基于PowerMILL軟件的典型零件數(shù)字化刀路設(shè)計加工

李亞平++孟麗霞

摘要：本文運(yùn)用PowerMILL軟件實現(xiàn)典型零件的CAM加工設(shè)計。內(nèi)容包括加工方法選擇、工藝參數(shù)設(shè)置、刀具加工路徑生成等，利用軟件的虛擬仿真模塊進(jìn)行零件虛擬數(shù)控加工，規(guī)劃刀具加工路徑，驗證加工代碼的正確性。該加工案例對相關(guān)零件的數(shù)控加工刀路設(shè)計提供了一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：PowerMILL 刀路設(shè)計 仿真

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0025-01

1 引言

Delcam PowerMILL 系統(tǒng)是一款獨(dú)立的CAM軟件，進(jìn)行2-5軸加工產(chǎn)品軟件，其優(yōu)勢集中體現(xiàn)在復(fù)雜形狀零件的加工方面，廣泛應(yīng)用在工模具加工、汽車模具和航空零部件制造業(yè)[1-2]。

PowerMILL軟件的主要特色：（1）PowerMILL是面向完整加工對象的CAM系統(tǒng)，可以接受各類CAD系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)，獨(dú)立運(yùn)行，便于管理，高效編制符合加工工藝的要求的加工程序。（2）Power MILL面向整體模型加工，加工對象的工藝特征從加工模型的幾何形狀中獲取。各加工部位整體相關(guān)，全程自動過切保護(hù)，先進(jìn)智能。（3）PowerMILL系統(tǒng)提供工藝信息庫，記錄標(biāo)準(zhǔn)工藝路線，制作工藝流程模板。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時，可自動處理刀具路徑的相關(guān)信息。系統(tǒng)是基于工藝知識的編程。（4）PowerMILL支持高速加工，技術(shù)領(lǐng)先。推出進(jìn)給量優(yōu)化處理功能和基于殘余模型的智能化分析處理功能。

PowerMILL加工零件的一般流程為：Step 1：模型的輸入；Step 2：毛坯定義；Step 3：刀具定義；Step 4：進(jìn)給率設(shè)置；Step 5：快進(jìn)高度設(shè)置；Step 6：加工開始點的設(shè)置；Step 7：刀具路徑的產(chǎn)生；Step 8：刀具路徑的仿真；Step 9：NC程序的產(chǎn)生；Step 10：保存項目。

本文主要利用PowerMILL軟件對曲面凸形零件進(jìn)行加工，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行刀具路徑生成和加工虛擬仿真。

2 PowerMILL零件加工實例

PowerMILL系統(tǒng)的所有操作都是從輸入模型開始的。輸入模型可以將其他各種類型CAD軟件創(chuàng)建的CAD模型輸入到PowerMILL系統(tǒng)中。

2.1 輸入模型

凸臺零件圖1所示。

凸形臺的加工分為3步驟：粗加工-半精加工-精加工[3-4]。工藝參數(shù)表1所示。

2.2 定義毛坯

輸入模型后，要進(jìn)行毛坯的定義。有了毛坯和零件，再加上指定的刀具直徑、切削用量，系統(tǒng)才有計算刀具路徑的原始數(shù)據(jù)。毛坯圖2所示。

2.3 刀具定義

在零件加工中，可能會用到多把刀具，這都需要在加工前根據(jù)加工工藝的要求在刀具數(shù)據(jù)庫中選擇、定義和調(diào)用。同時在編寫每條刀具路徑之前，均應(yīng)設(shè)置好該條刀具路徑的進(jìn)給和轉(zhuǎn)速參數(shù)，定義刀具的開始點和結(jié)束點也至關(guān)重要，尤其是3+2軸加工和五軸聯(lián)動加工編程時，稍有不當(dāng)?shù)脑O(shè)置，就會導(dǎo)致刀具進(jìn)刀或退刀時與工件和夾具相撞。刀具定義圖3所示。

2.4 生成刀具路徑

加工中一般采用三維區(qū)域清除策略來計算粗加工刀具路徑。其中模型區(qū)域清除策略能計算出平行、偏置模型和偏置全部三種形式的刀具路徑，清除多余的材料，是一種常用的粗加工刀具路徑計算策略。圖4為粗加工-模型區(qū)域清除。經(jīng)過粗加工去除大量的余量之后，可以安排精加工工步，不同于粗加工，半精加工和精加工主要追求的是機(jī)械加工尺寸精度和表面質(zhì)量。常用的加工方法有等高精加工如圖5所示；和平行精加工如圖6所示。

2.5 刀具路徑仿真

刀具路徑規(guī)劃完成優(yōu)化后，可以點擊激活-自開始仿真等菜單按照加工工藝順序?qū)α慵M(jìn)行加工仿真，如圖7為粗加工仿真，圖8為半精加工仿真，圖9為精加工仿真。

2.6 生成數(shù)控代碼

加工仿真確定加工正確性后，生成相應(yīng)的數(shù)控代碼，借助于傳輸介質(zhì)，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件的數(shù)控加工，如圖10為NC代碼的樣例。

3 結(jié)語

本文運(yùn)用PowerMILL軟件，從零件的輸入模型到CAM數(shù)控加工的流程進(jìn)行了分析探討。通過選擇合理的加工方法、設(shè)置合理的工藝參數(shù)得出典型零件的數(shù)控加工程序和工藝參數(shù)，并進(jìn)行虛擬數(shù)控加工，驗證加工代碼的正確性。通過不同的CAM軟件的加工運(yùn)用，可以比較不同軟件的異同，合理選用軟件來進(jìn)行零件的CAM加工。

參考文獻(xiàn)

[1]朱克憶.PowerMILL高速數(shù)控加工編程導(dǎo)航[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]朱克憶.PowerMILL多軸數(shù)控加工編程實例與技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3]吳為.CAXA制造工程師2008機(jī)械設(shè)計與加工教程[M].人民郵電出版社，2011.

[4]楊江河.現(xiàn)代數(shù)控銑削技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.