12.2　数控铣削自动编程

数控铣床或加工中心三轴自动编程需要建立零件的三维模型以及粗加工的毛坯。以图12-25所示零件为例，来介绍通过外形加工、粗加工、精加工和清根四个刀路，完成一个零件三维自动编程的全过程。

图12-25　数控铣削自动编程示例

12.2.1　零件三维造型

按照图纸尺寸完成零件的三维造型，同时做出零件加工所需的毛坯，如图12-26所示。毛坯是为粗加工编程使用的，外形加工、精加工及清根三个刀路的编程都不需要毛坯，所以毛坯的造型应该是粗加工时真实毛坯的形状。本例中，毛坯外形同零件外形，高取至零件最高点即24mm。

图12-26　零件模型和加工毛坯

12.2.2　加工环境设置

如图12-27所示，进入加工模块，在打开的加工环境对话框中的要创建 CAM 设置选项中选择铣床三维加工“mill_contour”，点击确定。

图12-27　加工环境设置

12.2.3　加工坐标系设置

将操作导航器设为几何视图，具体操作见车削编程。在 MCS_MILL 中设置加工坐标系，如图12-28所示。

图12-28　加工坐标系设置1

一般情况下，建议在三维建模完成后，即把工作坐标设置到加工位置。此设置时，只需选择 WCS 即可确认当前的加工坐标 XM、YX、ZM（即建模时设置的工作坐标），要确认ZM箭头向上，此为加工刀具的方向，如图12-29所示。

图12-29　加工坐标系设置2

12.2.4　零件和毛坯的设置

在 WORKPIECE 中设置部件和毛坯，如图12-30所示。这两步操作即设置加工的父节点。如此处不设置部件，即不设置父节点，在进入加工策略后仍可设置部件和毛坯。

图12-30　零件和毛坯的设置

12.2.5　刀具的选择

如图12-31所示，选择 φ20端铣刀（铣外形）、φ16球头刀（开粗）、φ10球头刀（精加工），φ4球头刀（清根）。

图12-31　刀具的选择

12.2.6　创建外形加工策略

（1）在 WORKPIECE 上点击右键，插入一个操作，出现如图12-32所示窗口。选择外形加工策略，在打开的对话框中，首先需要设置的选项是部件边界，即要加工的外形轮廓，如图12-33所示。出现边界几何体选择对话框后，点击选取零件的底面，即选取了其轮廓。如果是选择“曲线/边”，还要注意定义曲线是封闭的还是开放的，如图12-34所示。

图12-32　创建操作窗口

图12-33　指定部件边界

图12-34　边界几何体对话框

（2）生成刀轨　使用默认参数，点击生成图标，即生成外形加工的刀路，如图12-35所示，浅蓝色为刀轨，有圆弧进、退刀，可以看出此刀轨已加入刀具半径值。

图12-35　生成刀轨

（3）外形编程操作完成，在操作导航器里可以看见该刀轨相关参数的设置值。如图12-36所示。

图12-36　外形刀轨相关参数

12.2.7　创建粗加工策略

（1）在 WORKPIECE 上点击右键，插入一个操作，选择 CAVITY_MILL（型腔铣）及16mm 直径球头刀，如图12-37所示。

图12-37　创建粗加工策略

（2）在打开的型腔铣对话框中，设置切削步距、深度、余量等。余量即留给精加工的切削量，此例设置为0.5mm，如图12-38所示。

图12-38　型腔铣参数设置

（3）点击“生成”后，软件计算出粗加工的刀轨如图12-39所示。

图12-39　生成刀轨

（4）仿真切削后的零件模型如图12-40所示。

图12-40　粗铣模拟加工

12.2.8　创建精加工策略

（1）在 WORKPIECE 上点击右键，插入一个操作，选择 CONTOUR_AREA（轮廓区域铣）及直径为 φ10mm 球头刀。

（2）在打开的轮廓区域铣对话框中设置切削区域和切削方法，如图12-41所示。

图12-41　轮廓区域铣参数设置

（3）点击“生成”后，软件计算出粗加工的刀轨如图12-42所示。

图12-42　生成刀轨

（4）精加工刀轨仿真切削后的零件模型如图12-43所示。

图12-43　精铣模拟加工后的零件

12.2.9　创建清根加工策略

（1）在 WORKPIECE 上点击右键，插入一个操作，选择 FLOWCUT_MULTIPLE（多刀清根）及直径为 φ4mm 球头刀。

（2）在打开的清根对话框中进行设置，如图12-44所示。

图12-44　清根参数设置

（3）点击“生成”后，软件计算出清根的刀轨，如图12-45所示。

图12-45　生成清根刀轨

（4）清根刀轨仿真切削后的零件模型，也是零件加工完成后的图形，如图12-46所示。

图12-46　清根模拟加工后的零件

12.2.10　后处理操作

4个刀轨完成后操作导航器里的状态如图12-47所示。分别选取刀轨，点击鼠标右键，选择后处理——选择3轴铣后处理器——起文件名——确定，如图12-48所示。经过后处理的刀轨文件前面的黄惊叹号变成了绿色的对号，同时生成 G 代码文件，如图12-49所示。

图12-47　刀轨文件

图12-48　后处理操作

图12-49　自动生成的数控加工程序

12.2.11　零件的加工

将完成的 G 代码拷贝到TF卡（或机床连接的计算机）内，在机床上装夹毛坯、设置零点，注意零点位置要与编程零点相同，开机运行程序，开始进行零件加工。