Pro/E及PowerMILL軟件在葉片零件加工中的應用

摘要：文章以自動編程軟件技術應用為前提，以風扇葉片零件為例，主要闡明了Pro/E及PowerMILL軟件在數控加工過程中的具體應用。簡單描述了葉片的Pro/E造型過程，較為詳細的闡述了PowerMILL軟件針對風扇葉片零件從工藝參數、加工策略到仿真及程序的后置處理的自動編程過程。根據實際加工表明，自動編程軟件的使用，提高了產品加工質量的同時，縮短了零件制造周期。

關鍵詞：Pro/E；PowerMILL；葉片；數控加工

中圖分類號：TH164 文獻標識碼：A

Pro/E and Power Mill Software Application in Biade Parts Processing

LI Xingkai

(Shandong Vocational College of Science & Technology,Weifang 261053,China)

Abstract:Based on the premise of automatic programming software technology application,in fan blade parts,for example,mainly expounds the Pro/E and PowerMILL software in the specific application in the process of NC machining.Simply describes the Pro/E modeling process of blade,detailed elaborated the PowerMILL software for fan blade parts from process parameters and processing strategy to simulation and post processing of automatic programming process of the program.According to the actual processing,the use of automatic programming software,at the same time,to improve the quality of the product processing parts to shorten the manufacturing cycle.

Keywords:Pro/E;PowerMILL;leaf blade parts;the NC machining

1 引言(Introduction)

在科學技術持續發展的今天，整個機械加工領域對零件的質量、性能方面的要求更高、更嚴格。風扇葉片在日常生活和整個工程機械行業中所起的作用越來越重要，三軸的加工方法無法完成風扇葉片這類曲面零件，必須借助于五軸加工。因此應采用CAD/CAM自動編程軟件對此類零件進行編程加工[1]。本文以風扇葉片零件為例(圖1)主要介紹從工藝參數、加工策略到仿真及程序的后置處理的自動編程過程。借助軟件的多種加工策略及加工仿真，可檢驗加工干涉現象，提高生產安全，對保障零件的品質有著極為重要的意義。

圖1 葉片零件圖

Fig.1 Leaf blade part drawing

2利用Pro/E軟件造型(Using Pro/E software

modeling)

Pro/E是美國PTC公司開發的一套產品設計軟件，其參數化的設計給產品設計帶來了極大的方便。這里將簡單描述葉片的Pro/E造型過程。

(1)創建葉片零件的外形特征，葉片曲線為指定公式曲線，采用CAXA電子圖版中按數學公式繪制曲線功能進行曲線繪制如圖2所示，并對曲線進行保存。

圖2 公式曲線繪制

Fig.2 Formula curve drawing

(2)啟動Pro/E系統，打開Pro/E軟件，在初始狀態中，單擊“文件打開”，打開根目錄中之前保存的文件“01.dwg”。通過“導入新模型”命令選擇“零件”類型，導入繪制曲線，保存名稱為“01”(圖3)。

圖3 導入公式曲線

Fig.3 Import formula curve

(3)在Pro/E中，插入基準面，用“拉伸”命令繪制零件，在草圖中選擇“平移”命令，進行曲線的偏移(圖4)，生成曲面。

圖4 曲面繪制

Fig.4 Surface rendering

圖5 作圖步驟

Fig.5 Drawing steps

(4)通過其他作圖步驟如圖5所示(過程略)，繪制零件模型如圖6所示。

圖6 風扇葉片零件

Fig.6 Fan blade parts

3 采用PowerMILL軟件數控加工(Using

PowerMILL nc machining software)

PowerMILL軟件是英國Delcam出品的數控加工編程軟件。可快速計算出各種加工路線。通過刀路仿真，直觀地展現出加工軌跡，避免了加工中的刀具干涉，提供安全保障。

3.1 打開Pro/E模型文件

在PowerMILL中打開在Pro/E中繪制的葉片，查看模型(圖7)。

圖7 導入風扇葉片模型

Fig.7 Import the model of the fan blade

3.2 建立坐標系[3]

通過資源管理器，按照圖8的步驟，將定義的坐標系激活。

圖8 定義并激活坐標系

Fig.8 Define and activate the coordinate system

3.3 零件工藝分析

針對風扇葉片零件，按加工工藝表中的內容劃分五道工序，采用四種走刀方式進行刀路加工，整個加工使用4把刀具，詳見表1。

表1 加工工藝過程表

Tab.1 Machining process table

3.4 零件數控加工

3.4.1 創建毛坯

在PowerMILL中，按圖9內容設置相關參數，創建圓柱體毛坯，為后續加工做好準備。

圖9 創建毛坯

Fig.9 Create a blank

3.4.2 創建刀具

在軟件中單擊“刀具”→“產生刀具”→“刀尖圓角端銑刀”打開表格，設置切削刃參數，按同類方法創建4把刀具，其刀具編號見表1和圖10所示。

圖10 創建加工刀具

Fig.10 Create tools

3.4.3 零件自動編程

零件自動編程過程[4]如下：

(1)粗加工

采用刀尖圓角端銑刀d200t4，“策略選取器”→“三維區域清除”→“模型區域清除”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→粗加工，過程如圖11所示。

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圖11 模型區域清除進行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圓角端銑刀d100t4，采取與粗加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→一次半精加工，仿真過程如圖12所示。

圖12 等高精加工進行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球頭銑刀b50，采取與一次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→二次半精加工，仿真過程如圖13所示。

圖13 最佳等高精加工進行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球頭銑刀b30，采取與二次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→精加工，仿真過程如圖14所示。

圖14 最佳等高精加工進行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球頭銑刀b30，“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“清角精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→清角精加工，仿真過程如圖15所示。

圖15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置處理

打開粗加工刀具路徑d200t4-cu,→“獨立的NC程序”→“NC程序”→打開NC程序，設置參數→“寫入”→“打開文件”。此時可以看到粗加工程序(圖16)。按此類方法，可以后置出其他加工程序。

圖16 程序后置處理

Fig.16 Post processing program

3.6 數控加工

將所有程序通過通訊接口傳入數控機床，完成零件的加工，零件的成品如圖17所示。

圖17 數控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 結論(Conclusion)

針對風扇葉片這類曲面零件，采用PowerMILL自動編程技術，通過多種加工策略及加工仿真，可檢驗加工干涉現象，提高生產安全，并縮短制造周期。

參考文獻(References)

[1] 黃曉峰,葛友華,倪驍驊.基于PowerMILL的模具高速加工編程及應用研究[J].模具工業,2007,(1):64-67.

[2] 張守軍,成麗霞.基于Delcam軟件中PowerMILL加工技術的應用[J].模具制造技術,2008,(2):70-72.

[3] 苑妮,郝雯博.PowerMILL軟件在模具加工中的應用[J].模具制造,2011,(2):11-14.

[4] 張鐘.CAD/CAM在數控編程中的應用策略[J].機械工程師,2007,(8):138-139.

作者簡介：

李興凱(1978-)，男，碩士，講師.研究領域：機械制造與自動化.

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圖11 模型區域清除進行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圓角端銑刀d100t4，采取與粗加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→一次半精加工，仿真過程如圖12所示。

圖12 等高精加工進行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球頭銑刀b50，采取與一次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→二次半精加工，仿真過程如圖13所示。

圖13 最佳等高精加工進行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球頭銑刀b30，采取與二次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→精加工，仿真過程如圖14所示。

圖14 最佳等高精加工進行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球頭銑刀b30，“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“清角精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→清角精加工，仿真過程如圖15所示。

圖15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置處理

打開粗加工刀具路徑d200t4-cu,→“獨立的NC程序”→“NC程序”→打開NC程序，設置參數→“寫入”→“打開文件”。此時可以看到粗加工程序(圖16)。按此類方法，可以后置出其他加工程序。

圖16 程序后置處理

Fig.16 Post processing program

3.6 數控加工

將所有程序通過通訊接口傳入數控機床，完成零件的加工，零件的成品如圖17所示。

圖17 數控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 結論(Conclusion)

針對風扇葉片這類曲面零件，采用PowerMILL自動編程技術，通過多種加工策略及加工仿真，可檢驗加工干涉現象，提高生產安全，并縮短制造周期。

參考文獻(References)

[1] 黃曉峰,葛友華,倪驍驊.基于PowerMILL的模具高速加工編程及應用研究[J].模具工業,2007,(1):64-67.

[2] 張守軍,成麗霞.基于Delcam軟件中PowerMILL加工技術的應用[J].模具制造技術,2008,(2):70-72.

[3] 苑妮,郝雯博.PowerMILL軟件在模具加工中的應用[J].模具制造,2011,(2):11-14.

[4] 張鐘.CAD/CAM在數控編程中的應用策略[J].機械工程師,2007,(8):138-139.

作者簡介：

李興凱(1978-)，男，碩士，講師.研究領域：機械制造與自動化.

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圖11 模型區域清除進行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圓角端銑刀d100t4，采取與粗加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→一次半精加工，仿真過程如圖12所示。

圖12 等高精加工進行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球頭銑刀b50，采取與一次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→二次半精加工，仿真過程如圖13所示。

圖13 最佳等高精加工進行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球頭銑刀b30，采取與二次半精加工基本相同的步驟：“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“最佳等高精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→精加工，仿真過程如圖14所示。

圖14 最佳等高精加工進行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球頭銑刀b30，“策略選取器”→“精加工”→“精加工刀具路徑策略”→“清角精加工”→參數設置。設置完成后，單擊“計算”按鈕。生成刀具路徑→激活刀具路徑→清角精加工，仿真過程如圖15所示。

圖15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置處理

打開粗加工刀具路徑d200t4-cu,→“獨立的NC程序”→“NC程序”→打開NC程序，設置參數→“寫入”→“打開文件”。此時可以看到粗加工程序(圖16)。按此類方法，可以后置出其他加工程序。

圖16 程序后置處理

Fig.16 Post processing program

3.6 數控加工

將所有程序通過通訊接口傳入數控機床，完成零件的加工，零件的成品如圖17所示。

圖17 數控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 結論(Conclusion)

針對風扇葉片這類曲面零件，采用PowerMILL自動編程技術，通過多種加工策略及加工仿真，可檢驗加工干涉現象，提高生產安全，并縮短制造周期。

參考文獻(References)

[1] 黃曉峰,葛友華,倪驍驊.基于PowerMILL的模具高速加工編程及應用研究[J].模具工業,2007,(1):64-67.

[2] 張守軍,成麗霞.基于Delcam軟件中PowerMILL加工技術的應用[J].模具制造技術,2008,(2):70-72.

[3] 苑妮,郝雯博.PowerMILL軟件在模具加工中的應用[J].模具制造,2011,(2):11-14.

[4] 張鐘.CAD/CAM在數控編程中的應用策略[J].機械工程師,2007,(8):138-139.

作者簡介：

李興凱(1978-)，男，碩士，講師.研究領域：機械制造與自動化.

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