PowerMILL多軸數(shù)控加工編程實用教程

前言

本書是PowerMILL軟件應用的進階教程，所介紹的對象是多軸加工數(shù)控編程。要求讀者對三軸加工數(shù)控編程已經(jīng)有一定程度的掌握。另外要指出的是，本書的出發(fā)點是帶多軸加工數(shù)控編程的初學者入門，與有經(jīng)驗的五軸加工數(shù)控編程員共同探討和交流。本書特別強調加工工藝思路的培養(yǎng)和訓練。編者認為，加工工藝思路是應主要掌握的內容，自動編程軟件畢竟是一種依賴人使用的工具，用得好與不好，完全由編程人員的工藝水平來決定。因此，本書每一章的內容里都會涉及加工工藝方面的內容。另一個值得一提的方面是，作為教材的編著者，對于方法論與呆板的、純粹的軟件教材這兩種風格，該取哪一種？本書力求告訴讀者的是方法，而不僅僅是所述軟件的某個功能怎么用。本書在編寫過程中，特別注意按讀者的學習思路來編排教材內容。作者長期在學校工作，既是學生，要不斷地學習新的內容，又主要從事教學、培訓、加工工作。對于好教材的體會是，要多從讀者的角度來考慮問題、講解問題，而不能以編著者的思路為主線來編寫教材。特別是工具類教材，其目的是要讓讀者快速地掌握工具，發(fā)揮在生產上，因此，更要以讀者為主體，對于學習過程中可能遇到的障礙給予提示、幫助解決.所以，本書在講述每一個例子時，首先告訴讀者會遇到什么問題，解決方案有哪些，哪種方案是最經(jīng)濟、最高效、加工質量最好的，寫出實際運用的切身感受與體會，這是作為教材（尤其是主要面向自學者的教材）應關注的極為重要的一面。教材不同于說明書或操作手冊，這些資料只是對軟件或機床功能的一個解釋和說明，而沒有站在使用者這個角度來思考問題。因此，在編著本書的過程中，一直十分注意結合與聯(lián)系工作實際。工作目的是什么，操作流程是怎樣的，如何著手，會遇到什么問題，又要注意哪些問題，軟件的、機床的以及操作者的相關注意事項都是教材要涉及到的。

內容概要

　　《PowerMILL多軸數(shù)控加工編程實用教程》是PowerMILL軟件的進階學習教材，主要涉及四軸加工、五軸加工的數(shù)控編程及其后置處理。第1章對多軸加工進行了概要地論述，包括多軸加工的定義、功能和應用，多軸機床的分類、結構及其特點，并介紹了PowerMILL軟件的特點和在多軸數(shù)控加工編程方面的策略。第2章著眼于四軸加工編程，包括3+1軸加工和四軸聯(lián)動加工編程。第3章講述定位五軸加工編程的方法，包括用戶坐標系的創(chuàng)建與編輯、定位五軸加工實例等。第4章介紹了PowerMILL刀軸指向控制的方法，詳細討論了PowerMILL軟件提供的朝向點等九種刀軸指向控制方法。第5章介紹了PowerMILL投影精加工策略，包括點投影、直線投影、曲線投影、曲面投影等策略及應用于五軸編程的方法和實例。第6章介紹了SWARF精加工策略和線框SWARF精加工策略。第7章介紹了刀軸指向的編輯、刀軸界限和自動碰撞避讓等內容。第8章列舉了一些典型的五軸加工應用實例。第9章介紹了PowerMILL多軸加工后置處理程序。《PowerMILL多軸數(shù)控加工編程實用教程》內容編排遵循于零件加工過程中的工藝順序，同時也遵循于PowerMILL軟件的學習流程，在講解軟件各策略時，總是先用加工過程中遇到的問題來引出該策略，然后進行解釋，最后列舉一個或多個典型的例子來說明?！禤owerMILL多軸數(shù)控加工編程實用教程》可作為大中專院校、技工學校和各類型培訓班師生的教材使用，也可供機械加工企業(yè)、工科科研院所從事數(shù)控加工的工程技術人員參考。為方便讀者學習，《PowerMILL多軸數(shù)控加工編程實用教程》附帶了一張光盤，包含了書中所有的練習源文件、完成的項目文件以及視頻教學資料。

書籍目錄

前言關于本書敘述及使用過程中的一些約定第1章 多軸數(shù)控加工概述11.1 多軸數(shù)控加工的基本概念11.2 多軸數(shù)控加工的功能和特點31.3 多軸數(shù)控加工的應用61.4 多軸數(shù)控加工機床及編程軟件、數(shù)控系統(tǒng)介紹111.5 PowerMILL軟件與多軸數(shù)控加工編程15第2章 PowerMILL四軸數(shù)控加工編程232.1 PowerMILL四軸數(shù)控加工概述232.2 3+1軸加工編程242.3 四軸聯(lián)動加工編程32第3章 PowerMILL定位五軸加工編程453.1 定位五軸加工概述453.2 用戶坐標系的創(chuàng)建與編輯473.3 定位五軸加工實例50第4章 PowerMILL刀軸指向控制974.1 刀軸指向控制概述974.2 前傾/側傾984.3 朝向點106.4.4 自點1124.5 朝向直線1164.6 自直線1194.7 朝向曲線1224.8 自曲線1274.9 固定方向1324.10 自動135第5章 PowerMILL投影精加工策略1375.1 點投影精加工策略1385.2 直線投影精加工策略1445.3 曲線投影精加工策略1555.4 平面投影精加工策略1615.5 曲面投影精加工策略1665.6 曲面投影精加工中有關參考曲面的注意點176第6章 SWARF精加工策略1826.1 SWARF精加工策略詳解1836.2 SWARF精加工策略的應用1906.3 線框SWARF精加工策略詳解及其應用199第7章 刀軸指向編輯與五軸加工仿真2047.1 編輯刀軸指向2047.2 刀軸限界與五軸機床加工仿真2167.3 自動碰撞避讓2237.4 刀軸指向光順230第8章 五軸編程的應用實例2348.1 五軸刻線加工2348.2 五軸鉆孔加工2378.3 五軸輪廓切割2438.4 使用平頭銑刀進行側壁五軸銑削2458.5 單個葉片精加工2498.6 整體葉輪加工255第9章 PowerMILL多軸加工后置處理程序2649.1 后置處理程序2649.2 訂制機床選項文件268附錄PowerMILL實用命令一覽284參考文獻285

章節(jié)摘錄

插圖：在現(xiàn)代制造業(yè)中，精密機械加工日趨普遍。實現(xiàn)精密加工的高檔數(shù)控機床、模具處于制造產業(yè)鏈的最前端，而模具產品質量的高低在很大程度上又受制于數(shù)控設備。在激烈的市場競爭中，制造業(yè)要求更短的生產周期、更高的加工質量以及更快的產品改型加工適應能力和更低的制造成本。要滿足這些條件，越來越多的制造企業(yè)采用了高端的數(shù)控加工機床——四軸加工機床和五軸加工機床。我們知道，三軸機床只有三根正交的運動軸（通常定義為X、Y、Z三軸），只能實現(xiàn)三個方向的直線移動自由度。因此，刀具與工件之間的相對位置關系較簡單，沿刀軸（“刀具軸”的簡稱）方向（在此稱為零件正向）視角能觀察到的結構都能加工出來，而一旦遇到整體零件加工（如加工整體葉輪），即當零件除了正向有加工需要外，零件側向還有結構特征要加工時，三軸機床由于沒有旋轉運動自由度，刀具不能相對工件（或工件不能相對刀具）作旋轉運動，因此該結構就不能加工出來。以往，在沒有多軸機床可以利用的情況下，我們不得不通過設計多套夾具，進行多次安裝、定位、夾緊，將可以在多軸機床上完成的整體一次加工分解為多次的三軸加工來完成側面結構銑削，但這樣使零件加工周期延長，加工質量大大降低。根據(jù)機械原理的知識，不受約束的刀具（或工件）在空間具有六個自由度。換句話說，在理想情況下，不考慮具體機床結構時，刀具是可以切削到工件的任何位置的。但現(xiàn)實是，在金屬切削過程中，工件與刀具之間會產生巨大的切削力和摩擦力，為了防止工件的位置移動，必須將工件夾緊（如打壓板），使之固定在工作臺上。此時，在理論上，裝在機床主軸上的刀具與裝在機床工作臺上的工件之間存在五個自由度，即沿X、Y、Z軸的三個直線移動和分別繞X、Y軸（或者X、Z軸、Y、Z軸）的兩個旋轉運動。因此只要機床能實現(xiàn)上述五個自由度，即可加工出工件上除了安裝在工作臺上的面之外的其余全部結構。

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