計算機輔助數(shù)控加工編程課件

第七章計算機輔助數(shù)控加工編程CAD/CAM技術(shù)本章

學(xué)習(xí)目標

掌握數(shù)控加工編程的概念學(xué)習(xí)數(shù)控編程的方法和步驟理解計算機輔助編程的一般原理學(xué)習(xí)圖形交互式自動編程方法了解數(shù)控程序的檢驗方法和仿真形式了解典型CAM軟件的功能了解Pro/E軟件加工的一個實例重點：輔助數(shù)控編程的概念、原理、步驟難點：掌握圖形交互式自動編程的方法及基于PRO/E進行數(shù)控編程的步驟學(xué)習(xí)內(nèi)容第一節(jié)

數(shù)控編程基礎(chǔ)第二節(jié)數(shù)控機床的坐標系與數(shù)控編程的方法第三節(jié)典型CAM軟件功能簡介第四節(jié)Pro/E數(shù)控加工實例與后置處理第一節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)數(shù)控編程的概念數(shù)控編程的步驟和內(nèi)容數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)與程序段格式數(shù)控編程的概念所謂數(shù)控編程就是把零件的工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移量等信息用數(shù)控語言記錄在程序單上，并經(jīng)校核的全過程。為了與數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部程序（系統(tǒng)軟件）及自動編程用的零件源程序相區(qū)別，把從外部輸入的直接用于加工的程序稱為數(shù)控加工程序，簡稱為數(shù)控程序。數(shù)控編程（NumericalControlProgramming-NCP）是CAD／CAM的一個重要組成部分，使用數(shù)控機床加工零件時，必須編制零件的加工程序。好的加工程序不僅能保證加工出符合設(shè)計要求的合格零件，且考慮到加工成本要低，同時還能使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。為降低編程工作難度、提高編程效率，減少和避免數(shù)控加工程序的錯誤，計算機輔助數(shù)控編程技術(shù)不斷發(fā)展.數(shù)控編程的步驟和內(nèi)容

首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等

明確加工的內(nèi)容和要求錯誤刀位軌跡計算加工工藝分析

程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙修改分析零件圖樣

數(shù)控編程的步驟和內(nèi)容

進行工藝處理，確定工藝過程確定加工方案：根據(jù)零件的幾何形狀特點及技術(shù)要求，選擇加工設(shè)備確定零件的裝夾方法及選擇夾具合理地選擇走刀路線

1）保證零件的加工精度及表面粗糙度；

2）取最佳路線；

3）有利于數(shù)值計算，減少程序段和編程工作量正確的選擇對刀點：

1）對刀位置(程序的起點)應(yīng)使編程簡單；

2）對刀點容易找正，方便加工；

3）加工過程便于檢查；

4）引起的加工誤差小合理選擇刀具：安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好…合理的切削用量

零件圖紙修改計算運動軌跡加工工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切錯誤分析零件圖樣

數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟根據(jù)零件的幾何尺寸、加工工藝路線的要求，在選定的工件坐標系上計算零件與刀具相對運動軌跡的坐標值，以獲得刀位數(shù)據(jù)

工件坐標系:是指數(shù)控編程過程中，在工件上確定的基準坐標系，其原點也是數(shù)控加工的對刀點。選擇原則：（1）所選的工件坐標系應(yīng)使程序編制簡單；（2）工件坐標系原點應(yīng)選在容易找正、并在加工過程中便于檢查的位置上；（3）引起的加工誤差要小。計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟編寫零件加工程序，按照規(guī)定的程序格式的編程指令，逐段寫出零件加工程序

計算運動軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗和試切零件圖紙錯誤修改傳統(tǒng)數(shù)控機床程序輸入是通過穿孔紙帶或磁帶等現(xiàn)在可通過控制面板或網(wǎng)絡(luò)通迅將程序輸送到數(shù)控系統(tǒng)中

準備好的程序和紙帶必須校驗和試切削，才能正式加工如以筆代替刀具，坐標紙代替工件進行空運轉(zhuǎn)畫圖，檢查機床運動軌跡與動作的正確性，現(xiàn)代多采用先進的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，對數(shù)控序進行檢驗加工線路的確定n個ba))(1)1(2bananb+-=-+=（藍線長紅線長+切入/出段+切入/出段原則：盡量采用切向切入/出，不用徑向切入/出，以避免由于切入/出路線的不當降低零件的表面加工質(zhì)量切向切入徑向切入

在滿足精度要求前的提下，盡可能減少空行程對刀點和刀位點對刀點：確定刀具與工件相對位置的點（起刀點）對刀點一般是工件或夾具上的點，或者易于測量的相關(guān)點對刀點確定，機床坐標系與工件坐標系的相對關(guān)系也就確定CR30R20R5020f刀具運動軌跡工件輪廓XY車刀Z刀位點：刀具上的特定點，用于確定刀具在機床坐標系中位置加工程序的一般格式1．加工程序的結(jié)構(gòu)2．程序段的格式加工程序的結(jié)構(gòu)①程序開始符、結(jié)束符程序開始符、結(jié)束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列一段。②程序名程序名有兩種形式：一種是英文字母O和1～4位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字混合組成的，一般要求單列一段。③程序主體程序主體是由若干個程序段組成的，每個程序段一般占一行。④程序結(jié)束指令程序結(jié)束指令可以用M02或M30，一般要求單列一段。加工程序的結(jié)構(gòu)程序段的格式在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。字是由一個英文字母與隨后的若干位十進制數(shù)字組成，這個英文字母稱為地址符。如：“X3500”是一個字，X為地址符，數(shù)字“3500”為地址中的內(nèi)容。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段結(jié)束指令構(gòu)成。

程序段的格式程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。不同的數(shù)控系統(tǒng)往往有不同的程序段格式格式不符合規(guī)定，數(shù)控系統(tǒng)就不能接受地址符可變程序段格式有分隔符程序段格式

固定順序程序段格式

程序段格式既無地址也無分隔符，字的順序即為地址的順序

每個程序段的長度一樣：程序段中字的數(shù)量，各字的順序及位數(shù)是固定的,重復(fù)的字不能省略這種程序不直觀，目前很少用地址符可變程序段格式程序段中的每個指令字均以字母（地址符）開始，其后再跟數(shù)字或無符號的數(shù)字指令字在程序段中的順序沒有嚴格規(guī)定，可以任意順序的書寫不需要的指令字或者與上段相同的續(xù)效代碼可以省略不寫或稱字地址可變程序段格式

這種格式程序簡單、可讀性強，易于檢查，目前廣泛采用JB3832—85標準字的功能（1）順序號字N順序號又稱程序段號或程序段序號,位于程序段之首,由地址符N和后續(xù)數(shù)字組成。（2）準備功能字G

準備功能字的地址符是G，又稱為G代碼或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。附：準備G功能字含義表，見書P142表7-2作用：規(guī)定機床運動線型、坐標系、坐標平面、刀補、刀偏、暫停等多種操作組成：G后帶二位數(shù)字組成字的功能（3）坐標字坐標字也稱尺寸字，用于確定機床上刀具運動終點的坐標位置。其中，第一組X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于確定終點的直線坐標尺寸；第二組A，B，C，D，E用于確定終點的角度坐標尺寸；第三組I，J，K用于確定圓弧輪廓的圓心坐標尺寸。（4）進給功能字F進給功能字F，用于指定切削的進給速度。對于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進給和主軸每轉(zhuǎn)進給兩種，對于其它數(shù)控機床，一般只用每分鐘進給。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導(dǎo)程。字的功能進給功能字F組成：編碼法：F帶兩位數(shù)字，如F05，F(xiàn)36…。后面所帶的數(shù)字只是一個代碼，它與某個（系統(tǒng)規(guī)定的）速度值相對應(yīng)，這種指令所指定的進給速度是有級的，速度值序既可能等差數(shù)列，也可能是等比數(shù)列直接法：F后帶若干位數(shù)字，如F150，F(xiàn)3500…。后面所帶的數(shù)字表示實際的速度值，上述指令分別表示F=150mm/min；F=3500mm/min字的功能（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S主軸轉(zhuǎn)速功能字S，又稱為S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。

組成：同F(xiàn)，如S05，S36…

（6）刀具功能字T

刀具功能字T，又稱為T指令，用于指定加工時所用刀具的編號。對于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用。組成：T后跟兩位數(shù)字，如T11,T28…T11表示選擇11號刀具T28表示選擇28號刀具（7）輔助功能字M

輔助功能字M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M代碼或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關(guān)動作。附：輔助M功能字含義表，見書P143表7-3續(xù)效字現(xiàn)在一般使用字地址可變程序段格式，每個字長不固定，各個程序段中的長度和功能字的個數(shù)都是可變的。地址可變程序段格式中，在上一程序段中寫明的、本程序段里又不變化的那些字仍然有效，可以不再重寫。這種功能字稱之為續(xù)效字。程序段格式舉例：……N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08N40X90

……

（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）有分隔符程序段格式如我國線切割數(shù)控系統(tǒng)廣泛采用“3B”（或4B）指令，一般表示為：BXBY-BJGZ

其中B為分隔符，每個字代表的功能固定：BXBYBJGZ分隔符號X坐標值分隔符號Y坐標值分隔符號計數(shù)長度計數(shù)方向加工指令有分隔符程序段格式為數(shù)控裝置電路的設(shè)計、創(chuàng)造帶來方便。它不需地址判別電路，數(shù)控裝置比較簡單，價格較為便宜。

有分隔符程序段格式的程序一般用于線切割機等功能不多且較固定的數(shù)控機床用分隔符將字分開，每個字的順序及其代表的功能固定不變數(shù)控機床的坐標系與數(shù)控編程的方法

數(shù)控編程使用的輸入代碼、坐標位移指令、坐標系統(tǒng)命名、加工指令、輔助指令、主運動和進給速度指令、刀具指令及程序格式等都已制定了一系列的標準

一.坐標系二.數(shù)控編程的方法三.數(shù)控程序的檢驗與仿真坐標系1).機床坐標系

數(shù)控機床原點

數(shù)控機床參考點2).編程坐標系（工件坐標系）3).加工坐標系

數(shù)控機床坐標系JB3051-82《數(shù)字控制機床坐標和運動方向的命名》對數(shù)控機床的坐標、運動方向明確規(guī)定:

機床的直線運動采用為笛卡爾直角坐標系，其坐標命名為X、Y、Z，使用右手定律判定方向以X、Y、Z坐標軸線為中心的旋轉(zhuǎn)運動，分別稱為A、B、C，正方向按右手螺旋定律確定

為了保證數(shù)控機床的正確運動，避免工作不一致性，簡化編程和便于培訓(xùn)編程人員，統(tǒng)一規(guī)定了數(shù)控機床坐標軸的代碼及其運動的正、負方向方向的定義Z坐標軸：傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標軸正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向X坐標軸：X坐標是水平的，平行于工件的裝夾面Y坐標軸：Y坐標軸垂直于X及Z坐標

其它平行的直線運動，分別命名為U、V、W坐標軸，稱第二坐標系方向的定義Z坐標軸：傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標軸正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向X坐標軸：X坐標是水平的，平行于工件的裝夾面Y坐標軸：Y坐標軸垂直于X及Z坐標

其它平行的直線運動，分別命名為U、V、W坐標軸，稱第二坐標系如果機床上有幾個主軸，則選一個垂直于工件裝夾平面的主軸方向為Z坐標方向；如果主軸能夠擺動，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向；如果機床無主軸，則選垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向方向的定義Z坐標軸：傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標軸正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向X坐標軸：X坐標是水平的，平行于工件的裝夾面Y坐標軸：Y坐標軸垂直于X及Z坐標

其它平行的直線運動，分別命名為U、V、W坐標軸，稱第二坐標系1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向。

2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況：Z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時，+X運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時，+X運動方向指向右方。方向的定義Z坐標軸：傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標軸正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向X坐標軸：X坐標是水平的，平行于工件的裝夾面Y坐標軸：Y坐標軸垂直于X及Z坐標

其它平行的直線運動，分別命名為U、V、W坐標軸，稱第二坐標系數(shù)控機床的原點機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。機床參考點用于對數(shù)控機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。

通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。右圖所示為數(shù)控車床的參考點與機床原點。

數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點，而確定機床原點的運動就是刀架返回參考點的操作，這樣通過確認參考點，就確定了機床原點。只有機床參考點被確認后，刀具（或工作臺）移動才有基準。

2)編程坐標系編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。

2)編程坐標系編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。

編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標軸方向一致。3)加工坐標系加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點在機床坐標系中的位置。編程人員在編制程序時，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點、建立編程坐標系、計算坐標數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實際位置。3)加工坐標系對于加工人員來說，則應(yīng)在裝夾工件、調(diào)試程序時，將編程原點轉(zhuǎn)換為加工原點，并確定加工原點的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定（即給出原點設(shè)定值），設(shè)定加工坐標系后就可根據(jù)刀具當前位置，確定刀具起始點的坐標值。在加工時，工件各尺寸的坐標值都是相對于加工原點而言的,這樣數(shù)控機床才能按照準確的加工坐標系位置開始加工。二.數(shù)控程序編制的方法—手工編程

手工編程指編制零件數(shù)控加工程序的各個步驟，即從分析零件圖紙、制訂工藝規(guī)程、計算刀具運動軌跡、編寫零件加工程序單、制備控制介質(zhì)直到程序校核，整個過程都由人工完成

對點位加工或幾何形狀不復(fù)雜的輪廓加工，幾何計算簡單、程序段不多，容易實現(xiàn)手工編程。

如簡單階梯軸的車削加工，一般不需要復(fù)雜的坐標計算，往往可以由技術(shù)人員根據(jù)工序圖紙數(shù)據(jù)，直接編寫數(shù)控加工程序。

對輪廓形狀不是由簡單的直線、圓弧組成的復(fù)雜零件，特別是空間復(fù)雜曲面零件，數(shù)值計算相當繁瑣，工作量大，容易出錯，且很難校對，手工編程將難以勝任，甚至無法實現(xiàn)

數(shù)控機床往往由于零件加工程序編不出來而沒有發(fā)揮其功能

據(jù)統(tǒng)計用手工編程時，一個零件的編程時間與機床加工時間之比平均約為30：1二、數(shù)控程序編制的方法—數(shù)控自動編程APT語言自動編程CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程

數(shù)控自動編程是利用計算機編制數(shù)控加工程序，又稱為計算機輔助編程編程人員將零件的形狀、幾何尺寸、刀具路線、工藝參數(shù)、機床特征等，按一定的格式和方法輸入到計算機內(nèi)，自動編程軟件對這些輸入信息進行編譯、計算、處理后，自動生成刀具路徑文件和機床的數(shù)控加工程序，通過通信接口將加工程序送入機床數(shù)控系統(tǒng)，以備加工APT語言自動編程APTⅡ，最早的實用版本，適用于平面曲線的自動編程APTⅢ可以用于3～5坐標的立體曲面的自動編程，使數(shù)控編程從面向機床指令的編程上升到面向幾何元素的高級編程APTⅣ可處理自由曲面自動編程，使機械加工中遇到的各種幾何圖形，幾乎都可以由數(shù)控編程系統(tǒng)給出刀具運動軌跡APT-AC（AdvancedContouring）具有切削數(shù)據(jù)庫管理的能力APT/SS（SculpturedSurface）可處理復(fù)雜雕塑曲面自動編程APT語言APT語言自動編程原理與過程

商用的數(shù)控語言系統(tǒng)有很多種，其中美國APT（AutomaticallyProgrammedTools）系統(tǒng)影響最大美國MIT自第一臺數(shù)控機床問世即開始語言自動編程系統(tǒng)的研究APT語言APT語言通常由幾何定義語句、刀具運動語句和輔助語句組成

我國1982年發(fā)布的數(shù)控機床自動編程語言標準（JB3112-82）采用了APT的詞匯語法，1985年國際標準化組織ISO公布的數(shù)控機床自動編程語言（ISO4342-1985）也是以APT語言為基礎(chǔ)

幾何定義語句：描述零件的幾何圖形，一般的表達式為：

標識符=幾何類型/定義刀具運動語句：描述刀具運動狀態(tài)

在APT語言中通過定義三個控制面控制刀具相對于加工零件的運動。

零件面PS（PartSurface）控制刀具工作高度，

導(dǎo)動面DS（DriveSurface）控制引導(dǎo)刀具運動，

檢查面CS（CheckSurface）控制刀具運動停止輔助語句：包括工藝參數(shù)語句和數(shù)據(jù)輸入語句等

如零件名稱及程序編號語句、機床后置處理語句、刀具直徑指定語句、進給速度語句、冷卻液開關(guān)語句、暫停語句和程序結(jié)束語句…

APT語言自動編程原理與過程利用專用的語言和符號描述零件圖紙上的幾何形狀及刀具相對零件運動的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)為了使計算機能夠識別和處理零件源程序，事先必須將編好的編譯程序存放在計算機內(nèi)，這個程序通常稱為“數(shù)控程序系統(tǒng)”或“數(shù)控軟件”。通過數(shù)控軟件處理后產(chǎn)生刀位文件利用后置處理模塊，針對具體NC機床產(chǎn)生相應(yīng)的零件NC加工程序（即G代碼）CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程CAD/CAM集成系統(tǒng)數(shù)控編程是以待加工零件CAD模型為基礎(chǔ)的一種集加工工藝規(guī)劃及數(shù)控編程為一體的自動編程方法

零件的幾何形狀可在零件設(shè)計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何設(shè)計模塊在交互方式下進行定義、顯示和修改，最終得到零件的幾何模型。數(shù)控編程的一般過程（包括刀具的定義或選擇、刀具運動方式的定義、切削加工參數(shù)的確定、走刀軌跡的生成、加工過程的動態(tài)仿真顯示、程序驗證直到后置處理等），都是在圖形交互方式下完成，具有形象、直觀和高效等優(yōu)點

零件CAD模型的描述方法多種多樣，適于數(shù)控編程的主要有：表面模型(surfacemodel)和實體模型(solidmodel)，其中以表面模型在數(shù)控編程中應(yīng)用較為廣泛其主要特點（1）零件的幾何形狀可在零件設(shè)計階段采用CAD/CAM集成系統(tǒng)的幾何造型模塊在圖形交互方式下進行定義、編輯，最終得到零件的幾何模型。（2）在編程過程中，編程人員在計算機上直接面向零件的幾何圖形交互進行，用戶界面友好、使用簡便、直觀、準確、便于檢查，便于普及推廣。編程操作都是在屏幕菜單及命令驅(qū)動等交互方式下完成的，具有形象、直觀和高效等特點。（3）能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計（CAD）、數(shù)控加工編程（NCP）、工藝過程設(shè)計（CAPP）、刀夾量具設(shè)計等其它生產(chǎn)過程的集成

三.數(shù)控程序的檢驗與仿真1．數(shù)控程序檢驗與仿真概述2．刀位軌跡仿真法

刀具軌跡顯示驗證

刀具軌跡截面法驗證

刀具軌跡數(shù)值驗證3.三維動態(tài)切削仿真法4.虛擬加工仿真法刀具軌跡顯示驗證截面法驗證加工輪廓的橫截面驗證圖加工型腔的橫截面驗證圖刀具的過切干涉數(shù)值驗證

球形刀加工的數(shù)值驗證三維動態(tài)切削仿真加工過程動態(tài)仿真

虛擬加工仿真法虛擬加工仿真方法是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)加工過程的仿真技術(shù)

典型輔助數(shù)控編程軟件介紹1.Mastercam軟件加工模塊功能簡介

Mastercam軟件加工例一(選講)

Mastercam軟件加工例二(選講)2.CimatronE軟件加工模塊功能簡介3.PowerMILL功能的介紹4.Pro/Engineer軟件加工模塊功能簡介MasterCAM

MasterCAM是一種應(yīng)用廣泛的中低檔CAD/CAM軟件，由美國CNCSoftware公司開發(fā)，基于PC平臺的CAD/CAM軟件。Mastercam9.0SP1是目前最新版本，共包括四個模塊：Design（造型）、Mill（銑削加工）、Lathe（車削加工）、Wire（線切割加工）。與其它軟件相比有以下特點：提供可靠與精確的刀具路徑；可以直接在曲面及實體上加工；提供多樣加工方式；提供完整的刀具庫及加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫；擁有多種后處理功能，適合用來生成適用的NC程序。要產(chǎn)生好的NC程序，必須具備下列基礎(chǔ)（1）CAD系統(tǒng)以產(chǎn)生工件的幾何圖形（2）熟悉CNC程序的指令和數(shù)控機床性能參數(shù)（3）熟悉切削加工工藝，正確選擇刀具和加工參數(shù)（4）運用CAM系統(tǒng)的切削路徑產(chǎn)生模塊。同時，還必須按照一定的程序產(chǎn)生NC程序。MasterCAM）加工過程的順序）加工過程的選擇零件特征的識別加工過程規(guī)劃：32)1幾何圖形產(chǎn)生零件的CAD零件圖零件毛坯圖）刀具路徑的確認）刀具路徑的編輯）刀具路徑的產(chǎn)生選擇刀具路徑模塊的432)1CAM有關(guān)信息刀具選擇刀具)2)1切削深度進給速度切削速度切削參數(shù))3)2)1執(zhí)行后置處理器選擇后置處理器后置處理)2)1制器的選擇機床和控程序NC機床NC原材料刀具和工裝夾具零件已加工MasterCam一般加工流程歸納如下：①工件設(shè)置，包括工件大小、原點、材料；②刀具設(shè)置，包括刀具類型、直徑、切削參數(shù)等；③選擇相應(yīng)的加工方式；④選擇加工內(nèi)容（點、線、面）；⑤設(shè)置加工方式參數(shù)；⑥刀具路徑和加工模擬；舉例步驟一設(shè)計圖示零件步驟二

選擇Toolpaths------Contour（輪廓加工）

-----Chain，用鼠標拾取被加工的輪廓，

整個輪廓被串接，圖中箭頭方向為刀具移動方向。用鼠標單擊菜單區(qū)中的“Done”，出現(xiàn)“刀具參數(shù)選擇（ToolParameters）對話框，如圖：步驟三選擇刀具（1）將鼠標移至圖中空白部分，單擊右鍵，出現(xiàn)下圖彈出式菜單；（2）選擇“從刀庫選擇刀具（Gettoolfromlibrary）“，則得下圖”“刀具管理對話框（toolManager）”對話框，選擇直徑10mm的端銑刀（EndmillFlat）；（3）用鼠標單擊OK按鈕，則在圖中出現(xiàn)銑刀的圖標，設(shè)置圖中切削速度、進給量等加工參數(shù)；

步驟四輪廓加工參數(shù)設(shè)置單擊“輪廓參數(shù)（Contourparameter）”選項卡，則出現(xiàn)“定義輪廓加工參數(shù)”對話框，設(shè)置完如下圖：

在“Multipasses”前打勾設(shè)置輪廓方向的粗、精加工次數(shù)如下圖：“Depthcuts”前打勾在深度方向增加分層切削次數(shù)如下圖：“Leadin/out”增加切入、切出刀具路徑如下圖：步驟五輪廓加工刀具路徑生成用鼠標單擊確定按鈕，就可生成加工刀具路徑；步驟六加工模擬

單擊”Backplot”可路徑模擬；“Verify”實體模擬加工：

舉例步驟一設(shè)計圖示零件步驟二平行粗加工刀具路徑的生成

（1）選擇主菜單（MainMenu）----刀具路徑（Toolpaths）---曲面（Surface）----粗加工（Rough）----平行加工（Parallel）----凸出型（Boss）----所有（All）----曲面（Surface）----完成（Done）；（2）進入“平行粗加工刀具參數(shù)設(shè)置”對話框，選擇直徑為20mm的端銑刀；

（3）單擊“曲面參數(shù)（SurfaceParameters）”設(shè)置參數(shù)：

單擊“方向（Direction…）按鈕，設(shè)置”進刀/提刀方向（Plunge/Retract）對話框

（5）單擊“平行粗加工參數(shù)（Roughparallelparameters）”設(shè)置參數(shù)：（6）單擊“確定”即可生成刀具路徑。步驟三模擬加工CimatronE軟件加工模塊功能簡介Cimatron實現(xiàn)了用于高速銑的2.5軸至5軸刀路、基于毛坯殘留知識能夠顯著減少編程與加工時間的模板，具有完全智能、基于特征的NC處理等功能，為高級用戶提供足夠靈活的控制權(quán)。

CimatronE讓用戶工作在一個集成的環(huán)境中，NC文檔包含完整的CAD功能，一個交互式的NC向?qū)l引導(dǎo)用戶完成整個NC過程，加上程序管理器和界面友好的NC助理，CimatronE不必重新選取幾何體就能完全調(diào)整程序。

微銑削

粗加工（3軸）

精銑（3軸）

銑削（5軸）加工（2.5軸）

加工（2.5軸）銑加工：2.5軸加工中提供自動、高效的加工策略，包括預(yù)定義工藝模板功能。2.5軸加工可以應(yīng)用于3D曲面和實體模型或2D曲線加工，以提高加工效率和編程的靈活性?？焖巽@孔：快速鉆孔是高度自動化的應(yīng)用程序，能夠自動識別任何類型的孔，并對預(yù)定義的鉆孔加工工藝進行優(yōu)化。自動選擇刀具和對工藝的優(yōu)化使換刀次數(shù)盡量減少，使空行程最小化從而優(yōu)化刀具軌跡路徑。

2.5軸加工

粗加工（3軸）CimatronE的3-軸粗加工功能可以大大提高用戶的生產(chǎn)率，生成非常高效的加工工藝過程。粗加工過程提供了多種運動策略，可以通過邊界或檢查面來控制被加工區(qū)域，同時支持高速加工。自動化操作：基于毛坯殘留知識和被選擇的刀具參數(shù)，粗加工實現(xiàn)最大化地去除殘留量。優(yōu)化功能：基于毛坯殘留知識和刀具屬性設(shè)置優(yōu)化的加工策略以及對窄道連接方式，不同情況下切入工件的方式進行優(yōu)化設(shè)置（包括從原始毛坯開始和已經(jīng)加工過的區(qū)域）。二次開粗：二次開粗減小了粗加工時產(chǎn)生的間距殘留量，保證了半精加工和精加工過程余量的均勻。二次開粗自動刪除前一把刀加工后的殘留量。高速加工：高速加工支持所有的精加工和快速開粗加工過程。如果使用了高速加工策略，無論在切削材料還是快速移刀都可以生成平滑的刀具路徑，保證切削載荷的恒定（或較?。?，同時對于窄道區(qū)域進行擺線運動或多層切削。

3軸粗加工3．精銑（3軸）3軸精銑提供了根據(jù)零件的形狀來自動優(yōu)化的加工策略，通過幾何形狀的分析，對水平區(qū)域和垂直區(qū)域采用不同走刀路徑，從而大大提高加工效率和零件的表面質(zhì)量。（1）加工策略最終的曲面質(zhì)量是通過與零件形狀相匹配的加工策略來保證的。加工策略包括：平行切削、放射狀切削、環(huán)形切削、恒定的殘留高度（3D等步距）切削、Z向等高切削以及沿著曲面的流線切削等。（2）斜率分析（控制）斜率分析功能根據(jù)指定的角度將零件分為水平區(qū)域和垂直區(qū)域，在分別按照區(qū)域特點使用合適的加工策略，保證工件表面的高質(zhì)量。（3）筆試切削筆試切削是一種特殊精加工功能，用于光順曲面相交部分的凹陷區(qū)域，筆試切削是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點自動計算加工區(qū)域的。3軸精加工

銑削（5軸）

針對產(chǎn)品加工的高級5軸銑削功能，豐富的5軸粗加工、精加工策略、避免刀具、刀柄和零件、毛坯、機床之間發(fā)生干涉及碰撞、高級的材料去除和機床仿真功能等。5軸加工五軸航空銑零件加工5．微銑削作為面向工模具行業(yè)，提供從產(chǎn)品報價到交付的CAD/CAM集成解決方案的開發(fā)者，宣告對微型組件以及其模具進行高精密加工的第一款商業(yè)NC軟件正式發(fā)布。這個解決方案將在CimatronE7.0及以后的版本中得到應(yīng)用。微型系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為全球增長最快的工業(yè)之一，然而制造商不得不面對以下巨大的挑戰(zhàn)：零件變形、復(fù)雜程度增加、必須以極高的精度加工微小特征、以及使用微米級的特殊刀具（如直徑為0.1mm以獲得要求的高精度曲面）等。CimatronE的解決方案滿足并超越了微型刀具加工的要求：CimatronE提供了獨特的算法以及特殊的加工策略，這些都是傳統(tǒng)的NC軟件所不能實現(xiàn)的。該解決方案典型的特征包括：高精度、小公差加工、高效處理導(dǎo)入的低質(zhì)量曲面模型、直接曲面加工以及3軸、5軸刀具路徑等。微銑PowerMILL功能的介紹加工實例PowerMILL是世界上著名的功能最強大，加工策略最豐富的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)之一，它能幫助用戶產(chǎn)生最佳的加工方案，從而提高加工效率，減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計算幾乎在瞬間完成，縮短85%的刀具路徑計算時間，對2-5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進行完整的干涉檢查與排除。具有集成的加工實體仿真，方便用戶在加工前了解整個加工過程及加工結(jié)果，節(jié)省加工時間。PowerMILL具備完整的加工方案，對預(yù)備加工模型不需人為干預(yù)，對操作者無經(jīng)驗要求，編程人員能輕松完成工作，更專注其他重要事情。PowerMILL可以接受不同軟件系統(tǒng)所產(chǎn)生的三維CAD模型，PowerMILL是獨立運行的、智能化程度最高的三維復(fù)雜形體加工CAM系統(tǒng)。CAM系統(tǒng)與CAD分離，在網(wǎng)絡(luò)下實現(xiàn)一體化集成，更能適應(yīng)工程化的要求，代表著CAM技術(shù)最新的發(fā)展方向，與當今大多數(shù)的曲面CAM系統(tǒng)相比有無可比擬的優(yōu)越性。

實際生產(chǎn)過程中設(shè)計與制造地點不同，側(cè)重點亦不相同。當今大多數(shù)曲面CAM系統(tǒng)在功能上及結(jié)構(gòu)上屬于混合型CAD/CAM系統(tǒng)，無法滿足設(shè)計與制造相分離的結(jié)構(gòu)要求。PowerMILL實現(xiàn)了CAD系統(tǒng)分離，并在網(wǎng)絡(luò)下實現(xiàn)系統(tǒng)集成，更符合生產(chǎn)過程的自然要求。PowerMILL系統(tǒng)操作過程完全符合數(shù)控加工的工程概念。實體模型全自動處理，實現(xiàn)了粗、精、清根加工編程的自動化，編程操作的難易程度與零件的復(fù)雜程度無關(guān)。CAM操作人員只要具備加工工藝知識，只需2~3天的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，可對非常復(fù)雜的模具進行數(shù)控編程。PowerMILL的Batchmill功能，實現(xiàn)了根據(jù)工藝文件全自動編程，為今后CAD/CAPP/CAM一體化集成打下了基礎(chǔ)。PowerMILL殘留粗加工PowerMILL馬蹄形連接區(qū)域清除PowerMILL軸鉆孔加工Pro/Engineer軟件加工模塊功能簡介Pro/NC功能模塊

Pro/NC編程實例

Pro/Engineer加工提供了為CNC機床創(chuàng)建所有類型的程序（從簡單到非常復(fù)雜）的完整解決方案，它包含Pro/Engineer生產(chǎn)加工的功能（擴展到多軸加工），同時包含完整的NC編程功能和刀具庫。

計算機輔助效驗鈑金加工

Pro/NC功能模塊模塊應(yīng)用范圍Pro/NC-MILL兩軸半銑削加工三軸銑床及鉆孔加工Pro/NC-TURN兩軸車床及鉆孔加工四軸車床及鉆孔加工Pro/NC-WEDM兩軸及四軸電火花加工Pro/NC-ADVANCED兩軸半至五軸銑床及鉆孔加工兩軸半及四軸車床及鉆孔加工銑床車床綜合加工兩軸及四軸電火花加工

Pro/NC包含各種類型的加工模塊，幫助用戶在各種加工制造程序的設(shè)計中能更得心應(yīng)手。配合各式后處理程序模塊，用戶能根據(jù)加工所使用的機床類型，將刀位文件轉(zhuǎn)換成NC程序，進行加工制造模塊應(yīng)用范圍Pro/NCPOST-MILL三軸銑床后處理程序Pro/NCPOST-TURN兩軸及四軸車床后處理程序Pro/NCPOST-WEDM兩軸及四軸電火花加工后處理程序Pro/NCPOST-ADVANCED三軸銑床后處理程序兩軸及四軸車床后處理程序四軸及五軸銑床車床綜合加工后處理程序兩軸及四軸電火花加工后處理程序Pro/NC模塊及其應(yīng)用范圍Pro/NCPOST模塊及其功能Pro/E數(shù)控加工實例與后置處理Pro/NC的工藝過程吹塑模具形腔設(shè)計與自動編程實例后置處理技術(shù)與Pro/NC選配文件的制作（選講）

競爭激烈的加工市場要求企業(yè)進一步提高加工技術(shù)水平，應(yīng)用大型CAD/CAM軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期

Pro/E的CAD/CAM系統(tǒng)模塊，不僅提供了用于建立計算機幾何模型的輔助工具，還提供了產(chǎn)品制造輔助工具（Pro/NC），使用戶在產(chǎn)品設(shè)計上更得心應(yīng)手，加工制造更快捷，生產(chǎn)更具效率，質(zhì)量更加可靠，在市場上更具競爭力Pro/NC的工藝過程

一般加工模型由設(shè)計模型和工件組合而成描述產(chǎn)品的設(shè)計模型是所有加工操作的基礎(chǔ)，零件、組合件和鈑金件都可以用作設(shè)計模型工件代表從未經(jīng)加工的毛坯到最后的零件成品的中間狀態(tài)

主要包括機床、夾具設(shè)置、工藝參數(shù)及刀具表…

這個過程可以在需要時再進行具體設(shè)置Pro/NC的工藝過程

實際上就是定義NC工序：

1）操作的名稱；

2）定義加工機床；

3）定義刀位數(shù)據(jù)輸出的參考坐標系；

4）關(guān)于操作的備注；

5）設(shè)置操作的基本參數(shù)；

6）定義初始點及返回點實質(zhì)上就是由專用詞語所描述的一系列刀具運動軌跡一旦指定了NC工序的類型、切削部位和加工參數(shù)，Pro/NC將自動產(chǎn)生刀具運動軌跡吹塑模具形腔設(shè)計與自動編程生成吹塑模設(shè)計模型設(shè)計加工模型選擇加工機床指定加工參數(shù)選擇加工特征演示刀具路徑大圓弧和小圓弧部分的曲面加工特征生成刀位數(shù)據(jù)文件與NC程序選擇加工機床指定加工參數(shù)參數(shù)設(shè)置：CUT_FEED300STEP_DEPTH4STEP_OVER2PROF_STOCK_ALLOW0.5ROUGH_SOTCK_ALLOW