PowerMILL 培训教程-三维区域清除.doc

PowerMILL 3. 三维区域清除3. 三维区域清除简介对三维模型部件进行初加工的主要方法称之为三维区域清除策略。这种策略提供了多个二维区域清除选项，从零件的最上层轮廓，一个切面一个切面地按用户指定的Z高度，依次逐层向下加工等高切面，直到零件轮廓。 系统同时还提供了一个相似的策略组2.5D区域清除策略，用它来进行 PowerMILL 2.5D 特征加工（课程最后一天将介绍这方面的内容）。区域清除加工时，刀具向下切入到一个指定Z高度，全部清除此区域（切面）后，再下切到下一Z高度并重复上述过程。通常也将这种加工方法称之为水线初加工。0For some components a secondary Area Clearance strategy is applied using the Rest Machining options in conjunction with a smaller roughing tool.对某些部件来说，可使用残留加工方法，用一较小的粗加工刀具对部件进行二次区域清除加工。This will locally remove pockets of excess material inaccessible to the original Tool Reference Toolpath or Stock Model.残留加工将局部切除原粗加工刀具无法加工到的区域，如型腔区域的剩余材料或是残留模型中的残留材料。This will reduce the degree of tool overload and provide a more consistent material removal rate for any subsequent Finishing operations.使用残留加工方法可降低刀具载荷，使随后的精加工操作能具有更稳定的材料切除率。0 如果加工对象是铸件或锻件，则可能不需要进行任何区域清除加工而直接进行半精加工。刀具路径需要使用合适的值来控制刀具路径的切削精度和残留在材料上的材料余量。这两个值的控制参数分别为公差和余量，它们可预先设置。 余量指定加工后材料表面上所 留下的材料量。可指定一般余 量（如图所示），也可在加工 选项中分别指定单独的轴向和 径向余量。 也可对实际模型中的一组曲面指定额外的余量值。 大公差 小公差公差用来控制切削路径沿工件形状的精度。初加工可使用较粗糙的公差，而精加工必须使用精细公差。注 如果余量值大于零，则其值必须大于公差值平行区域清除范例 激活浏览器中的刀具 D50t6。 从主工具栏中点取刀具路径策略图标。 选取三维区域清除标签。 从打开的表格中选取平行区域清除模型选项。 输入名称 D50T6_A1。 设置行距为 20。 设置下切步距为 10。 其它选项使用缺省设置，点击应用按钮。 处理完毕后，取消表格。打开平行区域清除模型表格后，浏览器视窗中即产生一未经处理的刀具路径（刀具路径的缺省名称在此已改变为D50T6_A1）。 此后可点击刀具路径图标来激活或不激活此刀具路径。点击加号 + 可展开树，查看用于产生刀具路径的全部数据的记录。在此，红色的点划线代表快进移动，淡蓝色的线代表下切移动。从上图可看到，下切距离太长，时间大量地浪费在刀具在自由空间的下切移动上，而这个下切过程的大部分都可以快进移动代替。我们可重新利用当前刀具路径，用新的设置来提高刀具在部件间的移动效率，加大以快进速率移动量。 右击浏览器中的刀具路径，打开弹出下拉菜单。注：也可使用下拉菜单中的激活开关选项来激活或不激活刀具路径。 选取设置选项，重新打开平行区域清除模型表格。 点击下图箭头所示的“重用刀具路径”图标。 从主工具栏中选取快进高度图标 。 如下图所示，在快进高度表格中选取掠过选项并将安全Z高度改变为 5 ，开始Z高度改变为 3 。 接受上面的表格并点击平行区域清除模型表格中的应用。处理完毕后，点击取消，关闭表格。 于是刀具现在将从每一等高切面自定义的相对开始Z高度进行局部下切移动（浅蓝色移动）并按相对安全Z高度（紫色移动）以快进速度通过初加工过的区域。这样即通过在快进高度表格中选取掠过选项，设置使用相对安全Z高度和开始Z高度，重新设置了刀具路径（注：实际操作中编辑和复制刀具路径时可改变多个参数）。下面我们将复制上面的刀具路径，然后使用区域过滤器选项删除四个拐角的单个刀具路径。 选取设置选项，重新打开平行区域清除模型表格。 点击下图箭头所示的“复制刀具路径”图标。 表格的左下角是区域过滤器部分。按下图所示设置输入相应的值。（注，不勾取仅过滤闭合区域）。 于是将过滤掉全部跨距离小于刀具直径单位（TDU） 的刀具路径，它们将不会出现在产生的刀具路径中。不勾取仅过滤闭合区域意味着过滤过程中将包括毛坯以外的刀具路径区域。 应用平行区域清除表格，计算完毕后点击取消，关闭表格。这样即使用缺省平行区域清除策略用平行路径加工完毕模型的主体部分。模型周围剩下的几个拐角可随后使用单个轮廓策略一次加工完毕。 浏览器中产生了一新的不包括模型拐角部分加工的刀具路径 D50T5_A1_1 。仿真刀具路径ViewMill 提供了三维图像仿真解决方案，使用它可在加工前对加工路径进行检查。ViewMill 具有其自带的独立工具栏，通过主工具栏中的加工仿真工具栏图标可打开或关闭此工具栏。目前具有两个不同版本的ViewMill，新版本正式发行后，旧版本就不再使用。就目前来说，新版本对三轴加工来说并没有什么特殊的优点。以下范例我们还是使用原始的ViewMill版本，在随后P39页中的范例中我们将介绍新的版本。激活刀具路径在先选项。 在与上面相同的菜单中选取计算选项，于是我们得到下图所示的残留模型。 在与上面相同的菜单中选取显示残留材料选项，于是我们得到下图所示的残留模型。 在与上面相同的菜单中选取显示选项 阴影选项，于是我们得到下图所示的残留模型。 在PowerMILL浏览器中激活刀具路径 D16T3_D1。 右击刀具路径图标，从弹出菜单中选取设置选项，重新打开偏置区域清除模型表格。 点击下图箭头所示的“复制刀具路径”图标。 在表格右下角的残留加工域如下图所示，改变设置为使用残留模型 - 1。 点击应用按钮后，即可得到下图所示的名称为D16T3_D1_1的残留加工刀具路径。我们可看到新产生的刀具路径效率更高。 取消此偏置区域清除表格，从屏幕上我们可看到下面的刀具路径。0Although the Stock Model has been used to define the area to be machined the new toolpath is not automatically added to the Stock Model.尽管使用了残留模型来定义加工区域，但是新产生的刀具路径并未自动增加到残留模型中。This is carried out as a secondary operation if required by the user.用户可更加自己的需要来增加它。中选项，动态模拟刀具路径（点击Esc可停止动态模拟）。刀具进行连续的顺铣加工，每条刀具路径的开始位置都和材料毛坯具有一定的距离，这样便于进给加速，使刀具切入工件前的进给率达到最佳。每条路径都保持非常恒定的材料切削率。这个策略存在的唯一一个问题是，刀具路径方向偶尔会突然改变。我们可使用高级设置，通过自零件中心向外逐渐弄直刀具路径来改善这种缺陷。 为此需指定一自名义行距的偏差。 右击浏览器中的刀具路径，打开弹出下拉菜单。 选取设置选项，重新打开偏置区域清除模型表格。 点击下图箭头所示的“复制刀具路径”图标。 于是重新打开偏置区域清除表格，勾取光顺余量选项，滑块设置使用缺省设置 (25%)。 点击应用，产生一新的应用了25%光顺策略的刀具路径 d16t3_hsm1_1 。比较这两条三维偏置区域清除刀具路径（类型模型），可看到第二条刀具路径和第一条刀具路径相比要更加平滑（因为应用了25% 光顺选项）。 从主菜单选取文件 删除全部，删除当前项目的全部数据。 从主工具栏中选取工具 重设表格这样不用退出PowerMILL就可将全部表格设置为系统的缺省设置状态。区域清除加工的基本信息以下是区域清除表格中的其它的一些选项的说明，这些内容在程序中的帮助部分也可找到（英文）。点击区域清除表格中的余量按钮，打开轴向余量表格可输入不同的径向和轴向余量值。精加工表格中也提供了类似的工具。限制刀具过载勾取限制刀具过载后，当刀具遇到预先设置的过载条件后，PowerMILL会自动输入一摆线刀具路径，以减少刀具的全刀宽切削。通常这种过载出现在拐角、狭窄的槽、等处。刀具过载量由表格中的滑块控制，以百分比描述。Z 高度如果在区域清除表格中将下切步距设置为手动，则可用五种方法产生 Z 高度，它们分别是：分割层数，下切步距，高度数值和中间层数以及平面。分割层数 - 按给定层数等距分割毛坯，最低层在毛坯的底部。 下切步距 - 首先在毛坯的底部产生一 Z 高度，然后在 Z 方向按给定高度逐渐上移。设置保持恒定下切步距选项后，系统将自动修改下切步距值，使得产生的层间的距离均匀并尽量接近指定的下切步距值。高度数值 - 按给定值产生单个 Z 高度。可按所需指定任意多个 Z 高度，但一次只能产 生一个。平面 - 识别模型中的平坦区域并按此平坦区域的高度产生一Z高度（余量）。中间层数 - 在当前 Z 高度间增加指定数量的 Z 高度。附加Z高度也可使用已保存的区域清除刀具路径的Z高度。某一刀具路径被激活后，附加按钮即被激活。轮廓加工对平行区域清除策略来说，可对每一层进行轮廓加工，以清除刀具留下的台阶刀痕。在此有三种选项 之前、之间和之后供选择。使用偏置、轮廓或平行区域清除策略时也可应用额外的一些轮廓加工路径选项，如每一Z高度，最后的Z高度。注：偏置和轮廓策略将沿部件轮廓加工。何时决定加工过程中何时运行轮廓路径，它有四个选项：无 不运行轮廓路径。在之前 PowerMILL 首先运行轮廓路径，然后再运行平行路径。在期间 在运行平行路径过程中，系统将寻找并运行轮廓路径。在之后 PowerMILL 最后运行轮廓路径。切削方向决定刀具运行方向。选取单方向多半会增加提刀次数。任意 选取此选项后，刀具将在双方向移动，同时进行顺铣和逆铣。 顺铣 选取此选项将迫使刀具仅在一个方向运动，仅进行顺铣。逆铣 选取此选项将迫使刀具仅在一个方向运动，仅进行逆铣。 最终轮廓路径此选项位于区域清除表格中的轮廓区域内，选取此选项后，在区域清除加工中将首先按一定余量进行区域清除加工，随后在同样的Z高度进行无余量的最终轮廓路径加工。使用此选项可进一步减少刀具磨损。允许刀具在毛坯以外允许刀具在毛坯以外选项方框位于高级区域清除表格中，点击区域清除表格右边中间的箭头可打开高级区域清除表格。点取此选项后允许按指定行距运行平行或偏置路径的第一条路径，而不是按全刀具半径值运行。斜向此方法可用在刀具无法从毛坯外部切入刀具路径的全切削深度位置的情况（如型腔内）。左斜角是刀具沿加工方向斜向切入毛坯时形成的坡度。有三种不同类型的斜向切入选项，它们分别是沿刀具路径、圆弧和直线。如果将左斜角的长度（斜向长度）限制在一有限距离，则将应用和左斜角移动方向相反的另外一种斜向移动右斜角移动。斜向长度以“刀具直径单位” (TDU) 来表示，例如，若刀具直径为 10mm ，则 2 TDU 的斜向长度相当于 20mm。通常斜向长度应大于刀具直径，以便于从刀具底部排屑。右斜角如果勾取了有限斜向长度选项，则 PowerMILL 将插入右斜角进刀。右斜角的系统缺省设置是独立选项旗标置为开，即需自行输入最大角。其缺省设置为 0 度。旗标置关时，其值将与左斜角相同。 如果选取了外部接近选项，则在保证不出现过切的情况下，将优先使用外部接近切入方法。如果斜向切入设置会导致过切，则它将被下切切入方法所替代。平坦面加工PowerMILL的区域清除策略中提供了一个选项供用户控制模型中的平坦区域的初加工。该选项位于区域清除表格中的加工平坦区域中。 输入模型 PowerMILL_DataModelsFlats.dgk 产生一名称为EM12，直径为12mm的端铣刀 计算毛坯 设置快进高度并确认开始/结束点设置为缺省设置：开始点毛坯中心安全高度，结束点最后一点安全高度。 从刀具路径策略表格中选取偏置区域清除选项。 参照下图填写表格。 应用然后取消表格我们可看到当加工平坦区域设置为关时，刀具路径将忽略模型中的平坦曲面。它将保持一恒定的下切步距值，在每个Z高度上进行切削，对整个毛坯进行区域清除加工。 复制此刀具路径。 将加工平坦区域选项改变为层（即缺省设置）， 将名称改变为 Flats Level。 应用然后取消表格。我们可以看到，此区域清除刀具路径从平坦曲面上切除材料，在平坦曲面上仅留下1.1毫米的材料（相当于表格中设置的余量和公差之和）。新增了一些等高切面，刀具路径一直清除到毛坯边缘 。 复制此刀具路径。 将加工平坦区域选项改变为区域。 将名称改变为 Flats Area。 应用然后取消表格。这条刀具路径和前一条一样清除平坦曲面，当路径仅延伸到部件平坦区域的边缘。和使用层选项相比，它提供了一较短的刀具路径。也可仅加工平坦区域。用户可首先将加工平坦区域设置为关进行初加工，然后使用第二次操作来清除平坦区域。 复制此刀具路径。 按下右图所示箭头，打开高级区域清除表格部分。 从等高曲面选项下拉列表中选取平坦面选项。 计算等高切面。 应用然后取消表格。在此，区域清除刀具路径忽略了下切步距