerMill的整体叶轮高速加工编程

4.1 基于Pro/E的整体叶轮建模

叶轮(impeller)是离心式压缩机的核心组件,其几何形状如图1所示。叶轮的几何部分分为轮毂(Hub)和叶片(Blade)两个部分,而叶片又包括包覆曲面(Shroud Surface)、压力曲面(Pressure Surface)和吸力曲面(Suction Surface)。

叶轮的轮毂部分是回转体,其建模过程相对比较简单,只需要对构造的轮毂曲线进行旋转就可生成轮毂实体。而叶片的建模过程相对比较复杂,需先输入型值点来构造NURBS截面曲线,并对其进行插值、光顺处理,然后生成NURBS曲面,最后缝合NURBS曲面生成叶片的实体。建立整体叶轮的基本流程如图2所示。在Pro/E环境下建立整体叶轮实体模型的过程[6]如图3所示。

4.2 基于PowerMill的整体叶轮高速加工编程[7]

4.2.1 模型的输入

先通过PowerMill的Delcam Exchange转换工具将在Pro/E环境下建好的叶轮模型转换成PowerMill支持的数据格式,然后点击“文件”→“输入模型”,导入叶轮模型,导入的叶轮模型如图4(a)所示。通过层和组合分别定义轮毂、包覆曲面、左叶片和右叶片等特征。

4.2.2 毛坯的定义

先通过PowerMill的Delcam Exchange转换工具将在Pro/E环境下建好的叶轮毛坯模型转换成PowerMill支持的数据格式,然后点击“毛坯”按钮,选择毛坯类型为三角形,导入的叶轮毛坯模型如图4(b)所示。

4.2.3 刀具的初始设置

点击“定义刀具”按钮定义刀具,定义3把刀具分别为B6、B4、B2。按照仿真要求定义进给率、转速、快进高度、加工开始点和结束点、切入切出、连接和刀轴方向等。

4.2.4 刀具路径的生成

打开叶盘区域清除策略,在叶盘定义项目中导入轮毂曲面、包覆曲面、左叶片和右叶片,整体叶轮的加工主要采用叶盘区域清除策略、叶片精加工策略和轮毂精加工策略,生成整体叶轮的刀具路径图。

4.2.5 刀具路径的仿真加工

打开ViewMill工具栏,单击ViewMill视窗切换按钮进入仿真窗口,单击开始仿真按钮,开始整体叶轮的加工仿真。整体叶轮刀具路径的仿真加工包括:叶盘的区域清除刀具路径仿真;叶片的半精加工刀具路径仿真;轮毂的半精加工刀具路径仿真;叶片的精加工刀具路径仿真;轮毂的精加工刀具路径仿真。其加工仿真过程如图5所示。

4.2.6 NC程序的生成

经过刀具避让、干涉检查和模拟加工,确定无误后就可以将加工策略生成为走刀路径,其后就可以将走刀路径生成NC程序文件。

5 结论

在高速加工技术不断发展的今天,传统的加工方法已经不能满足实际加工的需要,因而HSM加工技术越来越得到更多企业的青睐。高速加工编程技术是高速加工中的一大难题,本文分析了PowerMIll高速加工编程的基本步骤,以整体叶轮为研究对象,在PowerMill环境下,对其进行了高速加工路径规划,实现了整体叶轮的高速加工仿真,并生成NC代码。

摘要：论述了高速加工编程和普通加工编程的区别以及高速加工的编程策略,并分析了PowerMill数控编程的基本步骤。根据实际工程数据,在分析整体叶轮建模的基础上,利用Pro/E软件实现了整体叶轮的建模;然后在PowerMill环境下分析和研究了整体叶轮的走刀路径,并对其进行模拟加工仿真;最后,在PowerMill环境下实现了整体叶轮的高速加工编程,为高速加工编程提供参考。

关键词：高速加工,整体叶轮,数控编程,PowerMill

参考文献

[1]何庆.高速加工和数控编程[M].北京:电子工业出版社,2009.

[2]王卫兵.高速加工数控编程技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]陆启建,诛辉生.高速切削与五轴联动加工[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]王令其,缪德建,左键民.面向高速切削的CAD模型与CAM编程[J].组合机床与自动化加工技术,2007(4):59-61.

[5]谢玉书.基于PowerMill的高速铣削加工技术[J].模具制造技术,2006(9):59-61.

[6]赵玉侠,狄杰建.基于五轴机床的叶轮实体建模与加工[J].制造技术与机床,2011(12):167-170.

PowerMILL 篇4

文章针对广州数控设备厂的GSK25I五轴联动控制系统、烟台的可倾台等零部件。由于GSK25I是广州数控设备有限公司最新推出的产品，有很多技术都需要完善与攻关，其中开发后置处理工作尤为重要。

1 PM POST[1]后处理的编写

PMpost是英国DELCAM公司后处理编写软件，它能根据机床的特性，定制后处理器；并把POWERMILL产生的刀具路径转换为三轴、五轴机床的使用。

1.1 机床结构与技术参数及控制系统类型

(1）机床结构如图1、图2所示。在机床结构方面，应注意约定工件不动、刀具运动，在此前提下来看B轴和C轴的摆动，此时符合笛卡尔坐标系（直角坐标系）下的右手定则，而工作台B轴和C轴的实际转动方向是与右手定则相反的，如图3所示。由此得出下面结论：围绕X直线轴转动的轴称为A，矢量方向为（1,0,0）；围绕Y直线轴转动的轴称为B，矢量方向为（0,1,0）；围绕Z直线轴转动的轴称为C，矢量方向为（0,0,1）。

(2）机床参数（如上图所示）X轴行程800mm,Y轴行程650mm,Z轴行程550mm,B轴行程-5～90°，C轴行程0～360°（不连续），工作台面：600×600，主轴转速（r/min):0～6000rpm，快速进给：8000(mm/min）。

(3）控制系统为GSK25I操作简单、人机对话较灵活，可以控制三个直线轴、两个转动轴，采用ISO代码编程。启动PMPOST后置软件、打开样板文件（选择FANUC.PMOPT[2]，因为GSK25I与该系统编程的语言相类似）。切换到编辑界面、按机床的特点设置相关的参数如图4。

1.2 操作步骤

(1）相关参数设置，(1)设置全局参数如最大行号、行号的增量、输出的单位、小数隔开符号、程序的扩展名等；(2)设置坐标控制参数，由于GSK25I不具备RTCP功能，因此在PROFILE选项里选择“Multi-Axis machine without RTCP”。还有对刀点选项选择“Tool Tip”;(3)设定最大进给速度为8000MM/MIN，最大切削进给速度4000MM/MIN;(4)设定圆弧输出的方式，如圆弧的最大、最小半径，以及圆弧平面等；(5)设定钻孔循环参数、选上多轴钻孔选项。

(2）设置机床结构、行程、偏置距离等参数如图5所示。(1)定义机床结构：在Kinematic Model[3]选项里选择5-Axis Table Table（双工作台型的五轴机）；(2)定义行程、转动轴：分别按机床实际行程设定X、Y、Z、B、C五个轴的行程。特别要注意的是在转动轴里需指定B(0,1,0）、C(0,0,1），分别点击EDIT，在prefix选项里输入B、C;(3)设置机床偏置参数：由于可倾台的第四轴转轴与第五轴回转工作台台面存在偏心距所以需在B轴输入实际偏心距z-97.78MM。

(3）设置可倾轴（B）超程时所采取的策略。因为当五轴联动加工超过-5度时，机床必需首先采取Z轴抬刀，然后BC回转，再XY定位，最后Z重新下刀一系列动作。否则将有可能发生机床的碰撞、工件过切等现象。进入Multi-Axis Configuration，在at angular limit里选择Retract And Reconfigure。如图6所示。

(4）定义快速与线性移动。在多轴机床快速下刀定位时，必需考虑到机床的安全性，应先移动转动轴然后移动直线轴。设置如图7所示。

(5）设定程序头、程序尾的一些辅助功能以及钻孔功能（略），最后存盘退出。

2 广数25I系统后置的验证

2.1 五轴加工中心程序的编制

启动PM，导入测试零件，用R3球刀在工件铣出一条角度从0到180、深度为了0.5的小槽、采用参考线多轴加工方式编写测试刀轨。

2.2 NC在模拟防真软件的验证

Vericut是美国CGTech公司开发的一款集数控加工仿真、干涉校验、工时工况分析、代码优化等多种功能于一体的软件。已广泛应用于航空、模具制造等行业，其最大特点是可仿真各种CNC系统下的刀位文件及CAD/CAM后置处理的NC程序。Vericut分以下几步去完成：(1)建立机床模型：装配时要注意部件之间的运动联接之间的关系；(2)选择控制系统文件（本例机床的操作系统是FANUC，因为GSK21M的NC代码格式与FUNUC相似）；(3)建立刀具库；(4)设定加工坐标系；(5)添加加工程序（NC程序）。调入测试程式在VERICUT上模拟切削加工，如图8所示；(6)经过VERICUT的坐标模拟没问题后，再上机床试加工，注意观察NC的轴向是否与机床方向一致，坐标位置是否正确。

3 结束语

文章通过研究开发广州数控25I多轴数控系统后置处理，解决了企业与学校的软件自动编程问题。同时，也积累了多轴后置处理软件的开发，将为后续的进口数控系统的后处理开发起到借鉴作用。

摘要：文章针对广州某技工学校组装型号为广数25I系统的加工中心,阐述运用PowerMill里的PMPOST制定适合该设备后置处理的开发思路;并且通过VERICUT模拟仿真得以验证,最终投入生产与教学使用。

关键词：广数25I系统,PowerMill,PMPOST,VERICUT

参考文献

[1]张磊.Siemens PLM应用指导系列丛书:UG NX6后处理技术培训教程[M].北京:清华大学出版社.2009.

[2]汤振宁.高级数控培训丛书:UG五轴数控编程实例详解[M].北京:化学工业出版社.2013.

PowerMILL 篇5

随着高速加工技术研究的不断深入,高速切削数控编程技术得到了较大发展和广泛应用。在世界先进制造技术迅速发展的前景下,高速切削(HSM)逐渐地被业界看作是提高加工效率的关键技术,一种全新的加工理念。

高速切削工艺的特殊性与控制的复杂性,使得传统NC程序已无法适应高速切削环境[1],所以,深入研究高速切削条件下的数控编程策略及其应用成为必然。英国DELCAM公司开发了专业化高速切削数控编程软件PowerMILL,该软件基于工艺特征、有多种独有加工方式和策略、全过程防过切、适用于高速加工数控编程,是科研与工程技术人员研究和应用高速切削数控编程技术优先选择的一款专业软件。

2 PowerMILL高速切削数控编程经典加工策略

PowerMILL是全球最具代表性的CAM软件,加工策略的选择和刀具路径的定义是高速切削数控编程的关键。PowerMILL具有丰富的数控加工编程策略供选择,主要策略有:粗加工策略、半精加工策略、精加工策略、清根及清角加工策略四部分。

2.1粗加工策略

粗加工的特点是大铣削量、低进给率,以一定的深度进行分层铣削,用最快的速度完成零件的轮廓开粗,为半精加工和精加工做准备。在粗加工中,为了保持刀具负荷稳定,减少切削方向的突变,降低全刀宽切削几率,从实际应用研究和所积累的相关经验出发,建议在PowerMILL的区域清除粗加工中优先选用偏置加工策略取代传统的平行加工策略[2]。另外,PowerMILL公司还推出了独有的特色化的赛车线和摆线加工策略。其中,选用赛车线加工策略可使生成的刀具路径轨迹更加平滑,有效避免刀轨的方向突变,降低了数控机床的多余负荷,减少了刀具的不利磨损,使得高速切削数控编程技术更加容易实现;摆线加工策略是指刀具以圆形移动方式快速去除毛坯中的多余材料,而且在加工过程中可自动调整刀具路径,在刀具过载区域采用摆线加工,可减少对机床的冲击,延长刀具寿命,提高加工效率。

2.2半精加工策略

半精加工的目的是保证精加工时的余量均匀,使粗加工后的工件轮廓平整、表面光滑。PowerMILL中有很多种精加工策略,在对工件粗加工完成后进行半精加工时可直接调用系统自带的精加工策略来完成半精加工相应的任务,也可以说半精加工就是过渡加工。

2.3精加工策略

精加工的特点是小铣削量、高进给率。PowerMILL软件系统带有螺旋3D偏置精加工等多种精加工策略供对零件进行精加工时调用选取。在螺旋3D偏置精加工策略中,由于刀具始终和工件表面接触并以螺旋方式运动,从而有效避免了平行和偏置加工中附带的方向突变,有利于降低刀具磨损,防止刀具在切削表面留下痕迹,提高了加工效率。在优化平行精加工策略中,为了尽可能延长刀具寿命,减少对机床冲击,提高加工效率,建议在刀具路径尖角处优先采用圆角光顺处理。在最佳等高精加工策略中[3],系统可自动判断加工零件的陡峭和平坦区域和采取分别处理,并使用螺旋方式,减少抬刀次数,生成优化刀轨,取得更加优质的加工表面。

2.4清根、清角加工策略

因所加工零件工艺的特殊性,在进行粗加工和精加工后仍然有部分区域加工不到位,这时就必须调用清根和清角局部加工策略完成相应的加工任务。PowerMILL带有自动清根和残余量清根等清根方式,其中自动清根是指系统可自动判断加工零件的陡峭和平坦区域并采取区别处理的加工方式,更具人性化;残余量清根是指系统可以把上一次的加工记录与原模型进行比较并自动找出残余量边界的一种加工方式,可以很大程度上减少人工修复。清角加工常采用自动清角策略,可确保刀具路径平稳光滑,加工余量均匀。

3实例研究

PowerMILL作为世界专业化的数控加工编程软件,在数控高速加工中很容易生成各种刀具加工路径轨迹,并且可以编辑已经生成的轨迹,然后按照已生成的刀具路径进行仿真加工[4],最后通过系统后置处理功能生成相应的NC程序代码。现通过实例来研究和分析PowerMILL进行高速切削数控编程的思路、方法和工艺处理等问题。

3.1三维模型的载入

PowerMILL可利用系统所带PS-Exchange功能识别并打开几乎所有主流CAD三维图形文件。本例所要研究的工件基本尺寸是100mm×70mm×19mm,首先利用Pro/E进行三维建模,然后直接导入PowerMILL中,所研究工件如图1所示。

3.2加工编程的参数设置

(1)定义坐标系

定义坐标系时,我们也要注意策略和原则。PowerMILL中有世界坐标系和用户坐标系等,建议把加工坐标系和工作坐标系调成一致,而坐标原点则根据实际情况将其设置成方便系统快速准确测量和对刀的位置。本例中,将工作坐标系与加工坐标系重合,Z向绝对数值设为19mm,使坐标原点从工件底部移到工件表面,其它设置默认自动。

(2)定义毛坯

毛坯定义注意事项:毛坯扩展的设定一般要稍大于加工刀具的半径,并考虑加工余量。若扩展值过大,将增加编程时间;若该值过小,则可能导致部分型面加工不到位。本例由PowerMILL自动计算出工件毛坯尺寸,对计算结果单独编辑或锁定的毛坯图形如图2所示。

(3)定义刀具

定义刀具时,为便于编程过程中对刀具的选用和检查,一般将刀具名称设为与刀具尺寸同名。本例中,根据加工工件的特点,选择两把端铣刀(T1D10、T2D6)和一把球头铣刀(T3D6R3),并设置长度为50mm,槽数为4。

(4)进给率的定义

进给率的设置比较容易,一般根据具体加工情况设定或选用经验值。本例设定如下:快进速度、下切速度、切削速度和主轴转速分别为3000、500、1000、和1500。

(5)快进高度的定义

PowerMILL中安全高度的设置也较为方便,一般通过“按安全高度重设”来自动生成。

(6)开始点和结束点的定义

根据经验,开始点和结束点一般按系统默认值处理即可。

3.3定义刀具路径

根据研究工件的工艺特点,本例确定了偏置区域清除→轮廓区域清除→等高精加工的加工策略。通过设置具体的参数生成相应的刀具路径,为仿真加工做准备。

(1)偏置区域清除

选择T1D10端铣刀,用偏置区域清除策略对毛坯进行粗加工。设定相关参数后,系统会自动计算刀具路径,产生的偏置区域清除刀具路径如图3所示。

(2)轮廓区域清除

在偏置区域清除加工后,选择T2D6端铣刀,用轮廓区域清除策略进行钻孔并对面做精加工处理。最后所得轮廓区域清除刀具路径如图4所示。

(3)等高精加工

选择T3D6R3球头铣刀,用等高精加工策略进行局部精加工(清角加工)。本例中选取该模型四个倒角面定义边界,确定倒角面加工范围。最后由系统产生的等高精加工刀具路径如图5所示。

3.4仿真加工

仿真加工是PowerMILL的专长之一。利用ViewMILL(视窗切换)显示出仿真加工的毛坯工件形状,设定图像分辨率、阴影刀具和光顺刷新率后,系统自动按照已定义好的刀具路径进行仿真加工。最终产生的仿真结果如图6所示。

3.5 NC程序的产生及编辑

通过设置合适的输出路径和配套的后处理文件,PowerMILL会自动产生各刀具路径下独立的NC程序文件。为了方便调用,一般将NC程序文件重命名为相应的刀具路径名,生成的NC程序代码需要将其工艺参数部分删除,再根据所使用的数控机床对程序头和尾部进行修改,得到CNC自动加工可用的程序。

4结语

高速切削数控编程是一门综合性的新兴技术,零件的工艺分析、加工策略的选择、刀具路径的定义以及数控机床和刀具的配套是PowerMILL顺利进行高速切削数控编程的关键,而安全可靠性是前提。高速切削数控编程人员应根据所加工零件的具体工艺特点,结合实际需要,选择合适的一系列加工策略,定义优化的刀具路径,完成仿真加工,并生成NC代码,通过编辑和调试这些代码,使其可以直接应用到数控机床中,更好地实现一体化的自动加工。

摘要：高速切削是世界制造业中的一项综合性的高新技术。从高速切削的特殊工艺性与自动控制的复杂性出发,阐述了PowerMILL软件所具有的经典加工策略,并通过具体实例研究和分析了基于PowerMILL软件的高速切削NC编程思路、操作方法、工艺处理、NC代码的编辑和调试,实现了一体化作业,更好地适应现代工程需要。

关键词：高速切削,数控编程,PowerMILL,加工工艺

参考文献

[1]李华川,黄尚猛.高速切削加工CAM技术策略的研究[J].机床与液压,2009,37(9):72-74.

[2]夏天,单岩.PowerMILL数控编程基础[M].北京:清华大学出版社,2005.

[3]韩永军.PowerMILL与模具高速加工技术[J].制造技术与机床,2003(12):68-70.

PowerMILL 篇6

在科学技术持续发展的今天, 整个机械加工领域对零件的质量、性能方面的要求更高、更严格。风扇叶片在日常生活和整个工程机械行业中所起的作用越来越重要, 三轴的加工方法无法完成风扇叶片这类曲面零件, 必须借助于五轴加工。因此应采用CAD/CAM自动编程软件对此类零件进行编程加工[1]。本文以风扇叶片零件为例 (图1) 主要介绍从工艺参数、加工策略到仿真及程序的后置处理的自动编程过程。借助软件的多种加工策略及加工仿真, 可检验加工干涉现象, 提高生产安全, 对保障零件的品质有着极为重要的意义。

2 利用Pro/E软件造型 (Using Pro/E softwaremodeling)

Pro/E是美国PTC公司开发的一套产品设计软件, 其参数化的设计给产品设计带来了极大的方便。这里将简单描述叶片的Pro/E造型过程。

(1) 创建叶片零件的外形特征, 叶片曲线为指定公式曲线, 采用CAXA电子图版中按数学公式绘制曲线功能进行曲线绘制如图2所示, 并对曲线进行保存。

(2) 启动Pro/E系统, 打开Pro/E软件, 在初始状态中, 单击“文件打开”, 打开根目录中之前保存的文件“01.dwg”。通过“导入新模型”命令选择“零件”类型, 导入绘制曲线, 保存名称为“01” (图3) 。

(3) 在Pro/E中, 插入基准面, 用“拉伸”命令绘制零件, 在草图中选择“平移”命令, 进行曲线的偏移 (图4) , 生成曲面。

(4) 通过其他作图步骤如图5所示 (过程略) , 绘制零件模型如图6所示。

3 采用 P o w e r M I L L 软件数控加工 ( U s i n gPowerMILL nc machining software)

PowerMILL软件是英国Delcam出品的数控加工编程软件。可快速计算出各种加工路线。通过刀路仿真, 直观地展现出加工轨迹, 避免了加工中的刀具干涉, 提供安全保障。

3.1 打开Pro/E模型文件

在PowerMILL中打开在Pro/E中绘制的叶片, 查看模型 (图7) 。

3.2 建立坐标系[3]

通过资源管理器, 按照图8的步骤, 将定义的坐标系激活。

3.3 零件工艺分析

针对风扇叶片零件, 按加工工艺表中的内容划分五道工序, 采用四种走刀方式进行刀路加工, 整个加工使用4把刀具, 详见表1。

3.4 零件数控加工

3.4.1 创建毛坯

在PowerMILL中, 按图9内容设置相关参数, 创建圆柱体毛坯, 为后续加工做好准备。

3.4.2 创建刀具

在软件中单击“刀具”→“产生刀具”→“刀尖圆角端铣刀”打开表格, 设置切削刃参数, 按同类方法创建4把刀具, 其刀具编号见表1和图10所示。

3.4.3 零件自动编程

零件自动编程过程[4]如下:

(1) 粗加工

采用刀尖圆角端铣刀d200t4, “策略选取器”→“三维区域清除”→“模型区域清除”→参数设置。设置完成后, 单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→粗加工, 过程如图11所示。

(2) 一次半精加工

采用刀尖圆角端铣刀d100t4, 采取与粗加工基本相同的步骤:“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“等高精加工”→参数设置。设置完成后, 单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→一次半精加工, 仿真过程如图12所示。

(3) 二次半精加工

采用球头铣刀b50, 采取与一次半精加工基本相同的步骤:“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后, 单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→二次半精加工, 仿真过程如图13所示。

(4) 精加工

采用球头铣刀b30, 采取与二次半精加工基本相同的步骤:“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后, 单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→精加工, 仿真过程如图14所示。

(5) 清角精加工

采用球头铣刀b30, “策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“清角精加工”→参数设置。设置完成后, 单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→清角精加工, 仿真过程如图15所示。

3.5 程序后置处理

打开粗加工刀具路径d200t4-cu, →“独立的NC程序”→“NC程序”→打开NC程序, 设置参数→“写入”→“打开文件”。此时可以看到粗加工程序 (图16) 。按此类方法, 可以后置出其他加工程序。

3.6 数控加工

将所有程序通过通讯接口传入数控机床, 完成零件的加工, 零件的成品如图17所示。

4 结论 (Conclusion)

针对风扇叶片这类曲面零件, 采用PowerMILL自动编程技术, 通过多种加工策略及加工仿真, 可检验加工干涉现象, 提高生产安全, 并缩短制造周期。

参考文献

[1]黄晓峰, 葛友华, 倪骁驊.基于PowerMILL的模具高速加工编程及应用研究[J].模具工业, 2007, (1) :64-67.

[2]张守军, 成丽霞.基于Delcam软件中PowerMILL加工技术的应用[J].模具制造技术, 2008, (2) :70-72.

[3]苑妮, 郝雯博.PowerMILL软件在模具加工中的应用[J].模具制造, 2011, (2) :11-14.

PowerMILL 篇7

车身是消费者直接评估的对象,不仅影响感观,同时也是影响汽车安全性能的重要因素。因此,车身覆盖件模具及其检具的质量在众多影响汽车性能的因素中,占有重要地位。

1 冲压件检具及其作用

车身覆盖件属薄板冷冲压零件,其质量的好坏取决于覆盖件模具制造质量的优劣。覆盖件模具生产出来后,就要试模,若出现质量问题(如拉裂、起皱、回弹过大等),便要进一步修模。尽管在覆盖件模具设计时,已经充分考虑了可能引起质量问题的因素,而且也采取了相应的防范措施,但在实际冲压过程中,还是可能出现某些质量问题。其中,最受关注的一个问题是,制品冲压出来后与理论模型一致的程度有多少。那么,如何来衡量它呢?经过长期的实践过程,现在成熟的做法是,采用易加工材料(一般是树脂)对模具型腔型面进行偏距后,加工出类似冷冲压模具凸模仁的制品来,在其上钻出定位孔,划出分格线来检验制品的冲压质量,这种制品即检具。

2 Power MILL软件介绍

Power MILL是一款源于英国剑桥大学的专门用于加工复杂模具型面的铣削系统。它具有如下突出的特点:

1)Power MILL是一套独立的CAM系统。当今大多数曲面CAM系统在功能上及结构上属于CAD/CAM一体化系统,无法满足设计与制造相分离的结构要求,而它实现了与CAD系统分离。

2)Power MILL系统易学易用。初学编程的人员一般经过一周培训后即可上岗操作,这是其它系统所不能及的。

3)Power MILL系统具有一些性能突出、技术先进完善的专利性的数控加工刀路计算技术,如赛车道技术、摆线加工功能等。

4)Power MILL具有较丰富的、成熟的多轴加工策略,在五轴加工领域,其应用较广泛。

Power MILL以其突出的加工策略及先进算法,正在成为目前世界上市场增长率最快的加工软件。在国内,包括一汽集团、东风汽车集团等在内的众多汽车生产企业采用了Power MILL软件作为制造解决方案。

3 某车型后底板前构件检具及其加工工艺分析

如图1所示,为某车型后底板前构件零件,图2所示为该冲压件检具总成,图3所示为该冲压件检具图。具有如下特点:

1)形状尺寸比较大。该检具体长1714mm,宽1338mm,高200mm。

2)具有众多细小的加强肋使得该检具体结构复杂。该构件具有22条长短不一凸长条结构,起到加强制品的作用,有18个圆柱凸台及较多的镶套孔结构,结构复杂直接影响到计算机处理的数据点增多,这样既会影响编程效率也会影响到数控机床的加工效率。

3)尖角及垂直面需要特别注意:该检具体上有多处尖角及垂直面结构,特别是18个圆柱凸台所在位置及高度不一,编程及加工时都要特别注意。

4)检具体的型面部分为了方便与冲压制品贴合及放置制品,应向Z方向偏3mm,其它面应按数模尺寸加工到位。为便于加工操作,通常我们进行偏移面和补面操作,然后整体加工,以保证加工尺寸。

5)检具体上有3处孔是镶套孔,要也镶套配作。在数控加工时,因一次钻孔可能引起孔径尺寸变大,应采用直径小于孔径的立铣刀逐层铣孔方法来加工,使用G41中的磨损量来控制加工所要求的孔尺寸偏差。

在加工工艺上,我们考虑如下:

1)加工材料:该检具体的坯料是1800×1400×220的长方坯。树脂质地致密,易切削,具有优良的外观体现能力及优越的加工性能。

2)使用机床及刀具:由于坯料长宽尺寸达到1800×1400,因此,应选用大行程的龙门铣床,我们选用意大利CMS公司pesidon75/38型号加工中心,该机床行程为7500×3800×2500,刀库具有16个刀位,是轻切削机床。由于主轴的功率的限制,粗加工时我们只能选Φ20直径的牛鼻刀。树脂易切削,对刀具无特殊要求,可选用普通金属切削刀具如高速钢刀具即可。

3)工序安排及余量确定:根据检具的尺寸精度、表面精度以及树脂的切削性能,我们作出如下加工工序安排:粗加工→精加工→清角→铣孔→划线。粗加工留余量-0.8mm,精加工留余量-3mm。

4 使用Power MILL加工检具的详细过程

使用Power MILL软件加工零件的一般过程是:

1)输入数模:Power MILL系统有专用的数据转换功能,几乎能接收目前市面上所有软件格式的文件;

2)定义毛坯:Power MILL系统提供多种定义毛坯的方式,有绝对尺寸(方坯和圆柱)、边界、上次加工后的三角模型,通过毛坯来限制加工范围。

3)定义安全平面及提刀平面;

4)定义进给率;

5)定义开始点及结束点;

6)定义加工用刀具;

7)选择加工策略:

(1)粗加工:粗加工包括轮廓及型面的粗加工。

为保证零件轮廓的准备性,粗加工一般均使用偏置区域清除加工策略,其参数设置如图4所示,生成的刀具路径如图5所示。

取Φ20r0.8的牛鼻刀,余量-0.8,行距16mm,吃深4mm,树脂可以直接下刀,增加高速加工功能。进给率设置如图6所示。快进速度设为30m/min,下切速度为1000mm/min,切削速度为8m/min,主轴转速为6000r/min。

(2)精加工:该零件大部分结构为平坦面,使用三维偏置精加工策略,其参数设置如图7所示,生成的刀具路径如图8所示,进给率设置如图9所示。

(3)清角:该零件具有大量过度角,使用多笔清角加工略,其参数设置如图10所示,生成的刀路如图11所示。

(4)铣孔:镶嵌孔在检具中是很重要的结构,首先孔的高低位置可能不一致,另外,孔的直径也可能有大有小,通常我们是一个一个地作。部分铣孔程序的参数设置如图12所示,刀路如图13所示。

(5)刻线:使用参考线精加工的方式来刻线。表格如图14,刀路如图15设置。

图16所示是该零件的加工结果。

5 结束语

Power MILL软件的智能型编程功能大大减少了编程的难度,使编程人员从繁难的软件操作中解脱出来,转而可以把主要的精力放在优化零件的加工工艺方案上,与此同时,Power MILL软件的使用,大幅度地提高了复杂检具加工的效率及精确度。

参考文献

[1]夏天单岩.PowerMILL数控编程基础教程[M].清华大学出版社,2005.

[2]杜智敏.模具数控加工PowerMILL6.0中文版典型实例[M].人民邮政出版社,2006.

[3]韩英淳.简明冲压工艺与模具设计手册.上海科技出版社,2006.