第9章-数控加工自动编程技术

1、本章内容：,1.1 概述,1.2 CAD/CAM技术介绍,1.3 Pro/NC应用介绍,1.1 概述,1952年制出第一台数控铣床 1953年着手研究数控自动编程 1955年APT（AutomaticallY Programmed Tools） 1958年平面曲线加工的自动编程APT 1962年25坐标立体曲面的自动编程APT 1970年自由曲面加工的APT,自动编程也称计算机辅助编程；即程序编制工作的大部分或全部由计算机来完成。,1.自动编程技术的产生,2.自动编程技术的特点,3.自动编程技术的发展趋势,发展具有完善的工艺处理功能的自动编程系统 实物模型自动编程系统 语音式自动编程系统,1.

2、2 CAD/CAM技术介绍,1.CAD、CAM、数控加工的关系,CAD（Computer Aided Design）：即计算机辅助设计。 CAM（Computer Aided Manufacturing）：计算机辅助制造。,2.CAD/CAM软件的技术特点,1）产品制造一揽子解决。一个完全集成的计算机辅助制造系统，包含着从设计到成品全过程的一揽子解决方案，即CAD/CAE/CAM软件的高度集成。,2）相关性。通过应用主模型，使从设计到制造的所有应用环节相关联,3）并行协作。通过使用主模型，产品数据管理 PDM ，产品可视化（PV）以及杠杆运用Internet技术，支持扩展企业范围的并行协作,3

3、.国内外流行的CAD/CAM软件,Pro/E（Pro/Engineer）： UG（Unigraphics）： CATIA： Mechanical Desktop：MDT/Inventor；MSC/FEA；HyperMILL MasterCAM： Cimatron： PowerMILL： CAXA： Solidedge: Solidwork:,3. CAD/CAM技术的发展趋势,集成化,网络化,智能化,1. 软件界面,1.3 Pro/NC应用介绍,1.3.1 Pro/NC概述,【文件】：对各种文件数据进行存储管理以及工作目录设定等。 【编辑】：对各种文件数据进行编辑等。 【插入】：插入基准特征、

4、修饰特征等。 【视图】：数据模型显示效果设定。 【分析】：分析功能选项，包括文件数据的计算及几何分析功能等。 【信息】：查询数据模型各项信息。 【应用程序】：文件数据的相关应用功能，根据所安装的模块而定。 【工具】：各种应用工具，如屏幕定制、模型播放等。 【窗口】：窗口的管理，以及各文件窗口名称等选项。 【帮助】：解决操作困难的帮助功能。,软件界面菜单,创建制造模型并 进行制造设置,NC序列创建,后置处理并 生成加工程序,2.Pro/NC工艺流程,1）建立数控加工文件,3.Pro/NC的基本操作内容, 参考模型, 工件模型, 制造模型,创建制造模型时，它一般由以下四个单独的文件组成：制造加工文

5、件(*mfg)；制造模型(*asm)；设计模型*.prt)；工件(*prt)。,2）制造模型,3）操作设置, 操作名称 一般使用系统默认的名称OP010。 机床设置,3）操作设置, 刀具设置,3）操作设置, 加工零点,加工零点是生成刀具路径的坐标原点，通常通过“创建”的方式建立加工坐标系。,3）操作设置,3）操作设置, 退刀设置,退刀平面又称为安全抬刀面，是用来定义切削后刀具要退到的高度。,4）创建NC序列,4）创建NC序列,对于所有缺省值为“-1”的参数，设置参数时必须输入适当且合乎逻辑的数值 有的参数值为短划线“-”，表明该参数可以忽略 用鼠标单击要设置的参数，在“输入”文本框中输入相应的

6、值 CUT_FEED：刀具进给率，进给速度（mm/min） 步长深度（STEP_DEPTH）：刀具切削深度 跨度（STEP_OVER）：刀间距，控制行距，步距 PROF_STOCK_ALLOW：设定侧面的加工余量 允许未加工毛坯（ROUGH_STOCK_ALLOW）：设定粗加工余量 允许的底部线框（BOTTOM_STOCK_ALLOW）：设定底部的加工余量 切割角（CUT_ANGLE）：加工方向与数控加工坐标系X轴之间的角度，缺省值为0。 扫描类型（SCAN_TYPE）：主要用于设置生成刀具路径的方式 ROUGH_OPTION（粗糙选项）：控制体积铣削是否加工侧面轮廓边界 SPINDLE_SP

7、EED（主轴转速）：设置主轴的转速n（r/min） COOLANT_OPTION（冷却选项）：设置冷却方式 间隙_距离（CLEAR_DIST）：快速下刀运动结束，刀具在开始切削前接近并切入坯料时位于要铣削面上的清除距离。,5）后置处理,后置处理是指将刀位数据文件转化为特定数控机床所配置的数控系统能识别的数控代码程序（即MCD文件）这一过程。在Pro/NC中机床能够识别的数据文件称为机床控制器数据文件。 由于各种数控机床的输入格式不同，因而各种机床的后置处理程序也各不相同，不同的机床要求有不同的后处理器。,1）体积铣削,体积铣削是Pro/NC中最基本的材料去除方法和工艺手段，去除材料的形式是将被

8、去除的材料块沿平行于退刀平面的方向分层，然后逐层切削。体积铣削主要用来粗加工，也可以用于半精加工和精加工。 体积铣削主要用于以下几个方面： 对工件进行一层一层的平面加工 去除工件外部材料 直槽或带岛凹槽的粗加工 将ROUGH_OPTION参数值设为PROF_ONLY进行凹槽的精加工,4.Pro/NC加工方法简介,1）体积铣削,2）局部铣削,局部铣削是Pro/NC提供的清根、清角加工方法。主要用于对先前NC加工序列之后的剩余材料进行清理，清除工件转角上的残屑余料，以减少工件的粗糙程度，提高加工质量。 根据加工区域的不同设置方法，局部铣削主要有4种类型： 参照先前NC序列进行局部铣削 使用顶角边进

9、行局部铣削（转角偏距必须设定且大于零，一般设置为先前刀具半径） 根据先前刀具进行局部铣削 按照铅笔描绘踪迹进行局部铣削（只允许使用球头铣刀）,2）局部铣削,3）曲面铣削,曲面铣削可以用来铣削水平或倾斜的曲面。曲面铣削要求所选取的曲面必须允许连续的加工路径。曲面铣削经常使用球头铣刀进行加工。 在Pro/NC中，系统主要提供了4种方法定义切削和生成刀具路径。 直切曲面铣削 等高线曲面铣削 切削线曲面铣削 投影切削曲面铣削,3）曲面铣削,4）平面铣削,平面铣削也称为表面铣削。平面铣削主要用于加工具有大面积平面形状的零件表面，可以加工零件上平行于退刀平面的一个表面或多个共面的表面，表面中的所有内部轮廓

10、（孔、槽等）会被自动排除。一般使用平头铣刀或者端铣刀进行加工。,5）轮廓铣削,轮廓铣削可用来粗铣或精铣竖直或倾斜的曲面。所选的曲面必须允许连续的刀具路径，切削深度由曲面的深度来定义。,6）凹槽铣削,凹槽铣削也叫做腔槽铣削。主要针对有凹槽的几何零件，凹槽可以包括水平、垂直或倾斜曲面，所选的曲面必须允许连续的刀具路径。凹槽侧面边界的铣削方法类似于轮廓加工，凹槽底部的铣削方法类似于体积铣削的底面铣削。凹槽加工可用于体积块粗加工后的精加工，也可以直接用此方法进行精加工。,7）陷入铣削,陷入铣削也叫插入下刀式铣削或插削加工，是机械行业中常用的一种加工方法。通过使用切入式铣削重复地切入材料，主要用于加工具

11、有凹槽或凸台特征的工件。当凹槽内或凸台周围有大量材料需要切削时，不但加工需要大量时间，而且容易损耗刀具，从而提高了生成成本。而通过插削加工则可以利用专用刀具进行加工，这种特制的刀具具有较好的排屑功能。利用插削加工去除材料又快又好，是一种常用的粗加工方法。,7）陷入铣削,1.3.2 Pro/NC编程实例,上图所示，是要加工的零件设计模型，它包含有凸台、凹坑、孔、曲面等特征。由于Pro/NC的加工是基于特征和几何进行的。因此，该零件可以采用“体积块”、“轮廓”、“曲面”、“孔加工”、“表面（平面）”和“陷入”等NC序列进行加工。 该零件加工工艺为：,1.零件工艺分析,2.创建制造模型并进行制造设置,