Pro/E及PowerMILL软件在叶片零件加工中的应用

摘要：文章以自动编程软件技术应用为前提，以风扇叶片零件为例，主要阐明了Pro/E及PowerMILL软件在数控加工过程中的具体应用。简单描述了叶片的Pro/E造型过程，较为详细的阐述了PowerMILL软件针对风扇叶片零件从工艺参数、加工策略到仿真及程序的后置处理的自动编程过程。根据实际加工表明，自动编程软件的使用，提高了产品加工质量的同时，缩短了零件制造周期。

关键词：Pro/E；PowerMILL；叶片；数控加工

中图分类号：TH164 文献标识码：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)

在科学技术持续发展的今天，整个机械加工领域对零件的质量、性能方面的要求更高、更严格。风扇叶片在日常生活和整个工程机械行业中所起的作用越来越重要，三轴的加工方法无法完成风扇叶片这类曲面零件，必须借助于五轴加工。因此应采用CAD/CAM自动编程软件对此类零件进行编程加工[1]。本文以风扇叶片零件为例(图1)主要介绍从工艺参数、加工策略到仿真及程序的后置处理的自动编程过程。借助软件的多种加工策略及加工仿真，可检验加工干涉现象，提高生产安全，对保障零件的品质有着极为重要的意义。

图1 叶片零件图

Fig.1 Leaf blade part drawing

2利用Pro/E软件造型(Using Pro/E software

modeling)

Pro/E是美国PTC公司开发的一套产品设计软件，其参数化的设计给产品设计带来了极大的方便。这里将简单描述叶片的Pro/E造型过程。

(1)创建叶片零件的外形特征，叶片曲线为指定公式曲线，采用CAXA电子图版中按数学公式绘制曲线功能进行曲线绘制如图2所示，并对曲线进行保存。

图2 公式曲线绘制

Fig.2 Formula curve drawing

(2)启动Pro/E系统，打开Pro/E软件，在初始状态中，单击“文件打开”，打开根目录中之前保存的文件“01.dwg”。通过“导入新模型”命令选择“零件”类型，导入绘制曲线，保存名称为“01”(图3)。

图3 导入公式曲线

Fig.3 Import formula curve

(3)在Pro/E中，插入基准面，用“拉伸”命令绘制零件，在草图中选择“平移”命令，进行曲线的偏移(图4)，生成曲面。

图4 曲面绘制

Fig.4 Surface rendering

图5 作图步骤

Fig.5 Drawing steps

(4)通过其他作图步骤如图5所示(过程略)，绘制零件模型如图6所示。

图6 风扇叶片零件

Fig.6 Fan blade parts

3 采用PowerMILL软件数控加工(Using

PowerMILL nc machining software)

PowerMILL软件是英国Delcam出品的数控加工编程软件。可快速计算出各种加工路线。通过刀路仿真，直观地展现出加工轨迹，避免了加工中的刀具干涉，提供安全保障。

3.1 打开Pro/E模型文件

在PowerMILL中打开在Pro/E中绘制的叶片，查看模型(图7)。

图7 导入风扇叶片模型

Fig.7 Import the model of the fan blade

3.2 建立坐标系[3]

通过资源管理器，按照图8的步骤，将定义的坐标系激活。

图8 定义并激活坐标系

Fig.8 Define and activate the coordinate system

3.3 零件工艺分析

针对风扇叶片零件，按加工工艺表中的内容划分五道工序，采用四种走刀方式进行刀路加工，整个加工使用4把刀具，详见表1。

表1 加工工艺过程表

Tab.1 Machining process table

3.4 零件数控加工

3.4.1 创建毛坯

在PowerMILL中，按图9内容设置相关参数，创建圆柱体毛坯，为后续加工做好准备。

图9 创建毛坯

Fig.9 Create a blank

3.4.2 创建刀具

在软件中单击“刀具”→“产生刀具”→“刀尖圆角端铣刀”打开表格，设置切削刃参数，按同类方法创建4把刀具，其刀具编号见表1和图10所示。

图10 创建加工刀具

Fig.10 Create tools

3.4.3 零件自动编程

零件自动编程过程[4]如下：

(1)粗加工

采用刀尖圆角端铣刀d200t4，“策略选取器”→“三维区域清除”→“模型区域清除”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→粗加工，过程如图11所示。

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图11 模型区域清除进行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圆角端铣刀d100t4，采取与粗加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→一次半精加工，仿真过程如图12所示。

图12 等高精加工进行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球头铣刀b50，采取与一次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→二次半精加工，仿真过程如图13所示。

图13 最佳等高精加工进行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球头铣刀b30，采取与二次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→精加工，仿真过程如图14所示。

图14 最佳等高精加工进行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球头铣刀b30，“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“清角精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→清角精加工，仿真过程如图15所示。

图15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置处理

打开粗加工刀具路径d200t4-cu,→“独立的NC程序”→“NC程序”→打开NC程序，设置参数→“写入”→“打开文件”。此时可以看到粗加工程序(图16)。按此类方法，可以后置出其他加工程序。

图16 程序后置处理

Fig.16 Post processing program

3.6 数控加工

将所有程序通过通讯接口传入数控机床，完成零件的加工，零件的成品如图17所示。

图17 数控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 结论(Conclusion)

针对风扇叶片这类曲面零件，采用PowerMILL自动编程技术，通过多种加工策略及加工仿真，可检验加工干涉现象，提高生产安全，并缩短制造周期。

参考文献(References)

[1] 黄晓峰,葛友华,倪骁驊.基于PowerMILL的模具高速加工编程及应用研究[J].模具工业,2007,(1):64-67.

[2] 张守军,成丽霞.基于Delcam软件中PowerMILL加工技术的应用[J].模具制造技术,2008,(2):70-72.

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

[4] 张钟.CAD/CAM在数控编程中的应用策略[J].机械工程师,2007,(8):138-139.

作者简介：

李兴凯(1978-)，男，硕士，讲师.研究领域：机械制造与自动化.

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图11 模型区域清除进行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圆角端铣刀d100t4，采取与粗加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→一次半精加工，仿真过程如图12所示。

图12 等高精加工进行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球头铣刀b50，采取与一次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→二次半精加工，仿真过程如图13所示。

图13 最佳等高精加工进行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球头铣刀b30，采取与二次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→精加工，仿真过程如图14所示。

图14 最佳等高精加工进行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球头铣刀b30，“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“清角精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→清角精加工，仿真过程如图15所示。

图15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置处理

打开粗加工刀具路径d200t4-cu,→“独立的NC程序”→“NC程序”→打开NC程序，设置参数→“写入”→“打开文件”。此时可以看到粗加工程序(图16)。按此类方法，可以后置出其他加工程序。

图16 程序后置处理

Fig.16 Post processing program

3.6 数控加工

将所有程序通过通讯接口传入数控机床，完成零件的加工，零件的成品如图17所示。

图17 数控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 结论(Conclusion)

针对风扇叶片这类曲面零件，采用PowerMILL自动编程技术，通过多种加工策略及加工仿真，可检验加工干涉现象，提高生产安全，并缩短制造周期。

参考文献(References)

[1] 黄晓峰,葛友华,倪骁驊.基于PowerMILL的模具高速加工编程及应用研究[J].模具工业,2007,(1):64-67.

[2] 张守军,成丽霞.基于Delcam软件中PowerMILL加工技术的应用[J].模具制造技术,2008,(2):70-72.

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

[4] 张钟.CAD/CAM在数控编程中的应用策略[J].机械工程师,2007,(8):138-139.

作者简介：

李兴凯(1978-)，男，硕士，讲师.研究领域：机械制造与自动化.

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图11 模型区域清除进行粗加工

Fig.11 Model area clearance for rough machining

(2)一次半精加工

采用刀尖圆角端铣刀d100t4，采取与粗加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→一次半精加工，仿真过程如图12所示。

图12 等高精加工进行一次半精加工

Fig.12 Such as finishing a semi finishing

(3)二次半精加工

采用球头铣刀b50，采取与一次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→二次半精加工，仿真过程如图13所示。

图13 最佳等高精加工进行二次半精加工

Fig.13 The best contour finishing in second half finishing

(4)精加工

采用球头铣刀b30，采取与二次半精加工基本相同的步骤：“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“最佳等高精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→精加工，仿真过程如图14所示。

图14 最佳等高精加工进行精加工

Fig.14 The best high finishing precision

(5)清角精加工

采用球头铣刀b30，“策略选取器”→“精加工”→“精加工刀具路径策略”→“清角精加工”→参数设置。设置完成后，单击“计算”按钮。生成刀具路径→激活刀具路径→清角精加工，仿真过程如图15所示。

图15 清角精加工

Fig.15 Qing angle of finishing

3.5 程序后置处理

打开粗加工刀具路径d200t4-cu,→“独立的NC程序”→“NC程序”→打开NC程序，设置参数→“写入”→“打开文件”。此时可以看到粗加工程序(图16)。按此类方法，可以后置出其他加工程序。

图16 程序后置处理

Fig.16 Post processing program

3.6 数控加工

将所有程序通过通讯接口传入数控机床，完成零件的加工，零件的成品如图17所示。

图17 数控加工成品

Fig.17 Numerical control processing finished products

4 结论(Conclusion)

针对风扇叶片这类曲面零件，采用PowerMILL自动编程技术，通过多种加工策略及加工仿真，可检验加工干涉现象，提高生产安全，并缩短制造周期。

参考文献(References)

[1] 黄晓峰,葛友华,倪骁驊.基于PowerMILL的模具高速加工编程及应用研究[J].模具工业,2007,(1):64-67.

[2] 张守军,成丽霞.基于Delcam软件中PowerMILL加工技术的应用[J].模具制造技术,2008,(2):70-72.

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

[4] 张钟.CAD/CAM在数控编程中的应用策略[J].机械工程师,2007,(8):138-139.

作者简介：

李兴凯(1978-)，男，硕士，讲师.研究领域：机械制造与自动化.

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