【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Pro / E建模技術(shù)是曲面建模、實(shí)體建模和特征建模 , Pro / E 是完全應(yīng)用特征技術(shù)發(fā)展起來(lái)的全參數(shù)化設(shè)計(jì)的 CAD /CAM 工程軟件 ,在 CAM 造型方面它提供了擠壓、旋轉(zhuǎn)、掃描、切除、打孔、倒角、拔模等多種實(shí)體造型方式。另外 ,還針對(duì)高級(jí)用戶提供了多種高級(jí)的造型方式 ,可以方便的設(shè)計(jì)各種復(fù)雜的特征模型,還提供了紡織曲面、自由曲面等駕駛室模型 為復(fù)雜的曲面設(shè)計(jì) ,具備利用曲面生成實(shí)體模型的功能,是非常優(yōu)秀的工 程軟件之一。 Pro / E驅(qū)動(dòng)模型和CAM 功能 Pro / E提供了車(chē)削、銑削、鉆削等多種功能,它的 CAM 驅(qū)動(dòng)模型有曲面驅(qū)動(dòng)、實(shí)體驅(qū)動(dòng)、和特征驅(qū)動(dòng) ,其加工環(huán)境設(shè)置完全符合工況 ,靈活進(jìn)行機(jī)床和工件坐標(biāo)系的設(shè)置 ,在不同工序可以設(shè)置不同的工件坐標(biāo)系,便于工件的找正裝夾 ,保證加工精度。進(jìn)行夾具及輔具的設(shè)置自動(dòng)編程進(jìn)行干涉和碰撞檢 驗(yàn) ,提高程式的可靠性。同時(shí), Pro / E采用余量模型的加工方式 ,加工時(shí)將毛坯和零件裝配在一起 ,在刀 具軌跡生成時(shí),進(jìn)行刀路優(yōu)化 ,減少空切 ,以提高切削效率。Pro / E提供了強(qiáng)大的刀位驗(yàn) 證、編輯修改功能。在編程修改 方法 , Pro / E具備復(fù)制、移動(dòng)、縮放 比例、旋轉(zhuǎn) Rotate 等功能,這些 在實(shí)際的自動(dòng)編程非常有用。在刀位驗(yàn)證方面 Pro / E提供了動(dòng)態(tài)模擬、實(shí)體仿 真、過(guò)切檢查功能 這一點(diǎn)對(duì)于實(shí) 用加工程式一定要做 ,而且 100% 不能過(guò)切 。由于 Pro / E 的加工Pro/ E通過(guò)刀位編輯生成的刀據(jù)路線 Pro/ E的加工路線及實(shí)體仿真 環(huán)境設(shè)置完全符合實(shí)際加工 , 同時(shí)進(jìn)行夾具及輔具的設(shè)置 ,在進(jìn)行實(shí)體仿真時(shí),能夠逼真地模擬加工全過(guò)程 4．3數(shù)控自動(dòng)編程加工系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及程式編制理論 系統(tǒng)的主要硬件構(gòu)成:計(jì)算機(jī):奔 III以上。通信模塊。三軸加工中心 臺(tái)灣精機(jī)制造 。工裝刀具及輔具等。 系統(tǒng)的主要軟件構(gòu)成:W indow sN T操作系統(tǒng)。 Pro / E工程軟件。U ltraedit文本編輯等。 通信方式:采用 R 232通信 ,將計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的程式傳入數(shù)控裝置 ,如果微機(jī)與加工中心較遠(yuǎn) ,也可采用無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn) ,無(wú)論前者還是后者 ,關(guān)鍵都是要保證程式的不失真?zhèn)鬏?,這一點(diǎn)至關(guān)重要。 CAM 編程是當(dāng)前最先進(jìn)的數(shù)控加工編程方法 ,其主要原理如下: ●實(shí)體建模 ,也就是加工模型的來(lái)源 ,可直接建模零件設(shè)計(jì)產(chǎn)品,可零件建模后模具設(shè)計(jì)模型,也可導(dǎo)入其他軟件的零件模型。 ●切削工藝規(guī)劃 ,主要是基于數(shù)控的工藝分析 ,并與 NC程式自動(dòng)編制相結(jié)合 ,與傳統(tǒng)的工藝分析有別。 ●走刀軌跡生成 ,可視化刀具的模擬加工軌跡 ,合理化刀具路徑。 ●加工仿真 ,模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工環(huán)境 ,觀察有無(wú)碰刀等情形。 ●后置處理 ,生成 NC程式 ,一般計(jì)算機(jī)先生成刀位文件 ,要驅(qū)動(dòng)加工中心進(jìn)行實(shí)際切削,必須轉(zhuǎn)換為 NC 程式文件 ,這就是所謂的后置處理 ,有通用和專用兩種方法 ,這里選用專用法蘭克系統(tǒng)作后置處理。 ●NC程序聯(lián)機(jī)傳送到數(shù)控裝置 ,這主要是計(jì)算機(jī)與加工中心的通信問(wèn)題 ,必須保證程式的無(wú)實(shí)真 傳輸 ,方可進(jìn)行實(shí)際切削加工零件或組件。 高級(jí)汽車(chē)音像一前面板模具凹模的電極數(shù)控加工 電極的材料是純銅 ,上表面是一柱曲面 ,四周側(cè)面有拔模斜度 ,其余棱邊均有倒圓角 ,對(duì)表面光潔度極高,在普通機(jī)床上光潔度和曲面加工難以實(shí)現(xiàn) ,因此 ,選用數(shù)控自動(dòng)編程加工。粗加工可在普通銑床加工 ,精加工數(shù)控程式加工 ,上表面及倒角選用直徑 24mm 的球形刀,側(cè)面選用斜度銑刀,從底面對(duì)電極固定,裝夾固定在機(jī)床工作臺(tái)上 ,然后 ,確定工件坐標(biāo)系并將此時(shí)的機(jī)械坐標(biāo)保存到數(shù)控裝置等。 首先 ,進(jìn)入 Pro /NC加工模塊 ,進(jìn)行加工的設(shè)定工作 ,主要包括創(chuàng)建制造模型,選定所用的加工機(jī)床 ,設(shè)定工件坐標(biāo)系 要與機(jī)床數(shù)控裝置設(shè)定一致 ,選擇加工方法及工藝參數(shù)設(shè)定,然后顯示走刀軌跡及實(shí)物仿真 ,最后修改加工參數(shù)直至符合要求 ,完成加工的設(shè)定工作。 其次,后置處理生成數(shù)控程式 ,其過(guò)程是先生成刀位文件 ,然后選用法蘭克系統(tǒng)后置處理生成 NC程式,并與刀位文件同名 ,接著在超級(jí)編輯中,打開(kāi) NC文件進(jìn)行編輯 ,符合加工用程式 ,一般修改文件頭尾即可。 最后 ,將程式傳輸?shù)綌?shù)控裝置進(jìn)行程式預(yù)演 ,確認(rèn)無(wú)誤后 ,驅(qū)動(dòng)加工中心進(jìn)行實(shí)際加工為電極實(shí)際加工好后的模型。由于該系統(tǒng)涉及到加工中心、Pro / E軟件的實(shí)體建模和加工模塊、G程式編制、數(shù)控工藝規(guī)劃等很多問(wèn)題 ,這里只是舉一簡(jiǎn)單工程實(shí)例 ,不可能面面俱到,然而 ,實(shí)際加工應(yīng)用中不管加工模型多么復(fù)雜其原理及過(guò)程是類似的。 通過(guò)上述對(duì)數(shù)控自動(dòng)編程加工系統(tǒng)的工程應(yīng)用分析 ,可知 Pro / E 的CAD 及 CAM 軟件在實(shí)體建模、 數(shù)控自動(dòng)編程及模擬仿真等方面綜合性能較好 ,甚至可實(shí)現(xiàn)無(wú)圖紙制造 ,可縮短復(fù)雜零件的建模和制造周期 ,提高數(shù)控機(jī)床的編程和加工效率 ,并且該系統(tǒng)在某公司自組建兩年來(lái) ,應(yīng)用效果很好 ,尤其在模具加工中解決了以往手工編程無(wú)法解決的復(fù)雜零件及模具的許多曲面加工 ,使加工中心在制造過(guò)程中發(fā)揮了更大的作用。 應(yīng)用技巧 工作路徑的設(shè)置 Pro/ENGINEER的工作路徑的設(shè)置是很重要的，因?yàn)镻ro/ENGINEER缺省的啟動(dòng)路徑是在 Pro/ENGINEER安裝路徑下的BIN文件夾，該文件夾存儲(chǔ)Pro/ENGINEER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(lái)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。 Config文件的正確應(yīng)用 Config文件是Pro/ENGINEER的系統(tǒng)配置文件，幾乎可以滿足對(duì)Pro/ENGINEER的所有要求，不僅在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程需要用到，在進(jìn)行加工過(guò)程設(shè)計(jì)時(shí)也有非常重要的參數(shù)設(shè)置。通過(guò)這些設(shè)置，可以把Pro/ENGINEER定制為所需的工作環(huán)境。下面是在加工過(guò)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(lái)設(shè)置“制造信息”對(duì)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?。?，指使用CGTech公司提供的Vericut；Nccheck，使用Pro/NCCHECK。 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(duì)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(duì)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(cè)頭都可以很容易找到交線的位置。對(duì)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(lái)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(duì)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。 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(duì)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(duì)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)。可以應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件的草繪功能對(duì)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。 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(guò)程的進(jìn)行，刀具懸深尺寸逐漸增大，對(duì)切削深度的要求也會(huì)不斷變化，參數(shù)表中的StepDepth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(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)中，可以對(duì)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。 切削速度的控制 在切削加工過(guò)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） CutFeed :切削加工進(jìn)給速度。 （2）RetractFeed :刀具返回安全面的速度。 （3）FreeFeed :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）ArcFeed :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(duì)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。 軌跡加工時(shí)的刀具路徑優(yōu)化設(shè)計(jì) Pro/ENGINEER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