机械CAD—CAM(第二版)机械CAD—CAM(第二版)第8章计算机辅助数控加工编程

1、第 8 章计算机辅助数控加工编程机械机械CADCAM(CADCAM(第二版第二版) )机械机械CADCADCAM(CAM(第二版第二版) )第第8 8章计算机辅助数控章计算机辅助数控加工编程加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程3 刀位轨迹计算 工件坐标系的选择原那么如下： 1 所选的工件坐标系应使程序编制简单； 2 工件坐标系原点应选在容易找正并在加工过程中便于检查的位置上； 3 引起的加工误差要小。 第 8 章计算机辅助数控加工编

2、程4 编制加工程序加工路线、 工艺参数及刀位数据确定以后， 编程人员应根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式， 逐段编写加工程序单。 此外， 还应附上必要的工件毛坯示意图、 刀具名称、 刀具尺寸、 换刀次序清单、 机床调整卡、 工序卡以及必要的说明。 第 8 章计算机辅助数控加工编程5 程序的传输把编制好的程序代码文件通过程序的手工输入、 网络通信或磁盘传输送入数控系统。 6 程序校验与首件试切 将编制好的加工程序输入数控机床， 就可控制数控机床进行加工。第 8 章计算机辅助数控加工编程在具有图形模拟显示功能的数控机床或电脑上， 可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程， 对程序进行检

3、查。 对于形状复杂和要求高的零件， 也可采用木材、 铝件、 塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。 通过检查试件， 不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。第 8 章计算机辅助数控加工编程3. 数控程序的结构与程序段格式1 加工程序的结构一个完整的程序必须包括程序开始局部、 程序内容局部和程序结束局部， 如表8-1所示。第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程1 开始局部。常用程序号表示程序开始， 由地址符字母O(或P)+表示程序号的数值(最多4位， 数值没有具体含义)组成， 其后可加括号注出程序名或作注释。 2 程序内容局部。程序内容局部是整个程序的核

4、心局部， 由假设干程序段组成， 表示数控机床要完成的全部工作。 3 程序结束局部。 以程序结束指令构成一个最后的程序段。 程序结束指令常用M30。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 程序段的格式字是由一个英文字母与随后的假设干位十进制数字组成， 这个英文字母称为地址符。 如： “X3500是一个字， X为地址符， 数字“3500为地址中的内容。 目前常用的是字地址格式， 典型的字地址格式如图8-1所示。第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-1 字地址格式第 8 章计算机辅助数控加工编程 1 顺序号字N。可以在程序段前任意设置顺序号来表示顺序。 一般使用方法是： 编程时将第一程序段冠以N10，

5、 以后以间隔10递增的方法设置顺序号， 这样， 在调试程序时， 如果需要在N10和N20之间插入程序段时， 就可以使用N12、 N14等。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 准备功能字G。准备功能字的地址符是G， 又称为G功能或G指令， 是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。 不同数控系统的G指令的意义不一定完全一样。 后续数字一般为2位正整数， 表8-2分别列出了两种数控系统下的G指令。 第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程3 坐标运动尺寸字。坐标运动尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。 其中， 第一组 X， Y，

6、Z，U， V， W， P， Q， R 用于确定终点的直线坐标尺寸； 第二组 A， B， C， D， E 用于确定终点的角度坐标尺寸； 第三组 I， J， K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。 在一些数控系统中， 还可以用P指令指定暂停时间、 用R指令指定圆弧的半径等。第 8 章计算机辅助数控加工编程4 工艺性指令字。 进给功能字的地址符是F， 又称为F功能或F指令， 用于指定切削的进给速度。 主轴转速功能字的地址符是S， 又称为S功能或S指令， 用于指定主轴转速， 单位为r/min。第 8 章计算机辅助数控加工编程 刀具功能字的地址符是T， 又称为T功能或T指令， 用于指定加工时所用刀具的编号

7、。 辅助功能字的地址符是M， 后续数字一般为2位正整数， 又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作， 如表8-3所示。 第 8 章计算机辅助数控加工编程第 8 章计算机辅助数控加工编程现在一般使用字地址可变程序段格式， 每个字长不固定， 各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。 在编程时， 要注意续效代码的使用， 续效代码表示该代码一经在一个程序段中使用， 便保持有效到以后的程序中出现同组的另一代码时才失效。 无论是G指令还是M指令， 都有续效代码与非续效代码之分， 比方G1就是一个续效代码。第 8 章计算机辅助数控加工编程明续效代码的使用：N0045 G2X-72.087

8、 Y8.67 I.183 J9.34N0050 G1X-72.087 Y8.67 Z-2.N0055 X-6. 本程序段省略了续效字“G1， Y8.67， Z-2， 但它们的功能仍然有效第 8 章计算机辅助数控加工编程 8.2 数控机床的坐标系与数控编程的方法数控机床的坐标系与数控编程的方法1. 坐标系坐标系 机床坐标系机床坐标系1 机床坐标系确实定。机床坐标系确实定。 机床相对运动的规定。在机床上，机床相对运动的规定。在机床上， 始始终认为工件是相对静止，终认为工件是相对静止， 而刀具是相对运动而刀具是相对运动的。的。 这样，这样， 编程人员在不考虑机编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动

9、的情况下，床上工件与刀具具体运动的情况下， 就可以就可以依据零件图样，依据零件图样， 确定机床的加工过程。确定机床的加工过程。 第 8 章计算机辅助数控加工编程 机床坐标系的规定。 为了确定机床上运动的位移和运动的方向， ISO标准规定机床坐标系中X、 Y、 Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。 例如， 在铣床上有纵向运动、 横向运动以及垂直方向运动， 如图8-2所示， 在数控加工中就必须用机床坐标系来描述， 如图8-3所示。第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-2 铣床三个方向的运动第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-3 直角坐标系第 8 章计算机辅助数控加工编程直角坐标系的规定

10、如下： 伸出右手的大拇指、 食指和中指， 并相互垂直， 那么大拇指代表X坐标， 食指代表Y坐标， 中指代表Z坐标。 大拇指的指向为X坐标的正方向， 食指的指向为Y坐标的正方向， 中指的指向为Z坐标的正方向。 第 8 章计算机辅助数控加工编程 当存在以围绕X、 Y、 Z坐标轴线或与X、 Y、 Z坐标轴线平行的直线为轴的旋转运动时， 那么分别用A、 B、 C表示绕X、 Y、 Z轴转动的坐标轴， 根据右手螺旋定那么， 大拇指的指向为X、 Y、 Z坐标中任意轴的正向， 那么其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、 B、 C的正向， 如图8-3所示。 第 8 章计算机辅助数控加工编程 运动方向的规定。 远离工

11、件的方向即为各坐标轴的正方向。 图8-4所示为数控车床上两个运动的正方向。第 8 章计算机辅助数控加工编程2 坐标轴及方向确实定。 Z轴。一般情况下， 平行于主轴轴线的坐标轴即为Z轴， Z轴的正向为刀具离开工件的方向。如果机床上有几个主轴， 那么选一个垂直于机床工作台平面的主轴方向为 Z轴方向； 如果机床无主轴， 那么选垂直于工件装夹平面的方向为Z轴方向。 图8-4所示为数控车床的Z轴。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-4 两轴斜床身车床的两个运动方向第 8 章计算机辅助数控加工编程 X轴。图8-5所示为数控车床的X轴方向。 车床、 磨床等适用该规那么。 如果刀具做旋转运动， 那么分为两

12、种情况： Z轴水平时， 观察者沿刀具主轴向工件方向看， +X运动方向指向右方； Z轴竖直时， 面对刀具主轴向立柱方向看， +X运动方向指向右方。 铣床、 镗床等适用该规那么。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-5 机床X轴方向第 8 章计算机辅助数控加工编程3 数控机床的原点。 数控机床原点是指在机床上设置的一个固定点， 即机床坐标系的原点， 它在机床装配、 调试时就已确定， 是数控机床进行加工运动的基准参考点。 在数控车床上， 机床原点一般取在卡盘端面与Z轴相交处， 如图8-5所示。 在数控铣床上， 机床原点一般取在X、 Y、 Z轴的正方向极限位置上， 如图8-6所示。 第 8 章计算机

13、辅助数控加工编程图8-6 机床原点第 8 章计算机辅助数控加工编程4 数控机床的参考点。 数控机床参考点是用于对数控机床运动进行检测和控制的固定位置点。 因此，参考点对机床原点的坐标是一个数。 数控机床开机时， 必须先确定机床原点， 然后才能加工， 而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作， 这样通过确认参考点， 就确定了机床原点。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 编程坐标系工件坐标系编程坐标系一般供编程使用， 确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。 编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点， 应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上， 编程坐标系

14、中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。 第 8 章计算机辅助数控加工编程3 加工坐标系 在加工过程中， 数控机床是按照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加工的。 编程人员在编制程序时， 只要根据零件图样就可以选定编程原点、 建立编程坐标系、 计算坐标数值， 而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。 第 8 章计算机辅助数控加工编程 对于机床操作人员来说， 那么应在装夹工件、 调试程序时， 将编程原点转换为加工原点， 并确定加工原点的位置， 在数控系统中给予设定即给出原点设定值。 设定加工坐标系后就可根据刀具当前位置， 确定刀具起始点的坐标值。 在加工时， 工件各尺寸的坐

15、标值都是相对于加工原点而言的， 这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2. 数控程序编制的方法1 手工编程手工编程也称人工编程， 是指编制零件数控加工程序的各个步骤、 整个过程与环节均由人工来完成。 一般几何形状不太复杂的零件， 所需的加工程序不长， 计算比较简单， 用手工编程比较适宜。第 8 章计算机辅助数控加工编程手工编程的特点在于， 消耗时间较长， 容易出现错误， 无法胜任复杂形状零件的编程。很多工厂在生产时， 一般规定， 如果产品的加工轨迹仅仅是几条线段， 那么由数控操作工人手工编制程序， 其余零件的加工程序一律由专业的数控程序编程员在电脑

16、上编制完成。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 自动编程自动编程是基于计算机辅助数控编程技术实现的， 需要一套专门的数控编程软件， 在编程过程中， 除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外， 其余工作均由计算机辅助完成。 根据数控编程系统软件的不同， 可将自动编程分为交互式CAD/CAM集成化编程、 语言程序编程等。 第 8 章计算机辅助数控加工编程国内外图形交互式自动编程软件实现自动编程的几个根本步骤如下： 1 几何造型； 2 加工工艺分析； 3 刀具轨迹的计算及生成； 4 刀位验证及刀具轨迹的编辑； 5 后置处理； 6 数控程序的输出。第 8 章计算机辅助数控加工编程3. 数控程序的检

17、验与仿真1 数控程序检验与仿真概述采用自动编程方法生成数控加工程序时， 编程人员事先很难预料加工过程中是否会过切、 少切， 所选择的刀具、 走刀路线、 进退刀方式是否合理， 零件与刀具、 刀具与夹具、 刀具与工作台是否干预和碰撞等， 结果可能导致工件形状不符合要求， 出现废品， 有时还会损坏机床、 刀具。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 刀位轨迹仿真法刀位轨迹仿真法可通过读取刀位数据文件， 来检查刀具位置计算是否正确， 加工过程中是否发生过切， 所选刀具、 走刀路线、 进退刀的方式是否合理， 刀位轨迹是否正确， 刀具与约束面是否发生干预或碰撞。 这种仿真一般采用动画显示的方法， 效果逼真，

18、 通常在后置处理之前进行。第 8 章计算机辅助数控加工编程1 刀具轨迹显示验证。 刀具轨迹显示验证的根本方法是： 当待加工零件的刀具轨迹计算完成后， 在图形显示器上显示出刀具轨迹， 从而判断刀具轨迹的连续性， 检查刀位计算的正确性， 刀具进入工件和退出工件的合理性等， 这是目前用得较多的一种方法， 如图8-7所示。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-7 刀具轨迹显示第 8 章计算机辅助数控加工编程2 刀具轨迹截面法验证。 截面法是先构造一个截面， 然后求该截面与待验证的刀位点上的刀具外形外表、 加工外表及其约束面的交线， 构成一幅截面图显示在屏幕上， 从而判断所选择的刀具是否合理， 检查刀

19、具与约束面是否发生干预与碰撞， 加工过程是否存在过切等。 截面形式有横截面、纵截面及曲截面三种。第 8 章计算机辅助数控加工编程采用横截面方式时， 构造一个与走刀路线上刀具的刀轴方向大致垂直的平面， 然后用该平面去剖截待验证的刀位点上的刀具外表、 加工外表及其约束面， 从而得到一张所选刀位点上刀具与加工外表及其约束面的截面图。 该截面图能反映出加工过程中刀杆与加工外表及其约束面的接触情况。 图8-8是采用二坐标侧铣加工轮廓及二坐标端铣加工型腔时的横截面验证图。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-8 横截面验证图第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-9 刀具的过切干预第 8 章计算机辅助数控

20、加工编程3 刀具轨迹数值验证。 如图8-10所示， 选取加工过程中某刀位点上的刀心， 然后计算刀心到所加工外表的距离， 那么刀具外表到加工外表的距离为刀心到加工外表的距离减去球形刀具的半径。 设C表示加工刀具的刀心， d是刀心到加工外表的距离， R表示刀具半径， 那么刀具外表到加工外表的距离为=d R第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-10 球形刀加工的数值验证第 8 章计算机辅助数控加工编程3 三维动态切削仿真法动态仿真验证有两种典型的方法： 一种是只显示刀具模型和零件模型的加工过程动态仿真， 如图8-11所示； 另一种是同时动态显示刀具模型、 零件模型、 夹具模型和机床模型的机床仿真系统

21、。 从仿真检验的内容看， 可以仿真刀位文件， 也可仿真NC代码。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-11 加工过程动态仿真第 8 章计算机辅助数控加工编程4 虚拟加工仿真法虚拟加工仿真方法是应用虚拟现实技术实现加工过程的仿真技术。 由于加工过程是一个动态的过程， 刀具与工件、 夹具、 机床之间的相对位置是随时间改变的， 工件从毛坯开始经过假设干工序的加工， 在形状和尺寸上均在不断变化， 因此， 虚拟加工法是在各组成环境确定的工艺系统上进行动态仿真。 第 8 章计算机辅助数控加工编程8.3 典型典型CAM软件功能简介软件功能简介1. Mastercam 软件加工模块功能简介软件加工模块功能简

22、介 1 铣削铣削2.5轴加工轴加工 1 操作管理。操作管理。 Mastercam的任务管的任务管理器把同一加工任务的各项操作集中在一起，理器把同一加工任务的各项操作集中在一起， 管理器的界面很简练、管理器的界面很简练、 清晰，清晰， 包括加工使用包括加工使用的刀具以及加工参数等。的刀具以及加工参数等。 在管理器内，在管理器内， 编辑、编辑、 校验刀具路径也很方便，校验刀具路径也很方便， 在操作管理中很容在操作管理中很容易复制和粘贴相关程序。易复制和粘贴相关程序。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 刀具路径的关联性。 Mastercam系统中， 挖槽铣削、 轮廓铣削和点位加工的刀具路径与被加工

23、零件的模型是相关一致的。 当零件几何模型或加工参数修改后， Mastercam能迅速准确地自动更新相应的刀具路径， 无需重新设计和计算刀具路径。第 8 章计算机辅助数控加工编程 3 挖槽、 外型铣削与钻孔。 Mastercam提供丰富的2D、 2.5D加工方式， 可迅速编制出优质可靠的数控程序， 极大提高了编程者的工作效率， 同时也提高了数控机床的利用率。 挖槽铣削的多种走刀方式有： ZigZag、 One Way、 True Spiral、 Constant Overlap和MorphPocketing。第 8 章计算机辅助数控加工编程4 曲面粗加工高速高精度。 在数控加工中， 在保证零件加

24、工质量的前提下， 尽可能提高粗加工时的生产效率。Mastercam提供了多种先进的粗加工方式， 其先进的功能主要有： 曲面挖槽时， Z向深度进给确定， 刀具以轮廓或型腔铣削的走刀方式粗加工多曲面零件； 机器允许的条件下， 可进行高速曲面挖槽。 第 8 章计算机辅助数控加工编程5 曲面精加工高速高精度。 Mastercam有多种曲面精加工方法， 根据产品的形状及复杂程度， 可以从中选择最好的方法， 如比较陡峭的地方可用等高外形曲面加工， 比较平坦的地方可用平行加工； 当形状特别复杂、 不易分开加工时， 可用3D环绕等距方式加工。第 8 章计算机辅助数控加工编程根据产品的特殊形状如圆形， 可用放射

25、状走刀方式精加工Radial Finishing刀具由零件上任一点沿四周散发的路径加工零件。 流线走刀精加工Flowline Finishing刀具沿曲面形状的自然走向产生刀具路径， 用这样的刀具路径加工出的零件更光滑， 某些地方余量较多时， 可以设定一范围单独加工。 第 8 章计算机辅助数控加工编程6 多轴加工。 Mastercam的多轴加工功能为零件的加工提供了更多的灵活性， 应用多轴加工功能可方便、 快速地编制高质量的多轴加工程序。 Mastercam的五轴铣削方法有曲线五轴、 钻孔五轴、 沿边五轴、 曲面五轴、 沿面五轴、 旋转五轴等。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 车削2.5轴

26、车铣复合加工 1 零件造型简捷。 Mastercam具有完整的曲线曲面建模功能， 建立2D、 3D几何模型十分方便， 灵活、 完整的曲线曲面编辑和分析功能； 可保证几何模型的精度； 修改几何模型后， 相关的尺寸标注自动更新； 可在多个视窗内动态旋转、 缩放几何图形； 导航功能自动捕捉常用的特征点， 提高建模速度.第 8 章计算机辅助数控加工编程2 车削编程更加方便。刀具路径与几何模型完全相关Full Associative， 当修改几何模型、 刀具参数或加工参数后， 刀具路径自动更新。 在Mastercam的任务管理器中， 可生成、 修改和分析走刀路径，可把经常使用的加工工步存于数据库中， 以

27、提高编程的自动化程度， 如粗、 精车零件时， 可从库中调用储存的加工工步， 作用于待加工零件。 第 8 章计算机辅助数控加工编程3 强大的车削编程功能。 智能化的内、 外圆粗车功能在粗车内、 外圆时， 可用边界线Outer Boundary限定走刀区域； 优化后的端面车功能同时包含了粗车端面和精车端面走刀； 粗车有往复走刀Zigzag和单向走刀One Way两种走刀方式； 粗、 精车内、 外轮廓时， 可先车内、 外圆，然后车凹槽或凹形。第 8 章计算机辅助数控加工编程 完整的螺纹加工功能， 包括多头螺纹加工功能、 螺纹查表功能以及螺纹直径自动计算功能； 可沿任一角度车、 凿径向槽； 用一个点或

28、多个点即可定义待加工的槽， 无需构造槽的几何形状； 加工槽时， 槽深、 槽宽、 槽侧面倾角、 槽底圆角半径及槽顶倒角的定义十分方便。第 8 章计算机辅助数控加工编程 具有镗孔、 钻孔功能， 可用多个点定义走刀路径； 具有自动干预检测功能， 可防止刀具前面、 后面与零件干预； 在粗加工、 精加工、 切槽和阵列Patten Repeating加工中， 支持固定循环和子程序； 可定义进、 退刀矢量， 以控制刀具进入切削、 退出切削的方式。 第 8 章计算机辅助数控加工编程4 各种资源库应有尽有。 拥有丰富的刀具Cutter库、 刀柄Hold库和切削材料库， 并可由用户自己编辑与添加。 5 可靠的刀具

29、路径校验功能。可单步摸拟每一条走刀指令， 显示刀片、 刀柄及刀具路径， 还可估算加工时间； 实体模拟功能可摸拟毛坯被切除的过程。 第 8 章计算机辅助数控加工编程 6 C-AxisMill/Turn编程功能。 7 实用的NC工具。 刀具过滤功能可大幅度减小所编程序的长度， 自动产生用户定制的加工清单。 8 易学易用。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2. Cimatron E软件加工模块功能简介1 加工2.5轴铣加工： 2.5轴加工中提供自动、 高效的加工策略， 包括预定义工艺模板功能。 2.5轴加工可以应用于3D曲面和实体模型或2D曲线加工， 以提高加工效率和编程的灵活性。 第 8 章计算机

30、辅助数控加工编程快速钻孔： 快速钻孔是高度自动化的应用程序， 能够自动识别任何类型的孔， 并对预定义的钻孔加工工艺进行优化。 自动选择刀具和对工艺的优化使换刀次数尽量减少， 使空行程最小化， 从而优化刀具轨迹路径。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 粗加工3轴1 自动化操作： 基于毛坯残留知识和被选择的刀具参数， 粗加工实现最大化地去除残留量。 2 优化功能： 基于毛坯残留知识和刀具属性设置优化的加工策略以及对窄道连接方式， 能使刀具在不同情况下切入工件的方式进行优化设置。 第 8 章计算机辅助数控加工编程3 二次开粗： 二次开粗减小了粗加工时产生的间距残留量， 保证了半精加工和精加工过程余

31、量的均匀。 二次开粗自动删除前一把刀加工后的残留量。 4 高速加工： 高速加工支持所有的精加工和快速开粗加工过程。 如果使用了高速加工策略， 那么无论在切削材料还是快速移刀， 都可以生成平滑的刀具路径， 保证切削载荷的恒定， 同时对于窄道区域进行摆线运动或多层切削。 第 8 章计算机辅助数控加工编程3 精铣3轴1 加工策略。 最终的曲面质量是通过与零件形状相匹配的加工策略来保证的。 加工策略包括平行切削、 放射状切削、 环形切削、 恒定的残留高度3D等步距切削、 Z向等高切削以及沿着曲面的流线切削等。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 斜率分析控制。 斜率分析功能根据指定的角度将零件分为水平

32、区域和垂直区域， 再分别按照区域特点使用适宜的加工策略， 保证工件外表的高质量。 3 笔试切削。 笔试切削是一种特殊精加工功能， 用于光顺曲面相交局部的凹陷区域。笔试切削是根据零件的结构特点自动计算加工区域的。 第 8 章计算机辅助数控加工编程4 铣削5轴 1 5轴加工领域。 在当今的加工领域中， 一些高级、 复杂的产品、 模具加工， 正在趋向于5轴加工。 由于能够对复杂零件造型进行高精度加工， 因而轴加工一直是航空业和高级加工领域的标准加工策略。第 8 章计算机辅助数控加工编程 2 轴加工的新领域。 Cimatron E数控5轴加工包提供了完整的5轴加工解决方案， 从而确立了其在5轴加工领域

33、的重要地位。 通过使用5轴加工策略， 编程人员可以充分控制加工工艺的每一个方面， 包括刀轴方向、 平安区域、 进刀和退刀、 层间或行间连接策略、 防止碰撞和干预、 不同加工过程间的连接方式等。第 8 章计算机辅助数控加工编程3 丰富的加工策略。 其能够实现如下加工策略： 5轴粗加工， 包括环切、 行切、 插铣； 5轴精加工， 包括行切、 流线加工、 笔式加工、 两条轮廓或两曲面间的仿型加工、 考虑残留毛坯、 减少空走刀； 5轴倾角加工， 包括用短刀加工深腔模具； 5轴轮廓铣和钻孔； 5轴微铣削， 用于微型电子、 医疗器械等零件加工等。第 8 章计算机辅助数控加工编程4 CAD 工具。 作为Ci

34、matron E NC的一局部， 数控5轴加工包包括了丰富、 强大的曲面生成和编辑工具， 使用户可以快速生成和编辑几何模型， 并为实现优化刀路做准备， 而不需要在CAD造型和CAM编程环境间进行数据转换。 第 8 章计算机辅助数控加工编程5 用户对工艺参数、 加工策略的充分控制。 Cimatron E数控5轴加工包使编程者能够控制和重复利用各种加工参数、 策略和方式，包括刀具路径、 刀轴方向、 进退刀方式、 平安距离、 连接方式、 过程间的连接运动、 根据机床结构编程等； 为了节约编程时间， 当加工叶片、 接插件、 叶轮等类型的零件时， 可以使用专门的类似于加工工艺模板编程向导进行编程。第 8

35、 章计算机辅助数控加工编程6 有效的碰撞干预检查。 Cimatron E数控5轴加工包提供了强大、 完善的碰撞干预检查功能， 可以实现刀具本身、刀柄和多台阶的夹头与零件、 毛坯、 夹具以及机床工作台的干预碰撞检查， 生成平安、 顺滑的刀具路径。 其特点是用户可以根据毛坯和夹具来定义平安极限， 去除有问题的刀路轨迹，控制刀具沿刀轴或任意方向退刀， 平滑和连续的刀轴方向变化等， 有效地防止干预和碰撞。 第 8 章计算机辅助数控加工编程7 高级仿真模拟功能。 可以实际模拟机床的加工过程， 可视化的模拟实际机床环境， 这些对于生成有效的刀路并平安地在机床上试切是致关重要的。 Cimatron E数控5

36、轴加工包提供的高级模拟功能能够做到材料去除仿真、 残留毛坯仿真、 机床运动仿真及碰撞检查等。 第 8 章计算机辅助数控加工编程5 微铣削 微型系统技术已经成为全球增长最快的工业之一， 然而， 制造商不得不面对以下巨大的挑战： 零件变形、 复杂程度增加、 必须以极高的精度加工微小特征， 以及使用微米级的特殊刀具如直径为 0.1 mm以获得要求的高精度曲面等。第 8 章计算机辅助数控加工编程1 实际生产过程中设计与制造地点不同， 侧重点亦不相同。 当今大多数曲面CAM系统在功能上及结构上属于混合型CAD/CAM系统， 无法满足设计与制造相别离的结构要求。 PowerMILL实现了CAD系统别离，

37、并在网络下实现系统集成， 更符合生产过程的自然要求。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 PowerMILL系统操作过程完全符合数控加工的工程概念。 实体模型全自动处理，实现了粗、 精、 清根加工编程的自动化， 编程操作的难易程度与零件的复杂程度无关。 CAM操作人员只要具备加工工艺知识， 只需23天的专业技术培训， 可对非常复杂的模具进行数控编程。 第 8 章计算机辅助数控加工编程4. Pro/E软件加工模块功能简介1 综合加工1 功能及益处。 2.5 轴到5轴铣削、 多轴车削和铣/车削活动刀具以及 4 轴线切割， 通过使用经过验证的制造模板， 简化了存储和重用过程， 通过直接在3D设计上产

38、生刀具路径， 改进了产品质量和制造一致性， 作为集成的CAD/CAM解决方案的一局部， 不需要数据转换或依据设计变更来更新关联的刀具路径， 从而加快产品上市速度。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 计算机辅助校验1 质量检查。 确保制造过程按照正确的方式进行是必要的， 但可能费用巨大。Pro/E计算机辅助校验功能提供了简单而经济的方法， 它能以数字化方式检查所加工的零件和装配件， 并支持坐标测量机和激光扫描仪， 这种数字化质量检查节省了时间、 工作量和资金。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 功能及益处。 实现在一个包含零件、 探头、 夹具和机床在内的完整环境中进行仿真， 为坐标测量机生成

39、工业标准的DMIS程序， 测定所加工的零件和装配件的质量， 从而实现首件检验。第 8 章计算机辅助数控加工编程3 钣金加工1 冲压和折弯金属。低效的钣金制造过程必然会产生大量的废料以及手动进行的重复作业， 消除这些问题是 Pro/E钣金NC加工的专长： 通过使用标准和成形刀具来自动创立和优化刀具路径， 提高生产效率； 通过智能自动排样功能， 可以最大程度地利用钣金材料的面积、 减少废料、降低材料本钱并缩短制造周期。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 功能及益处。 适用于转塔式冲压机、 激光仿形切削机/火焰仿形切割机、 冲裁和剪切的NC编程功能。 自动选择冲压、 成形和冲裁刀具标准和定制形式，

40、 与所有CNC机床无缝集成的完整的后处理器生成功能， 可以加工导入的2D/3D模型以及本机Pro/E钣金件设计， 通过智能排样减少了废料， 节省了产品本钱。 第 8 章计算机辅助数控加工编程8.4 Pro/E软件加工实例软件加工实例1. 建立一个新的加工文件建立一个新的加工文件1 建立新目录建立新目录 进入进入Pro/E Wildfire系统，系统， 单击【文件】单击【文件】【工作目录】，【工作目录】， 选择子目录选择子目录machine，单击，单击【确定】按钮，【确定】按钮， 将练习文件将练习文件MOLD_VOL_1.prt复制到该子目录下。复制到该子目录下。第 8 章计算机辅助数控加工编程

41、2 建立新的加工文件单击【文件】【新建】， 弹出新文件对话框， 在类型栏中选择【制造】， 在【子类型】中选择【NC组件】， 输入文件名称“EX-1， 取消【使用缺省模板】， 如图8-12所示， 单击【确定】按钮， 进入加工模型。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-12 新建文件第 8 章计算机辅助数控加工编程3 设置模型单位制在图8-13中选择mm单位制， 单击确定建立加工文件。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-13 选择单位制第 8 章计算机辅助数控加工编程2. 建立加工模型1 参加参考模型(1) 在菜单管理器中依次单击【制造模型】【装配】【参照模型】。 (2) 进入翻开对话框，

42、选择MOLD_VOL_1.prt， 选择三个面对齐或匹配的方式进行约束，注意Z 轴的方向， 单击按钮， 将参考零件装配到加工模型。 第 8 章计算机辅助数控加工编程2 参加工件模型(1) 在制造模型菜单管理器中单击【创立】【工件】。 (2) 系统首先提示输入要产生的工件模型的名字， 在状态栏提示框中输入名字Ex1workpiece， 单击按钮。 (3) 在右侧出现的特征菜单中单击【实体】【加材料】【拉伸】【实体】【完成】。 第 8 章计算机辅助数控加工编程(4) 完成如图8-14所示的拉伸特征， 单击【完成/返回】。 图8-14 工件模型第 8 章计算机辅助数控加工编程3. 加工参数设定1 机床设置在加工菜单管理器中单击【制造设置】【操作】， 系统弹出操作设置窗口， 如图8-15所示。 在【操作名称】一栏里填入操作的名字， 默认值是0P010。 单击【NC机床】栏地右侧图标， 弹出【机床设置】对话框， 如图8-16。 第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-15 【操作设置】对话框第 8 章计算机辅助数控加工编程图8-16 【机床设置】对话框第 8 章计算机辅助数控