03.粗加工.doc

达康科技国际股份有限公司 编着第三章 粗加工粗加工Area Clearance Machining 在PowerMILL中提供了三种基本粗加工方式.分别为平行、环绕、外型及插铣如下所示，而粗加工在工法选单中又区分为2.5D与3D粗加工。平行Raster 以并行线之方式，加工模型轮廓与素材间的材料。环绕 Offset以等距补正方式，移动刀间距切削模型轮廓与素材间的材料 。外型 Profile - 只沿模型轮廓外型单刀加工. 。任一加工方式皆具有相同之参数设定如公差、预留量、刀间距、每层下刀、口袋加工及切削方向等等相同参数选项。 插铣 Plunge Milling 以快速的方式及稳定的刀负荷移除较深的材料 。 平行粗加工以下将说明平行粗加工之相关设定及其意义。平行粗加工操作说明1)由下拉菜单选取档案 范例 开启名称为 speaker.dgk 之模型。2)定义刀具为圆鼻刀，直径=20mm，圆角半径=3mm，刀长= 100mm。3)定义素材计算方式为最小/最大值。4)定义进给率选单，参数值自定。5)定义提刀高度设定选单，绝对高度-设安全高度=100，起始高度=80增量高度-设提刀类型为相对值，安全高度=2 ， 起始高度=1。6)定义刀具起始点选单，设定自动，素材中心安全高。7)选取工法选单如下图所示，点选3D粗加工 平行粗加工选项。8)设定选单参数a.名称 Rough rasterb.公差=0.1，预留量=1.0c.刀间距=9d.每层下刀=5.0e.切削方向=双向f.加工顺序=在.之前 切削方向=顺铣g.进刀移动=斜向下刀h.勾选圆弧平顺化i.勾选全刀宽侦测j.角度=手动909)执行 -取消 产生路径结果如下：10)若需变更参数可点选以下两个选项，做路径重新计算。编辑现有刀具路径产生新的批次路径 平行粗加工选项说明轮廓选项 Profiling此参数设定只作用于平行粗加工，其作用在于当平行粗加工后，自动沿模型的外形轮廓加工一刀，以避免因平行加工所产生之三角余料。加工顺序 When此参数提供了四种，定义轮廓外形加工顺序： 无None 不作轮廓外形加工。 在之前Before 先作轮廓外形加工再做平行加工。 随时During 以最少提刀模式自动判断加工顺序。 在之后After 先作平行加工再做轮廓外形加工。切削方向 Cutter Direction 此为定义轮廓外形加工之切削方向。双向Any 以不提刀双向方式加工。顺铣Climb 自动侦测模型顺铣方向作为加工方向。逆铣Conventional 自动侦测模型逆铣方向作为加工方向。轮廓切削补正 Final Profiling Pass这个选项设定打勾时，输入补正数值后。可在每层加工轮廓外形时，依补正值沿外型加工一刀，后再依预留量设定再沿外形铣最后一刀。如下图： 可选择每层精修或 单层一刀精修移除多余路径Remove Unnecessary Raster Spans当以较大刀具加工时，因平行加工可设定自动轮廓外形加工，故可能造成重复之路径，所以当此参数被设定时，较小的区域将不产生平行路径，而只做外形轮廓加工以免重复路径。全刀宽切削侦测Minimise Full Width Cuts当使用平形粗加工时，在某些区域可能发生刀具全刀宽加工现象，造成刀具过大负荷及磨损，若将此参数设定为开启，则系统将自动侦测并尽可能改变加工顺序或位置，以避免全刀宽现象产生。平均刀间距Maintain Constant Stepover当平形加工时，若皆以固定间距加工时可能会造成最后区域变为薄片状，若使用舍弃式刀刃时将造成刀片断裂或磨损。故此时可开启此参数，系统将自动避免此一现象发生。如下图所示： 平均刀间距 不设定平均刀间距 设定 角度区域Area 此参数系统将以范围为单位求出一最佳之角度。口袋Pocket 相同之区域以一最佳角度加工。模型Model 整个模型依一最佳角度加工。Z层别Level 依层为单位分别侦测后每层以一最佳角度加工。手动 Manual Angle使用者自定一角度作为加工角度.如下图： 环绕粗加工此方式将所设定之刀间距，以等距补正的方式产生环绕式的刀具路径，当刀间距大于刀具直径时PowerMIL将自动控制刀间距以避免残留余料现象。以下将说明PowerMILL环绕式粗加工之相关设定及其意义。环绕粗加工操作说明1)由下拉菜单选取档案 范例 开启名称为 speaker.dgk 之模型。2)定义刀具为圆鼻刀，直径=20mm，圆角半径=3mm，刀长= 100mm。3)定义素材计算方式为 最小/最大值。4)定义进给率选单，参数值自定。5)定义提刀高度设定选单，绝对高度-设安全高度=100，起始高度=80增量高度-设提刀类型为相对值，安全高度=2，起始高度=1。6)定义刀具起始点选单，设定自动，素材中心安全高。7)选取工法选单如下图所示，点选3D粗加工环绕粗加工选项。8)设定选单参数a.名称 Rough offsetb.公差=0.1，预留量=1.0c.刀间距=9d.每层下刀=5.0e.切削方向=双向f.进刀移动=斜向下刀g.勾选圆弧平顺化h.勾选转角平顺i.类型=模型j.切削方向=由外而内9)执行 -取消 产生路径结果如下环绕粗加工选项说明圆弧平顺化 Smoothing Enabled当此参数被开启时，系统将自动藉由下述参数，在路径尖角处转换为圆角切削，以减轻加工负荷，可设定转角半径(TDU)调整圆角大小。连结 当此参数被选择时，系统将自动藉由下述参数在路径进刀处转换为平顺连结，以减轻进刀负荷。 直线 平顺化 无 转角平顺 Maximum Smoothing Allowance此参数为控制路径转弯处圆角大小，其最大值为刀间距之40%，举例而言若刀间距为10mm则最大转角半径为 4mm。 不勾选 勾选使用螺旋线加工 Avoid Tool Overload当此参数被开启时，系统将自动藉由下述参数在刀具加工量超出设定值时，会自动改为螺旋线加工（避免吃满刀现象），以减轻进刀负荷。注:此设定须选择赛车路径才可开启此功能，类型选择模型。 不勾选 勾选角落螺旋渐进式进刀类型 全部-路径依模型和素材的形状产生路径。模型-路径依模型的形状产生路径，此为PowerMILL的赛车路径，此加工方式可提高加工切削速率的平顺度，避免产生转角加减速的问题，亦可减少刀具的磨损。 路径加工顺序 Toolpath Sorting 可选择自订加工顺序连结，最佳化的提刀顺序的应用。已建立 沿X轴方向，单向连结沿X轴方向，双向连结沿Y轴方向，单向连结沿Y轴方向，双向连结沿对角线1方向，单向连结沿对角线1方向，双向连结沿对角线2方向，单向连结沿对角线2方向，双向连结短连结封闭下一个区域同心圆放射状圆柱状方向Offset DirectionPowerMILL提供下述三种设定供使用者设定加工顺序，此选项须设定类型全部才可开启此功能选项。自动Auto 此参数系统将自动依公，母模特性分别依由外而内或由内而外加工顺序。由内而外Inside Out 由模型内部加工至外。由外而内Outside In - 由模型外部加工至内。下刀方式的指定形式可分为最佳化提刀与螺旋下刀方式。 外型粗加工此种方式将只加工模型外轮廓或素材轮廓 (亦即切层断面轮廓)。以下将说明外型粗加工之相关设定及其意义。外型粗加工操作说明1)由下拉菜单选取 档案 范例 开启名称为 speaker.dgk 之模型。2)定义刀具为圆鼻刀，直径=20mm，圆角半径=3mm，刀长= 100mm。3)定义素材计算方式为 最小/最大值。4)定义进给率选单，参数值自定。5)定义提刀高度设定选单，绝对高度-设安全高度=100，起始高度=80 增量高度-设提刀类型为相对值，安全高度=2，起始高度=1。6)定义刀具起始点选单，设定自动，素材中心安全高。7)选取工法选单如下图所示，点选3D粗加工外型粗加工选项。8)设定选单参数a.名称 Rough profileb.公差=0.1，预留量=1.0c.每层下刀=5.0d.切削方向=双向e.进刀移动=斜向下刀f.勾选圆弧平顺化g.路径顺序=口袋加工9)执行取消 产生路径结果如下： 插铣粗加工 Plunge Milling 此工法仅限使用于残料粗加工，其快速而稳定的刀具负荷移除较深的材料，可提高刀具寿命 插铣粗加工操作说明 1)由下拉菜单选取 档案 范例 开启名称为 Blisk.dgk 之模型。 2)定义刀具为端刀，直径=20mm，刀长= 100mm。 3)定义素材计算方式为 最小/最大值。 4)定义进给率选单，参数值自定。 5)定义提刀高度设定选单，绝对高度-设安全高度=20，起始高度=10 增量高度-设提刀类型为相对值，安全高度=2，起始高度=1。 6)定义刀具起始点选单，设定自动，素材中心安全高。 7)选取工法选单如下图所示，点选平行粗加工选项建立路径执行后。 8)以之前方法建立残料模型执行后。 9) 选取工法选单如下图所示，点选3D粗加工插铣粗加工选项。 10)执行取消 产生路径结果如下： 再次粗加工Rest Machining 这个选项用于参考粗加工刀具路径与残料模型，忽略这些加工过的区域，而产生新的加工路径，对未加工的区域作再次粗加工。主要用于：a.使用较小的刀具去加工较大的刀具无法加工的区域。b.使用相同的刀具设定新的Z轴切层，作不同高度的补层加工。c.可参考粗加工刀具路径与残料模型。再次粗加工参考刀具路径操作说明1)依speaker.dgk之模型产生上述说明的环绕粗加工路径(Rough offset)。2)定义刀具为圆鼻刀，直径=10mm，圆角半径=1mm，刀长= 50mm。3)定义素材计算方式为 最小/最大值。4)定义进给率选单，参数值自定。5)定义提刀高度设定选单，绝对高度-设安全高度=100，起始高度=80增量高度-设提刀类型为相对值，安全高度=2，起始高度=1。6)定义刀具起始点选单，设定自动，素材中心安全高。7)选取工法选单如下图所示，点选3D粗加工环绕粗加工选项。8)设定选单参数a.名称 Rest offsetb.公差=0.1，预留量=1.0c.刀间距=6d.每层下刀=1.0e.切削方向=双向f.进刀移动=斜向下刀g.勾选圆弧平顺化h.勾选转角平顺i.勾选螺旋线加工j.勾选余料加工k.点选刀具路径参考 Rough offsetl.设忽略残料少于=0.5m.设补正重罍距离=1.0n.勾选参考先前Z轴高度o.类型=模型9)执行取消 产生路径结果如下：再次粗加工参考残料模型操作说明1)依 speaker.dgk之模型产生上述说明的环绕粗加工路径(Rough offset)并产生残料模型。 如何建立残料模型1)在对象管理列处的残料模型按鼠标右键，点选建立 如下图所示。产生残料模型名称如下2)作动残料模型1按鼠标右键，点选执行素材 如下图所示。3)在残料模型1按鼠标右键，点选计算。产生素材残料模型如下：4) Rough offset刀具路径须作动，再次在残料模型1按鼠标右键点选执行第一刀具路径 如下图所示。 或在Rough offset刀具路径的右健编辑中,选择新增到残料模型 此应用的方式可选择多条刀具路径加入残料模型中做运算。5)再次在残料模型1按鼠标右键，点选计算。完成计算残料模型如下：6)此残料模型名称就可在勾选余料加工中，选择残料模型名称作参考 如下图。7)残料模型用于表示切削刀具作机械加工后所剩余的余料，首先须建立残料模型名称，接着执行计算。你可以执行所有刀具路径后计算残料模型或是在作动刀具路径执行计算每一条路径的残料模型。在次功能列中你可以依选项执行所要观看的残料模型，例如设定余料预留量显示余料区域。设预留量=2 ，显示余料区域 如图标：点选 “+” 树形图，透过清楚标注的图示可以了解各个路经与残料模型之间的设定关系。点选体积可计算残料模型的体积 残料模型着色残料模型现在可以显示为线架构或着色残料模型。这个选项可以通过残料模型对象的右键之选单来使用。以下为线架构选项显示之前的版本就可使用的视图。 着色选项显示着色的视图。注意:你仅可以在PowerMILL 6.0 (或之后)的版本中建立残料模型使用着色；但不可用在之前版本中。而着色会影响项目的容纳大小,要储存项目前勿必将着色的选项切换到线架构的方式,再储存。 其它选项设定说明编辑现有刀具路径可重新设定参数选项，并计算后覆写原来的路径。产生新刀具路径可重新设定参数选项，并计算后再产生一新的路径与之前版本的批处理设定同。 可由下拉式选择欲加工之刀具。产生新刀具可由此下拉式选择刀具类型建立所需的刀具，与对象管理列的产生刀具亦同。公差决定刀具路径正负之间的精确度。 预留量定义刀具路径加工后，材料残余的留料程度。并可经由点选 ，切换不等预留设定。 使用者自订刀间距切层数量。刀间距定义路径单节加工之距离。每层下刀定义路径层与层加工之距离，此选项可分为自动与手动。自动当选择自动时，则系统会自行依所输入的 Z 高(度)。侦测素材尺寸作等距分层加工 。加工平面 而加工平面时系统会自行侦测模型有平面的曲面，可选取Z层别或区域方式，依预留量在平面的地方多增加一层，其作用能够使模型预留一致，也可避免在分层时造成平面与所设定的预留不一致，产生加工后留料不平均现象。 Z层别 区域 无 手动当选择这个选项时，允许你们能够依所要加工的切层自行定义Z 高(度)。 选择手动，点选图形钮 出现如下选单：PowerMILL有五种方式定义Z轴切层高度，分割数量Number、每层下刀Stepdown、数值Value、内插值Intermediate和平面。Z轴切层 Create Z Heights分割数量Number 以所输入之数值等分素材做为每次加工深度。每层下刀Stepdown 依所输入之数值作为每次加工深度，并以素材最高为起算素材最低为值，其中 平均切削深度 此参数作用在于使每次加工深度等值，故可能所得之加工深度与所设定之深度不同，而PowerMILL会以最接近之数值运算。指定数值Value 此选项将指定单一Z高度作为加工切层，PowerMILL允许您可重复指定不同之深度。内插值Intermediate 已存在之Z轴切层中，层跟层之间再加一层切层。平面Flat 按目前所设定的公差及预留量寻找要切层的平面区域，与设自动勾选加工平面的功能同。依选项定义后，点选计算即可产生Z层高度，若欲删除全部或某切层可点选 图形钮。参考Reference 从以下选项选择，允许 Z 高(度)的附加或者删除。 此功能选项可侦测重复切层的重复加工或者删除之。刀具路径Toolpath 允许由刀具路径的高度，决定的Z高度的附加。 边界Boundary 允许由边界的高度，决定Z高度的附加。参考线Pattern 允许由参考线的高度，决定Z高度的附加。特征Feature Set 允许由特征的高度，决定Z高度的附加。再选择次功能选项做计算来合并切层或删除切层。全部合并Append All合并最高点Append Top合并最低点Append Bottom全部删除Delete All删除顶部Delete Top删除底部Delete Bottom找到共同Find Common删除已选 Delete by Picking 允许你们透过工作窗口选择删除 Z 切层。 点选图型钮，显示Z轴切层直接在工作窗口选择要删除的Z切层选择的Z切层会呈现虚线状态，在点选删除之 如下图所示：切削方向Cutter directions 此参数提供加工时切削的方 向，包括有 顺铣(Climb)、逆铣(Conventional) 及 双向(Any) 等，PowerMILL将依所指定方式自动判断模型之加工顺逆铣削方向。边界Boundary 使用边界限制加工范围，这允许你依设定的边界产生加工路径。可由下拉式选择欲加工之边界名称。建立边界 可由此下拉式选择边界类型建立所需的边界，与对象管理列的边界建立亦同。修剪 Limit 定义刀具接触边界的范围。 刀具中心Tool Centre 刀具中心在边界上。刀具圆周Tool Periphery 刀具直径在边界内，加工范围较小。 边界修剪Trimming 定义边界的内外产生刀具路径。加工内部Keep Inside 在边界内产生刀具路径。加工外部Keep Outside 在边界外产生刀具路径。 平行加工范例中已详细说明。区域过滤Area Filter 此参数选项将依刀具直径倍数作为过滤加工区域功能。使用者可利用此参数分别针对大或小区域做移除刀具路径，可避免刀具因加工时，路径未过刀具半径而造成刀具损坏。移除Remove 此移除参数将指定如下：大于Larger 移除大于所指定尺寸之区域。小于Smaller 移除小于所指定尺寸之区域。包含移动斜向距离Filter Only Enclosed Areas 含有进刀移动斜向的小区域范围将被过滤之。进刀移动Lead in Moves PowerMILL之粗加工 路径的下刀(层与层之间)共提供下述三种方式，说明如下：类型Type：此参数在于指定粗加工之下刀方式.缓降下刀 Plunge：粗加工下刀依直接下刀方式，Z轴快速移动至所指定之缓降高度，依下刀速度进刀。斜向下刀 Ramp：您可依左侧的选项，设定斜向进刀方式及相关参数。参数中 下斜角 (Zig) 为定义下刀斜向角度，而 右斜角 (Zag) 则为指定次下刀时角度，两角度之分界将由 斜向长度 (Ramp Length) 所控制，如下图：斜向长度(Ramp Length) 之指定是依刀具直径之倍数 (TDU)。例如，当刀具为10mm，设定斜向长度 = 2 TDU，则其尺寸将为 20mm。一般而言斜向长度须大于刀径如此才可确实清除下刀处之残料。钻孔Drill：系统于下刀处预先产生一钻孔循环路径以供粗加工前使用。外部进刀 Approach OutsidePowermill的刀具路径允许路径在素材的外部进刀，此选项可避免直接插刀现象。钻孔位置 Drilling Holes若钻孔路径并非在适当位置时， 此时可利用输入(参考线)与输出孔(特征)来定义钻孔的位置且必须于切层断面内。路径顺序 Ordering口袋加工Pocket此参数设定的加工顺序为依区域加工。Z层别Level此参数设定的加工顺序为依层加工。此箭头选项中包含了切层断面的设定，可依内容选项作计算与删除切层。切层断面Slices 可依以下方式产生切层断面模型Model特征Feature Set边界Boundary参考线Pattern档案File刀具路径Toolpath平面Plat勾选显示并计算之，若欲编辑删除之，可依下列选项。删除已选Delete by Picking删除指定层Delete a Specified Level删除依口袋区域Delete a Specified Pocket删除