项目九

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/ENC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/ENC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/ENC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/ENC加工的强大功能打下坚实基础。教学目标知识目标Pro/ENC加工基础知识。Pro/ENC自动编程的的基本操作。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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/ENC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、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。2（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。单击按钮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所示，①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）。②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。③单击“退刀”选项组中的按钮，弹出“退刀选取”菜单，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。④单击按钮，完成操作设置。3①②③④3．NC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。①②③⑥⑤⑦④①②刀具设定刀具库（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。①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。②把当前工作目录下生成的.tpm刀具文件复制到C:\DocumentsandSettings\Administrator\MyDocuments\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，或选择“文件”→“打开参数文件…”命令，弹出如图所示“打开”对话框：①单击“我的文档”按钮，即显示刀库中已设定的所有刀具；②选中需要调用的刀具；③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46．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9．NC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。①选择“制造”菜单下的“CL数据”，选择“输出”命令，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；②选择“轨迹”菜单下的“文件”命令，设定“输出类型”，选择“完成”命令；③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。④设定“后置期处理选项”，选择“完成”命令。5⑤在弹出的“后置处理列表”中选择“UNCX01.P20”，其对应的数控系统为FANUC16M。⑥弹出“信息窗口”窗口，单击按钮，即完成单个NC序列的后处理。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。①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。②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。③选择“选取集”菜单下的“Set01”。④“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“nc01_wp”，以拉伸增料方式创建如图所示的工件（以绿色显示）。6（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表面NC序列：用于加工零件顶部平面。①选择“表面”加工，选择“完成”命令。②接受默认的“序列设置”项目，选择“完成”命令。③弹出“刀具设定”对话框，新建或从刀库调用“END16”平刀，单击按钮。④弹出“制造参数”菜单，选择“设置”命令，弹出“参数树”对话框。⑤进行制造参数的设定，选择“文件”→“退出”命令。⑥选择“制造参数”菜单下的“完成”命令，即完成制造参数的设置。⑦以“模型”方式拾取零件顶面作为加工曲面。⑧选择“NC序列”菜单下的“演示轨迹”命令，选择“屏幕演示”方式演示路径。⑨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。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。①序列设置项目。②新建或从刀库调用“END12”平刀。③进行制造参数的设置。④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。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。①序列设置项目。②采用与前一个NC序列相同的“END12”平刀。③进行制造参数的设置。④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”，体积块7即可以圆弧方式切入和切出。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。①序列设置项目。②采用前面使用过的“END16”平刀。③进行制造参数的设置。④弹出“CL数据”窗口及“定制”对话框，单击“定制”对话框中的按钮，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。⑤拾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。⑥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。⑦为了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。⑧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，方法请参考本项目的项目拓展，在此不做赘述。轮廓加工NC序列：用于零件顶部左右两侧U形槽的加工，现简要说明如下。①序列设置项目。②新建或从刀库调用“END6”平刀。③进行基本制造参数的设置，为了避免刀具在材料内部垂直下刀，进入高级参数设置，将“过调量”参数值设为“5”，即可实现从材料外部进刀。④以“模型”方式拾取左侧U形槽的侧壁作为加工曲面，“屏幕演示”刀路。⑤以相同的方法加工右侧U形槽，将制造参数“PROF_STOCK_ALLOW”设为“0”，则可实现精加工，在此不做赘述。钻孔加工NC序列：通过选取循环类型并指定要钻的孔来创建，其中孔由“孔集”定义。“孔加工”主要应用于钻孔、镗孔、攻丝和铰孔等，下面详细说明“孔加工”NC序列的设置的操作步骤。①新建“孔加工”NC序列，选取标准钻孔循环类型。②接受序列设置选项。③新建或从刀库调用“DRILL8”钻头。④设置制