Powermill中文教程全集.docx
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Powermill中文教程全集
引言
PowerMILL是一独立的加工软件包，它可基于输入模型快速产生无过切的刀具路径。
这些模型可是由其它软件包产生的曲面，可是IGES文件，STL文件，三角形文件，OLE模型或是来自PowerSHAPE的模型（实体或曲面）。
PowerMILL界面
双击PowerMILL图标装载PowerMILL.
下拉菜单位于PowerMILL视窗的顶部。
将光标置于菜单上，点取左鼠标键可调出子菜单。
沿右箭头移动光标可调出更底层的菜单选项。
下图是PowerMILL中的一些常用图标，每个图标均对应于一相应的功能。
将光标停留于图标上，将调出该图标所对应功能的简单描述（或称工具提示）。
屏幕的右边是查看工具栏。
使用此工具栏中的图标可改变模型的查看方式。
点取不同图标后，模型将以不同的查看方式显示在屏幕上，世界坐标系也将显示在视窗或图形的中央。
鼠标键
在PowerMILL中，鼠标的三个按键分别有其不同的功用。
鼠标键1:
点取和选取键
使用此按键可从主菜单的下拉菜单中选取选项，填写表格，选取几何元素。
鼠标键2:
动态键
放大和缩小:
-同时按下CTRL键和鼠标键2，上下移动鼠标，可放大或缩小视图。
平移模型:
-同时按下SHIFT键和鼠标键2，移动鼠标，可将模型按鼠标移动方向平移。
方框放大－同时按下Ctrl和shift键以及鼠标中键，画出一个方框，可放大方框所包含的区域。
旋转模型－按下并保持鼠标中键，移动鼠标，于是屏幕上出现一跟踪球，模型可绕跟踪球中心旋转。
旋转查看－动态旋转查看并快速释放鼠标键即可进行动态旋转查看。
移动鼠标键的速度越快，旋转速度就越快。
此功能的缺省设置为关。
·从主菜单的工具菜单中选取选项，打开选项表格，在表格中点取查看标签并点取旋转查看选项，可打开旋转查看功能。
鼠标键3:
特殊菜单及PowerMILL浏览器选项键
按下此按键后将调出一个新的菜单，菜单的内容取决于光标所处位置。
如果光标下几何元素，则调出查看菜单。
范例1
在第一个练习中，我们将用到一个已保存的PowerMILL模型。
·选取文件-范例
于是打开范例对话视窗出现在屏幕上，通过此对话视窗可快速选取范例模型。
主要的范例文件都保存在“eg”图标目录下。
·点取eg图标。
·选取模型，然后点取打开。
我们可看到，电话模型以线框形式显示在屏幕上，查看方向为沿Z轴向下，但我们仅可看到模型的一部分，因为模型相对当前查看来说太大。
可使用全屏重画操作使全部模型完整地显示在屏幕上。
·选取全屏重画图标。
·点取ISO1图标。
于是我们即可非常清晰地以线框形式查看整体模型。
要阴影查看模型，则需选取阴影查看选项。
·点取阴影图标。
于是我们得到一带线框的阴影模型。
要得到不包含线框的阴影模型，则可点取线框显示图标。
·点取线框图标。
点取线框图标后，线框被隐藏，模型仅以阴影形式显示。
·点取阴影图标，然后点取线框查看图标。
练习一些不同的查看选项。
PowerMILL窗格
屏幕的左边是PowerMILL窗格。
第一个窗格用来帮助组织和管理加工。
标准格式窗格由PowerMLL的标准图标以及刀具路径、参考线、特征设置、用户坐标系、组及宏的描述构成。
第二个窗格可用来选取几何元素，如刀具路径或者是用户坐标系等。
例如，如果当前有四个用户坐标系，则选取此窗格后，这四个用户坐标系均将在此窗格中列出。
几何元素在此列出后，即可使用Windows浏览器的常规选取方法进行选取。
也就是说，可使用左鼠标键和Shift相结合的方法来选取全部四个用
户坐标系；使用左鼠标键和Ctrl相结合的方法来逐项选取、移动几何元素；使用键盘上的Delete键来删除几何元素等等。
第三个窗格用于OLE（对象链接和嵌入）。
第四个窗格用于html文件，最后一个窗格用于在线帮助。
·选取文件->删除全部。
PowerMILL帮助
PowerMILL提供全面的在线帮助，使用主菜单中的帮助菜单可访问它们。
·选取帮助－发行说明。
于是有关发行说明的的内容即显示在html窗格中。
文件中任何带有下画线的文字都是一个链接点，点击它可访问与其相关的其它内容。
帮助文件的有些对话视窗为交互式对话视窗，点击这种对话视窗中的相应部位，可查看该处的使用说明。
PowerMILL中也配置有动态帮助。
点取对话视窗右上角的问号图标，然后点取对话视窗中的相应部位，即可得到该部位的功能描述说明。
例如，点取区域清除表格右上角的问号，于是光标上即附加上了一问号，点取表格中相应的部位后，该部位的功能介绍即出现在左边的帮助窗格中。
·选取帮助－新功能。
新功能指南用于介绍本次发行中所新添的一些新的功能。
·点取PowerMILL窗格图标。
2.加工设置
产生刀具路径前的准备
以下列出了产生刀具路径前所需的一些基本设置内容。
1.装载模型
2.查看模型
3.定义毛坯
4.定义切削刀具
5.设置进给率和主轴转速
6.设置快进高度
7.设置刀具开始点
1.装载模型到PowerMILL
PowerMILL的范例模型保存在目录Examples下。
·选取文件->范例。
PowerMILL可装载多种类型的模型。
点取对话视窗中的文件类型下拉列表可将所需类型的文件显示在对话视窗中。
·选取文件，打开模型。
于是模型显示在PowerMILL图形视窗中。
2.查看模型
打开模型后最好从各个角度查看模型，这样可对模型有一清楚的了解。
·选取等轴查看。
此模型有一斜坡和底部平坦平面相接。
3.定义毛坯
毛坯是PowerMILL用来限制刀具运动的基本矩形块。
可将它想象为一块原材料。
PowerMILL还提供了一些更高级的方法来限制刀具运动。
·点击毛坯图标。
于是毛坯表格出现在屏幕上。
在表格中的限界域中输入相应的最大和最小X、Y、Z值可定义毛坯尺寸。
也可点击计算按钮，请PowerMILL自动计算出毛坯尺寸。
可对计算后的值进行单独编辑或是锁住计算结果（锁住后该值将被灰化）。
在扩展域中输入相应的偏置值可将毛坯按指定值偏置。
·点击计算按钮。
·点击接受。
毛坯按缺省设置以蓝色线框标识。
使用毛坯表格中的透明度滑块也可使毛坯以透明阴影或实体显示。
4.定义切削刀具
点取图形视窗左下部刀具工具栏中的相应刀具图标可打开相应的刀具定义表格。
·点取刀具工具栏中的下拉箭头，打开全部产生刀具图标。
屏幕上出现全部可定义刀具的图标。
将光标停留图标上，相应的刀具类型描述将出现在屏幕上。
·选取端铣刀图标。
于是端铣刀表格出现在屏幕上，通过此表格可设置端铣刀参数。
输入直径值后，长度域自动按缺省设置，其为刀具直径的5倍。
长度值也可根据需要改变。
最好是给刀具起一个容易理解和记忆的名称，例如直径为14的球头刀的刀具名称可起为：
14bn。
·输入直径10，刀具长度自动按缺省设置为50。
·输入刀具名称em10。
·点取接受。
于是刀具即显示在屏幕上，同时浏览器刀具段出现该刀具实体。
以下对该刀具的任何改动均得通过浏览器。
点取黄色灯泡图标可将刀具隐藏。
在浏览器的刀具段中在相应的刀具名称上右击鼠标键，从弹出菜单中点取激活选项可撤销刀具的激活（
勾消失）；选取参数选项可打开刀具定义表格。
·定义一直径为12的球头刀并将其命名为bn12。
浏览器将更新为下面所示状态，刀具bn12被激活。
注：
在刀具定义表格中点取切削数据标签可打开切削数据表格，通过该表格可定义其它的一些参数，如基本进给率、主轴转速等并使这些参数和刀具数据保存在一起。
5.设置进给率和主轴转速
下面来定义主轴转速和进给率。
·点取进给率图标。
于是进给率表格出现在屏幕上。
使用此表格可设置任何计算的刀具路径的进给率和主轴转速。
也可点取从激活刀具装载按钮将保存在刀具定义中的切削速度和主轴转速数据直接输入表格。
·接受缺省设置。
6.快进高度
下面定义刀具在毛坯之上移动的安全Z高度和开始Z高度。
安全Z高度必须保证刀具在以快进速率移动使不和零件或工件夹持装置发生任何接触。
安全Z高度是刀具撤回后在工件上快进的高度。
开始Z高度是刀具从安全Z高度向下移动到一Z高度，转变为工进。
这一Z高度称为开始Z高度。
·点取快进高度图标。
·点取按安全高度重设按钮。
·点取接受。
同样原理也可用来定义零件内的刀具移动，以保证刀具能安全快速移动。
在表格中的相对域中可选取另外两个额外选项－下切和掠过。
下切：
以快进速度提刀到绝对安全Z高度，然后在工件上做快速移动，到达另一下刀位置时，以快进速度下切到绝对开始Z高度。
掠过：
以快进速度提刀到相对安全Z高度，使刀具高于最低等高切面，避免刀具和模型碰撞，然后下切到相对开始Z高度。
7.刀具开始点
刀具的开始点为刀具开始进行每一条刀具路径加工的安全开始位置，也是进行完毕每一条刀具路径后的安全结束位置。
此位置也和使用的机床有关，对某些机床来说开始点位置也可能在实际的换刀位置。
点取开始点图标。
于是屏幕上出现开始点表格，显示出刀具的开始点位置。
·将坐标设置为X50，Y50，Z50。
·点取接受。
刀具现在处于新的刀具开始位置。
到此即完成设置过程，PowerMILL下面就可开始产生刀具路径。
刀具路径
刀具路径用来控制切削精度和残留在材料上的材料余量。
控制这两个值的参数分别为公差和余量。
程序中有两个独立的地方来设置这两个值，具体值的设置位置取决于是选取的区域清除加工选项还是选取的精加工选项。
为此，在下面的章节中我们将分别介绍如何使用这些选项。
公差用来控制切削路径沿零件形状的精度。
余量指定加工后材料表面上所留下的材料量。
所产生的刀具路径中包含产生刀具路径过程中所输入的全部信息，如使用的策略，公差，余量，毛坯尺寸等等。
这些信息可通过浏览器中的刀具路径部分来访问。
项目
项目是PowerMILL浏览器中一用来管理、维护所产生的加工数据的目录。
目录中所包含的数据可是刀具路径、刀具、用户坐标系和加工策略有关的实体数据。
项目中同样包含已保存实体的激活状态。
有关项目的命令可通过文件下拉菜单访问，在编程过程中应养成随时保存项目的习惯，同时应尽早地将项目通过保存项目为选项，以一特定名称保存。
当项目以某一特定项目名保存后，用户可在浏览器中对此特定项目名进行操作，在浏览器中方便准确地定位项目位置。
此后选取保存项目选项将自动以当前文件名更新项目文件。
如果希望备份项目文件，可重新选取保存项目为选项，将项目以一新的名称保存。
原始项目产生后，可能会对零件进行某些修改，同时刀具的选取也可能发生变化。
在这种情况下，使用项目可快速调出以前所做的加工设置，供加工全部零件或是零件的某一部分使用。
3.测量模型简介
加工工件
前，需先测量工件的某些特征，以帮助计划使用合适的加工策略。
例如，进行圆倒角加工设置前，必须知道圆倒角的最小半径，这样才便于决定加工中使用的球头刀的最大尺寸。
直线测量
此方法可测量两点的XYZ位置，它可用来决定最大尺寸刀具可拟合的模型间隙。
·文件-全部删除
·装载范例模型
·选取等轴查看，放大查看下图所示的模型区域。
通过捕捉测量时，实际选取到的形体取决于捕捉过滤器。
捕捉过滤器可通过主菜单中的工具下拉菜单访问。
按缺省设置，捕捉过滤器的全部选项均置开。
因此包括点在内的任何形体均将被选取。
·从主菜单中选取工具–捕捉过滤器>任意地方。
关掉任意地方捕捉后，测量工具将仅捕捉剩余的未关闭的选项，而不是捕捉模型上的任意几何元素。
进行边界缝合时，别忘重新将任意地方选项置开。
·点取测量模型图标。
于是模型测量表格出现在屏幕上。
此表格有两个功能，测量直线和测量圆弧。
点取表格顶部的标签可决定激活哪一功能。
·确认已选取直线标签。
·选取下图所示的模型的角落上的一点。
在此处拖放出一方框选取此点
模型测量表格的上半部分将如下图所示：
所选取的第一点称为定位点，其坐标出现在表格中。
此点的Z坐标值为。
要产生余量为1mm的区域清除刀具路径，可插入一值为的Z高度。
·放大查看下图所示区域。
测量此间隙以决定可使用的最大刀具直径。
·选取测量模型图标，开始新的直线测量，否则测量将以前面所测量点为定位点。
·如下图所示，选取圆倒角和底部平面相交点。
·下面选取对面的肩底部。
于是屏幕上出现一条直线将这两个点连接在一起，和此直线相关的信息也同时显示在表格中。
（具体的值可能因为所选取的点的位置的不同而有所不同）。
此处的距离（约为21）可用于此区域加工的平底铣刀的最大直径。
圆弧测量
通过在圆弧或圆圈上拾取三个点的数据可测量圆弧。
·将查看定位到下图所示区域。
将测量此圆倒角的圆倒角半径，以决定可使用的最大直径球头刀或铣刀的刀尖圆角半径。
·点取模型测量表格中的圆弧标签，激活圆弧测量功能。
·沿下图所示的圆倒角选取开始点，中间点和结束点。
于是屏幕上出现一通过此三点的圆。
如左图所示，模型测量表格给出有关此圆的详细信息。
半径值约为5mm，因此可使用一直径为10mm的球头刀来精加工此圆倒角区域。
4.用户坐标系和模型简介
模型装入PowerMILL后，其通常是相对于原始的世界坐标系定位，这种定位可能不能满足加工需要，我们常常需要对模型的位置和方向进行一些修改。
有两种方法到达此目的：
1.相对于原始世界坐标系（坐标系）处理模型。
2.产生一新的用户坐标系（原点），相对于模型定位此用户坐标系，然后相对用户坐标系对模型进行处理。
输入模型
有多种方法将模型输入PowerMILL。
1.在PowerSHAPE中直接点取PowerMILL图标输入。
2.选取文件->输入模型。
3.在PowerMILL浏览器中右击模型目录，从弹出菜单中选取输入模型选项输入。
移动、旋转、缩放和镜向模型
这些选项对多型腔模具来说尤其有用。
多型腔模具的CAD数据通常仅包含一组曲面数据，通过多次输入这些数据并将它们移动到型腔块中的合适位置而形成多型腔形体。
另外，这些功能也可用于对称模型或是具有重复几何形状的模型的输入。
这种类型的CAD模型数据中通常仅包含了部分几何形状，模型装载后，需对其进行镜向复制等处理从而产生完整的模型。
在Powe
rMILL浏览器中右击模型名称，通过弹出菜单中的编辑选项下的子选项，可对模型进行移动、旋转、缩放和镜向操作。
范例
·输入模型，然后选取等轴查看。
屏幕上显示的白色坐标轴为世界坐标系坐标轴，因此不能修改它。
为便于加工，加工的原点位置应定义在零件的拐角边缘或是材料矩形块的拐角。
·在浏览器中右击模型，从弹出菜单中选取属性选项，查看模型尺寸。
PowerMILL给出模型的限界和模型中所具有的几何元素数量。
如果将模型沿X+,Y+,及Z+移动，则工件的左下角将为世界坐标系的原点（000）。
·右击浏览器中名称为cowling的模型，从弹出菜单中选取编辑>移动>X
·在移动X表格中输入60。
·点取绿色勾，接受表格后模型即按指定值移动。
·将模型沿Y轴移动50，沿Z轴移动25。
·打开毛坯表格，按下计算按钮。
通过移动模型可改变模型和坐标系或世界坐标系的相对位置。
此范例通过移动模型，使坐标系位于毛坯的左下角。
旋转模型
模型可绕一轴或多轴旋转。
为加工模型cowling的内面，我们需将模型绕X轴或Y轴旋转180度。
·在浏览器中右击模型名称，从弹出菜单中选取编辑>旋转>X。
·在角度表格中输入180。
·按下勾图标。
于是模型绕X轴旋转了180度，而刚才定义的毛坯没发生任何变化。
为此必须重新产生一毛坯。
缩放模型
模型可相对于激活原点沿某一轴或全部轴缩放。
产生塑料模具时，如果需要通过零件模型产生模具模型，我们就需要考虑模具在各个轴的收缩系数，在这种情况下就必须使用缩放功能。
·在浏览器视窗中右击模型名称，从弹出菜单中选取编辑>缩放>X。
·在下面的表格中输入2。
模型即沿X轴方向伸长了一倍。
·从菜单中选取编辑>缩放>全部轴，在表格中输入缩放系数。
模型在所有轴的方向缩短了一半。
镜向模型
使用此选项可沿三个主坐标轴镜向模型。
其操作方法和上面介绍的方法基本相同。
保存模型
完成模型的移动和旋转后，右击浏览器的模型目录，从弹出的菜单选项中选取输出模型选项，将模型保存到磁盘。
否则每次装载原始模型后，都得重新对模型进行移动和旋转，以和刀具路径保持一致。
用户坐标系
用户坐标系是一可移动的原点，它可相对世界坐标系移动和旋转，可根据需要激活或不激活。
产生用户坐标系
用户坐标系通常通过PowerMILL阅览器产生。
将光标置于阅览器中的用户坐标系栏上，点击右鼠标键，可调出用户坐标系菜单。
·选取产生用户坐标系选项。
用户坐标系产生后，浏览器中的用户坐标系域中出现一小加号，点取此加号后可看到已产生用户坐标系1。
用户坐标系产生在世界坐标系或是当前激活的用户坐标系上，其以浅灰色的小坐标系显示在屏幕上。
可随后对其编辑，为它起一个容易理解的名称。
通过PowerMILL浏览器可编辑用户坐标系，可在激活状态或是非激活状态编辑。
·右击用户坐标系1，选取激活。
于是图形视窗中的用户坐标系变为一大的红色坐标系，表示它呈激活状态。
用户坐标系激活后，其原点和位置即成为新的坐标系的原点，所有实体将都相对于此坐标系。
使用PowerMILL浏览器中的编辑选项可移动和旋转用户坐标系。
移动用户坐标系可右击用户坐标系1，然后从弹出菜单中选取编辑>按…移动>X，然后键入所需值。
重复此过程，可相对其它轴移动。
组合使用移动和旋转命令，可重新定位用户坐标系，以为某些特殊的加工指定一合适的原点。
数据可通过测量或毛坯定义表格直接复制和粘贴到移动和旋转表格中，也可使用手工输入。
但所有这些方法一
次只能对一个轴进行操作，因此，进行此操作时一定要有耐心。
另外，也可通过PS-Sketcher来产生一单个的用户坐标系，我们在后续课程中将会详细介绍这种产生方法。
此工具利用了PowerSHAPE强大的线框构造功能来产生和重新定位用户坐标系。
输入这种用户坐标系到PowerMILL中时，用户坐标系必须呈激活状态。
练习
有些情况下并不是总是希望刀具原点位于世界坐标系原点上。
在这个练习中，我们将在毛坯中心产生一用户坐标系，所有此用户坐标系作为激活刀具的原点。
通过刀具原点表格可很容易获取刀具原点信息，从而轻松地将用户坐标系移动到毛坯的中央。
·选取文件>全部删除。
·从范例文件中打开模型。
·仅在Z轴移动模型，这样使世界坐标系位于模型的最高处。
·按模型限界计算毛坯，定义一直径为12mm的端铣刀。
·重设快进高度，将刀具的开始点设置为毛坯中央。
·产生并激活一用户坐标系。
·将新产生的用户坐标系重新命名为‘Datum’，使用刀具原点表格中的坐标参数将此用户坐标系移动到毛坯中央。
我们可看到随着用户坐标系的移动，刀具和材料毛坯也随着移动。
这是正常的，因为开始前必须重新计算毛坯。
5.区域清除
区域清除加工
PowerMILL中所使用的主要粗加工策略为区域清除加工策略。
这种策略假设粗加工过程从一毛坯矩形块开始，对铸件或预制件进行粗加工，则可能不需要进行区域清除加工而直接进行半精加工。
对于大的零件，如果使用一次粗加工不能完全切除全部需在粗加工中切除的材料，以满足精加工要求，则可使用一较粗加工小的粗加工刀具，使用残留粗加工策略对材料进行进一步加工，切除原粗加工操作没能切除的大量的型腔材料。
下面范例将使用带区域过滤的偏置策略进行区域清除加工，然后进行三次残留粗加工。
产生区域清除刀具路径必须：
1.产生Z高度。
2.定义策略。
3.选取值。
·打开范例模型。
此模型包含电钻铸件的型芯和型腔两部分。
·按模型的最小/最大限计算毛坯。
·产生一直径为40，刀尖半径为6mm的刀尖圆角端铣刀。
·将刀具重新命名为tr40x6。
·选取区域清除图标。
于是区域清除表格出现在屏幕上。
使用此表格可设置全部的区域清除刀具路径参数并计算刀具路径。
·点取表格顶部的快进高度图标。
于是快进高度表格出现在屏幕上。
如果在相对域中的快进类型选项中选取了掠过，刀具将以快进速率提刀到最低一片等高切面以上的相对安全Z高度，避免和模型发生碰撞，然后下刀到相对安全Z高度。
如果没有设置上面的选项，加工完每一切面后，刀具将直接撤回到绝对安全Z高度，这势必会浪费很多时间。
·选取按安全高度重设。
·将快进类型改变为掠过。
·从PowerMILL的主工具栏中选取开始点图标。
·在开始点表格中点取按毛坯中心重设。
产生Z高度
Z高度为一系列的Z值列表，将在这些Z值高度上产生区域清除刀具路径。
Z高度基于刀具、公差和余量计算，因此应使用实际参数值。
有多种定义Z高度的方法，但在此例中将使用平面和下切步距来计算。
多余的Z高度可通过在区域清除表格中选取删除>Z高度>通过选取选项，用鼠标选取多余的Z高度来删除。
选取平面选项后，系统将寻找模型中的平坦区域，由平坦区域的Z高度加上任何余量值来产生该区域的Z高度。
如果选取了下切步距选项，则将首先在毛坯的顶部产生一Z高度，然后按定义的下切步距下降一高度产生Z高度。
最后的Z高度为毛坯的底部。
恒定下切步距选项方框用来控制下切步距。
·点取表格顶部的Z高度图标。
于是Z高度表格出现在屏幕上。
·从表格中选取按平面定义选项，然后点取计算按钮。
·选取按下切步距定义选项，输入值10。
·点取计算按钮，然后点取关闭。
Z高度以绿色显示在屏幕上，它包括平面区域Z高度及以恒定下切步距10mm沿Z轴向下分布的Z高度。
定义切削策略
有三种切除轮廓中Z高度上的材料的方法，它们分别是：
1.平行-包含X轴方向和Y轴方向的平行直线移动。
2.轮廓-在Z高度上沿轮廓加工。
3.偏置-按所设置的偏置距离在Z高度上通过不断偏置切除材料。
此范例使用偏置策略，刀具的行距为25mm。
零件加工公差为，留下0.5mm的余量供精加工加工。
·参照下图填写区域清除表格。
·不选取最终轮廓路径选项。
·选取区域过滤器选项，这样刀具将忽略任何较刀具直径小倍的区域。
（有时需仔细调整此值，直到得到所需结果。
）
·设置Z轴下切类型为斜向，最大左斜角为5。
·其它设置使用缺省值。
·点取应用，然后点取接受。
这样刀具路径即产生并自动以激活实体形式保存在浏览器的刀具路径目录下。
·点取浏览器中的+可显示产生的刀具路径类型。
（如下图所示，本范例中显示的刀具路径图标为区域清除图标）。
同样，点取浏览器刀具图标旁的+，可显示出所定义的刀具。
·右击区域清除图标将调出一子菜单。
·从弹出菜单中选取动态模拟并选取合适的模拟速度。
点取键盘上的Esc键可中断模拟过程。
·双击区域清除图标，不激活此刀具路径。
·再次双击此
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