05-三維區(qū)域清除.doc

PowerMILL 5. 區(qū)域清除5. 三維區(qū)域清除三維區(qū)域清除加工PowerMILL中所使用的主要粗加工策略為三維區(qū)域清除加工策略，包括偏置區(qū)域清除模型、平行區(qū)域清除模型、輪廓區(qū)域清除模型三種方式。這種加工策略假設(shè)粗加工過程是從一實體材料矩形塊開始。如果加工對象是鑄件或預(yù)制件，則可能不需要進行區(qū)域清除加工而直接進行半精加工。對于大的零件，如果使用一次粗加工不能完全切除全部需在粗加工中切除的材料，以滿足精加工要求，則可使用一較粗加工刀具小的粗加工刀具，使用殘留粗加工策略對材料進行進一步加工，切除原粗加工操作沒能切除的大量的材料。下面范例將使用帶區(qū)域過濾的偏置策略進行區(qū)域清除加工，然后進行三次殘留粗加工來練習(xí)一下PowerMILL的三維區(qū)域清除加工策略中的各項參數(shù)。產(chǎn)生區(qū)域清除刀具路徑必須： 1. 產(chǎn)生Z高度。2. 定義策略。3. 選取值。 打開文件-范例下的模型 powerdrill.dgk。此模型包含電鉆鑄模的型芯和 型腔兩部分，比較復(fù)雜，用它來練習(xí)，很具有代表性。 按模型的最小限/最大限計算毛坯。 產(chǎn)生一直徑為 40 ，刀尖半徑為 6mm 的刀尖圓角端銑刀。 將刀具命名為 tr40x6。 選取區(qū)域清除圖標。 點取表格頂部的快進高度圖標。于是快進高度表格出現(xiàn)在屏幕上。如果在相對域中的快進類型選項中選取了掠過，刀具將以快進速率提刀到最低一片等高切面以上的相對安全Z高度，避免和模型發(fā)生碰撞，然后下刀到相對開始Z高度斜向切入工件。如果沒有設(shè)置上面的選項，加工完每一切面后，刀具將直接撤回到絕對安全Z高度，這勢必會浪費很多時間。 選取按安全高度重設(shè)。 將快進類型改變?yōu)橄虑校ɑ蚵舆^）。 從PowerMILL的主工具欄中選取開始點圖標。 在開始點表格中點取自動-毛坯中心安全高度。 選取偏置區(qū)域清除模型，跳出下圖所示的圖標，選取前面定義的刀具，設(shè)置精度和余量等等。產(chǎn)生Z高度 （下切步距）Z高度為一系列的Z值列表，將在這些Z值高度上產(chǎn)生區(qū)域清除刀具路徑。Z高度基于刀具、公差和余量計算，因此計算前應(yīng)首先確定這些參數(shù)值。有多種定義Z高度的方法，但在此例中將使用平面和下切步距來計算。多余的Z高度可通過在區(qū)域清除表格中選取刪除 Z 高度 通過選取選項，用鼠標選取多余的Z高度刪除。Z高度包括自動和手動兩種，手動方法包括平面、下切步距、分割層數(shù)、高度數(shù)值、選取手動-平面（和加工平坦區(qū)域道理相同）選項后，系統(tǒng)將尋找模型中的平坦區(qū)域，由平坦區(qū)域的Z高度加上任何余量值來產(chǎn)生該區(qū)域的Z高度。如果選取了手動-下切步距選項，則將首先在毛坯的頂部產(chǎn)生一Z高度，然后按定義的下切步距下降一高度產(chǎn)生Z高度。最后的Z高度為毛坯的底部。恒定下切步距選項方框用來控制下切步距。 從表格中選取由手動-平面定義選項，然后點取計算按鈕。 選取按下切步距定義選項，輸入值 10。 點取計算按鈕，然后點取關(guān)閉。Z高度以綠色線框顯示在屏幕上，它包括沿Z軸向下分布的平坦區(qū)域Z高度及恒定下切步距10mm的Z高度。（注釋，練習(xí)時也可以使用自動分層，數(shù)值為10，比較一下上面的分層方法和自動分層方法的區(qū)別）定義切削策略等此范例使用刀具的行距為25mm。零件加工公差為0.1，留下 0.5mm的余量 供精加工使用。 參照下圖填寫區(qū)域清除表格參數(shù)。 不選取最終輪廓路徑選項。 選取區(qū)域過濾器選項，這樣刀具將忽略任何較刀具直徑小1.1倍的區(qū)域。（有時需仔細調(diào)整此值，直到得到所需結(jié)果。） 設(shè)置Z軸下切類型為斜向，最大左斜角為5。 其它設(shè)置使用缺省值。 點取應(yīng)用，然后點取接受。這樣刀具路徑即產(chǎn)生并自動以激活實體形式保存在瀏覽器的刀具路徑目錄下。 點取瀏覽器中的 + 可顯示產(chǎn)生的刀具路徑類型。（如下圖所示，本范例中 顯示的刀具路徑圖標為區(qū)域清除圖標）。同樣，點取瀏覽器刀具圖標旁的 + ， 可顯示出所定義的刀具。 右擊區(qū)域清除圖標將調(diào)出一子菜單。 從彈出菜單中選取動態(tài)模擬并選取合適的模擬速度。點取鍵盤上的Esc鍵可中斷模擬過程。 雙擊區(qū)域清除圖標，可不激活此刀具路徑。 再次雙擊此圖標可重新激活此刀具路徑。仿真刀具路徑ViewMill 提供了一三維圖像仿真解決方案，使用它可在加工前對加工路徑進行檢查。 ViewMill 具有其自帶的獨立工具欄，通過頂部工具欄中的加工仿真工具欄圖標可打開或關(guān)閉此工具欄。 點取加工仿真圖標。于是加工仿真工具欄出現(xiàn)在屏幕上。 選取 ISO 1 查看，查看模型。 點取加工仿真視窗切換圖標。于是屏幕視窗切換成加工仿真視窗環(huán)境，屏幕上產(chǎn) 生一陰影的毛坯。 點取陰影刀具圖標。 陰影刀具后可清楚地看到刀具的原點位置。 仿真 很精細的刀具路徑時，如果不顯示刀具，可顯著 加快仿真速度。 點取開始/重新開始圖標。于是刀具即沿刀具路徑切除毛坯上的材料。通過仿真加工后的毛坯可清楚地看到，由于使用了區(qū)域過濾器選項，避免了零件右上部的型腔部分被加工。這一部分將使用殘留初加工或參考刀具路徑加工選項來加工。我們需將Viewmill中加工仿真后的毛坯保存起來，這樣便于加工仿真后面范例中的殘留粗加工。 選取保存毛坯圖標。 將毛坯保存在目錄C: Temp下，名稱為 Rest_Block.dmt 。 選取加工仿真視窗切換圖標，返回PowerMILL圖形視窗。使用參考刀具路徑和復(fù)雜毛坯進行殘留粗加工此選項允許通過組合使用參考刀具路徑和以前所保存的復(fù)雜毛坯產(chǎn)生殘留粗加工刀具路徑。 打開區(qū)域清除表格。 激活刀具路徑 1 ，以裝載所使用的參數(shù)。 定義一刀尖圓角端銑刀 tr20x5。 使用文件 Rest_Block.dmt ，由三角形定義一毛坯。 在區(qū)域清除表格中，將行距改變?yōu)?15 ，區(qū)域過濾器設(shè)置為無。 點取參考方框，然后點取插入激活刀具路徑名稱圖標。 應(yīng)用并接受表格。這樣即產(chǎn)生出刀具路徑。不顯示其它，僅顯示剛才產(chǎn)生的刀具路徑，可看到此刀具路徑切除了已選刀具尺寸所能切除的全部殘留材料。使用PowerMILL5中的殘留模型進行殘留粗加工如上圖所示：1首先在左端的樹管理器中右手鍵，產(chǎn)生一個空的殘留模型12點取應(yīng)用-毛坯 ， 把刀具路徑1激活，然后點去應(yīng)用-第一條激活刀具路徑3點取計算，生成殘留模型，點取顯示殘留材料4可以設(shè)置殘留余量，值輸入為25點取刷新殘留材料，顯示的殘留材料如上圖所示。選取三維區(qū)域清除中的偏置區(qū)域清除模型策略，設(shè)置參數(shù)如下圖：參考殘留模型1，也產(chǎn)生與上頁相同的殘留加工的刀具路徑層間斜向切入斜向?qū)娱g移動選項允許刀具在區(qū)域清除加工過程中按指定角度斜向切入模型。使用此選項時可使用非下切刀具。值得注意的是在層間或Z高度間進行斜向切入時，快進高度表格中的快進類型應(yīng)設(shè)置為掠過，同時應(yīng)將安全Z高度和開始Z高度均設(shè)置為1.0。這樣可避免刀具不必要地撤出工件，從而節(jié)省大量可貴的加工時間。Powerdrill 范例繼續(xù). 打開區(qū)域清除表格，點取快進高度圖標。 在相對段中的快進類型選項中選取掠過選項，按下圖所示輸入值 1 。 按下接受。 在區(qū)域清除表格中的Z軸下切域中選取斜向選項。于是打開斜向選項表格。使用此表格可設(shè)置所需的斜向移動。 點取選項按鈕。設(shè)置最大左斜角為 10 并按下接受。左斜角是刀具斜向切入毛坯時形成的坡度。右斜角是當斜向長度不允許刀具一次斜向切入時所形成的坡度。斜向長度以“刀具直徑單位” (TDU) 來表示，例如，若刀具直徑為 10mm ，則 2 TDU 的斜向長度相當于 20mm。通常斜向長度應(yīng)大于刀具直徑以便于從刀具底部排屑。右斜角如果已指定斜向長度，則 PowerMILL 在可能的情況下將插入右斜角進刀。此選項的 系統(tǒng)缺省設(shè)置是獨立選項旗標置為開，即需自行輸入最大角。右斜角的最大角方框缺省設(shè)置為0。旗標置關(guān)時，其值將與左斜角相同。 此處指定的是左斜角和右斜角的最大角，而不是絕對角度。因為斜向長度是固定的，不能改變它，因此，為保持恒定斜向長度，有時需要調(diào)整這些角度。角度總是減?。ń^對不增加），這樣才能保證在指定長度下同時滿足左斜角和右斜角的要求。 點取區(qū)域清除表格中的應(yīng)用和接受按鈕。放大拐角處可看到，斜 向移動顯示為藍色。輪廓區(qū)域清除每一層均可進行輪廓加工，以切除區(qū)域清除路徑所留下的刀痕。使用平行策略進行加工時，可使用全部的輪廓選項，但使用輪廓策略進行加工時，則僅切削方向域呈激活狀態(tài)。何時決定加工過程中何時運行輪廓路徑，它有四個選項。無 不運行輪廓路徑。在之前 PowerMILL 首先運行輪廓路徑，然后再運行平行路徑。在期間 在運行平行路徑過程中，系統(tǒng)將尋找并運行輪廓路徑。在之后 PowerMILL 最后運行輪廓路徑。切削方向 決定刀具運行方向。選取單方向可能會增加提刀次數(shù)。任意 選取此選項后，刀具將在雙方向移動，同時進行順銑和逆銑。 順銑 選取此選項將迫使刀具僅在一個方向運動，僅進行順銑。逆銑 選取此選項將迫使刀具僅在一個方向運動，僅進行逆銑。 外部輪廓 選取此選項后，將加工毛坯周邊。最終輪廓路徑此選項位于區(qū)域清除表格中的輪廓區(qū)域內(nèi)，選取此選項后，在區(qū)域清除加工中將首先按一定余量進行區(qū)域清除加工，隨后在同樣的Z高度進行無余量的最終輪廓路徑加工。使用此選項可減少刀具磨損。指定的行距現(xiàn)在可指定平行路徑第一刀的行距，而不是使用刀具的半徑做為第一刀的行距，這樣刀具可從毛坯之外切入毛坯。偏置方向偏置方向選項控制刀具路徑的方向。自動 - 自動選取由內(nèi)向外或由外向內(nèi)，其選取取決于加工的是型芯或型腔。 由內(nèi)向外 - 從最里面輪廓開始向外加工。由外向內(nèi) - 從最外部輪廓開始向內(nèi)加工。 光順激活選取此選項將光順任何由偏置刀具路徑產(chǎn)生的尖角。此選項對不允許突然改變加工方向的機床加工如高速加工機床尤其有益。先加工最小的選取此選項后，將首先加工材料中最小的區(qū)域，以避免損壞刀具。最大光順余量定義自尖角的最大偏差，其最大值是行距值的 40%，也即如果行距設(shè)置為 10mm， 則 從尖角到光順后的圓角的最大距離為 4mm 。偏置范例在區(qū)域清除選項表格中有兩個偏置選項類型和方向，同時類型選項中又有兩個選項全部和模型。 打開范例模型 handle.tri。 按最小限/最大限計算毛坯，然后將其在X方向和Y方向擴展 15 。 重設(shè)快進高度和刀具開始點。 定義一直徑為 10mm ，名稱為 em10 的端銑刀。這是一無底座的模型。使用模型平面 功能可快速為模型產(chǎn)生一底座。 右擊瀏覽器中的模型目錄，從彈出菜單中選取平面自毛坯選項，在Z 0處產(chǎn)生一平面。 在表格中輸入 0 ，然后點取綠色的勾。于是模型在Z0處新增一和毛坯尺寸 相同的平面。 打開區(qū)域清除表格，選取偏置策略。 設(shè)置切削方向為順銑，行距為4，公差為 0.05 ，余量為 0。 由平面定義Z高度（應(yīng)僅存在一個平面）。 應(yīng)用并接受表格。這樣即使用缺省選項全部產(chǎn)生了一偏置刀具路徑。 這種設(shè)置將同時按毛坯和模型偏置，可使提刀次數(shù)最小。 打開區(qū)域清除表格，點取選項按鈕。 在區(qū)域清除選項表格的偏置域中的類型選項下選取模型選項。 接受此選項表格。 應(yīng)用并接受區(qū)域清除表格。這種方法使用和零件形狀直接相關(guān)的等高切面作參考，按指定偏置距離進行一系列的偏置加工，直至毛坯尺寸。 這種類型偏置的優(yōu)點是：保持恒定刀具負荷和排屑率，始終保持順銑方向，避免全刀寬切削。但這種方法將增加提刀次數(shù)。這種方法尤其適合于簡單形狀的型芯加工。賽車線光順這種選項使用了不同的方法來改善區(qū)域清除偏置路徑，它尤其適合于高速加工。使用賽車線策略進行加工時使用的是可變行距，使用它可消除刀具路徑中的尖銳拐角。 打開區(qū)域清除表格，和前面一樣選取偏置選項。 點取光順激活選項，將光順余量設(shè)置為 25%。接受此選項表格，產(chǎn)生刀具路徑。于是產(chǎn)生出一條更光順的刀具路徑。 顯示刀具路徑 2 并將它和刀具路徑 3 進行比較。左圖是隱藏了切入切出和連接后的兩條刀具路徑。 它們看起來差別很大，但都在公差范圍內(nèi)。 賽車線刀具路徑顯得更加光順且加工速度均勻 、穩(wěn) 定，因此加工速度也就快得多。這種刀具路徑使得刀具負荷更加穩(wěn)定，可減少刀具磨損，改善加工質(zhì)量。區(qū)域清除加工的一般信息以下是區(qū)域清除表格中的其它的一些選項的說明，這些內(nèi)容在程序中的幫助部分也可找到（英文）。切削方向可設(shè)置為順銑或逆銑，或任意（雙方向切削）。型腔加工選取此選項后，將逐個型腔順序進行加工而不是逐層進行加工。區(qū)域清除選項表格中的自動角度的缺省設(shè)置為不設(shè)置，手動角度設(shè)置為 0。角度是相對于X軸的角度，因此全部加工均將以0角度加工。自動角度 選取自動角度后，PowerMILL 將根據(jù)所選自動角度方式如區(qū)域、型腔、模型或 Z 軸層 自動計算該方式的最佳角度。區(qū)域 - PowerMILL 首先依次檢查每個區(qū)域，然后為每個區(qū)域選取最佳角度。型腔 - 在整個毛坯尺寸范圍內(nèi)為每個型腔選取最佳角度。模型 - 選取用于整個模型最佳角度。 Z 軸層 - 為每一特殊層或等高切面選取最佳角度。手動角度自定義加工中使用的角度，角度缺省值為 0 ，即沿 X 軸。連接范圍PowerMILL 沿將切削區(qū)域的輪廓連接平行路徑。 無限范圍 標記此選項后，將尋找并連接某區(qū)域全部的刀具路徑，以減少提刀次數(shù)。如果不標記此選項，則按有限范圍選項中指定的距離值尋找并連接刀具路徑。如果在指定范圍沒發(fā)現(xiàn)刀具路徑，則使用快進方式連接路徑。有限范圍改變有限范圍值可改變快進和切削移動間的分配比例，從而優(yōu)化刀具路徑。此參數(shù)影響到分割后的平行刀具路徑，如當某層中包括孔時，PowerMILL 將盡可能多地加工此 處而不提刀，加工完畢此處，后再移到新的加工的位置。刪除多余的平行路徑使用大刀具進行平行輪廓加工時，有些區(qū)域?qū)⒈患庸纱危@勢必浪費時間。設(shè)置刪除多余路徑后，刀具再次經(jīng)過已加工區(qū)域時，將提刀而不加工此區(qū)域。如果不設(shè)置此選項，則將加工全部平行路徑。 最小全刀寬切削由于平行圖案的搜尋特性，刀具偶爾會以全刀寬進行切削，這在加工軟材料時不是什么問題，但當加工硬材料時卻會損壞刀具。設(shè)置最小全刀寬切削后，系統(tǒng)將刪除（盡可能多地）所有可能導(dǎo)致全刀寬切削的平行路徑。保持恒定行距刀具路徑間的行距由區(qū)域