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(guò)程是從一實(shí)體材料矩形塊開(kāi)始。如果加工對(duì)象是鑄件或預(yù)制件，則可能不需要進(jìn)行區(qū)域清除加工而直接進(jìn)行半精加工。對(duì)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(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步加工，切除原粗加工操作沒(méi)能切除的大量的材料。下面范例將使用帶區(qū)域過(guò)濾的偏置策略進(jìn)行區(qū)域清除加工，然后進(jìn)行三次殘留粗加工來(lái)練習(xí)一下PowerMILL的三維區(qū)域清除加工策略中的各項(xiàng)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(kāi)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(lái)練習(xí)，很具有代表性。 按模型的最小限/最大限計(jì)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(biāo)。 點(diǎn)取表格頂部的快進(jìn)高度圖標(biāo)。于是快進(jìn)高度表格出現(xiàn)在屏幕上。如果在相對(duì)域中的快進(jìn)類(lèi)型選項(xiàng)中選取了掠過(guò)，刀具將以快進(jìn)速率提刀到最低一片等高切面以上的相對(duì)安全Z高度，避免和模型發(fā)生碰撞，然后下刀到相對(duì)開(kāi)始Z高度斜向切入工件。如果沒(méi)有設(shè)置上面的選項(xiàng)，加工完每一切面后，刀具將直接撤回到絕對(duì)安全Z高度，這勢(shì)必會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。 選取按安全高度重設(shè)。 將快進(jìn)類(lèi)型改變?yōu)橄虑校ɑ蚵舆^(guò)）。 從PowerMILL的主工具欄中選取開(kāi)始點(diǎn)圖標(biāo)。 在開(kāi)始點(diǎn)表格中點(diǎn)取自動(dòng)-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(biāo)，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(jì)算，因此計(jì)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(lái)計(jì)算。多余的Z高度可通過(guò)在區(qū)域清除表格中選取刪除 Z 高度 通過(guò)選取選項(xiàng)，用鼠標(biāo)選取多余的Z高度刪除。Z高度包括自動(dòng)和手動(dòng)兩種，手動(dòng)方法包括平面、下切步距、分割層數(shù)、高度數(shù)值、選取手動(dòng)-平面（和加工平坦區(qū)域道理相同）選項(xiàng)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(lái)產(chǎn)生該區(qū)域的Z高度。如果選取了手動(dòng)-下切步距選項(xiàng)，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(xiàng)方框用來(lái)控制下切步距。 從表格中選取由手動(dòng)-平面定義選項(xiàng)，然后點(diǎn)取計(jì)算按鈕。 選取按下切步距定義選項(xiàng)，輸入值 10。 點(diǎn)取計(jì)算按鈕，然后點(diǎn)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(shí)也可以使用自動(dòng)分層，數(shù)值為10，比較一下上面的分層方法和自動(dòng)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(xiě)區(qū)域清除表格參數(shù)。 不選取最終輪廓路徑選項(xiàng)。 選取區(qū)域過(guò)濾器選項(xiàng)，這樣刀具將忽略任何較刀具直徑小1.1倍的區(qū)域。（有時(shí)需仔細(xì)調(diào)整此值，直到得到所需結(jié)果。） 設(shè)置Z軸下切類(lèi)型為斜向，最大左斜角為5。 其它設(shè)置使用缺省值。 點(diǎn)取應(yīng)用，然后點(diǎn)取接受。這樣刀具路徑即產(chǎn)生并自動(dòng)以激活實(shí)體形式保存在瀏覽器的刀具路徑目錄下。 點(diǎn)取瀏覽器中的 + 可顯示產(chǎn)生的刀具路徑類(lèi)型。（如下圖所示，本范例中 顯示的刀具路徑圖標(biāo)為區(qū)域清除圖標(biāo)）。同樣，點(diǎn)取瀏覽器刀具圖標(biāo)旁的 + ， 可顯示出所定義的刀具。 右擊區(qū)域清除圖標(biāo)將調(diào)出一子菜單。 從彈出菜單中選取動(dòng)態(tài)模擬并選取合適的模擬速度。點(diǎn)取鍵盤(pán)上的Esc鍵可中斷模擬過(guò)程。 雙擊區(qū)域清除圖標(biāo)，可不激活此刀具路徑。 再次雙擊此圖標(biāo)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(duì)加工路徑進(jìn)行檢查。 ViewMill 具有其自帶的獨(dú)立工具欄，通過(guò)頂部工具欄中的加工仿真工具欄圖標(biāo)可打開(kāi)或關(guān)閉此工具欄。 點(diǎn)取加工仿真圖標(biāo)。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(diǎn)取加工仿真視窗切換圖標(biāo)。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(diǎn)取陰影刀具圖標(biāo)。 陰影刀具后可清楚地看到刀具的原點(diǎn)位置。 仿真 很精細(xì)的刀具路徑時(shí)，如果不顯示刀具，可顯著 加快仿真速度。 點(diǎn)取開(kāi)始/重新開(kāi)始圖標(biāo)。于是刀具即沿刀具路徑切除毛坯上的材料。通過(guò)仿真加工后的毛坯可清楚地看到，由于使用了區(qū)域過(guò)濾器選項(xiàng)，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(xiàng)來(lái)加工。我們需將Viewmill中加工仿真后的毛坯保存起來(lái)，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(biāo)。 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(biāo)，返回PowerMILL圖形視窗。使用參考刀具路徑和復(fù)雜毛坯進(jìn)行殘留粗加工此選項(xiàng)允許通過(guò)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(kāi)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(guò)濾器設(shè)置為無(wú)。 點(diǎn)取參考方框，然后點(diǎn)取插入激活刀具路徑名稱圖標(biāo)。 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(jìn)行殘留粗加工如上圖所示：1首先在左端的樹(shù)管理器中右手鍵，產(chǎn)生一個(gè)空的殘留模型12點(diǎn)取應(yīng)用-毛坯 ， 把刀具路徑1激活，然后點(diǎn)去應(yīng)用-第一條激活刀具路徑3點(diǎn)取計(jì)算，生成殘留模型，點(diǎn)取顯示殘留材料4可以設(shè)置殘留余量，值輸入為25點(diǎn)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?xì)埩裟Ｐ?，也產(chǎn)生與上頁(yè)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(dòng)選項(xiàng)允許刀具在區(qū)域清除加工過(guò)程中按指定角度斜向切入模型。使用此選項(xiàng)時(shí)可使用非下切刀具。值得注意的是在層間或Z高度間進(jìn)行斜向切入時(shí)，快進(jìn)高度表格中的快進(jìn)類(lèi)型應(yīng)設(shè)置為掠過(guò)，同時(shí)應(yīng)將安全Z高度和開(kāi)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(shí)間。Powerdrill 范例繼續(xù). 打開(kāi)區(qū)域清除表格，點(diǎn)取快進(jìn)高度圖標(biāo)。 在相對(duì)段中的快進(jìn)類(lèi)型選項(xiàng)中選取掠過(guò)選項(xiàng)，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(xiàng)。于是打開(kāi)斜向選項(xiàng)表格。使用此表格可設(shè)置所需的斜向移動(dòng)。 點(diǎn)取選項(xiàng)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(shí)形成的坡度。右斜角是當(dāng)斜向長(zhǎng)度不允許刀具一次斜向切入時(shí)所形成的坡度。斜向長(zhǎng)度以“刀具直徑單位” (TDU) 來(lái)表示，例如，若刀具直徑為 10mm ，則 2 TDU 的斜向長(zhǎng)度相當(dāng)于 20mm。通常斜向長(zhǎng)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(zhǎng)度，則 PowerMILL 在可能的情況下將插入右斜角進(jìn)刀。此選項(xiàng)的 系統(tǒng)缺省設(shè)置是獨(dú)立選項(xiàng)旗標(biāo)置為開(kāi)，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(biāo)置關(guān)時(shí)，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(duì)角度。因?yàn)樾毕蜷L(zhǎng)度是固定的，不能改變它，因此，為保持恒定斜向長(zhǎng)度，有時(shí)需要調(diào)整這些角度。角度總是減?。ń^對(duì)不增加），這樣才能保證在指定長(zhǎng)度下同時(shí)滿足左斜角和右斜角的要求。 點(diǎn)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(dòng)顯示為藍(lán)色。輪廓區(qū)域清除每一層均可進(jìn)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(jìn)行加工時(shí)，可使用全部的輪廓選項(xiàng)，但使用輪廓策略進(jìn)行加工時(shí)，則僅切削方向域呈激活狀態(tài)。何時(shí)決定加工過(guò)程中何時(shí)運(yùn)行輪廓路徑，它有四個(gè)選項(xiàng)。無(wú) 不運(yùn)行輪廓路徑。在之前 PowerMILL 首先運(yùn)行輪廓路徑，然后再運(yùn)行平行路徑。在期間 在運(yùn)行平行路徑過(guò)程中，系統(tǒng)將尋找并運(yùn)行輪廓路徑。在之后 PowerMILL 最后運(yùn)行輪廓路徑。切削方向 決定刀具運(yùn)行方向。選取單方向可能會(huì)增加提刀次數(shù)。任意 選取此選項(xiàng)后，刀具將在雙方向移動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行順銑和逆銑。 順銑 選取此選項(xiàng)將迫使刀具僅在一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，僅進(jìn)行順銑。逆銑 選取此選項(xiàng)將迫使刀具僅在一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，僅進(jìn)行逆銑。 外部輪廓 選取此選項(xiàng)后，將加工毛坯周邊。最終輪廓路徑此選項(xiàng)位于區(qū)域清除表格中的輪廓區(qū)域內(nèi)，選取此選項(xiàng)后，在區(qū)域清除加工中將首先按一定余量進(jìn)行區(qū)域清除加工，隨后在同樣的Z高度進(jìn)行無(wú)余量的最終輪廓路徑加工。使用此選項(xiàng)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(xiàng)控制刀具路徑的方向。自動(dòng) - 自動(dòng)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(kāi)始向外加工。由外向內(nèi) - 從最外部輪廓開(kāi)始向內(nèi)加工。 光順激活選取此選項(xiàng)將光順任何由偏置刀具路徑產(chǎn)生的尖角。此選項(xiàng)對(duì)不允許突然改變加工方向的機(jī)床加工如高速加工機(jī)床尤其有益。先加工最小的選取此選項(xiàng)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(xiàng)表格中有兩個(gè)偏置選項(xiàng)類(lèi)型和方向，同時(shí)類(lèi)型選項(xiàng)中又有兩個(gè)選項(xiàng)全部和模型。 打開(kāi)范例模型 handle.tri。 按最小限/最大限計(jì)算毛坯，然后將其在X方向和Y方向擴(kuò)展 15 。 重設(shè)快進(jìn)高度和刀具開(kāi)始點(diǎn)。 定義一直徑為 10mm ，名稱為 em10 的端銑刀。這是一無(wú)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(xiàng)，在Z 0處產(chǎn)生一平面。 在表格中輸入 0 ，然后點(diǎn)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(kāi)區(qū)域清除表格，選取偏置策略。 設(shè)置切削方向?yàn)轫樸?，行距?，公差為 0.05 ，余量為 0。 由平面定義Z高度（應(yīng)僅存在一個(gè)平面）。 應(yīng)用并接受表格。這樣即使用缺省選項(xiàng)全部產(chǎn)生了一偏置刀具路徑。 這種設(shè)置將同時(shí)按毛坯和模型偏置，可使提刀次數(shù)最小。 打開(kāi)區(qū)域清除表格，點(diǎn)取選項(xiàng)按鈕。 在區(qū)域清除選項(xiàng)表格的偏置域中的類(lèi)型選項(xiàng)下選取模型選項(xiàng)。 接受此選項(xiàng)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(jìn)行一系列的偏置加工，直至毛坯尺寸。 這種類(lèi)型偏置的優(yōu)點(diǎn)是：保持恒定刀具負(fù)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(jiǎn)單形狀的型芯加工。賽車(chē)線光順這種選項(xiàng)使用了不同的方法來(lái)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(chē)線策略進(jìn)行加工時(shí)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(kāi)區(qū)域清除表格，和前面一樣選取偏置選項(xiàng)。 點(diǎn)取光順激活選項(xiàng)，將光順余量設(shè)置為 25%。接受此選項(xiàng)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(jìn)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(lái)差別很大，但都在公差范圍內(nèi)。 賽車(chē)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(fù)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(xiàng)的說(shuō)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(xiàng)后，將逐個(gè)型腔順序進(jìn)行加工而不是逐層進(jìn)行加工。區(qū)域清除選項(xiàng)表格中的自動(dòng)角度的缺省設(shè)置為不設(shè)置，手動(dòng)角度設(shè)置為 0。角度是相對(duì)于X軸的角度，因此全部加工均將以0角度加工。自動(dòng)角度 選取自動(dòng)角度后，PowerMILL 將根據(jù)所選自動(dòng)角度方式如區(qū)域、型腔、模型或 Z 軸層 自動(dòng)計(jì)算該方式的最佳角度。區(qū)域 - PowerMILL 首先依次檢查每個(gè)區(qū)域，然后為每個(gè)區(qū)域選取最佳角度。型腔 - 在整個(gè)毛坯尺寸范圍內(nèi)為每個(gè)型腔選取最佳角度。模型 - 選取用于整個(gè)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(dòng)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(wú)限范圍 標(biāo)記此選項(xiàng)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(biāo)記此選項(xiàng)，則按有限范圍選項(xiàng)中指定的距離值尋找并連接刀具路徑。如果在指定范圍沒(méi)發(fā)現(xiàn)刀具路徑，則使用快進(jìn)方式連接路徑。有限范圍改變有限范圍值可改變快進(jìn)和切削移動(dòng)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(dāng)某層中包括孔時(shí)，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(jìn)行平行輪廓加工時(shí)，有些區(qū)域?qū)⒈患庸纱?，這勢(shì)必浪費(fèi)時(shí)間。設(shè)置刪除多余路徑后，刀具再次經(jīng)過(guò)已加工區(qū)域時(shí)，將提刀而不加工此區(qū)域。如果不設(shè)置此選項(xiàng)，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(huì)以全刀寬進(jìn)行切削，這在加工軟材料時(shí)不是什么問(wèn)題，但當(dāng)加工硬材料時(shí)卻會(huì)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