基于Pro/E的數控車削加工仿真

基于Pro/E的數控車削加工仿真*

畢俊喜，任昭

(內蒙古工業大學機械學院，內蒙古呼和浩特010051)

摘要：以某高速電轉軸中的轉軸為例，利用Pro/Engineer 5.0中的Pro/NC模塊對其進行模擬車削加工仿真，將傳統的二次裝卡應用到自動編程中，完成數控刀路文件(.ncl文件)和G代碼(.tap文件)的創建，并通過屏幕演示和在VERICUT中的模擬仿真驗證可行性，最后經過后處理器Gpost生成可在FAUNC數控車床上運行的G代碼，有助于優化數控車削加工工藝。

關鍵詞:Pro/E車削仿真NC后處理

中圖分類號：TH164；TG659文獻標識碼：A

基金項目：內蒙古自然科學基金資助(項目號2012MS0731)。

作者簡介：畢俊喜(1974-)，男，副教授，博士，研究方向：數控技術 CAD/CAM 。

收稿日期：2015-03-16

Numerical control turning processing simulation based on Pro/E

BI Junxi，REN Zhao

Abstract:Aimed at a rotary shaft of high-speed electric shaft , the present study adopted Pro/NC modules in Pro/Engineer 5.0 to simulate turning processing, applying traditional secondary clamping in automatic programming to create the NC cutter path file (.ncl documents) and G code (.tap document). Then the feasibility was verified through screen display and simulation in VERICUT. Finally the post-processor Gpost generated G code which could be run on numerical control lathe of FAUNC, which is helpful to improve the numerical control turning processing.

Keywords:Pro/E; turning simulation ；NC; post-processing

0引言

隨著自動編程的迅速發展，對于一些批量大，精度要求高的零件需要CAD/CAM軟件實現模擬加工制造， PTC公司的Pro/E5.0軟件具有強大的CAD/CAM一體化功能，可以在計算機上以尺寸為驅動建立工件的三維模型，然后在虛擬環境下制定數控工藝路線，最后實現模擬加工，其加工范圍包括模擬2軸車削、3-5軸的銑削和2-4軸線切割的加工全過程。

圖1　加工流程圖

傳統的車削需要手動編程、對刀，而且加工誤差難以控制，對于需要二次裝卡的工件更是如此。利用Pro/NC模塊進行仿真車削生成CL文件,用戶可以對生成的刀具軌跡進行仿真驗證,根據仿真結果修改加工序列,隨后進行后處理,生成G代碼,最后導入數控機床，有效降低了加工成本。其車削加工路線如圖1。

1建立加工毛坯

首先新建一個類型為制造，子類型為NC組件的文件，以mmns_mfg_nc為模板，進入Pro/NC模塊后導入在標準模塊通過旋轉拉伸而成的轉軸實體模型，在Pro/E5.0版本中可以自動添加圓柱體或者長方體毛坯件，也可手動設置毛坯件的尺寸，自動加工好的毛坯件和轉軸模型如圖2。

圖2　毛坯件

2機床操作設置

由于所加工的階梯軸有較大軸肩，故在加工過程中需要二次裝卡，根據上述方法新建一個機床MACH02和坐標系ACS2，用來確定另一個加工零點。

3確定加工路線

結合軸的車削路線和軟件的功能，將軸的加工分為區域車削，輪廓車削，凹槽車削三個步驟。其中區域車削相當于粗加工，而輪廓車削相當于精加工，它與區域車削的刀具路徑相同，只不過在刀具和加工序列的參數有變化；凹槽切削就是用切斷車刀進行切槽和切斷。

圖4　凹槽車削刀路

4加工序列設置

5刀路仿真

在每個加工序列設置完成后可以在“播放路徑”—“屏幕演示”中觀察車削刀路是否正確， NC檢查是通過將工件導入內置VERICUT軟件進行模擬加工，打開工藝管理器，選中所有工序進行屏幕演示和NC檢查，如圖5；可以看出刀路清楚，且沒有過切現象，保證了二次裝卡的流暢性，最后保存刀路文件。

(a)屏幕演示　　　　　　　　　(b)NC檢查 圖5　模擬加工

6后處理

筆者意將.tap文件輸入到實驗室的FAUNC數控機床驗證，故只需通過內置的FAUNC控制系統的后處理器，即可生成后綴為.tap的G代碼文件。點擊“工具”-“CL數據”-“后處理”，選中.ncl文件，勾選“詳細”、“跟蹤”，在處理器列表中選取UNCL01.P11，即生成的部分G代碼如下：

N000T01

N001M42

N002M03S400；

N003G00X0Z10.0；

……

N087G01X-028.0Z-15.0 ；

N088X030.0Z-15.0；

N089X055.0；

N90M05；

檢查程序無誤后將文件的后綴名改為.txt，即可通過數據線傳到數控車床。

7結束語

在ProE/NC進行車削模擬加工的過程中，關鍵在兩頭裝卡的車削加工時有兩點需要注意的地方：一是必須得定義兩個機床，分別設置零點和退刀平面；二是設置兩個零點時需要保證其坐標系方向是一致的。這樣就一定程度上解決了關于兩頭裝卡車削件的自動編程問題，減少了人為編程錯誤，提高了加工效率和精度，有助于改進傳統車削的工藝過程。

參考文獻

[1]詹友剛.Pro /ENGINEER中文野火版5.0數控加工教程[M].北京，機械工業出版社，2013

[2]華保祥,陳仁杰,劉懷文.基于Pro /ENGINEER的數控加工仿真[J].組合機床與自動化加工技術,2009(2)：96-98

[3]楊宇, 陶學恒.基于Pro/E的平面槽凸輪的三維造型設計與加工仿真[J].機械設計與制造, 2008(9)：29-31

[4]楊旭升.基于Pro/E的曲軸數控加工應用研究[D].大連交通大學，2008,12：42-49

任昭(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：數控技術 CAD/CAM 。