基于Pro/E的数控车削加工仿真

基于Pro/E的数控车削加工仿真*

毕俊喜，任昭

(内蒙古工业大学机械学院，内蒙古呼和浩特010051)

摘要：以某高速电转轴中的转轴为例，利用Pro/Engineer 5.0中的Pro/NC模块对其进行模拟车削加工仿真，将传统的二次装卡应用到自动编程中，完成数控刀路文件(.ncl文件)和G代码(.tap文件)的创建，并通过屏幕演示和在VERICUT中的模拟仿真验证可行性，最后经过后处理器Gpost生成可在FAUNC数控车床上运行的G代码，有助于优化数控车削加工工艺。

关键词:Pro/E车削仿真NC后处理

中图分类号：TH164；TG659文献标识码：A

基金项目：内蒙古自然科学基金资助(项目号2012MS0731)。

作者简介：毕俊喜(1974-)，男，副教授，博士，研究方向：数控技术 CAD/CAM 。

收稿日期：2015-03-16

Numerical control turning processing simulation based on Pro/E

BI Junxi，REN Zhao

Abstract:Aimed at a rotary shaft of high-speed electric shaft , the present study adopted Pro/NC modules in Pro/Engineer 5.0 to simulate turning processing, applying traditional secondary clamping in automatic programming to create the NC cutter path file (.ncl documents) and G code (.tap document). Then the feasibility was verified through screen display and simulation in VERICUT. Finally the post-processor Gpost generated G code which could be run on numerical control lathe of FAUNC, which is helpful to improve the numerical control turning processing.

Keywords:Pro/E; turning simulation ；NC; post-processing

0引言

随着自动编程的迅速发展，对于一些批量大，精度要求高的零件需要CAD/CAM软件实现模拟加工制造， PTC公司的Pro/E5.0软件具有强大的CAD/CAM一体化功能，可以在计算机上以尺寸为驱动建立工件的三维模型，然后在虚拟环境下制定数控工艺路线，最后实现模拟加工，其加工范围包括模拟2轴车削、3-5轴的铣削和2-4轴线切割的加工全过程。

图1　加工流程图

传统的车削需要手动编程、对刀，而且加工误差难以控制，对于需要二次装卡的工件更是如此。利用Pro/NC模块进行仿真车削生成CL文件,用户可以对生成的刀具轨迹进行仿真验证,根据仿真结果修改加工序列,随后进行后处理,生成G代码,最后导入数控机床，有效降低了加工成本。其车削加工路线如图1。

1建立加工毛坯

首先新建一个类型为制造，子类型为NC组件的文件，以mmns_mfg_nc为模板，进入Pro/NC模块后导入在标准模块通过旋转拉伸而成的转轴实体模型，在Pro/E5.0版本中可以自动添加圆柱体或者长方体毛坯件，也可手动设置毛坯件的尺寸，自动加工好的毛坯件和转轴模型如图2。

图2　毛坯件

2机床操作设置

由于所加工的阶梯轴有较大轴肩，故在加工过程中需要二次装卡，根据上述方法新建一个机床MACH02和坐标系ACS2，用来确定另一个加工零点。

3确定加工路线

结合轴的车削路线和软件的功能，将轴的加工分为区域车削，轮廓车削，凹槽车削三个步骤。其中区域车削相当于粗加工，而轮廓车削相当于精加工，它与区域车削的刀具路径相同，只不过在刀具和加工序列的参数有变化；凹槽切削就是用切断车刀进行切槽和切断。

图4　凹槽车削刀路

4加工序列设置

5刀路仿真

在每个加工序列设置完成后可以在“播放路径”—“屏幕演示”中观察车削刀路是否正确， NC检查是通过将工件导入内置VERICUT软件进行模拟加工，打开工艺管理器，选中所有工序进行屏幕演示和NC检查，如图5；可以看出刀路清楚，且没有过切现象，保证了二次装卡的流畅性，最后保存刀路文件。

(a)屏幕演示　　　　　　　　　(b)NC检查 图5　模拟加工

6后处理

笔者意将.tap文件输入到实验室的FAUNC数控机床验证，故只需通过内置的FAUNC控制系统的后处理器，即可生成后缀为.tap的G代码文件。点击“工具”-“CL数据”-“后处理”，选中.ncl文件，勾选“详细”、“跟踪”，在处理器列表中选取UNCL01.P11，即生成的部分G代码如下：

N000T01

N001M42

N002M03S400；

N003G00X0Z10.0；

……

N087G01X-028.0Z-15.0 ；

N088X030.0Z-15.0；

N089X055.0；

N90M05；

检查程序无误后将文件的后缀名改为.txt，即可通过数据线传到数控车床。

7结束语

在ProE/NC进行车削模拟加工的过程中，关键在两头装卡的车削加工时有两点需要注意的地方：一是必须得定义两个机床，分别设置零点和退刀平面；二是设置两个零点时需要保证其坐标系方向是一致的。这样就一定程度上解决了关于两头装卡车削件的自动编程问题，减少了人为编程错误，提高了加工效率和精度，有助于改进传统车削的工艺过程。

参考文献

[1]詹友刚.Pro /ENGINEER中文野火版5.0数控加工教程[M].北京，机械工业出版社，2013

[2]华保祥,陈仁杰,刘怀文.基于Pro /ENGINEER的数控加工仿真[J].组合机床与自动化加工技术,2009(2)：96-98

[3]杨宇, 陶学恒.基于Pro/E的平面槽凸轮的三维造型设计与加工仿真[J].机械设计与制造, 2008(9)：29-31

[4]杨旭升.基于Pro/E的曲轴数控加工应用研究[D].大连交通大学，2008,12：42-49

任昭(1991-)，男，硕士研究生，研究方向：数控技术 CAD/CAM 。