【文章內(nèi)容簡介】 Pro / E建模技術是曲面建模、實體建模和特征建模 , Pro / E 是完全應用特征技術發(fā)展起來的全參數(shù)化設計的 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、拔模等多種實體造型方式。另外 ,還針對高級用戶提供了多種高級的造型方式 ,可以方便的設計各種復雜的特征模型,還提供了紡織曲面、自由曲面等駕駛室模型 為復雜的曲面設計 ,具備利用曲面生成實體模型的功能,是非常優(yōu)秀的工 程軟件之一。 Pro / E驅(qū)動模型和CAM 功能 Pro / E提供了車削、銑削、鉆削等多種功能,它的 CAM 驅(qū)動模型有曲面驅(qū)動、實體驅(qū)動、和特征驅(qū)動 ,其加工環(huán)境設置完全符合工況 ,靈活進行機床和工件坐標系的設置 ,在不同工序可以設置不同的工件坐標系,便于工件的找正裝夾 ,保證加工精度。進行夾具及輔具的設置自動編程進行干涉和碰撞檢 驗 ,提高程式的可靠性。同時, Pro / E采用余量模型的加工方式 ,加工時將毛坯和零件裝配在一起 ,在刀 具軌跡生成時,進行刀路優(yōu)化 ,減少空切 ,以提高切削效率。Pro / E提供了強大的刀位驗 證、編輯修改功能。在編程修改 方法 , Pro / E具備復制、移動、縮放 比例、旋轉(zhuǎn) Rotate 等功能,這些 在實際的自動編程非常有用。在刀位驗證方面 Pro / E提供了動態(tài)模擬、實體仿 真、過切檢查功能 這一點對于實 用加工程式一定要做 ,而且 100% 不能過切 。由于 Pro / E 的加工Pro/ E通過刀位編輯生成的刀據(jù)路線 Pro/ E的加工路線及實體仿真 環(huán)境設置完全符合實際加工 , 同時進行夾具及輔具的設置 ,在進行實體仿真時,能夠逼真地模擬加工全過程 4．3數(shù)控自動編程加工系統(tǒng)的實現(xiàn)及程式編制理論 系統(tǒng)的主要硬件構(gòu)成:計算機:奔 III以上。通信模塊。三軸加工中心 臺灣精機制造 。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 ,將計算機自動生成的程式傳入數(shù)控裝置 ,如果微機與加工中心較遠 ,也可采用無線傳輸實現(xiàn) ,無論前者還是后者 ,關鍵都是要保證程式的不失真?zhèn)鬏?,這一點至關重要。 CAM 編程是當前最先進的數(shù)控加工編程方法 ,其主要原理如下: ●實體建模 ,也就是加工模型的來源 ,可直接建模零件設計產(chǎn)品,可零件建模后模具設計模型,也可導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)控機床的實際加工環(huán)境 ,觀察有無碰刀等情形。 ●后置處理 ,生成 NC程式 ,一般計算機先生成刀位文件 ,要驅(qū)動加工中心進行實際切削,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)機傳送到數(shù)控裝置 ,這主要是計算機與加工中心的通信問題 ,必須保證程式的無實真 傳輸 ,方可進行實際切削加工零件或組件。 高級汽車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 ,對表面光潔度極高,在普通機床上光潔度和曲面加工難以實現(xiàn) ,因此 ,選用數(shù)控自動編程加工。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,從底面對電極固定,裝夾固定在機床工作臺上 ,然后 ,確定工件坐標系并將此時的機械坐標保存到數(shù)控裝置等。 首先 ,進入 Pro /NC加工模塊 ,進行加工的設定工作 ,主要包括創(chuàng)建制造模型,選定所用的加工機床 ,設定工件坐標系 要與機床數(shù)控裝置設定一致 ,選擇加工方法及工藝參數(shù)設定,然后顯示走刀軌跡及實物仿真 ,最后修改加工參數(shù)直至符合要求 ,完成加工的設定工作。 其次,后置處理生成數(shù)控程式 ,其過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 ,接著在超級編輯中,打開 NC文件進行編輯 ,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)控裝置進行程式預演 ,確認無誤后 ,驅(qū)動加工中心進行實際加工為電極實際加工好后的模型。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)劃等很多問題 ,這里只是舉一簡單工程實例 ,不可能面面俱到,然而 ,實際加工應用中不管加工模型多么復雜其原理及過程是類似的。 通過上述對數(shù)控自動編程加工系統(tǒng)的工程應用分析 ,可知 Pro / E 的CAD 及 CAM 軟件在實體建模、 數(shù)控自動編程及模擬仿真等方面綜合性能較好 ,甚至可實現(xiàn)無圖紙制造 ,可縮短復雜零件的建模和制造周期 ,提高數(shù)控機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 ,應用效果很好 ,尤其在模具加工中解決了以往手工編程無法解決的復雜零件及模具的許多曲面加工 ,使加工中心在制造過程中發(fā)揮了更大的作用。 應用技巧 工作路徑的設置 Pro/ENGINEER的工作路徑的設置是很重要的，因為Pro/ENGINEER缺省的啟動路徑是在 Pro/ENGINEER安裝路徑下的BIN文件夾，該文件夾存儲Pro/ENGINEER最重要的各種命令。如果不設置工作路徑，隨著工作的進行，會直接把零件文件、裝配文件、加工文件和相應的Trail文件都保存在此文件夾中，給文件的管理帶來很大的麻煩，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文件的正確應用 Config文件是Pro/ENGINEER的系統(tǒng)配置文件，幾乎可以滿足對Pro/ENGINEER的所有要求，不僅在進行產(chǎn)品設計過程需要用到，在進行加工過程設計時也有非常重要的參數(shù)設置。通過這些設置，可以把Pro/ENGINEER定制為所需的工作環(huán)境。下面是在加工過程中經(jīng)常需要設置的參數(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參照零件作為檢查曲面，用于計算這些序列的“NC序列”刀具路徑。 （2）Mfg_info_location：選擇top_left，bottom_right，用來設置“制造信息”對話框的位置。 （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)點設置數(shù)字位數(shù)。 （4）Nccheck_type：包括：vericut（缺?。甘褂肅GTech公司提供的Vericut；Nccheck，使用Pro/NCCHECK。 工件坐標系選擇技巧 機床坐標系是機床上固有的坐標系，都設有固定的坐標原點。在實際加工中，通常會選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點，并以此為原點建立一個工件坐標系。應用軟件進行程序設計時的坐標系就是實際加工時的工件坐標系。工件坐標系的合理確定，對數(shù)控編程及加工時的工件找正都很重要。為提高零件加工精度，程序原點應盡量選在零件的設計基準和工藝基準上，如對于以孔定位的工件，以孔的中心為程序原點就比較合適。程序原點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頭都可以很容易找到交線的位置。對于幾何形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，要根據(jù)產(chǎn)品的具體情況來選擇工件坐標系。通常都要遵守以下原則：在機床上容易找正、編程方便、對刀誤差小、加工時檢查方便、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計 應用腔體類、軌跡類加工方式，如不作特殊設計，刀具會按照系統(tǒng)計算的位置進行刀具的切入和切出，但有時這個位置并不是程序設計人員需要的。例如，對于薄壁產(chǎn)品的銑削加工，為減少刀具的軸向切削力，防止工件變形，一般首先會在工件落刀位置打孔，軸向進刀時，要求刀具從落刀孔位置軸向進刀，側(cè)刃銑削，以減小切削力，防止工件變形。在刀具路徑優(yōu)化功能中可以對刀具切入和切出位置做具體設計，這個功能可以應用于整個腔體加工，也可在指定的工件層或者位置進行刀具切入和切出設計。實際應用的方法有三種 ：新建或者選擇基準點作為刀具軸向切入和切出的位置，這個點可以投影到垂直于安全面的所有加工層上 ；新建或者選擇基準軸線進行刀具的切入和切出位置設計，這個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，在加工坐標系的XY平面上進行刀具切入和切出的軌跡設計。可以應用Pro/ENGINEER軟件的草繪功能對刀具切入切出產(chǎn)品的路徑進行設計，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，刀具切深的控制非常重要。隨著加工過程的進行，刀具懸深尺寸逐漸增大，對切削深度的要求也會不斷變化，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。在加工過程優(yōu)化設計中，可以對刀具的切削深度進行控制。 （1） Upto Depth:每層按切削深度加工至設定的深度。 （2）From－To Depth:在一個特定的深度范圍內(nèi)分層加工。 （3） Slice/Slice:按照每層設定的層深生成刀具運動軌跡，需要設置每層的加工深度。 切削速度的控制 在切削加工過程中，在刀具切入、切出、圓弧走刀、直線走刀等情況下需要設置不同的切削速度，在高級參數(shù)表設置里可以根據(jù)不同的加工部位設置不同的切削參數(shù)。 （1） CutFeed :切削加工進給速度。 （2）RetractFeed :刀具返回安全面的速度。 （3）FreeFeed :快速進給速度，如果不設定的話，該速度應用機床默認的缺省值。 （4）ArcFeed :圓弧加工進給速度。 如果加工一個工件時刀具軌跡既有直線又有圓弧，往往對直線加工和圓弧加工設定不同的切削速度。為提高加工效率，通常也會設定刀具返回安全面的速度。 軌跡加工時的刀具路徑優(yōu)化設計 Pro/ENGINEER的軌跡加工方式給程序設計人員很大的自由度，可根據(jù)不同的加工產(chǎn)品進行刀具加工軌跡的設計。以下是加工軌跡設計的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