利用ProE实现从设计到自动编程的NC加工论文

学士学位毕业论文（设计） 利用 Pro/E 实现从设计到自动编程的 NC 加工 学生姓名： 学 号 ： 指导教师： 所在学院： 工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 中国大庆 2009 年 6 月黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） I 摘 要 本文着重讲述 Proe/NC 的功能，以及 Proe/NC 模拟、加工的现状和应用，详细介绍模拟和加工的演示过程，经过计算机的模拟加工模拟加工，生成刀具路径，通过对刀具路径的计算，生成数控代码，并利用 PCIN 接口输出数控加工程序。 关键词 ：现状；应用；模拟；加工；代码的生成； PCIN 接口。 . 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） II Absract The article important introduce function of two fire,which Proe/NC 。 It detailed introduce Proe/NCs Imitate、 Process、 Present Conitiongs、 Apply。Instead of using PCIN output order of CNC、 code of NC and The Contract of Computer and CNC. Key words: Present Conitiongs； Apply； Imitate； Process； The Code Produced of CNC； The Contract of Computer and CNC。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） III 目 录 摘 要 . I Absract . II 前 言 . IV 1.ProE/NC 的现状 . 1 1.1 ProE/NC 的现状的介绍 . 1 2.ProE/NC 的应用 . 2 2.1 设定加工规划 . 2 2.2 设定加工参数 . 2 2.3 设置退刀高度 . 2 2.4 选择加工表面 . 2 2.5 进行 NC 加工 . 3 2.6 检测刀具路径 . 3 2.7 ProE/NC 的应用小结 . 3 3.具体的研究方法以及模拟、加工的实际操作步骤 . 4 3.1 模拟功能简单介绍 . 4 3.2 相关参数的介绍 . 4 3.2.1 与体积加工的相关参数 . 4 3.3 模拟的具体操作步骤 . 5 3.3.1 对制造模型进行设置 . 5 3.3.2 进行机床的制造设置 . 9 3.3.3 对体积块加工进行设置 . 14 3.4 对加工功能的介绍 . 18 3.5 加工的实际操作 . 21 3.5.1 进行零件底面的粗加工 . 21 3.5.2 对零件底面进行局部加工 (精加工 ) . 24 3.5.3 加工零件的内孔（ 25mm） . 26 3.5.4 加工零件内孔（ 60mm） . 28 4.数控机床加工代码的生成 . 29 5.计算机与数控机床间的通信的简单介绍 . 32 结论 . 33 参考文献 . 34 致 谢 . 35 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） IV 前 言 随着计算机技术和现代工业的飞速发展， CAD/CAM 也正经历着二维平面设计向三维立体设计的发展。三维 CAD 技术符合人的设计思维习惯，整个设计过程完全在三维模型上进行，形象直观，更易于工程与非工程人员的交流。Pro/ENGINEER 是美国 PTC 公司研制的一套由设计到制造的机械话软件，它是当今世 界上应用最广泛的高档 CAD 软件之一，它强大的功能和全参数化设计，被广泛应用于机械、航天、汽车、电子、家用电器和工程机械等行业中。该公司最新推出的野火版本，更是将三维设计软件无论从易用性，设计的高效率及功能的实用性都推向了一个新的顶点。 相对而言，使用 Pro/ENGINEER Wildfire 较以前的版本更容易些，但是要系统地掌握住要功能并应用于工程实践是需要费一番功夫的。实际上，学会和掌握 Pro/ENINEETR Wildfire 的中要环节是入门和应用，进而才能在实践中不断提高，最终成为使用高手。要达到这 样的境界所以个循序渐进的过程。 在当今的社会上，高效率、高精度、高质量那样企业才能在同行业中立于不败之地，那么怎么样才能让企业蒸蒸日上呢？只有高超的技术和先进的软件，才能使您向上坡走。 目前稍具规模的加工企业都有加工中心等数控机床。从设计到加工的普遍程序是：设计人员先用 AutoCAD 设计二维工程样图，然后编程人，接着加工人员进行加工。也就是说要经过从设计、编程、加工三个环节。如果保证零件的正确性，这三个环节就都要保证不能出错，我们在尽量减少出错的可能，就是要尽量减少中间环节。减少了烦琐的编程工作，不仅提高了 工作效率 ，而且提高拉工作的准确性。 直接应用 Pro/E 进行工程设计几减少拉一个中间的环节，即不需要人工编程，从三维图直接进入 NC 加工，自动编制刀具路径，怎样用 Po/E 进行三维设计和二维设计就不多讲了，本文主要介绍利用 Pro/E 实现从设计到 NC 加工的过程。使您进一步的去了解它。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -1- 1.ProE/NC 的现状 1.1 ProE/NC 的现状的介绍 对目前稍具规模的加工企业都有加工中心等数控机床。从设计到加工的普遍程序是：设计人员先用 AutoCAD 设计二维工程样图，然后编程人，接着加工人员进行加工。也就是说要经过 从设计、编程、加工三个环节。如果保证零件的正确性，这三个环节就都要保证不能出错，我们在尽量减少出错的可能，就是要尽量减少中间环节。减少了烦琐的编程工作，不仅提高了工作效率 ，而且提高拉工作的准确性。 直接应用 Pro/E 进行工程设计几减少拉一个中间的环节，即不需要人工编程，从三维图直接进入 NC 加工，自动编制刀具路径，怎样用 Po/E 进行三维设计和二维设计就不多讲了，这里主要介绍利用 Pro/E 实现从设计到 NC 加工的过程。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -2- 2.ProE/NC 的应用 用 Pro/E 进行三 维造型并存储，就可以进入数控机床进行加工。步骤为： 2.1 设定加工规划 进入 Pro/E，首先新建一个制造文件（文件 新建 制造），取出加工图形（制造模型 装配 参考模型）并打开。选用加工机床（ Mfg Modle Assmble Ref Modle），选定机床型号。设置加工基准坐标系统，生成的加工程式要以加工基准坐标系为依据。当机床设定后，会自动显示 MACH CSYS 菜单（设定基准加工坐标系统），选择基准坐标系统后并执行。设置加工方法， Pro/NC 有10 多种加工方法（ Machining NC Sequence Maching，出现 MACH AUX 菜单中，选择加工方法）。在 MACH 菜单中，加工形式分为三部分： Maching(基本加工 )、 Auxiliary（辅助加工）、 User Define（用户自定义加工）。用户加工有12 种形式，能加工表面、曲面、槽、孔、螺纹等。设置刀具，在 SEQ SETUP菜单中，按 Done（执行），显示刀具设置对话框。在对话框的高级（ Advanced）选项中，可以选长度单位（ Length_Unit）、刀具材料（ Tool_Material） ；在图形（ Geometry）选项中，可以选刀具 名称（ Tool_ID）刀具形式（ Tool_Type）、刀具尺寸，选择后自动显示刀具的简单图形，然后就可应用（ Apply）。 2.2 设定加工参数 机床及加工形式选定后，还需要定义加工参数，选 Set，显示参数树对话。自动显示参数内容及数值，内容包括切削进给量、背吃刀量、横向步距、工件加工预留量、刀具路径与 X 轴的夹角、刀具路径、主轴转速、切削液的使用、安全高度、下刀高度、退刀高度。按 Done（执行）后，还需要输入五个加工参数以确定：背吃刀量、横向步距离、切削进给量、主轴转速、安全高度。 另外也可在制造参数（ MFG_PARAMS）菜单中，并执行（ Done）后也能出现信息窗，显示以上五个参数。两种方法认选一种，都能达到同样的目的。如果使用更详细的加工参数，可以按参数树（ Param Tree）对话框右上角的高级（ Avanced）按钮，就能显示内容更详细的参数树对话框。 2.3 设置退刀高度 当输入完成一上五个参数后，系统自动显示退刀选择对话框。在对话框中选取退刀面 /曲面（ Retract Plane/Surface），用鼠标选坐标系统。在退刀选择对话框中，选择创建平面（ Create Plane）按钮，显示数据平面（ ATUM _PLANE）菜单。根据提示选择退刀方向，确定退刀平面，并设置退刀高度。 2.4 选择加工表面 完成退刀面的构建后，系统自动进入制造菜单，选 Modle_Done 显示选择黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -3- 加工面的菜单，用鼠标选取加工面，按 Done Sel 就完成了加工面的选择。 2.5 进行 NC 加工 在 NC SEQUUENCE（ NC 加工）菜单中，选 Play path_Done（执行刀具路径 执行），系统会自动生成刀具路径。在 NC SEQUENCE（ NC 程式）菜单中，选 Customize，能显示刀具运动对话框和详细的加工程式，在刀具运动对话框中，显 示刀具的运动参数并能进行参数修改。 2.6 检测刀具路径 在执行刀具路径菜单中（ PLAY PATH） ,刀具可以在工件造型上模拟加工（ NC CHECk RUN），就可判断加工路径是否符合要求、是否合理、然后再在机床上进行实际 NC 加工。最后存储（ Save）刀具路径，在实际加工时再取出（ Restore）。 2.7 ProE/NC 的应用小结 其实，能进行三维造型设计的专用软件很多，市场上已有一些专门饿三维设计软件，主要有 Soli Edge、 Pro/E、 UG 等，能够实现从设计到加工的无图纸化操作。但在与数控机床的链接方 面，即在 CAD/CAM 方面， Pro/E 做的很好，优势也很明显。需要指出的一点是，与 目前的“先用 AutoCAD 进行图样设计，然后再人工编程，再数控加工”这一过程相比，它的缺点是价格相对较贵及对设备的要求较高，另外使用者必须经过专门的培训过程，且培训时间较长等原因，在工程设计方面还不可能像 AutoCAD 一样广泛的应用。但是随着时代的进步，随着 Pro/E 的不断完善和发展，伴随着 Pro/E 工业设计领域的巨大优势，它的使用会越来越普遍。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -4- 3.具体的研究方法以及模拟、加工的实际操作步骤 3.1 模拟功能简单介绍 所谓并行工程是指设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑产品的成型工艺、影响产品寿命的因素，并进行模拟检查、仿真、校对，预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后，设计、制造及辅助分析部门的多位工程师同时进行结构设计、工程详图设计、性能辅助分析及数控机床加工指令的编程，而且每一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短设计、数控编程的时间。要实现以上要求，软件系统必须建立于单一数据库、参数化实体特征造型的基础上，而这正是 Pro/ENGINEER 系统的特色，它规避 了 CAD、 CAE、 CAM 单元技术制造产品时制造精度低、周期长的软点，使设计、模拟、加工真正有机的结合在一起。 为了开发出优质产品，设计工程师需要研究他们的设计将如何在现实世界中运作，这就需要由 CAD 软件的模拟模块来解决。以前，人们使用的物理原型设计是一种昂贵、耗时的方法，而常用的替代方法 传统的数字分析，则高度依赖于受过培训的专家，来获得正确结果，从而延长了产品的设计和分析的周期，增加了材料的消耗或成本，产品的可靠性也很难得到保证。值得庆幸的是，目前 CAD 软件的模拟模块均克服了这些缺点。 Pro/ENGINEER 的模拟模块在其预定环境中的运作 不是专家的设计工程师无需建立原型，就可以研究设计产品的机械性能。这样就使工程人员评估、了解并尽早改善他们设计的功能表现变得容易，以缩短推出市场时间并减少开发费用。另外，模拟模块与其他 Pro/ENGINEER 解决方案配合，可以使外形、配合性以及功能等从一开始就能正确地发展。 3.2 相关参数的介绍 3.2.1 与体积加工的相关参数 切割进给 ： 设置加工过程中的切削进速度，单位为 mm/min. 步长深度 ： 设置分层切削中，每一层的切削深度，单位为 mm。 跨 度 ： 设置相邻两条刀具轨迹间的重叠部分，通常取刀具直径的一半，单位通常为 mm. PROF_STOCK_ALLOW:用于设置侧向表面的加工余量。 允许未加工毛坯 ： 用于设置粗加工余量。 允许的低部线框 ： 用于设置低部的加工余量。 切割角 ： 用于设置刀具路径与 X 轴 夹角。 扫描类型 ： 用于设置加工区域的轨迹结构，主要类型有： 类型 1：刀具连续走刀，遇到突出部分，自动抬刀。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -5- 类型 2：刀具连续走刀，遇到突出部分，刀具环绕走刀，不抬刀。 类型 3.：刀具连续走刀，遇到突出部分，刀具分区进行加工。 类型螺旋 ：刀具螺旋走刀，主要包括 类型 1 方向 ，刀具向走刀加工方式，适用于精加工，遇到突出部分自动抬刀； 类型 1 连接 ，刀具单向加工方式，下一刀的起始点与前一刀的起始点相同，横向运动到下一刀的加工位置开始加工。 粗糙选项 ： 控制体积加工中的轮廓加工方式，主要包括以下几项： 只有粗糙 ： 不包含组成体积块饿轮廓加工。 粗糙轮廓 ： 先加工体积块，再加工组成体积的轮廓。 配置 &粗糙 ： 先加工组成体积快的轮廓，再加工体积块。 配置一只 ： 只加工组成体积块的轮廓。 转轴速率 ： 设置主轴的运转速度，单位通常为 r/min. COOLANT_OPTION:切削液和冷却液的设置。 间隙 _距离 ： 设置退刀的安全高度单位为 mm，通常取安全高度为 35mm。 首先先设计一个发兰盘零件（尺寸如图 3-1 所示）然后利用 Pro/E 制造进行第一把火即模拟。具体尺寸见下图。 图 3-1 零件设计图 3.3 模拟的具体操作步骤 3.3.1 对制造模型进行设置 新建制造文件，将已经设置好的零件打开作为参考模型装配到加工文件中去，装配好后的画面如图 3-2 所示 ， 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -6- 图 3-2 装配到加工文件中的参考模型 建立铣削用的工件，为 NC 检测 观看铣削仿真效果做准备。 选择菜单 制造模型 创建 工件 ，如图 3-3 所示。 图 3-3 创建工件 定义创建的工件属性是一个拉伸实体。如图 3-4 所示，并在随后出现的操控板中选择放置 草绘按钮，选择如图 3-5 所示的两个平面分别作为草绘平面和草绘方向参考平面。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -7- 图 3-4 定义工件属性 图 3-5 选择草绘和参考平面 进入草绘平面后选择 NC_ASM_TOP 和 NC_ASM_RIGHT 作为草绘参照，如图3-6 所示。 图 3-6 选择草绘参照 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -8- 选择 通过边创建图元 中的 按钮，在随后出现的对话 框中选择 环 ，如图 3-7 所示，并在图元中选择被导入模型的最外边框，如图 3-8 所示。 图 3-7 图 3-8 草绘工件外轮廓 单击右方工具栏中 的 确定 按钮，出 现预览视图，如图 3-9 示。 图 3-9 预览视图 创建出来的工件拉伸方向和需要的并不一定一致，则需要进一步的调整。选择拉伸属性为 拉伸到面 中的 按钮，并选择模型的上表面作为拉伸边的界面，如图 3-10 所示 图 3-10 选择拉伸边界面 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -9- 在操控板上选择 确定 按钮，工件创建完成，呈绿色显示，如图 3-11 所示。 图 3-11 工件创建完成后 为了不影响以后的设置坐标系的操作，在创建工件后需要先将他隐藏起来，在左方的模型树里右键 1.prt，并选择最后一项内容 隐藏 ，绿色的工件便从视图中消失，模型树里的 1.prt也变为黑色。 3.3.2 进行机床的制造设置 在图 12 左 方的对话框的菜单管理器选择 制造设置 ，打开操作设置对话框如图 3-12 右 方所示。 图 3-12 机床设置 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -10- 使用默认的操作名称，选择 NC 机 床 后的 按钮，打开 机床设置 对话框，（如图 3-13 所示），在 切削刀具 选项卡中进行切削 刀具的参数设置。 图 3-13 机床设计对话框 单击 按钮开始进行刀具的设置。 打开 几何 选项卡，如图 3-14 所示。 图 3-14 输入 切割刀具直径 为“ 5mm” 长度 为“ 5mm” 角半径 为“ 2.5mm”其他设置使用默认设置；单击 刀具窗口 观看刀具的预览窗口，我门可以看到在设置了角半径后的刀具是一把园球铣刀，如图 3-15 方所示。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -11- 图 3-15 退出刀具预览窗口。单击 确定 按钮，确定对刀具的设置，单击 应用 按钮选择对这把刀具设置。刀具设置好后，退到 操作设置 的主 菜单，选择 一般 选项卡中 的 加工零点 后的 按钮，开始进行机床坐标系零点的设置。系统打开菜单管理器，选择创建（如图 3-16 所示），在视图内选择需要加工的零件。选择完毕后，如图 3-17 所示零件呈现红色显示并出现 坐标系 对话框。 图 3-16 创建加工零点 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -12- 图 3-17 选中后的零件 选择模型的上表面、 FRONT、 RIGHT 作为坐标系原点的参照。（选择三个平面的时候一定要按住 Ctrl 键）如图 3-18 所 示 图 3-18 需要选择的面 参照定义完后，坐标系的具体位置也由三个互相垂直的平面而得，系统弹出 坐标系 对话框，通过它给系 统确定 X、 Y、 Z 轴的具体方向，如图 3-19 所示 。 图 3-19 坐标系对话框 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -13- 打开 坐标系 对话框中的 定向 选项卡，将坐标系原 X 轴改为 Z 轴，确定好 X 轴的正方向后单击 确定 按钮，机床加工坐标系设定完毕，如图3-20 所 示。 图 3-20 坐标系定向选项卡 机床坐标系设置完后退出，在 操作设置 的主菜单，单击 退刀曲面 后的 按钮，开始进行加工退刀面的设置，系统弹出 退刀选取 菜单，选择 沿Z 轴 ，在 输入 Z 深度 下方的文本框中输入“ 20”，如图 3-21 所示。 图 3-21 设置退刀面 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -14- 单击 下方的 预览 按钮，可以 预览到如图 3-22 所 示的加工退刀平面。 图 3-22 预览加工退刀平面 在 操作设置 中单击 确定 按钮，确认完成加工操作设置并存盘。 3.3.3 对体积块加工进行设置 选择 辅助加工 菜单中 体积块 命令，然后单击 完成 命令，系统显示序列设置 菜单。由于切削刀具，坐标系，退刀面在操作设置中已经设置完成，因此选择其中的 参数 和 体积块 两项，单击 完成 命令，系统显示 制造参数 菜单。 选择 制造参数 菜单中的 设置 命令，然后单击完成。如图 3-23 所示。 图 3-23 体积块铣削和参数设置 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -15- 系统弹出 参数树 设置菜单，按照图 3-24 所示完成基本参数的设置。 图 3-24 参数树 完成后在 制造参数 里单击 完成 ， 定义体积块 对话框出现，选择创建体积块，如图 3-25 所示。 图 3-25 创建体积块 在 Pro/ENGINEER 下部的对话框给切削体积块输入一个名字，如图 3-26所示。 图 3-26 命名体积块 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -16- 在 创建体积块 中单击 草绘 拉伸 实体 来创建体积块，如图3-27 所示。 图 3-27 定义体积块的属性 在 属性 对话框下选择 单侧 拉伸，并选择一个草绘面和草绘参考面，如图 3-28 所示。 图 3-28 选择草绘面和草绘参照面 系统进入草绘器模式，在草绘器里指定两个草绘平面相垂直的面作为草绘的线型参考，如图 3-29 所示。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -17- 图 3-29 选择草绘参照 在草绘器里使用 通过边创建图元 中的 按 钮，在系统弹出的 类型 菜单里选择 环 ，草绘视图里选择图形的外轮廓作为体积块的外轮廓线，如图3-30 所示，单击 确定 ，完成体积块外轮廓的绘制。 图 3-30 草绘体积块和外轮廓线 在弹出 的菜单管理器里选择拉伸 至曲面 ，并选择零件的表面作为拉伸的参考，如图 3-31 所示。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -18- 图 3-31 选择拉伸的边界面 在拉伸属性栏里单击 确定 按钮，完成体积块的创建后单击线框按钮，使用线框图观察体积块。 在右方的引导式菜单中单击 裁剪 进行体积块和模型间的裁剪操作，如图3-32 所示。 图 3-32 裁剪体积块 系统提示选择进行裁剪的实体，单击导如模型，然后单击 完成 /返回 3.4 对加工功能的介绍 近几年，随着计算机和数控技术的飞速发展， CAD/CAM 已逐渐进入实用化阶段，广泛应用于 航空航天、汽车、机械、模具制造、家电、玩具等行业。特别是数控机床的普遍使用，使得 CAD/CAM 技术成为企业实现高度自动化设计及加工的有效手段之一。 随着 CAD/CAE/CAM 一体化的进程，在 CAD 软件中集成的加工模块也越来越强大，足以进行快速编程和处理很多复杂的加工作业，并有助于改善制造车间的工作质量、提高生产效率和利润。一般， CAD 的加工模块应能提供一种交黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -19- 互式编程并产生加工轨迹的方法，它包括加工规划、刀具设定、工艺参数设置等内容。加工模块功能检测应注意以下几方面： (1)建立二维和三维刀具路径的难易 程度； (2)加工方法的多样性； (3)刀具路径是否易于编辑和修改； (4)是否有刀具和材料数据库，使系统能自动生成进给速度和主轴转速； (5)有无内置的防碰撞和防过切功能； (6)能否手动超调任何机加工缺省值 (如进给速度，主轴转速等 )； (7)能否对加工过程进行模拟和估算加工时间。 由于 Pro/ENGINEER 采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供了一个优良的平台。其工业设计方案可以直接读取内部的零件和装配文件，当原始造型被修改后，具有自动更新的功能，通过建立几何外形，产生模具的模 芯和腔体，产生精加工零件和完善的模具装配文件。 P r o /ENGINEER 还提供了最佳加工路径控制和智能化加工路径创建，允许 NC 编程人员控制整体的加工路径直到最细节的部分。 Pro/ENGINEER 还支持高速加工和多轴加工，带有多种图形文件接口。 Pro/ENGINEER Wildfire 野火版 4.0 是供制造业使用的最高版本。从模具制造到生产加工，所有人都会从新的制造过程（ Manufacturing Process）管理器中受益。这一全新的图形用户界面使用户能轻而易举地获得 NC 过程信息以及所有制造信息 （如图 3-33 所示）。在这个可定制的先进界面中，可以执行许多操作。可以根据草图或 XML 模板建立 NC 路径（刀路轨迹）、可以逐个或者一起修改路径、可以使用简单的“拖放”操作来重新调整路径、可以合并以优化路径、可以复制和粘贴路径，可以计算路径时间、可以归档和仿真路径。全新的图形用户界面、起始制造零件定义功能以及可以直接操作制造模型树上的功能等特点，可以提高 NC 编程人员的效率，使他们能把精力集中在优化零件制造过程上。 图 3-33 制造过程管理器 Pro/ENGINEER Wildfire 野火版 4.0还有许多与制 造相关的新功能可以帮黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -20- 助用户计划生产过程。使用它，制造部门的用户可以充分利用先进的绘图功能，该功能通过移去标准工具和整体工具的线路，提供了遮挡加工仿真。 Pro/ENGINEER Wildfire 野火版 4.0 提供了模具制造者的专用功能，它能直接输入、操作和加工 STL（标准模板库）数据和新的抛光刀路轨迹，它能一次快速完成深浅不同的加工。对于有机形状，模型可与坯件模型一起载入、装配，并直接使用粗加工、重新粗加工和精加工刀具路径进行加工。在“ VERICUT for Pro/ENGINEER”中，粗加工过程的可视 化充分展示了高速加工策略和“额外层切面”计算的优点，可最大程度地降低进行额外重新粗加工的几率（如图3-34 所示）。 STL 加工还可用于工程化零件，例如电池的外壳。精加工也使用了类似此“ S 形连接”连续螺旋铣削的高速加工方法。如果用户想快速生成机械加工原型，而又不想在原型最终完成之前在重新造型小平面数据上浪费时间，此功能特别有用。 图 3-34 可视化的粗加工工程 另外， Pro/ENGINEER Wildfire 野火版 4.0 还提供了独特的生产加工新功能，支持多端工具以及直角顶端等特殊配件。 从以上介绍的 P r o / E N G I N E E RWildfire 野火版 4.0 的模拟及加工功能中我们不难看出， PTC 公司在拓展产品功能、提高软件可用性上所做的努力。 采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术的 Pro/ENGINEER Wildfire野火版 4.0，不仅具备优秀的概念设计、基础设计和详细设计的功能，同时更为产品的模拟和制造流程提供了优良的平台，相信它将会为用户的设计、生产过程带来翻天覆地的变化。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -21- 3.5 加工的实际操作 3.5.1 进行零件底面的粗加工 （续）定义完成体积块加工后，在 NC 序列 中选择 演示轨迹 屏幕演示 如图 3-35 所示，进行体积块铣削加工的屏幕演示。 图 3-35 使用屏幕演示 系统弹出 播放路径 对话框，单击 按钮， Pro/ENGINEER 开始进行模拟走刀，如图 3-36 所示。 图 3-36 播放路径对话框 图 3-37 为屏幕演示图，其中的红色显示了刀具的走刀路径，黄色为铣刀。 图 3-38 为平面演示图 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -22- 选择 演示路径 下的 NC 检测 ，可以利用 Pro/ENGINEER 内置的一个仿真软件 VERICUT 进行铣削图形仿真，如图 3-39 所示。使用 NC 检测 之前需要将开始创建的工件 1 取消隐藏。 图 3-39 进行 NC 检测 使用右下方的操作面板来观看铣削效果仿真，铣削前的工件如图 3-40 所示。 图 3-40 加工前的零件 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -23- 通过铣削体积块进行许加工后的仿真效果如图 41 所示。 如图 3-41 所示 单击 完成序列 ，完成体积块加工的设置并存盘，如图 3-42 所示。 图 3-42 完成体积加工序列 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -24- 3.5.2 对零件底面进行局部加工 (精加工 ) 该加工方法是对先前 NC 工序残留的 材料进行清理，清楚工件转角上的残屑余料，减少工件的粗糙程度。该方法 要使用略小一号的刀具，但是不能比原来的刀具的直径小太多，转速可以提高，进刀也可以加快，以便进一步提高工件的加工质量。局部铣床可用于角部的精加工。 从新打开已经做好的加工文件，这是一个已经设置好了体积块铣削各项加工参数和制造设置的模型。 选择 加工 -菜单中的 NC 序列 命令，然后单击 新序列 命令，系统显示辅助加工 菜单，从中选择 局部铣削 -完成 ，在出现局部加工选项中选择NC 序列 -完成 ，随后出现的 选取特征 菜单下选择 NC 序列 ，在 NC 序列列表 中选择已经创建好的体积块铣削序列，如图 3-43 所示。 图 3-43 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -25- 随后出现的 序列设置 菜单中设置句不铣削参数，但是由于局部铣削要求、刀具直径要比粗加工的体积块铣削要小，所以同时选择刀具选项。单击 完成 ，然后参照图 3-44 进行刀具外形的设置（注意须另外定义个一个刀具的名称） 图 3-44 单击刀具菜单中的 确定 后，在 制造参数 菜单中选择 设置 ，弹出 参数树 设置菜单，参照图 3-45 设置好参数后，在菜单中选择完成。 图 3-45 进行制造设置 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -26- 加工参数设置好后，在 NC 序列 中使用 演示轨迹 -屏幕 演示 来模拟铣刀走到的路径，如图 3-46 所示 图 3-46NC 序列设置 单击 完成序列 ，完全存盘退出。 3.5.3 加工零件的内孔（ 25mm） 从新打开已经做好的加工文件，这是一个已经设置好了体积块铣削各项加工参数和制造设置的模型。选择 加工 -菜单中的 NC 序列 命令，然后单击 新序列 命令，系统显示 辅助加工 菜单，从中选择 孔加工 -完成 ，在出现孔加工选项中选择 深 -完成 ，如图 3-47 所示。 图 47 钻孔 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -27- 随后出现的 序列设置 菜单下选择 刀具 、 参数 、 孔 、 起始 、 终止 等参数 ，在 刀具设定 菜单 新建一个文件 .对其刀具进行设置后单击 完成 ，如图 3-48 所示。 图 3-48 对刀具进行设置 在出项的 编辑序列打孔 菜单中对其进行设置。如图 3-49 所示。 图 3-49 编辑序列打孔设置 在谈出的 孔集 菜单，在轴选项卡中单击添加，选择两个孔中心的轴。之后再选则选项卡中的 深度 -盲孔 ，之后分别对起始曲面和终止曲 面进行设置，在起始曲面选择工件上表面，终止曲面设置 Z 深度为 50。之后选择 直径 -添加 选择 25mm。选取下一个选项卡 曲面 ，选择孔的内面和工件上表黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -28- 面。单击 确定 -完成 /返回 ，在弹出的定义起始点和终止点进行选择。（注意在选择前在 AMD2 面上做两个不同的点 PONT0、 PONT1）。上述如图 3-50 所示。 对轴进行选择 图 3-50 所示对孔集进行设置 进行模拟仿真，这就不再叙述拉，可以参照上面的讲解。存盘后退出。 3.5.4 加工零件内孔（ 60mm） 此加工过程 和步骤同小孔方法一样，按照上述加工小孔的方法对大孔进行精加工。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -29- 4.数控机床加工代码的生成 生成数控机床加工代码的步骤如下： 打开刚刚制造好的零件，这是一个已经设置好体积块铣削 NC 序列的文件，文件打开如图 4-1 所示。 图 4-1 打开铣削模型文件 在 菜单管理器 中选择 CL 输出 NC 序列 ，为系统输出机床控制文件选择一个 NC 序列 ，如图 4-2 所示。 图 4-2 选出 NC 序列 在 轨迹 菜单中选择 文件 ，并保存输出类型为 CL 文件 、 MCD 文件 和 交互 ，在弹出的 保存副本 的对话框中选择保存的文件夹和文件名称，如图 4-3 所示。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -30- 图 4-3 单击 完成 ，系统给出拉 后置处理选项 ，选择 全部 和 跟踪 ，最后单击 完成 。系统显示 PPlist（后置处理列表）菜单，从中选择一种生成后置处理文件的数控系统格式， Pro/ENGINEER 在后台生成所需格式的 NC 代码文件，如图 4-4 所示。 如图 4-4 后置处理菜单 最后为 NC 序列输出的机床控制文件给出一个程序名称，如图 3-5 所示。 如 图 4-5 所示 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -31- Pro/ENGINEER 在选定的文件夹内生成机床控制文件。 将 seq0001.tap 的后缀改成“ .txt”并打开，机床的机器代码如图 3-6所示。 如图 4-6 所示 的方法分别生成零件上述是对零件粗加工后，经过计算机的计算刀具的走刀路径生成的数控代码。下面用同样底面精加工，和三个内孔加工的代码。分别如图 4-7、 4-8、 4-9 所示。 图 4-7 底面精加工序列 图 4-8 小孔加工序列 图 4-9 大孔加工序 列 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -32- 5.计算机与数控机床间的通信的简单介绍 计算机和数控机床间可以通过专用的传输软件进行机床控制文件的传输，PCIN 是专门用于计算和机床间数据传输的传输软件，其数据传输通信参数设置。 数控机床接收数据的准备工作完成后，将 PCIN 中的光标移动到 ATA-OUT菜单下，输入文件的盘符和文件名，将文本文档（ .txt）文件从所在盘直接传输到数控机床上。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -33- 结论 1.主要是基于 Proe 为计算机辅助工具进行机械加工。这样在生产过程中不仅 提高产品的产量和质量，扩大品种， 降低成本和消耗，稳定生产工艺，使用计算机 数控机床 已经成为必要。生产上采用 NC 以后，可以大幅度提高产量、质量，有效的优化全生产线生产过程，对于迅速提高经济效益起到立杆见影的效果。 2.用 Pro/E 进行零件设计、 NC 加工 。使用 Pro/E 进行开发设计，比使用其他软件快几倍，并能将三维视图转换为工程图。使用 Pro/E，对于任何复杂的零件，只要能绘出三维图，就能使三维图进入 NC 加工就能自动编制刀具路径，并在数控机床上进行加工，减少了烦琐的编程工作。 3.利用 Proe 实现模拟仿真的过程，可以很方便快捷的去时间零件的建 模。有住于在进行零件的设计。 4. 能够实现从设计到加工的无图纸化操作。 黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计） -34- 参考文献 1董丽华 Pro/ENGINEER 产品设计到制造 .北京：电子工业出版社。 2004.9 2赵德永、刘学江、