基于PROE/CAM交互式图形编程中的工艺处理
数控编程经历了手工编程,APT语言编程和交互式图形编程3个阶段。由于交互式图形编程具有速度快、精度高、直观性好、便于检查和维护等特点,已成为目前国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。
本文主要介绍交互式图形编程中的工艺处理问题,并结合这些知识运用PROE/CAM来对图例进行编程。
由于交互式图形编程的实现是以CAD技术为前提的,只要我们通过Pro/E创建了三维实体模型,PROE/CAM就可以对模型进行数控加工刀位点的计算,最终生成用于控制机床运动的G代码,从而完成对加工对象的加工。PROE/CAM实现过程流程图如图1:
图1
需要指出的是,工件在数控机床上往往只对其进行精加工、粗加工或半精加工一般放在普通机床上来完成。因此在实际生产最好建立一种下道工序对上道 工序即对加工对象进行分析,对加工区域进行合理规划以提高效率和加工质量。①加工工艺路线规划,即从粗加工到精加工的流程安排及加工余量分配。②加工工艺 和加工方式确定,如刀具选择、加工工艺参数和切削方式等。
提出工艺要求的机制来保证工艺间的衔接。在完成这项任务后,我们来介绍怎样对三维模型进行加工工艺分析和规划。
工艺分析和规划主要包括加工对象及区域规划,需要对加工对象及加工区域规划通常有以下几种情况:
(1)加工表面形状差异加大需要分区加工。如图2所示工件上面分为1和2两部分,若不分开区域加工,既影响加工效率而且表面质量也不高。如果1部分采用面铣刀加工,2部分采用球铣刀加工就会较好地达到工件要求。
图2
(2)加工表面不同区域尺寸差异较大需要分区加工,例如,对于宽阔的型腔可采用较大的刀具进行加工提高加工效率,对于较小的型腔或转角区域需要 选择合适的刀具进行加工。如图3所示加工时先用Φ40mm的立铣刀对型腔加工,8—R5mm圆角采用Φ10mm的立铣刀按照刚才的轨迹再加工。
图3
在对工件加工工艺路线规划时要注意考虑加工顺序的安排,零件的结构和毛坯状况以及定位、安装、夹紧等。主要有以下几个原则:
(1)上道工序的加工不影响下道工序的定位和夹紧。
(2)加工工序由粗到精逐步进行,加工余量由大到小。
(3)先进行内腔加工,后进行外形加工。
加工工艺和加工方式规划是实施加工工艺路线的细节设计。具体包括:
(1)为不同的加工区域、加工工序选择合适的刀具。
(2)对不同的加工区域、加工类型、加工工序选择合理的刀轨形式。
(3)确定与编程有关的误差环节和误差控制参数,保证数控加工精度和实际加工精度。
(4)切削工艺控制(包括背吃刀量、进给速度、主轴转速),加工余量控制和进退刀控制。
(5)安全控制包括安全高度及避让区域等。
参数设置是工艺处理的具体实施,我们不再赘述,下面通过PROE/CAM应用实例来对以上内容进行诠释。
图4
零件简图见图4。通过分析:我们决定在普通机床上加工六面后,再在数控铣床上加工图示各要素。首先建立三维模型(如图5)。
图5
工艺分析和规划:(1)加工对象:椭圆球面,Φ160mm孔,4个椭圆孔。
(2)刀具设置:椭圆球面加工选用Φ40mm球铣刀,Φ160mm孔选用Φ40mm立铣刀加工,4个椭圆孔选用Φ20mm立铣刀加工。
(3)加工顺序:椭圆球面→Φ160mm孔→4个椭圆孔,均分为粗加工和精加工。
工艺参数具体见PROE/CAM流程:
(1)进入PROE/NC模块后,选取刚才创建的模型作为参考模型。
(2)创建工件(注意:这是工件的外形尺寸必须和零件外形尺寸相同,应为不需要加工顶面)。
(3)进入机床操作设定,包括机床的快速进给设定(1000mm/min),换刀时间(2s),加工零点设置(工件的中心),退刀平面(沿z轴15mm)
(4)选择加工方式(体积块加工),设定椭圆球面加工用40mm球铣刀参数(直径40mm,长度200mm,角半径20mm),对制造参数进行 详细设置,包括:工进速度500mm/s,背吃刀量3mm,跨度20mm,粗加工余量1mm,退刀高度5mm;扫描类型:螺旋;主轴转速:1500r /min。
(5)选择要加工的位置(创建体积块)选择我们要加工的椭圆球面作为体积块。
(6)系统自动进行刀轨计算,并可以观察仿真。
(7)后处理,输出本段加工过程的G代码。
椭圆球面粗加工后,我们分别对Φ160mm孔和4个椭圆孔粗加工,加工方式均为体积块加工,加工刀具分别为Φ40mm立铣刀和Φ20mm立铣 刀,其他工艺参数可以不变。这里不详细介绍。在对工件粗加工后要进行精加工,精加工的加工方式基本上和粗加工一致,只是加工余量设定为零。最后,将以上加 工过程进行仿真处理,我们可以直观地观察到加工过程。确认无误后,将程序用于现场加工。
以上我们谈了交互式图形编程中的工艺处理问题,并利用PROE/CAM对文中的例子进行了模拟加工。希望给读者一定的指导和启发。
