用PRO/E進(jìn)行數(shù)控編程的方法與技巧

摘 要：PRO/E是一款綜合CAD/CAM/CAE功能一體化的三維軟件，它不僅在三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并且在數(shù)控加工中也得到了廣泛應(yīng)用。 本文介紹了使用Pro/E進(jìn)行數(shù)控加工編程的方法，并且介紹了在Pro/NC軟件環(huán)境中進(jìn)行數(shù)控編程的技巧。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控編程;Pro/E;刀具;切削

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.225

0 引言

目前對(duì)于復(fù)雜模型數(shù)控加工程序的編寫，只依靠手工來完成相當(dāng)麻煩，不僅容易出錯(cuò)，而且不便于修改，但現(xiàn)在產(chǎn)品的形狀越來越多樣化，而且對(duì)加工也提出了更高的要求。Pro/E軟件是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理整個(gè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)將整個(gè)設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集成在一起，數(shù)控編程應(yīng)用Pro/E軟件進(jìn)行，既可以避免了在加工中對(duì)產(chǎn)品的重復(fù)設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤，又不必在加工過程對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次建模，數(shù)據(jù)提取可靠，使用方便。

1 PRO/E進(jìn)行數(shù)控編程的方法

PRO/E軟件不僅可以生成數(shù)控加工程序，還可以在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)的顯示零件的加工軌跡圖。使用PRO/E生成數(shù)控加工程序的工作過程是：先用它的CAD模塊的圖形編輯功能，繪制出零件的幾何圖形形成圖形文件，然后用數(shù)控編程模塊對(duì)刀具軌跡進(jìn)行處理，從而設(shè)置機(jī)床類型、坐標(biāo)和刀具類型等。整個(gè)過程中對(duì)零件加工軌跡上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和數(shù)學(xué)處理，都是由計(jì)算機(jī)完成，在此基礎(chǔ)上刀位數(shù)據(jù)文件由計(jì)算機(jī)生成，然后再對(duì)刀位數(shù)據(jù)文件進(jìn)行后處理，就可以自動(dòng)生成數(shù)控加工程序了。由此看見，在加工設(shè)備固定的條件下，對(duì)于工作人員來說，使用PRO/E進(jìn)行數(shù)控加工的關(guān)鍵問題就是：如何選擇刀具和怎么確定切削用量。

1.1 選擇刀具和刀具排順

1.1.1 選擇刀具

在PRO/E的NC模塊中，可以在"刀具設(shè)定"窗口中的"普通"選項(xiàng)卡中設(shè)置刀具的類型、幾何參數(shù)及材料等。在選擇刀具及刀柄時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)前機(jī)床的加工能力、切削用量、加工工序等因素來確定。在刀具選擇的時(shí)候應(yīng)遵循的總原則是：刀具要安裝調(diào)整方便，刀具本身剛性好、精度高并且不易磨損。同時(shí)為提高刀具的剛性，刀具選擇時(shí)還要遵循由大到小的原則。關(guān)于刀柄的選擇，在加工要求滿足的條件下，我們應(yīng)盡量選擇短的刀柄。

在實(shí)際加工零件時(shí)，選擇刀具可以參考下面幾個(gè)方面：對(duì)于凸形表面的工件，粗加工時(shí)，選擇圓角立銑刀或平端立銑刀，在精加工時(shí)，因?yàn)槠蕉肆姷兜膸缀螚l件沒有圓角銑刀好，所以選擇圓角立銑刀;對(duì)于凹形表面的工件，選擇球頭刀對(duì)其進(jìn)行半精加工和精加工，而在對(duì)其進(jìn)行粗加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀切削條件較差，所以選擇平端立銑刀或圓角立銑刀;選用錐度銑刀對(duì)帶脫模斜度的側(cè)面進(jìn)行加工，盡管通過插值采用平端立銑刀也可以加工，但會(huì)因?yàn)榧哟蟮毒叩哪p而影響加工的精度，同時(shí)會(huì)因?yàn)榧庸ぢ窂阶冮L(zhǎng)而降低加工效率……總之，在實(shí)際加工中，刀具的選擇不僅要遵循原則，還要根據(jù)加工工件的實(shí)際情況做相應(yīng)的選擇。

在實(shí)際加工生產(chǎn)中，工作人員銑削平面時(shí)常常會(huì)選用硬質(zhì)合金刀片銑刀：采用立銑刀對(duì)平面零件周邊輪廓進(jìn)行加工;選用高速鋼立銑刀加工凸臺(tái)、凹槽;會(huì)選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀粗加工孔或加工毛坯表面。工作人員常會(huì)采用球頭刀具對(duì)曲面進(jìn)行精加工，因?yàn)榍蝾^刀具可以保證加工精度，由于球頭刀具的端部切削速度等于零，可以使切削行距取得很密。但是球頭刀具與平頭刀具相比，球頭刀在切削效率以及對(duì)工件的表面加工質(zhì)量都要比平頭刀具差一些，所以，加工工件的時(shí)候，在保證不過切的情況下，平頭刀是工作人員的優(yōu)先選擇。

好的刀具價(jià)格自然要貴一些，但是好刀具的精度和耐用度很好，雖然好的刀具在價(jià)格上增加了成本，但是好的刀具會(huì)大大的提高加工效率以及加工質(zhì)量，從而又降低整個(gè)加工成本，因而孰重孰輕需要我們工作人員自己衡量。

1.1.2 刀具排序

為了提高數(shù)控加工的效率，工作人員還需合理的安排刀序。在大多數(shù)數(shù)控加工中，需要人工對(duì)刀具進(jìn)行測(cè)量、刃磨和更換，因而會(huì)占用較長(zhǎng)輔助時(shí)間，從而降低工作效率。刀具排序應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：滿足加工前提下，盡量減少刀具數(shù)量;先銑后鉆;分開使用精、粗加工的刀具;裝夾一把刀具后，這把刀具要完成其所能加工的所有部位;先精加工曲面，后精加工二維輪廓;能利用自動(dòng)換刀的盡量使用自動(dòng)換刀。

1.2 確定切削用量

工作人員可以在Pro/NC主菜單【制造參數(shù)】的下拉菜單【設(shè)置】的子菜單中設(shè)置切削用量，將之前在計(jì)算機(jī)上擬定的工藝參數(shù)的值設(shè)置輸入對(duì)應(yīng)的菜單選項(xiàng)中即可。切削用量設(shè)置時(shí)注意以下幾點(diǎn)：在粗加工時(shí)，提高生產(chǎn)率主要考慮的因素，加工成本也應(yīng)該同時(shí)考慮。在精加工和半精加工時(shí)，首先要考慮的是加工質(zhì)量，其次是加工成本以及切削效率。

加工參數(shù)的具體數(shù)值應(yīng)結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)切削用量手冊(cè)、機(jī)床說明書來確定，在Pro/NC中有類型豐富參數(shù)設(shè)置功能。在設(shè)置加工參數(shù)時(shí)，會(huì)有很多選項(xiàng)需要設(shè)置，要想準(zhǔn)確的對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，工作人員必須充分理解這些參數(shù)的確切含義。例如：對(duì)于進(jìn)給速度vF參數(shù)值的選擇，因?yàn)檫M(jìn)給速度與零件的加工精度、刀具、工件表面粗糙度等因素有關(guān)，比如當(dāng)對(duì)粗糙度要求高時(shí)，選擇進(jìn)給速度vF的值就需要小些。因此我們?cè)谠O(shè)置該參數(shù)的時(shí)候要全面考慮。又如：關(guān)于加工余量的設(shè)置，當(dāng)X、Y、Z方向的加工余量一致的時(shí)候，可以通過選項(xiàng)“PROF_STOCK_ALLOW”完成。但是如果加工余量在X、Y、Z方向上不一致，那就不能設(shè)置此項(xiàng)，此時(shí)我們可以在“允許的未加工毛坯”和“允許的底部線框”這兩個(gè)選項(xiàng)中進(jìn)行設(shè)置;如果要設(shè)置粗加工的加工余量，我們可以在“允許的未加工毛坯”這個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置，用該項(xiàng)的設(shè)置我們可以同時(shí)指定X、Y兩個(gè)方向的值，當(dāng)加工余量在X、Y兩個(gè)方向和z方向的值不同時(shí)，我們就要對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。

要保證零件的加工指令準(zhǔn)確和加工效率，關(guān)鍵的問題是刀具和切削用量的合理選擇，如何選擇刀具和確定切削用量，是每個(gè)工作人員必須考慮的問題，只有處理好這些，才能使數(shù)控機(jī)床高效率、高精度地完成零件的加工。endprint

2 PRO/E進(jìn)行數(shù)控編程的技巧

2.1 工作目錄的設(shè)置

對(duì)于工作人員來說，Pro/E的工作目錄的設(shè)置雖然很簡(jiǎn)單，但是很重要的。設(shè)置工作目錄的方法是：?jiǎn)?dòng)Pro/E后，在主菜單【文件】下拉菜單中點(diǎn)擊【工作目錄】命令，在彈出的窗口中設(shè)置文件的保存路徑即可。值得注意的是，在選擇工作目錄的路徑中不要出現(xiàn)中文名。

由于Pro/E的缺省啟動(dòng)路徑是在它的安裝目錄下的BIN文件夾中，在該文件夾中存儲(chǔ)著Pro/E最重要的各種命令，如果開始工作時(shí)不設(shè)置工作目錄，當(dāng)我們保存文件的時(shí)候，Pro/E會(huì)直接把生成的各種文件直接保存到BIN文件夾中，這樣會(huì)給之后的文件的管理工作帶來很多困擾。

2.2 Config文件的正確應(yīng)用

配置文件是PROE的一大特色，掌握各種配置文件的使用不僅可以提高工作效率，減少不必要的麻煩，還有利于標(biāo)準(zhǔn)化、團(tuán)隊(duì)合作等。Config.pro文件是Pro/E的系統(tǒng)配置文件，該配置文件非常重要，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中我們需要用到Config.pro文件，在加工編程的時(shí)候我們也需要用到。因而，正確使用Config.pro文件，是我們每一個(gè)編程工作人員應(yīng)該掌握的技能，這樣才會(huì)更加便于之后工作的展開。

2.3 工件坐標(biāo)系選擇技巧

在實(shí)際加工中，工作人員需要選擇數(shù)控程序原點(diǎn)，一般情況下都會(huì)選擇工件上的某一點(diǎn)，并以該點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，實(shí)際加工時(shí)的工件坐標(biāo)系就是Pro/E進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)的坐標(biāo)系。工作人員在進(jìn)行工件找正和數(shù)控編程的時(shí)候，合理的確定工件坐標(biāo)系非常重要。

程序原點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，這樣可以提高零件加工精度。在選擇程序原點(diǎn)時(shí)候，工作人員可以參考以下幾點(diǎn)：1） 程序原點(diǎn)在機(jī)床上應(yīng)該容易找正;2）程序原點(diǎn)所引起的加工誤差小;3）編程方便，對(duì)刀誤差小;4）方便加工時(shí)檢查。如：為了容易找到交線的位置，程序原點(diǎn)可以選在互相垂直平面的交線上;對(duì)于以孔定位的工件，程序原點(diǎn)就可以選擇孔的中心。

總之，在Pro/E中進(jìn)行數(shù)控編程的時(shí)候，工作人員除了熟悉Pro/E數(shù)控加工的工作流程以外，一定要注意刀具的選擇和排序原則，切削用量的設(shè)置方法，還需要注意一些技巧，切不可因?yàn)橐粋€(gè)小小的疏忽而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

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[4]林智斌.數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定[J].黑龍江科技信息，2012.

作者簡(jiǎn)介：廖月琴（1980-），女，湖北十堰人，講師。endprint