基于Power MILL的數控加工技術在模具制造中的應用

湖南化工職業技術學院 （株洲 412004）劉 容

隨著我國汽車、家電等工業的迅速發展，產品外形變得越來越人性化與完善，隨之產品的更新換代、模具設計與制造越來越快。利用當今流行的CAD/CAM集成設計與制造技術與先進的管理手段，增強企業的競爭力，PowerMILL作為Delcam的旗艦多軸加工CAM系統而享譽世界。

本文使用Delcam的PowerSHAPE對鼠標外殼零件進行造型設計，利用PowerMILL軟件的刀具策略對鼠標凸模進行加工，利用軟件的后處理功能，生成數控機床能識別的NC程序，導入數控機床進行凸模的數控加工。

1.鼠標塑件分析

鼠標外殼零件如圖1所示，整體為一薄壁殼體類零件。殼體表面由曲面構成，塑件上表面要求光潔平整，無縮孔、飛邊及毛刺。

圖1 鼠標外殼

2.利用PowerSHAPE模塊創建鼠標塑件外殼三維模型

（1）首先采用“繪圖”繪制如圖2所示截面線框，然后采用“實體”→“擠出”，生成如圖3所示實體。

（2）然后，利用“繪圖”→“圓弧”→“三點畫弧”繪制兩條圓弧，采用“曲面”→“智能曲面”，生成如圖4所示曲面。

圖2 截面線框

圖3 擠出實體

圖4 智能曲面

（3）利用“特征”→“布爾”操作，利用曲面將實體修剪（在PowerSHAPE中，曲面和實體之間能直接利用布爾運算進行修剪），如圖5所示。

（4）利用“特征”→“倒圓角”，選擇“可變半徑圓倒角”，如圖6所示，進行轉角處圓角R5～R15mm過渡的倒圓角，可變半徑倒圓角完成后如圖7所示。

圖5 修剪后實體

圖6 可變半徑導圓角操作

3.利用PowerMILL進行凸模的模擬加工

圖7 鼠標外殼實體

由于Power SHAPE中生成的是擴展名為Psmodel模型文件，在PowerMILL中無法直接打開，因此，必須在PowerSHAPE中，利用“模塊”→“PowerMILL”命令，即可將造型零件轉到PowerMILL的加工模塊，如圖8所示。

圖8 造型零件轉至PowerMILL模塊

加工前首先進行“毛坯設置”（注意“坐標系選擇”，對于此零件，毛坯選擇“邊界”），如圖9所示，其加工策略：①用“2.5維模型區域清除”的“面銑削”快速銑面，要依次進行刀具參數選擇及加工參數選擇，如圖10所示。②利用“三維模型區域清除”完成產品形狀輪廓加工，留有精加工余量。③先用模型殘留區域清除進行半精加工，再用平行精加工和三維偏置精加工進行鼠標曲面的精加工。刀具策略設置如圖11～圖13所示，仿真加工效果如圖14所示。

圖9 毛坯參數設置

圖10 面銑削參數設置

圖11 模型殘留區域清除

圖12 平行精加工

圖13 三維偏置精加工

圖14 仿真加工

4.后處理及G代碼的生成與修改

此零件為曲面加工，程序中含有大量共線的點和不必要的刀具移動，通過優化程序，刀具運行的時間變短，加工速度加快。

（1）根據機床類型選擇合適的后處理文件，如選擇FANUC0i系統，則應從安裝文件中的“Post”文件夾中找出“Fanuc.Opt”文件，將Message Output = False添加至兩語句之間。

（2）選擇PowerMILL瀏覽器中的“刀具路徑”中所有的刀具路徑，右鍵單擊“增加到NC程序選項”。

（3）選擇所有NC程序，在彈出的菜單中選擇“寫入” ；或者右鍵單擊PowerMILL瀏覽器中的“NC程序”，在對話框中設置“輸出文件”位置及選擇機床選項文件（Fanuc.Opt），在彈出的菜單中選擇“全部寫入”選項。

根據以上原則，輸出該模型的NC程序。

為將生成的NC文檔直接導入數控機床加工，需將NC文檔進行修改。將NC文檔中的程序名及刀具號（按實際加工中所用刀具）進行修改，將帶括號的程序段（即程序名，程序生成時間及刀具參數）刪除，在換刀指令M06前添加主軸暫停指令M05。

5.利用數控機床進行凸模的加工

調用修改后的NC程序，采用宇航數控加工仿真軟件進行鼠標凸模的仿真加工，確保加工過程安全有效后，將NC程序導入數控機床進行加工。利用蠟模為毛坯，采用FANUC 0i系統的加工中心進行零件的數控加工，加工過程如圖15所示。

圖15 加工過程圖

6.結語

Delcam公司的PowerMILL、PowerSHAPE等軟件，體現了Delcam軟件在多軸加工、高速加工、產品設計和加工領域的領先優勢，為企業節省了成本，增強企業在市場中的競爭力。