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PowerMILL 模具编程技巧


PowerMILL 模具编程技巧

1. 数据转换 数据转换是程序编制的第一步工作。现代的产业结构调整以及产品开发周期的缩短,极大地增加了 CAD 与 CAM 的异地化生产的机率,这就使得 CAD 模型的转换成为现代生产的关键环节。PowerMILL 转换数据稳定可 靠,能够读入 CATIA、UG、Pro/ENGINEER 等 14 种格式的数据。与其他 CA

D/CAM 软件联合使用,充分地利用了 各软件的优势,大大提高了编程的效率和质量 。 2. 参数设定 模型读取结束,我们首先要进行加工参数的设定。加工参数主要包括毛坯、进给率、快进高度、开始点、 切入切出连接方式和加工刀具等。 (1)毛坯大小的设定 在 PowerMILL 中,毛坯扩展值的设定很重要。如果该值设得过大将增大程序的计算量,大大增加编程的时 间,如果设得过小,程序将以毛坯的大小为极限进行计算,这样很有可能有的型面加工不到位,所以,毛坯扩 展的设定一般要稍大于加工刀具的半径,同时还要考虑它的加工余量。笔者的经验是,扩展值应等于加工刀具 的半径加上加工余量,再加上 2~5mm。例如,D50R25 的刀具,型面余量 1,那么毛坯扩展可设定为 30。 (2)进给率的设定 进给率的设定较为方便,可根据加工车间的习惯而定。 (3)快进高度的设定 快进高度包括两项:安全高度和开始高度。安全高度一般要在 PowerMILL 计算出来的值的基础上,再加上 100mm 左右。开始高度的值最好不要与安全高度一样,一般将它设为比安全高度小 10mm。这样的设定是为了在 NC 程序输出中增加一个 Z 值,有利于数控加工的安全性。 图 1 和图 2 所示的例子,是两个除了快进高度外,参数完全相同的刀具路径所输出的 NC 程序。

图 1 安全高度与开始高度不同

1%

N2G40G17G90 N3S1500M03 N4M08 N5G01X-296.555Y-85.026F500 N6Z140.000 N7Z-70.000 N8X-296.547Z-69.956

图 2 安全高度与开始高度相同

2% N2G40G17G90 N3S1500M03 N4M08 N5G01X-296.555Y-85.026F500 N6Z-70.000 N7X-296.547Z-69.956

(4)开始点的设定 开始点的值一般与安全高度的值相同。 (5)切入切出和连接方式的设定 切入切出和连接方式要根据不同情况,进行不同的设定。例如,荒铣加工(层切)切入要采用斜向下刀或外 部进刀,高速加工时切入切出采用圆弧连接,而轮廓加工则要采用水平圆弧进退刀等。 (6)刀具的设定 刀具的设定可根据加工车间习惯进行。 在设定刀具时, 最好将刀具名称设为与刀具大小相同, 如直径 50mm、 半径 25mm 的球头刀,可将它命名为 D50R25。这样的命名方式有利于编程时对刀具的选用和检查。 以上就是我们编程时所要进行的参数设定。 可以通过 PowerMILL 中的宏来记录刚刚的参数设定。 宏的运用 不但省去了许多重复操作,节约了编程的时间,而且还降低了编程的错误率。宏还可以放在用户菜单里,用户

可以根据自己的喜好进行设定。通过用户菜单可以执行宏,也可以执行一些其他操作。图 3 是一个用户菜单的 例子。

图 3 用户菜单

3. 加工策略 模具的型面非常复杂,在建模的过程中,稍不注意就会造成多面或少面的现象。参数设定以后,在选定加 工策略前,最好要检查一下数字模型。解决这一问题的办法是编制程序前,通过加工策略中的“自动清角”, 以小直径球头刀,如 R5、R3 算出刀具路径。如果型面存在多面或少面现象,刀具路径会在多面或少面处产生 多余的刀具路径,如图 4、图 5 所示。通过这样的方法,你就可轻易地发现多面或少面的地方,从而对其进行 相应的处理

图 4 模型多面时产生的刀具路径

图 5 模型多面处

模具数控加工,一般分为粗加工、局部精加工和精加工等三个部分,也有些精密模具需要进行半精加工和 超精加工。 (1)粗加工策略 粗加工的策略需要根据毛坯的类型和模具型面的情况而定。 如果毛坯为锻件或钢件, 那么粗加工最好先选 用荒铣加工(层切),即 PowerMILL 中的区域清除,将毛坯的大部分余量去除掉,然后再进行粗加工。荒铣加工 后,毛坯的余量非常均匀,为后序加工提供了很多方便。如果毛坯为铸件,“最佳等高”策略是粗加工的最佳 选择。“最佳等高”策略需将数模型面分为平坦和陡峭两部分,平坦区域采用平行或三维偏置方式加工,而陡 峭区域采用等高线方式加工,如图 6 所示。

图 6 最佳等高策略

铸件的粗加工加工量同样很大, “最佳等高”策略大大的减少了刀具的刀尖切削和垂直下刀, 对保护刀具, 提高加工效率起到了很好的作用。如果在粗加工前,增加一条粗加工刀具的预清根,效果会更加理想。 (2)局部精加工 局部精加工一般是指清角加工。清角加工应采用多次加工或系列刀具从大到小的加工策略。PowerMILL 有 十几种清角加工方式,如笔式、多笔、缝合、沿着和自动清角等。在这些加工方式中,自动清角方式最佳。 笔式和多笔方式一般在粗加工进行预清根时使用,它对提高粗加工效率效果明显。缝合,是陡峭或平坦区 域应选用的加工方式,一般在局部加工时选用。自动清角方式则是比较全面的一种加工方式,它在不同的区域 采用不同的加工策略,如在平坦处采用多笔或沿着,而在陡峭处采用缝合。这里的平坦与陡峭区域是根据浅滩 角的大小确定的, 如果浅滩角设定过小产生的刀具路径将以“缝合”为主, 如果浅滩角设定的过大刀具路径将 以“沿着”为主,所以浅滩角无论设定的过大或过小都无法体现出自动清角的优越性。在长时间的应用中,笔 者认为 60°左右浅滩角最为合适。60°浅滩角产生的自动清角刀具路径,不但减少了加工时间,而且还可以 提高刀具的使用寿命, 并且它独特的计算方法能将型面中所有角落的刀具路径全部计算出来, 避免了其他方式 的计算遗漏问题。自动清角策略,如图 7 所示。

图 7 自动清角策略

(3)精加工 在精加工中,除非模具型面高度变化比较大,否则最好选择平行加工。因为平行加工不但计算速度快,而 且刀具路径光顺,加工出的模具型面质量好。但平行方式会在局部型面产生步距不均的现象,为了避免这一现 象,我们可以在步距不均处补加程序,或者在加工策略中选中“垂直路径”的对话框。选中它后, PowerMILL 会自动在产生步距不均的地方,补加垂直的刀具路径,如图 8、图 9 所示。

图 8 垂直路径参数

图 9 选中垂直路径参数时的刀具路径

对模具型面高度变化比较大的,加工策略选用最佳等高、三维偏置等策略。图 10 为最佳等高策略的刀具 路径。

图 10 最佳等高策略实例

在型面程编中,边界的设定是非常重要的。无论是最佳等高、三维偏置,还是平行加工,他们产生的刀具 路径都是与边界有关的,所以边界设定的好坏,将直接影响程序的质量。如果边界设定的好,产生的刀具路径 十分规范,而且不需编辑裁减,可节省很多时间。如果边界设定的不好,产生的刀具路径则需要编辑裁减,并 且编辑裁减后的刀具路径产生大量的抬刀,这样不但大大的增加了编程时间,而且还增加了 NC 加工的时间。 4. 项目的保存与读取 程序编制完成后, 要保存项目与模型。 项目是用来管理和维护在 PowerMILL 浏览器中所产生的加工数据的 目录,如果 PowerMILL 项目非正常退出,那么当再次调入此项目时,你将无法用原文件名保存。可以通过在命 令行中输入 PROJECT CLAIM 命令,来解决这个问题。 5. 结束语 PowerMILL 具有读模型能力强、计算速度快、全程自动防过切和裁减方便等优点,可大大地提高加工效率 和编程效率。PowerMILL 还可以根据用户自己的需要开发出适合于本单位和个人习惯的工具,为提高工作效率 和编程质量服务。以上就是笔者应用 PowerMILL 所取得的一些经验和技巧,希望能给大家一点帮助。


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