《ProEngineer Wildfire 操作》-第 7 章 ProE NC 加工

7.1NC加工模块介绍Pro/E提供了功能强大的辅助工具——Pro/ENC模块，使用户可利用Pro/ENC实现产品的CAD/CAM相结合，配合NC加工制造过程中所需要的各项加工参数及相应的毛坯、夹具、刀具、机床等，来编制产品的各种加工制造工艺和数控程序。利用Pro/ENC进行加工操作设计后，刀具相对于加工坐标系运动而产生的刀位路径数据称为CL（CutterLocation）数据。所得到的CL数据可以利用检测模块（Pro/ENC—CHECK）模拟刀具的运动过程，观察实际进行加工时的切削状况，预测误差及检查过切，据此可进一步修改加工操作设置，以减少废料的产生，避免加工错误，实现制造流程最佳化的目的。产生的CL数据，可由后置处理模块（Pro/ENC—POST）进行数据的转换，得到适用于实际加工的数控程序。Pro/ENC模块及其应用范围见表7-1。返回7.2NC加工操作界面介绍7.2.1进入Pro/ENC加工制造模块进入Pro/ENC加工制造模块的具体操作步骤如下。1）启动Pro/E，选择菜单栏中的“文件”→“新建”命令或单击按钮，系统弹出“新建”对话框，如图7-1所示。在“类型”选项组选择“制造”单选按钮，在“子类型”选项组选中“NC组件”单选项，输入加工文件的名称“am1”（系统默认为mfg0001.mfg），取消“使用缺省模板”复选框的选中，单击“确定”按钮。2）弹出“新文件选项”对话框，如图7-2所示。在“模板”选项组中选择“mmns_mfg_nc”，单击“确定”按钮，进入Pro/ENC加工制造模块。下一页返回7.2NC加工操作界面介绍7.2.2NC加工主窗口主窗口是进行NC加工操作设置及图形显示的区域，其中主要有文件标题栏、菜单栏、工具栏、信息区、设计绘图区及提示区等，如图7-3所示。7.2.3菜单管理器菜单管理器会在用户操作的过程中，以下拉菜单的方式提供加工所需的各设置选项，进行各种数据的设定，如图7-4所示。下面简单介绍各选项的功能。1）“制造模型”：主要用于制造模型的相关操作，如装配或创建参照模型和工件等。2）“制造设置”：主要是对加工操作环境进行设置，如设置工作机床的参数、建立加工刀具数据等。上一页下一页返回7.2NC加工操作界面介绍3）“处理管理器”：选择此选项，可以弹出“制造工艺表”对话框，它列出了全部制造工艺对象，如机床、刀具和NC序列等。4）“加工”：主要有定义NC序列及参数设置和生成、演示刀具路径，以及对生成的加工路径进行检测等功能。5）“CL数据”：可以对生成的加工路径数据进行整理、输出、显示等操作。6）“修改”：可以对加工模型、加工操作环境等参数进行修改，如零件的尺寸、NC序列等。7）“再生”：对修改后的加工模型、加工操作环境等参数进行重新计算。8）“元件”：可以对装配元件进行操作，如对模型树的顺序进行重排、创建新零件等。上一页下一页返回7.2NC加工操作界面介绍9）“设置”：用于设置附加装配信息。10）“关系”：选择此选项，可以弹出“关系编辑器”对话框，可供用户进行关系方程的设定。11）“程序”：可调用Pro/Program功能。12）“集成”：用于解决源对象与目标对象之间的差异。7.2.4导航区导航区包括“模型树”“文件夹浏览器”“收藏夹”和“连接”4个选项卡。用户可以根据不同的需求，选用不同的标签，以方便操作。上一页返回7.3NC加工操作步骤利用Pro/ENC实现产品数控加工的基本过程与实际加工的过程基本相同。Pro/ENC数控加工工艺过程如图7-5所示。下面分别对操作步骤进行简要说明，以帮助读者对Pro/ENC的操作过程有一个整体的认识，具体操作及相关选项的解释将在本章节叙述。通俗地说，在加工时要有一张加工图纸，在Pro/ENC加工模块中，这张加工的三维图纸就是“参照模型”。在加工时还要有一个加工毛坯，在Pro/ENC加工模块中，这个毛坯就是“工件”。1）参照模型：参照模型是进行数控加工操作的基础，模型中的表面、边线、轮廓等特征都可以作为刀具路径的参照。参照模型的几何要素提供了参照模型和工件之间的一种关联，这种关联使得设计模型发生变化时，所有相关操作都发生相应的改变，从而体现出Pro/E系统全参数化的优越性。参照模型可以在零件模块中创建，也可以在制造模块中创建。下一页返回7.3NC加工操作步骤2）工件：工件是数控操作的加工对象，即工件毛坯。工件的几何形状可以为任意形状，主要由设计者提供零件的加工工艺进行确定，毛坯一般为棒料、板料、铸件和锻件。Pro/NC中的工件可以是零件模式下创建的一个.Prt文件，也可以是.Asm组件，还可以通过复制参照模型、修改尺寸、删除或隐含特征来代表实际的工件。另外，工件还可以在制造模式下直接创建。3）制造模型：制造模型一般由参照模型和工件组成，参照模型可以通过装配命令组合在一起。一个完整的制造模型应该包括零件形状数据与工件的几何形状数据及空间位置关系，当一个完整的制造模型创建完成后，应该包含4个单独的文件，即参照模型、工件、加工组件和加工工艺文件。上一页下一页返回7.3NC加工操作步骤Pro/ENC数控加工的操作过程包括操作建立制造模型、设置加工操作环境（机床、刀具、夹具、退刀面等设置）、加工设置（进行NC序列设置、后置处理），最后通过生成的程序驱动数控机床进行数控加工。1）创建制造模型。参照模型和工件需要的模型可以在零件模块中创建，然后在制造模块中调入并装配完成，也可以在制造模型中直接创建。2）加工环境设置。根据参照模型和工件毛坯的特点，加工环境的设置包括机床的参数设置、夹具设置、退刀面设置及刀具设置。上一页下一页返回7.3NC加工操作步骤3）创建NC序49。NC加工过程中涉及多种加工方法，每一种加工方法应对的加工参数不同，加工方法的设置即为NC序列设置，创建一个NC序列主要包括以下步骤：名称设置、刀具设置、参数设置、加工区域设置、产生刀位数据文件。Pro/ENC中铣削加工方法有体积块、局部铣削、曲面铣削、表面、轮廓、腔槽加工、定制轨迹、轨迹、孔加工、螺纹、刻模、陷入、粗加工、重新粗加工、精加工、拐角精加工、手工循环、2轴、3轴。Pro/ENC中车削的加工方法有区域、轮廓、凹槽、螺纹和孔加工。4）后置处理。由于刀位数据文件不能直接用来控制数控机床的运行，因此需要通过后处理设置把刀具位置数据文件转换成机床能够识别的代码，用后处理文件来控制机床的运行。上一页返回7.4NC加工实例由于NC加工模块掌握起来难度较大，对初学者的专业性和实际生产经验都有一定的要求，因此本书提供一个简单的例子，介绍NC加工模块的设计流程，供初学者参考。本零件的加工可分为4个工步来完成：体积块粗加工、轮廓铣削、凹槽铣削以及局部铣削。加工内容、加工方式、刀具、主轴转速、刀具进给等机械参数见表7-2。1．创建零件模型打开Pro/E，创建一个名为“prt001.prt”文件，取消“使用缺省模板”复选框的选中，选择“mmns”模板，以“FRONT”面为零件的底面，零件尺寸如图7-6所示，创建零件模型，如图7-7所示。下一页返回7.4NC加工实例2．创建制造模块创建制造模块的具体操作步骤如下。1）创建参照模型。打开Pro/E，新建一个类型为“制造”，子类型为“NC组件”，选择“mmns_mfg_nc”模板，文件名为“milling”文件。在菜单栏中选择“插入”→“参照模型”→“装配”。选择刚才建立的“prt001.prt”文件，在“装配”操控板中选择“缺省”，单击“确定”命令按钮，在“创建参照模型”对话框中的选择“继承”单选项，单击“确定”按钮，如图7-8所示。2）创建工件模型。选择菜单栏中的“插入”→“工件”→“自动工件”命令。在操控板中单击“放置”按钮，弹出“放置”对话框，修改参数如图7-9所示，将“X整体”设置为“480”，“Y整体”设置为280，单击“确定”按钮。生成一个工件完全包裹的product零件，如图7-10所示。上一页下一页返回7.4NC加工实例3．加工环境设置此环节涉及的机床和加工工艺参数太多，有些工艺参数的选择需要定的专业和实际经验。这里只能简单地介绍几个步骤，设置必要的工艺参数。1）选择菜单栏中的“步骤”→“操作”命令，系统弹出“操作设置”对话框，如图7-11所示。2）单击“操作设置”对话框中的“定义机床”按钮，弹出“机床设置”对话框，按照图7-12所示的进行设置。依次单击“保存”和“确定”按钮，完成机床设置定义。上一页下一页返回7.4NC加工实例3）在“操作设置”对话框中，单击“机床零点”后面的“选取”按钮，然后选择“NC_PRT__CSYS_DEF”坐标系为加工坐标系。注意：如果默认的坐标系的Z轴方向没有与加工方向一致，那么用户需自行选择其他与加工方向一致的坐标系；否则，系统将无法进行加工程序的工作。4）单击“确定”按钮完成操作设置，此时在菜单栏的“步骤”菜单中，多了一系列的加工序列，如图7-13所示。4．铣削体积块创建铣削体积块的具体操作步骤如下。1）单击右侧工具栏中的“铣削体积块”按钮，进入创建铣削体积块的环境。上一页下一页返回7.4NC加工实例2）选择菜单栏中的“插入”→“拉伸”命令，弹出“拉伸”对话框。利用“拉伸”命令，在零件的顶面草绘出图7-14所示的铣削体积块草绘图。3）拉伸至零件的底部平面，完成铣削体积块的创建，如图7-15所示。4）创建体积块加工序列。选中菜单栏中的“步骤”→“体积块粗加工”命令。弹出NC序列的“菜单管理器”对话框，选择“序列设置”中的“名称”“刀具”“参数”“退刀曲面”及“体积”复选框，如图7-16所示，最后单击“完成”按钮。5）输入NC序列的名称“FIRST”。6）在弹出的“刀具设定”对话框中设置参数，如图7-17所示。然后依次单击“应用”和“确定”按钮。上一页下一页返回7.4NC加工实例7）弹出“编辑序列参数“FIRST””对话框，各项参数设置如图7-18所示。在“切削进给”输入“200”，“步长深度”处输入“4”，“跨度”处输入“8”，“安全距离”处输入“30”，“主轴速率”处输入“2000”，再单击“确定”按钮。8）弹出“退刀设置”对话框，设置退刀面距离为“150”，如图7-19所示。工作区会出现黄色的退刀平面，单击“确定”按钮完成设置。9）系统提示选择一个体积块，选择步骤3中通过拉伸方法创建的体积块。10）在“菜单管理器”中选择“播放路径”→“屏幕演示”选项，弹出“播放路径”对话框，如图7-20所示。单击“播放”按钮，可以生成图7-21所示的刀具轨迹路径图。最后选择“菜单管理器”中的“完成序列”选项。上一页下一页返回7.4NC加工实例5．轮廓铣削轮廓铣削的具体操作步骤如下。1）选择菜单栏中的“步骤”→“轮廓铣削”命令，弹出NC序列的“菜单管理器”，选中“序列设置”下的“名称”“刀具”“参数”及“加工曲面”复选框，单击“完成”按钮。2）输入此NC序列的名称“SECOND”。3）弹出“刀具设定”对话框，按照图7-22所示的样式设置参数。单击“应用”按钮，再单击“确定”按钮。4）弹出“编辑序列参数‘SECOND’”对话框，在“切削进给”处输入“200”，“步长深度”处输入“5”，“安全距离”处输入“40”，“主轴速率”处输入“2000”，再单击“确定”按钮完成设置。上一页下一页返回7.4NC加工实例5）系统弹出“曲面”对话框，如图7-23所示先暂停操作，在左侧模型树中将工件隐藏，将拉伸生成的体积块隐藏。再继续“曲面”对话框中的操作，按住〈Ctrl〉键选择零件周边的4个曲面，如图7-24所示，最后单击“确定”按钮。6）在“菜单管理器”中选择“播放路径”→“屏幕演示”选项，显示如图7-25所示的刀具路径轨迹。7）在左侧模型树中，取消刚才隐藏的工件和体积块，完成序列的设置。8）在“菜单管理器”中选择“序列信息”选项，弹出图7-26所示“信息列表”的菜单，然后选择“完成选取”选项，获得加工信息，如图7-27所示。上一页下一页返回7.4NC加工实例6．凹槽的体积铣削凹槽的体积铣削的具体操作步骤如下。l）单击右侧工具栏中的“铣削体积块”按钮，进入创建铣削体积环境。2）选择菜单栏中的“插入”→“拉伸”命令。以零件顶部平面为草绘平面，草绘图7-28所示的图形。完成草绘后，拉伸至零件底部平面，完成铣削体积块的创建。3）选择菜单栏中的“步骤”→“体积块粗加工”命令。弹出NC序列的“菜单管理器”，选中“序列设置”中的“名称”“刀具”“参数”“退刀曲面”及“体积”复选框，单击“完成”按钮。4）输入NC序列的文件名“THIRD”。上一页下一页返回7.4NC加工实例5）弹出“刀具设定”对话框，输入参数，如图7-29所示。单击“应用”按钮，再单击“确定”按钮。6）弹出“编辑序列参数‘THIRD’”对话框，在“切削进给”处输入“200”，“步长深度”处输入“4”，“跨度”处输入“8”，“安全距离”处输入“50”，“主轴速率”处输入“2000”，再单击“确定”按钮。7）弹出“退刀设置”对话框，设置退刀面距离为“150”，单击“确定”按钮完成设置。8）选择步骤2生成的体积块，单击“确定”按钮。9）在“菜单管理器”中选择“播放路径”→“屏幕演示”选项，弹出“播放路径”对话框，单击“播放”按钮，可以生成图7-30所示的刀具轨迹路径图。最后选择“菜单管理器”中的“完成序列”选项。上一页下一页返回7.4NC加工实例7．局部铣削局部铣削的具体操作步骤如下。1）单击菜单栏中的“步骤”→“局部铣削”→“前一步骤”命令。弹出选取特征的“菜单管理器”，从中选择“NC序列”→“THIRD操作Op010”选项，再单击“确定”按钮。2）弹出NC序列的“菜单管理器”，选中“序列设置”中的“名称”“刀具”及“参数”复选框，单击“完成”按钮。3）输入此NC序列的名称“FOURTH”。4）弹出“刀具设定”对话框，设置后的参数如图7-31所示，单击“确定”按钮。上一页下一页返回7.4NC加工实例5）弹出“编辑序列参数‘FOURTH’”对话框，在“切削进给”处输入“200”，“步长深度”处输入“5”，“跨度”处输入“10”，“安全距离”处输入“50”，“主轴速率”处输入“2000”，再单击“确定”按钮完成设置。6）在“菜单管理器”中选择“播放路径”→“屏幕演示”选项，显如图7-32所示的刀具径轨迹，再选择“完成序列”选项。8．保存文件完成零件NC加工序列的建立后，可以在模型树中看到依次建立的序列，如图7-33所示。也可以用右键打开序列的菜单后选择“播放路径”，然后模拟加工轨迹。上一页下一页返回7.4NC加工实例经检验，确认所有加工程序无误后，可以进行后置处理，来生成机床能识别的NC代码文件。在Pro/E里，先要生成刀位文件，然后调用处理程序，对刀位文件进行处理，生成NC加工文件。生成NC数控文件的扩展名为“.tap”，成为数控机床可以识别的G代码文件，可用记事本方式打开，并做局部修改。