《装备制造技术｝２ｏ１５年第８期 ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ三维区域清除策略分析 郭风泉，马永青，韩志引 （潍坊工程职业学院，山东青州２６２５００） 摘要：三维区域清除策略是机械加工进行粗加工的主要方式，一般采用模型区域清除策略选项，合理选择平行、偏置全 部和模型残留区域清除加工选项，可合理设置刀具路径，减少刀具磨损，提高切削效率，有效地保证精加工切削精度。 关键词：ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ；粗加工；策略；刀具路径 中图分类号：ＴＧ６５９ 文献标识码：Ｂ ． 文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１５）０８—０２０３—０２ 三维区域清除策略是ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ软件加工对机 具路径，不会依据全刀具的半径值执行。当刀具处在 械零件进行初加工的主要方法，对不同的零件轮廓， 毛坯外部，刀具不能切入刀具路径的深层位置，可采 软件提供多种材料清除策略，从零件的顶层轮廓，按 用户指定的Ｚ高度逐层向下加工等高切面，直到完成 零件轮廓粗加工。残留加工是用直径较小的粗加工刀 具对零件完成二次区域清除加工，首次粗加工刀具路 径不能加工到的区域，在一定范围内将再次清除。 用斜向选项。 １区域清除 左斜角指刀具沿切削方向斜向切人零件毛坯过 程中产生的坡度，有沿刀具路径、圆弧和直线三种不 同类型的斜向切入选项。左斜角的长度（斜向长度）ｉｎ 果被在固定有限的距离，可选用右斜角移动，斜 向移动方向与左斜角移动方向相反。斜向长度是以刀 具的直径单位来标注的，一般情况下，刀具直径应小 于斜向长度，便于铁屑由刀具底部排出。选取有限斜 余量按钮位于区域清除表格中，点击打开轴向 向长度框选图标，ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ会运行右斜角进刀。右 余量表格，可输人不同的径向和轴向余量值。在模型 斜角需要自助输入角度，系统是缺省设置，开放 区域清除表格中将下切步距设置为手动，打开区域 选项标置。其缺省设置为０度。外部接近选项选取后，将优先采用外部接近零 清除ｚ高度表格，表格提供五种产生ｚ高度方法，即 在确定不产生过切的前提下，件切人方法［２１，不再采用斜向方法。设置斜向切人后产 分割层数、高度数值、下切步距、平坦面和中间层数。 分割层数是依据设定层数等距离分割零件毛 生过切，下切切人方法会替代斜向切人法。坯。零件毛坯底部首先生成一ｚ高度达到下切步距 要求，其次按设定高度在ｚ方向上逐渐上移。下切步 ２平行区域清除 距选项设置保持恒定，下切步距值在系统中会自动 修改，层间距离也将生成均匀，指定的下切步距值尽 从主工具栏中点取刀具路径策略图标。选取三 可能的接近层间距离。高度数值是按设定值生成单 维区域清除标签，选取模型区域清除选项，打开模型 个的ｚ高度【ｌＪ，根据实际情况可设定多个任意的ｚ高 区域清除对话视窗。键入刀具路径名称Ｄ５０Ｔ６Ａ１， 度，只是每次仅生成一个。中间层数指当前ｚ高度间 设置余量为０．５，设置行距为２０，设置下切步距为 增加指定数量的ｚ高度。平坦面指模型中能够识别 １０，其余选项运行缺省的设置，运算表格，处理结束 的平坦区域，同时根据平坦区域的高度生成ｚ高度， 后，表格取消。 也可通过设置该选项来加工指定的平坦面区域，而 模型区域清除选项对话框打开后，点取平行样 不需加工整个等高切面。 式，对话框中生成没有处理的零件刀具路径，设置刀 高级区域清除表格中，单击区域清除表格右边 具路径的缺省文件名为Ｄ５０Ｔ６Ａ１。双击刀具路径的 中间的箭头打开高级区域清除表格。点取此选项后 图标，刀具路径可在激活与不激活之间转换，检查生 允许按设定的行距执行平行或偏置路径的第一条刀 成刀具路径的数据记录，红色的点划线代表快进移 ．一收稿日期：２０１５—０５—０２ 作者简介：郭风泉（１９８５一），男，山东省青州市人，讲师，工学硕士。主要从事数控加工。 ２０３ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．８，２０１５ 动，淡蓝色的线代表下切移动。平行区域清除策略按 激活ｚ高度在毛坯上按零件外形做一系列的线性切 削，根据需要刀具绕零件运行轮廓路径切削，以在等 高切面上留下恒定的余量。 快进移动高度表格提供安全ｚ高度和开始ｚ高 度选框，设置值能定义刀具安全运行的安全ｚ高度， 开始ｚ高度是模型之上的水平快进移动及由快进下 切运动改变为进给速率下切运动。 安全高度快进类型有下切进给率设置，在工件 上可以应用至某个指定的高度。掠过操作通过快进 速度抬刀，在零件最高点之上的一个相对安全ｚ高 打开菜单中的设置选项，原始的偏置区域清除表格 打开。复制的刀具路径，保持上面相同的区域过滤器 设置，勾取轮廓光顺方框，将半径设置为Ｏ．２，计算偏 置区域清除模型表格，尖点路径呈现圆形光顺。 ４模型残留区域清除 采用大直径刀具进行最初区域清除加工，以提 高效率，然而多数情况下，大直径刀具并不能切人到 零件中的某些拐角和型腔区域，精加工前，对该区域 使用较小的刀具进一步完成一次或多次的初加工， 度，线性连接的方式至下一个下切位置。下切操作通 过快进速度抬刀至绝对安全ｚ高度，之后在零件上 快速移动，至下一个下切位置，下切进给率切人，快 进速度下切至相对开始ｚ高度。从主菜单工具栏选 取进给和转速，输人相关值，点击接受。从策略表格 的浏览器中选取连接选项，将短、长和缺省连接改变 为掠过，点击模型区域清除表格中的计算按钮，处理 完毕后，关闭表格。 ３偏置全部区域清除 偏置区域清除策略沿工件毛坯外形在激活ｚ高 度进行轮廓粗加工【３】，完成后偏置一段距离，至全部 毛坯加工完毕停止。从主工具栏选取刀具路径策略， 选取三维区域清除标签。选取模型区域清除，打开对 话框，输入刀具路径名称Ｄ５０Ｔ６一Ａ２，选取样式偏置 全部，设置余量为０．５ ｍｍ，设置行距为２０ ｍｍ，设置 下切步距１０ ｍｍ，其余选项运行缺省的设置，运算表 格，处理结束后，表格取消。 偏置区域清除模型选项对话框打开，浏览器中 出现未经处理的刀具路径。区域清除中移去不安全 段选项，过滤掉切削刀具仅做小区域切削的加工区 域。应用此选项可以避免使用相对较大的刀具下切 到深型腔区域，使用小刀具加工此类型腔区域更方 便。刀具路径允许切人到局部小区域，导致切削方向 的突然改变与刀具受力过载。刀具路径激活后右击， 选取弹出菜单中的设置选项，原始偏置区域清除表 格打开，刀具路径点击复制。从刀具路径表格浏览器 中选取不安全段移去，不勾取仅从闭合区域移去段 选项。过滤掉小于刀具直径单位的刀具路径，最终的 刀具路径中将不再出现该部分，路径切出毛坯的凹 陷区域也将被过滤掉。 应用区域过滤器后，刀具不再切人到局部小区 域，但是在未过滤的刀具路径部分存在尖点。采用高 速加工轮廓光顺选项消除尖点，刀具路径右击，选取 ２０４ 切除尽可能多的材料。模型残留区域清除【４Ｊ使用相对 于上一次加工策略较小的刀具产生加工策略，仅加 工前一策略没有加工到的毛坯区域。 产生刀尖圆角半径６ ｍｍ，直径４０ ｍｉｌｌ的刀尖圆 角端铣刀。定义毛坯，计算快进高度。点取刀具路径 策略，选取模型区域清除选项，输入名称，选取样式 为偏置全部，完成设置并计算。仿真后分析，刀具采 用当前的尺寸大小，毛坯待加工区域不能完全清除， 采用较小尺寸的刀具对剩余局部区域进行残留加 工。使用参考刀具路径进行残留加工，产生刀尖圆角 半径３ ｌｎｍ，直径１６ ｍｍ的刀尖圆角端铣刀，刀具路 径并右击，重新打开模型区域清除表格，复制刀具路 径，余量０．５ ｍｍ、行距１．０ ｍｍ、下切步距５．０ ｍｍ， 勾取残留加工方框，选取残留加工参考元素类型为 刀具路径，计算并仿真。参考刀具路径加工到接近零 件形状，减少精加工中刀具过量磨损和损坏的危险。 ５结束语 三维区域清除策略逐层进行轮廓加工，清除台 阶刀痕，根据需要选择之前、之后和之间选项。平行、 偏置全部和模型残留区域清除策略，策略决定加工 过程中运行轮廓路径的时间和刀具运动走向，任意 切削方向据情况自动选择顺铣和逆铣，逆铣或顺铣 刀具运动被在一个方向。 参考文献： 【１】李默神，王晓宾，赵凯．ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ在石油钻头体加工中 的应用［Ｊ］．ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化；２０１０，（０５）：９０—９３． 【２】曹著明，张娜，申远．基于ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ的刀具路径连接 研究『Ｊ１．中国高新技术企业，２０１４，（０３）：１６—１８． ［３】王利全．基于ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ软件的粗加工策略设置技巧［Ｊ】． 电子技术与软件工程，２０１４，（１９）：９１—９２． 【４】肖爱武，翟万略，彭湘蓉．基于Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ刀具路径区域控制 策略『Ｊ］．制造技术与机床，２０１３，（０９）：１５３—１５５． （下转第２０７页） 《装备制造技术｝２ｏ１５年第８期 精车止推面加工余量 ３．４生产验证 经过一个月的生产验证，精车止推面宽度未出 现因来料宽度过大而报警的问题。跟踪止推面精车 刀的寿命，与增加加工余量前无明显变化。 ’’ ’’’ 一 —’ ’ ● —Ｔ １ ３ ５ ７ ９ ｌ１ ｌ３ ｌ５ １７ ｌ９ ２１ ２３ ２５ ４结束语 曲轴经过滚压后会产生形变，对后续加工会产 生一定的影响。在工艺设计时要验证滚压后的形变 量，以保证后工序工艺设计的合理性。在生产过程 图７精车止推面加工余量 ３．３表面质量验证 止推面跳动稳定（图８），在公差范围０．０２ ｎｕｎ内。 止推面跳动 ，， ／ 、／ ’ 中，如果滚压机参数，尤其是滚压力有变化，需要重 新对滚压形变量进行验证。 ＋前止推面 ＋后止推面 确定工序最小加工余量的应考虑：上工序的表 面粗糙度；上工序表面缺陷层深度；上工序的形状 和位置误差【 ；本工序的装夹误差；工序间零件的变 ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８９ｌ０Ｉｌｌ２１３１４１５１６１７ｌＢｌ９２０２ｌ ２２２３２４２５ 图８精车止推面加工余量 形量。 跟踪一周的止推面粗糙度抽检数据（图９），均在 公差范围（Ｒａ１．６）内。 参考文献： 【１】盛小兵．曲轴圆角滚压强化工艺中曲轴变形的研究【Ｄ］． － ＿ ＾ ／＼ ＼ 武汉：武汉理工大学硕士学位论文，２００８． ／＼ ＼厂、＼． 【２李淑娟，２］李言，袁启龙，肖继明，郑建明．铸件机械加工余 ＾７ ｉ １ｆ／／ ｆ ／ ＼＼∥ ＼＼ ＼＼／ ＋前止推面 量及尺寸公差快速确定方法的研究［Ｊ】．铸造技术，２００５，（１）： ‘后止推面 一 ＼＼∥ ＼＼ ＼ ２７—２９． Ｗ ■ ｌ ● 【３】陈宏钧．机械加工工艺手册［Ｍ】．第二卷．北京：机械工业出版 社，２００７． ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ｌｌ １２ １３ ｌ４ｌ５ ［４］尹开甲．工序位置公差对加工余量的影响［Ｊ】．机械工艺师， 图９止推面粗糙度 １９８７。（７）：３０—３５． Ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｌｌｅｔ Ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ａｌｌｏｗａｎｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｎｉｓｈ Ｔｕｒｎｉｎｇ ｏｆ Ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ Ｔｈｒｕｓｔ Ｆａｃｅ ＰＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ，ＪＩＡＮＧ Ｔａｏ—ｔａｏ。ＺＨＯＮＧ Ａｎ—ｆｅｉ （ＳＡＩＣ ＧＭ Ｗｕｌｉｎｇ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４５００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｒｉｅｆｌｙ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｌｅｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｏ ｔｈｒｕｓｔ ｆａｃｅ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ Ｓｔａｃｋ－Ｕｐ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｌｌｏｗａｎｃｅ ｏｆｔｈｒｕｓｔ ｆａｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｗｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ＮＵＣ（ＮＯ ＣｌｅａｒＡｕｐ）ｐａｒｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒａｎｋ；ｆｉｌｌｅｔ ｒｏｌｌｉｎｇ；ｔｈｒｕｓｔ ｆａｃｅ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｌｌｏｗａｎｃｅ （上接第２０４页） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＰｏｗｅｒＭ Ｉ ＬＬ ３Ｄ Ｒｅｇｉｏｎ Ｒｅｍｏｖａｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ＧＵＯ Ｆｅｎｇ—ｑｕａｎ，ＭＡ Ｙｏｎｇ－ｑｉｎｇ，ＨＡＮ Ｚｈｉ—ｙｉｎ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｗｅｉｆａｎｇ Ｑｉｎｇｚｈｏｕ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６２５００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ３Ｄ ａｒｅａ ｒｅｍｏｖａｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗａｙ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｏｄｅ１ ａｒｅａ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｔｏｏｌ ｐａｔｈ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｓｅｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒＭＩＬＬ；ｒｏｕｇｈ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｔｏｏｌ ｐａｔｈ ２０７
