proe在數(shù)控編程中的使用

2013-06-28 by:廣州CAD:proe設(shè)計(jì)培訓(xùn)中心來源:有限元分析培訓(xùn)中心

proeNGINEER軟件是CAD/CAM一體化的實(shí)用軟件之一,在航空、航天領(lǐng)域、電子通信等精密加工領(lǐng)域都有普遍應(yīng)用,可進(jìn)行三至五軸銑削以及車削、線切割的數(shù)控加工過程設(shè)計(jì),對產(chǎn)品進(jìn)行加工過程仿真及對工件進(jìn)行切削干涉檢查并直接生成加工程序。由于軟件的整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,能將整個(gè)設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集成在一起,具有全相關(guān)性,應(yīng)用它進(jìn)行數(shù)控編程,避免了加工過程對產(chǎn)品進(jìn)行二次建模,使用方便,數(shù)據(jù)提取可靠,可以避免在加工過程中對產(chǎn)品的重復(fù)設(shè)計(jì)可能發(fā)生的錯(cuò)誤。筆者自使用該軟件以來,成功完成了精密饋電零件、高精度天線座架和大型天線模具的多種產(chǎn)品的程序設(shè)計(jì),如圖1所示。以下是應(yīng)用該軟件過程中的一些技巧和體會(huì),與大家共饗。

proe在數(shù)控編程中的使用proe應(yīng)用技術(shù)圖片圖片1

2、應(yīng)用技巧

2.1 工作路徑的設(shè)置

proeNGINEER的工作路徑的設(shè)置是很重要的,因?yàn)閜roeNGINEER缺省的啟動(dòng)路徑是在 proeNGINEER安裝路徑下的BIN文件夾,該文件夾存儲(chǔ)proeNGINEER最重要的各種命令。如果不設(shè)置工作路徑,隨著工作的進(jìn)行,會(huì)直接把零件文件、裝配文件、加工文件和相應(yīng)的Trail文件都保存在此文件夾中,給文件的管理帶來很大的麻煩,所以一定要建立自己的工作目錄,并且能做到文件的分類存放,統(tǒng)一管理。工作路徑設(shè)置的方法是:在文件目錄下選擇工作路徑目錄,然后選擇需要設(shè)置的路徑及文件夾作為工作路徑后,確定就可以了。

2.2 Config文件的正確應(yīng)用

Config文件是proeNGINEER的系統(tǒng)配置文件,幾乎可以滿足對proeNGINEER的所有要求,不僅在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程需要用到,在進(jìn)行加工過程設(shè)計(jì)時(shí)也有非常重要的參數(shù)設(shè)置。通過這些設(shè)置,可以把proeNGINEER定制為所需的工作環(huán)境。下面是在加工過程中經(jīng)常需要設(shè)置的參數(shù)。

    (1)Mfg_auto_ref_prt_as_chk_srf:選擇yes或 no,在3、4和5軸“輪廓”和“常規(guī)”銑削序列中,缺省情況下選取整個(gè)參照零件作為檢查曲面,用于計(jì)算這些序列的“NC序列”刀具路徑。
    (2)Mfg_info_location:選擇top_left,bottom_right,用來設(shè)置“制造信息”對話框的位置。
    (3)Mfg_xyz_num_digits:缺省值為10,在CL數(shù)據(jù)文件中,為x、y、z數(shù)據(jù)點(diǎn)設(shè)置數(shù)字位數(shù)。
    (4)Nccheck_type:包括:vericut(缺省),指使用CGTech公司提供的Vericut;Nccheck,使用Pro/NC-CHECK。

2.3 工件坐標(biāo)系選擇技巧

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系,都設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)。在實(shí)際加工中,通常會(huì)選擇工件上的一點(diǎn)作為數(shù)控程序原點(diǎn),并以此為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。應(yīng)用軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)的坐標(biāo)系就是實(shí)際加工時(shí)的工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的合理確定,對數(shù)控編程及加工時(shí)的工件找正都很重要。為提高零件加工精度,程序原點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上,如對于以孔定位的工件,以孔的中心為程序原點(diǎn)就比較合適。程序原點(diǎn)也可以選在兩垂直平面的交線上,這樣不論是用銑刀還是用測頭都可以很容易找到交線的位置。對于幾何形狀不規(guī)則的產(chǎn)品,要根據(jù)產(chǎn)品的具體情況來選擇工件坐標(biāo)系。通常都要遵守以下原則:在機(jī)床上容易找正、編程方便、對刀誤差小、加工時(shí)檢查方便、可靠和所引起的加工誤差小等。

2.4 刀具切入和切出工件的路徑設(shè)計(jì)

應(yīng)用腔體類、軌跡類加工方式,如不作特殊設(shè)計(jì),刀具會(huì)按照系統(tǒng)計(jì)算的位置進(jìn)行刀具的切入和切出,但有時(shí)這個(gè)位置并不是程序設(shè)計(jì)人員需要的。例如,對于薄壁產(chǎn)品的銑削加工,為減少刀具的軸向切削力,防止工件變形,一般首先會(huì)在工件落刀位置打孔,軸向進(jìn)刀時(shí),要求刀具從落刀孔位置軸向進(jìn)刀,側(cè)刃銑削,以減小切削力,防止工件變形。在刀具路徑優(yōu)化功能中可以對刀具切入和切出位置做具體設(shè)計(jì),這個(gè)功能可以應(yīng)用于整個(gè)腔體加工,也可在指定的工件層或者位置進(jìn)行刀具切入和切出設(shè)計(jì)。實(shí)際應(yīng)用的方法有三種 :新建或者選擇基準(zhǔn)點(diǎn)作為刀具軸向切入和切出的位置,這個(gè)點(diǎn)可以投影到垂直于安全面的所有加工層上 ;新建或者選擇基準(zhǔn)軸線進(jìn)行刀具的切入和切出位置設(shè)計(jì),這個(gè)軸線可以是工件上的,也可以是毛坯上的,必須垂直于安全面,同樣刀具軸向的切入切出都是沿軸線的位置 ;用草繪工具,在加工坐標(biāo)系的XY平面上進(jìn)行刀具切入和切出的軌跡設(shè)計(jì)?？梢詰?yīng)用proeNGINEER軟件的草繪功能對刀具切入切出產(chǎn)品的路徑進(jìn)行設(shè)計(jì),可使刀具沿零件輪廓法向垂直切入或者使刀具沿零件輪廓切向切入,并可以控制刀具切入切出的延伸距離。

2.4.1 切削深度控制

在加工腔體類的零件,特別是型腔深度尺寸比較大時(shí),刀具切深的控制非常重要。隨著加工過程的進(jìn)行,刀具懸深尺寸逐漸增大,對切削深度的要求也會(huì)不斷變化,參數(shù)表中的Step-Depth參數(shù)被定義為加工中刀具的層切削深度,適用于整個(gè)腔體加工,但在某些有特殊要求的零件,考慮加工效率和加工性能,使用同樣切深卻不一定適用。在加工過程優(yōu)化設(shè)計(jì)中,可以對刀具的切削深度進(jìn)行控制。

    (1)Upto Depth:每層按切削深度加工至設(shè)定的深度。
    (2)From-To Depth:在一個(gè)特定的深度范圍內(nèi)分層加工。
    (3) Slice/Slice:按照每層設(shè)定的層深生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡,需要設(shè)置每層的加工深度。

2.4.2 切削速度的控制

在切削加工過程中,在刀具切入、切出、圓弧走刀、直線走刀等情況下需要設(shè)置不同的切削速度,在高級(jí)參數(shù)表設(shè)置里可以根據(jù)不同的加工部位設(shè)置不同的切削參數(shù)。

    (1)Cut-Feed :切削加工進(jìn)給速度。
    (2)Retract-Feed :刀具返回安全面的速度。
    (3)Free-Feed :快速進(jìn)給速度,如果不設(shè)定的話,該速度應(yīng)用機(jī)床默認(rèn)的缺省值。
    (4)Arc-Feed :圓弧加工進(jìn)給速度。

如果加工一個(gè)工件時(shí)刀具軌跡既有直線又有圓弧,往往對直線加工和圓弧加工設(shè)定不同的切削速度。為提高加工效率,通常也會(huì)設(shè)定刀具返回安全面的速度。

2.4.3 軌跡加工時(shí)的刀具路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)

proeNGINEER的軌跡加工方式給程序設(shè)計(jì)人員很大的自由度,可根據(jù)不同的加工產(chǎn)品進(jìn)行刀具加工軌跡的設(shè)計(jì)。以下是加工軌跡設(shè)計(jì)的4種方式。

    (1)草繪刀具加工軌跡。
    (2)選擇曲面的邊作為刀具軌跡。
    (3)選擇或者草繪曲線作為刀具軌跡。
    (4)選擇曲面作為刀具加工軌跡。

對于幾段不連續(xù)的軌跡加工,可以在刀具路徑優(yōu)化的菜單下,通過插入方式將不連續(xù)的加工過程連接起來,不再進(jìn)行切削過程的重復(fù)設(shè)計(jì),使加工過程設(shè)計(jì)更為簡捷。具體做法是:在刀具路徑優(yōu)化菜單下,分段插入新的刀具軌跡路徑,并且在軌跡加工方式下可以對刀具的運(yùn)動(dòng)方向、刀具半徑的偏置方向進(jìn)行控制,并可根據(jù)加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行刀具的深度方向偏置。

2.4.4 五軸機(jī)床加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換技巧

在五軸加工過程設(shè)計(jì)中,工件X、Y、Z軸的方向只要確定,其余兩軸也就確定了。通常情況下進(jìn)行曲面和輪廓的五軸加工可直接應(yīng)用工件坐標(biāo)系,但在體積銑削和腔體銑削加工時(shí),也會(huì)涉及到工件坐標(biāo)系和工步坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)換,在這兩種加工方式下,只能提供三軸加工方式,刀具軸線必須沿工件坐標(biāo)系的Z軸方向加工,如果零件上的腔體位置相對工件坐標(biāo)系已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了一定的角度,三軸方式無法生成刀具加工軌跡。這時(shí)需要對該工步應(yīng)用的坐標(biāo)系進(jìn)行平移旋轉(zhuǎn),也就是使工步坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。具體方法是:對于在五軸加工中需要旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行腔體或體積加工的產(chǎn)品,重新設(shè)計(jì)工步加工坐標(biāo)系和相應(yīng)的安全面,并在該工步中選擇該坐標(biāo)系和安全面,使刀具沿垂直于新坐標(biāo)系的Z方向進(jìn)刀,坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖2所示。

proe在數(shù)控編程中的使用proe應(yīng)用技術(shù)圖片圖片2

其中 CS0——工件坐標(biāo)系 ;
CS1、CS2——旋轉(zhuǎn)后的加工坐標(biāo)系。

在產(chǎn)生加工NC文件時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算工件坐標(biāo)系和新的工步坐標(biāo)系的位置關(guān)系,在生成加工程序時(shí)自動(dòng)將刀具的刀位點(diǎn)換算成工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)數(shù)值,實(shí)現(xiàn)一個(gè)加工過程中不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。

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