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1、教师授课教案课程名称Pro/ENGINEER中文野火版4.0软件应用技术授课项目项目九 Pro/E NC加工项目实例模具型腔NC加工授课班级学习任务Pro/E是CAD/CAM/CAE一体化软件。在CAM方面,Pro/E NC包括铣床加工、车床加工、电火花线切割加工及高级加工等类型机床的加工模块,本项目以介绍三轴铣床加工中常用刀具路径的编制为主。采用二维刀具路径即可对其进行加工。通过该零件的加工编程,读者不但会清晰地了解Pro/E NC编程的基本流程,而且将能熟练掌握表面加工、体积加工、轮廓加工、腔槽加工和孔加工等几个常用刀具路径的编制方法,为全面掌握Pro/E NC加工的强大功能打下坚实基础。
2、教学目标知识目标l Pro/E NC加工基础知识。l Pro/E NC自动编程的的基本操作。l 掌握平面加工、体积块加工、轮廓加工、腔槽加工、轨迹加工、孔加工和曲面加工等常用加工方法。技能目标l 对于任何一个复杂加工零件,只要能构建出3D模型,然后将其调入PRO/E NC加工模块中,就能自动编制刀具路径,并由处理器转换成为合乎机床使用的NC代码(即程序),最后将这些NC代码输入数控机床并运行,就能实现对零件的自动加工。本项目通过学习典型零件的加工编程实例,读者将能熟练掌握Pro/E自动编程的基本操作,同时掌握常用的刀具路径的编制方法。课型理论+实训课;新授课。课时*课时教学方法讨论、讲授、演示
3、、实操教学步骤步骤一 讲解项目任务步骤二 讲解、演示基本知识和技能1制造模型完整的制造模型包括参照模型与工件两部分,如图(b)所示。(1)参照模型:一般是指加工编程前预先设计好的加工零件模型,其几何形状通常就是工件最后完工时要求达到的形状。(2)工件:即加工时使用的毛坯料,其几何形状为坯料加工前的状态。工件可用于计算加工的范围、刀路仿真及查询材料清除量等方面。在制造模型中,工件以绿色显示。2制造设置如图所示,在“制造设置”菜单下包含了多项设置,本项目着重介绍“工作机床”、“刀具”、“操作”及“制造几何形状”的设置。在完成制造模型的创建后,选择“制造设置”菜单,直接进入“操作设置”对话框,如图9
4、.4所示,单击按钮,弹出如图9.3所示的“机床设置”对话框,系统默认设置为三轴铣床,接受所有默认设置,单击按钮即完成机床的设置;(注意:此步操作虽没有对系统默认设置做任何改动,但仍不能省去;否则在退出“操作设置”时将弹出“操作中没有指定机床”的错误报警信息)。单击“参照”选项组中的按钮,弹出“制造坐标系”菜单,通过“创建”新坐标系或“选取”已有坐标系两种方式设定制造坐标系(即工件坐标系),其原点又称为加工零点或编程原点,最后经后处理所得到的NC程序中所有的位置数据均是基于该坐标系而产生。在实际加工中,可通过对刀操作确定工件坐标系在机床中的位置。单击“退刀”选项组中的按钮,弹出“退刀选取”菜单,
5、可通过“选取”已有平面/曲面、“创建”新的平面/曲面及“沿(工件坐标系)Z”输入z向坐标值等方式进行退刀平面/曲面的设定。退刀平面/曲面是刀具在不同加工区域之间移动时,为防止刀具与工件或夹具发生碰撞而必须设定的安全高度。单击按钮,完成操作设置。3NC序列NC序列即加工策略,在“制造”菜单下选择“加工”“NC序列”命令,可看到Pro/E提供了体积块、局部铣削、曲面铣削、表面、轮廓、腔槽加工、轨迹和孔加工等多种加工方式,以满足不同场合的加工要求。不同的NC序列所对应的序列设置既有相同的项目,也有不同的项目。4刀具设定(1)创建新刀:以下举例说明新建平刀“END12”的操作方法。 刀具设定 刀具库(
6、2)保存刀具在刀具列表中选中需要保存的刀具,单击工具栏上的图标,或选择“文件”“保存”命令,则所选刀具将以.tpm刀具文件格式自动保存至当前工作目录下。(3)建立刀具库刀具保存后,可在以后的编程中调用,因此建立常用刀具库可大大提高编程的工作效率,避免重复性的刀具设置操作。建立刀具库的方法及步骤如下。 在“刀具设置”对话框中创建常用刀具并将其保存至当前工作目录下。 把当前工作目录下生成的.tpm刀具文件复制到C:Documents and SettingsAdministratorMy Documents目录下,成为刀具库的一员。(4)从刀具库中调用刀具在“刀具设置”对话框中,单击工具栏上的图标
7、,或选择“文件”“打开参数文件”命令,弹出如图所示“打开”对话框:单击“我的文档”按钮,即显示刀库中已设定的所有刀具;选中需要调用的刀具;单击按钮,即将所选刀具调入“刀具设置”对话框的刀具列表中。5参数设置 6设置制造几何形状制造几何形状也就是指加工的范围、对象或部位,以下列出常用的NC序列需要设置的制造几何形状的类型。(1)体积块加工:以体积块或窗口作为制造几何形状。(2)平面加工、曲面加工、轮廓加工和腔槽加工:均以曲面作为制造几何形状,可以拾取模型或体积块上已有的面,也可以由用户自行创建曲面特征作为制造几何形状。(3)孔加工:以孔集作为制造几何形状。(4)轨迹加工:通过定义轨迹线作为制造几
8、何形状。7检查模拟刀路当“序列设置”项目设定完毕之后,可单击“演示轨迹”进行刀路模拟,以检查刀路是否合理可行。以下简要介绍其功能。8序列设置的修改序列设置修改的操作方法是:重新进入“序列设置”菜单,勾选需要修改的设置项目,选择“完成”命令,即可按勾选顺序依此进入相应选项的重新设置。例如,欲修改某表面序列的制造参数,可依如图所示的步骤进行操作,也可省去虚线框内的两步操作,以单击工具栏上的按钮代替。图9.10 制造参数的修改9NC序列后处理通过后处理,可将刀具位置的数据转换成机床可识别的NC代码,下面介绍其操作方法。(1)对单个NC序列进行后处理。选择“制造”菜单下的“CL数据”,选择“输出”命令
9、,输出方式设为“选取一”,“选取特征”设为“NC序列”,在“NC序列列表”菜单中选择欲进行后处理的NC序列;选择“轨迹”菜单下的“文件”命令,设定“输出类型”,选择“完成”命令;弹出“保存副本”对话框,若制造参数“NCL_文件”没有进行设置,系统将按NC序列的顺序以“seq00_”作为默认文件名,若制造参数“NCL_文件”有进行设置,系统则以该参数的设置值作为默认文件名,当然用户也可输入新的文件名,然后单击按钮。设定“后置期处理选项”,选择“完成”命令。在弹出的“后置处理列表”中选择“UNCX01.P20”,其对应的数控系统为FANUC 16M。弹出“信息窗口”窗口,单击按钮,即完成单个NC序
10、列的后处理。 图9.12 单个NC序列后处理操作(二)(2)对多个NC序列进行后处理。 选择“制造”菜单下的“CL数据”命令,选择“输出”命令,输出方式设为“选取组”,选择“输出设置”菜单下“创建”命令,弹出“输入输出集名”文本框,接受系统默认的“Set01”文件名,单击按钮。 弹出“创建集”菜单,拾取需要一起进行后处理的NC序列,选择“完成选取”命令。 选择“选取集”菜单下的“Set01”。“输出类型”菜单进行设置,选择“完成”命令。步骤三 项目任务实施(1)新建文件(2)调入参照模型 (3)创建工件在“制造模型”菜单下选择“创建”命令,选择“制造模型类型”为“工件”,输入工件名称为“nc0
11、1_wp”,以拉伸增料方式创建如图所示的工件(以绿色显示)。(4)操作设置选择“制造设置”命令,弹出“操作设置”对话框,如图所示。(5)NC序列的设置l 表面NC序列:用于加工零件顶部平面。选择“表面”加工,选择“完成”命令。接受默认的“序列设置”项目,选择“完成”命令。弹出“刀具设定”对话框,新建或从刀库调用“END16”平刀,单击按钮。弹出“制造参数”菜单,选择“设置”命令,弹出“参数树”对话框。进行制造参数的设定,选择“文件”“退出”命令。 选择“制造参数”菜单下的“完成”命令,即完成制造参数的设置。 以“模型”方式拾取零件顶面作为加工曲面。 选择“NC序列”菜单下的“演示轨迹”命令,选
12、择“屏幕演示”方式演示路径。 选择“NC序列”菜单下的“完成序列”命令,即完成表面NC序列的设置。l 体积块NC序列:用于零件顶部凹槽粗加工,NC序列设置的有关操作与表面NC序列类似,现简要说明如下。 序列设置项目。 新建或从刀库调用“END12”平刀。进行制造参数的设置。 输入体积块名为“V01”,以“草绘/拉伸实体”方式创建体积块(以紫红色显示),“屏幕演示”刀具路径。为避免刀具垂直下刀,修改高级参数,将“斜面角度”参数值设为“5”,“螺旋直径”参数值设为“5”,即可实现螺旋下刀。l 腔槽加工NC序列:用于零件顶部凹槽精加工,现简要说明如下。序列设置项目。采用与前一个NC序列相同的“END
13、12”平刀。进行制造参数的设置。以“模型”方式拾取凹槽的所有侧壁及底面作为加工曲面,“屏幕演示”刀路。为了避免刀具沿槽的侧壁下刀而留下刀痕,修改参数,进入“参数树”对话框,单击按钮,切换到高级参数设置,将“引入”参数值设为“是”,“引出”参数值设为“是”,“引导半径”参数值设为“3”,“相切导引步长”参数值设为“3”,“NORMAL_LEAD_STEP”参数值设为“3”,即可以圆弧方式切入和切出。l 轨迹加工NC序列:用于零件顶部外轮廓的加工,现简要说明如下。序列设置项目。采用前面使用过的“END16”平刀。进行制造参数的设置。弹出“CL数据”窗口及“定制”对话框,单击“定制”对话框中的按钮,
14、弹出“交互轨迹”菜单,选择以“边”的方式定义轨迹线,选择“完成”命令,弹出“切割”菜单,接受默认的“边拟合”选项,选择“完成”命令。 拾取凹槽底部平面的整圈边线作为加工轨迹线,指定顺时针方向(沿z负向看)为切割的正向,内部减材料偏距为左,即为顺铣。选择“切割”菜单下的“演示切减材料”命令。 勾选“边拟合”菜单中的“起始高度”复选框可指定加工的起始高度。可以“指定平面”方式拾取零件顶面为“起始高度”,以“Z轴深度” 方式,输入z坐标值为“0”来指定加工的起始高度。系统将按参数中的“步长深度”设定值,从“起始高度”起逐层铣削至轨迹线所在的高度,选择“切割”菜单下的“演示切减材料”命令,刀路。 为了
15、避免刀具沿槽的侧壁下刀而留下刀痕,选择“切割”菜单下的“参数”命令,可修改当前轨迹线加工制造参数的有关设置。单击按钮,进入高级参数设置,将“引导半径”参数值设为“5”,“相切导引步长”参数值设为“5”,“NORMAL_LEAD_STEP”参数值设为“5”;然后选择“切割”菜单下的“生成切割”命令,弹出 “生成切减材料”菜单,可进行圆弧方式切入和切出的设置,选择“进入”命令,弹出 “进入动作”菜单,选择“导入”命令,拾取轨迹线上的一点,箭头朝轨迹线外部为正向;选择“退出”命令,弹出“退出”菜单,选择“导出”命令,接受箭头朝轨迹线外部为正向,即完成以圆弧方式切入和切出的设置。选择“切割”菜单下的“演示切减材料”命令。 将制造参数“PROF_STOCK_ALLOW”设为“0”,即可实现零件顶部外轮廓的精加工,也可以复制此刀路以得到精加工刀路,方法请参