1、A+项目三PowerMILL操作入门01学习任务02任务分析03任务实施详细步骤04知识链接CONTENTS05工程师经验点评学习任务01一、学习任务分析如图所示气门室零件的加工工艺，完成该零件的编程加工。任务分析02二、任务分析此气门室零件的加工分为两个步骤：粗加工和精加工。每个加工步骤的加工方式、刀具类型、刀具参数、公差和加工余量等工艺参数如表所示。序号加工步骤加工方式刀具类型刀具参数公差加工余量1粗加工模型区域清除刀尖圆角端铣刀D12R10.10.52精加工平行精加工球头刀BN120.10任务实施详细步骤03三、任务实施详细步骤步骤一步骤二步骤三步骤四输入模型产生用户坐标系创建毛坯创建刀
2、具步骤五设置快进高度步骤六设置进给和转速步骤七步骤八步骤九步骤十定义开始点和结束点计算粗加工刀具路径计算精加工刀具路径刀具路径模拟和ViewMill仿真步骤十一后处理（产生NC程序）步骤十二保存项目文件三、任务实施详细步骤步骤1 输入模型大部分软件的操作是从新建项目文件开始的，但PowerMILL系统的所有操作都是从输入模型开始的。PowerMILL系统是独立的CAM系统，输入模型功能可以将其他各种类型CAD软件创建的模型输入到PowerMILL系统中。三、任务实施详细步骤（1）启动PowerMILL软件，选择【文件】【输入模型】菜单命令，打开“输入模型”对话框，输入本书配套素材中的“Ch03
3、Sampleqimenshi.dgk”文件，如图所示。三、任务实施详细步骤（2）首先单击“查看”工具栏中的“普通阴影”按钮 ，将模型以着色实体显示，再单击“线框”按钮 ，隐藏模型的线框显示；然后单击“全屏重画”按钮 ，使模型在图形显示区完全显示出来；最后单击“ISO 1”按钮 ，使模型以等轴测视角显示，其效果如图所示。三、任务实施详细步骤步骤2 产生用户坐标系PowerMILL中有两种坐标系：一是世界坐标系；二是用户坐标系。世界坐标系是将模型输入到PowerMILL以后其默认的坐标系（即自然原点），它通常不能为刀具设置或应用的加工策略提供适当的位置/方向。用户坐标系提供了理想的无需物理移动部件
4、模型而产生适合的加工原点和对齐定位的方法，它是可在全局范围进行移动和重新定向的附加原点。任何时候都只能有一个用户坐标系激活，如果不存在激活的用户坐标系，则原始的世界坐标系就是原点。三、任务实施详细步骤（1）首先按住鼠标左键进行拖动，以框选方式将整个气门室模型选中，然后将光标移至资源管理器中的“用户坐标系”选项上方，单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择【产生并定向用户坐标系】【用户坐标系在选项顶部】命令，在已选模型零件的顶部中央产生一个用户坐标系，如图所示。三、任务实施详细步骤（2）新的用户坐标系也同时出现于资源管理器中的“用户坐标系”选项中，即，在其上方单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择【激
5、活】命令，将用户坐标系“1”激活，如图所示。三、任务实施详细步骤步骤3 创建毛坯毛坯的创建是非常重要的，它直接影响加工的范围和生成刀具路径的正确性。一般情况下，粗加工刀具路径的计算是基于零件与毛坯之间存在的体积差来进行的。在将模型输入到系统以后，几乎所有的CAD软件都要求定义毛坯的位置、形状和大小。三、任务实施详细步骤单击“主要”工具栏中的“毛坯”按钮 ，弹出“毛坯”对话框，保持当前默认设置，单击 按钮，如图所示，然后单击 按钮，即可创建模型的毛坯，如图所示。此对话框中的默认设置是由包括模型全部的方框定义毛坯，单击 按钮便可计算出该方框的尺寸。也可根据实际需要修改或锁住各个参数值，还可在“扩展
6、”编辑框中输入所需的毛坯偏置值三、任务实施详细步骤步骤4 创建刀具创建刀具的方法非常简单，可以在资源管理器中“刀具”选项的上方单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【产生刀具】子菜单中的相应刀具类型命令来创建，如图所示；也可以通过“刀具”工具栏中的相应刀具类型按钮进行创建。本项目中，气门室零件的加工需要创建两把刀具，一把是刀尖圆角端铣刀，用于粗加工；另一把是球头刀，用于精加工。三、任务实施详细步骤（1）单击“刀具”工具栏中“刀具类型”下拉列表框右侧的 按钮，在弹出的刀具类型列表中单击“定义一刀尖圆角端铣刀”按钮，如图所示。在弹出的“刀尖圆角端铣刀”对话框中，设置刀具名称为“TRD12R1”，直径
7、为“12”，长度为“60”，刀尖半径为“1”，刀具编号为“1”，槽数为“1”，如图所示，然后单击 按钮，完成第一把刀具刀尖圆角端铣刀的创建。将光标置于刀具类型按钮上方，会出现相应的功能描述三、任务实施详细步骤（1）单击“刀具”工具栏中“刀具类型”下拉列表框右侧的 按钮，在弹出的刀具类型列表中单击“定义一刀尖圆角端铣刀”按钮，如图所示。在弹出的“刀尖圆角端铣刀”对话框中，设置刀具名称为“TRD12R1”，直径为“12”，长度为“60”，刀尖半径为“1”，刀具编号为“1”，槽数为“1”，如图所示，然后单击 按钮，完成第一把刀具刀尖圆角端铣刀的创建。三、任务实施详细步骤（2）按照同样的方法，创建另外
8、一把刀具球头刀，其参数设置如图所示。三、任务实施详细步骤（3）在资源管理器内“刀具”选项中的“TRD12R1”刀具上方单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择【激活】命令，将刀尖圆角端铣刀激活，如图所示。三、任务实施详细步骤步骤5 设置快进高度PowerMILL系统中将安全高度称为快进高度。设置快进高度是PowerMILL数控编程的一项重要内容。所谓快进高度，就是指刀具完成某个切削刀路之后，快速移动至另一切削点的有关高度，它定义了刀具在两刀位点之间以最短时间完成移动的高度。三、任务实施详细步骤快速进给这一过程包含3个步骤：刀具从最后切削点抬刀至安全Z高度；刀具在安全高度上移刀至另一切削位置；刀具从
9、切削位置下移至开始Z高度。三、任务实施详细步骤快进高度如图所示。安全 Z高度 开始 Z高度 快进 下切 切削 三、任务实施详细步骤单击“主要”工具栏中的“快进高度”按钮 ，打开“快进高度”对话框，选择安全区域为“平面”，用户坐标系为“1”，然后单击 按钮，如图所示，最后单击 按钮。这样就完成了快进高度的设置。三、任务实施详细步骤这会自动将安全Z高度值和开始Z高度值设置到毛坯之上，如图所示。“计算尺寸”栏显示的快进间隙值和下切间隙值是刀具相对于工件的高度。三、任务实施详细步骤步骤6 设置进给和转速在编制每条刀具路径之前，应先设置好刀具路径所使用的进给和转速参数。单击“主要”工具栏中的“进给和转速
10、”按钮 ，打开“进给和转速”对话框，保持默认参数设置，单击 按钮，如图所示。三、任务实施详细步骤步骤7 定义开始点和结束点定义刀具路径的开始点和结束点是非常重要的。如果设置不当，可能会导致刀具进刀或退刀时与工件或夹具相撞。单击“主要”工具栏中的“开始点和结束点”按钮，打开“开始点和结束点”对话框，开始点的缺省设置为“毛坯中心安全高度”，结束点的缺省设置为“最后一点安全高度”，如图所示，保持缺省设置，单击 按钮。三、任务实施详细步骤三、任务实施详细步骤所谓刀具开始点，就是在加工开始之前刀具相对于毛坯的具体位置。“毛坯中心安全高度”是最常用的刀具开始点定义方法。选择此方式，程序首先自动计算已定义的
11、毛坯的中心位置，然后将刀具抬刀至毛坯中心之上的安全Z高度。现在刀具“TRD12R1”即位于毛坯中心安全位置，用户可开始产生第一条刀具路径。三、任务实施详细步骤步骤8 计算粗加工刀具路径设置完公共参数，接下来就要选择加工策略编制刀具路径。在PowerMILL系统中，一般使用三维区域清除策略来计算粗加工刀具路径。三、任务实施详细步骤（1）单击“主要”工具栏中的“刀具路径策略”按钮 ，打开“策略选取器”对话框，切换至“三维区域清除”选项卡，单击选中“模型区域清除”策略，然后单击 按钮，如图所示。三、任务实施详细步骤（2）此时弹出“模型区域清除”对话框，按照图设置粗加工刀具路径参数，然后单击 按钮，系
12、统会计算出粗加工刀具路径，如图所示。最后单击“模型区域清除”对话框右上角的 按钮 ，将其关闭。三、任务实施详细步骤步骤9 计算精加工刀具路径（1）右击资源管理器内“刀具”选项中的“BN12”刀具，从弹出的快捷菜单中选择【激活】命令，将球头刀激活。（2）单击“主要”工具栏中的“刀具路径策略”按钮 ，打开“策略选取器”对话框，切换至“精加工”选项卡，单击选中“平行精加工”策略，然后单击 按钮，如图所示。三、任务实施详细步骤（3）此时弹出“平行精加工”对话框，按照图设置精加工刀具路径参数，然后单击 按钮，系统会计算出精加工刀具路径，如图所示。最后单击“平行精加工”对话框右上角的 按钮，将其关闭。三、
13、任务实施详细步骤步骤10 刀具路径模拟和ViewMill仿真PowerMILL提供了两种主要的刀具路径仿真手段，一种是模拟仿真，它显示了刀具的刀尖沿刀具路径的运动轨迹；另一种则提供了切削过程中沿刀具路径切除毛坯材料的阴影图像仿真。三、任务实施详细步骤1刀具路径模拟（1）右击资源管理器内“刀具路径”选项中的粗加工刀具路径“TRD12R1”，从弹出的快捷菜单中选择【激活】命令，将其激活；然后再次右击该刀具路径，从弹出的快捷菜单中选择【自开始仿真】命令，打开“仿真”工具栏，单击“运行”按钮，即可进行粗加工刀具路径仿真，如图所示。（2）用同样的方法，激活资源管理器中的精加工刀具路径“BN12”，并进行
14、模拟仿真。三、任务实施详细步骤2ViewMill仿真（1）首先激活粗加工刀具路径“TRD12R1”，并将其加入到“仿真”工具栏。然后选择【查看】【工具栏】【ViewMill】菜单命令，打开“ViewMill”工具栏，并单击“开/关 ViewMill”按钮 ，进入仿真状态，接着单击“普通阴影图像”按钮 ，如图所示。三、任务实施详细步骤（2）此时单击“仿真”工具栏中的“运行”按钮，系统即开始粗加工仿真切削，效果如图所示。三、任务实施详细步骤（3）完成粗加工仿真后，激活资源管理器中的精加工刀具路径“BN12”，并通过右键菜单中的【自开始仿真】命令将其加入到“仿真”工具栏，如图所示。三、任务实施详细步
15、骤（4）单击“仿真”工具栏中的“运行”按钮 ，系统即开始精加工仿真切削，效果如图所示。三、任务实施详细步骤（5）单击“ViewMill”工具栏中的“退出ViewMill”按钮 ，并在弹出的提示框中单击 按钮 ，确认退出仿真状态，返回编程状态。三、任务实施详细步骤步骤11 后处理（产生NC程序）前面详细介绍了刀具路径的编制，包括初始设置、创建毛坯、创建刀具、选取加工策略、设置加工参数等，但刀具路径不能直接输入数控机床作为数控代码进行加工，需要先将这些刀具路径按其在NC机床中的加工顺序依次排列，再对它们进行后处理，产生机床代码文件*.tap。三、任务实施详细步骤（1）右击资源管理器中的“NC程序”
16、选项，从弹出的快捷菜单中选择【产生NC程序】命令，打开“NC程序”对话框，按照图设置NC程序输出的相关参数，然后单击 按钮。三、任务实施详细步骤（2）单击资源管理器中“NC程序”选项左侧的展开图标 ，可以看到已经产生了名称为“1”的NC程序，如图所示，目前它还只是一个空程序。三、任务实施详细步骤（3）右击资源管理器内“刀具路径”选项中的粗加工刀具路径“TRD12R1”，从弹出的快捷菜单中选择【增加到】【NC程序】命令，如图所示。此时可以看到在NC程序“1”中出现了刀具路径“TRD12R1”，如图所示。三、任务实施详细步骤（4）右击资源管理器中的NC程序“1”，从弹出的快捷菜单中选择【写入】命令
17、，如图所示，系统即开始进行后处理计算，同时会弹出信息窗口，如图所示。三、任务实施详细步骤（5）等待信息窗口提示后处理完成后，打开NC程序文件输出位置，可以看到已经生成了名称为“1.tap”的粗加工NC程序。用“记事本”程序打开该文件，可以查看和修改生成的NC程序，如图所示。这就完成了粗加工刀具路径“TRD12R1”的后处理。（6）参照上述步骤，对精加工刀具路径“BN12”进行后处理，生成精加工NC程序。三、任务实施详细步骤步骤12 保存项目文件单击“主要”工具栏中的“保存项目”按钮 ，或者选择【文件】【保存项目】菜单命令，打开“保存项目为”对话框，从“保存在”下拉列表框中选取要保存到的位置，在
18、“文件名”编辑框中输入项目名，然后单击 按钮即可保存项目，如图所示。三、任务实施详细步骤如果之前已经保存过项目文件，当再次执行保存项目操作时，系统将直接更新项目而不再打开“保存项目为”对话框。以后如果需要，可以重新打开保存在外部文件夹中的项目。知识链接04（一）PowerMILL数控编程的一般步骤相对于其他数控编程软件而言，PowerMILL最大的特点在于它不拘泥于严格的数控编程步骤，也就是说上述例子中的某些步骤可以调换、删除或添加。例如，设置快进高度、设置进给和转速、定义加工开始点和结束点等这些步骤可以任意调换次序或者忽略这些步骤的设置而调用默认值。而保存项目可以穿插于上述任意步骤之间，以避
19、免在编程过程中丢失数据。（一）PowerMILL数控编程的一般步骤若读者具备丰富的数控加工经验，可通过生成的刀具路径来判断其合理性和正确性，因此可省略刀具路径仿真这一步骤而直接生成数控代码。当然，数控编程存在一个基本的框架，即输入模型、创建毛坯、创建刀具、产生刀具路径和生成NC程序这5个步骤必不可少，且不能颠倒次序。总的来说，PowerMILL数控编程的流程如表所示。（一）PowerMILL数控编程的一般步骤次序步 骤备 注1输入模型输入要加工的对象，可直接输入多种格式的数据文件2创建毛坯毛坯也称为工件，可采用多种方式创建毛坯3创建刀具这6个步骤的顺序可任意排列，除创建刀具之外的另外5个步骤可
20、省略而调用默认值设置快进高度设置进给和转速定义加工开始点和结束点设置切入/切出设置刀轴方向4产生刀具路径使用2.5维区域清除、三维区域清除、叶盘、钻孔、精加工等加工策略计算刀具路径5刀具路径仿真此步骤可省略6生成NC程序可生成任意格式的NC数控代码（二）编辑用户坐标系用户坐标系在编程中非常重要，它直接影响了加工的可行性和安全性。任务实施详细步骤中已介绍过用户坐标系的创建方法，这里再介绍一下其编辑方法（即旋转和移动）。（二）编辑用户坐标系（1）选择【文件】【输入模型】菜单命令，打开“输入模型”对话框，输入本书配套素材中的“Ch03Sample2DExample.dgk”文件。参照前面“步骤二 产
21、生用户坐标系”中介绍的方法创建用户坐标系“1”，并将其激活，如图所示。（二）编辑用户坐标系（2）右击资源管理器中的用户坐标系“1”，从弹出的快捷菜单中选择“用户坐标系编辑器”命令，打开“用户坐标系编辑器”工具栏，如图所示。（二）编辑用户坐标系（3）单击“绕Z轴旋转”按钮 ，在弹出的“旋转”对话框中输入角度值“270”，然后单击 按钮，如图所示。单击“用户坐标系编辑器”工具栏中的“接受改变”按钮 ，此时用户坐标系“1”的方向变为如图所示。（二）编辑用户坐标系（4）再次打开“用户坐标系编辑器”工具栏，单击“打开位置表格”按钮 ，打开“位置”对话框，在“X”编辑框中输入“-100”，其余保持默认，然
22、后单击 按钮，如图所示。最后单击“用户坐标系编辑器”工具栏中的“接受改变”按钮 ，完成移动，此时的用户坐标系“1”如图3-44所示。（三）模型特征细节检查通过模型特征细节检查（即查看模型属性），可以获取相对于世界坐标系或激活的用户坐标系（如果存在）的模型尺寸。右击资源管理器中的“模型”选项，从弹出的快捷菜单中执行【属性】命令，可以打开模型信息窗口，如图所示，可利用窗口中的数值修改用户坐标系的位置等。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看通过分析模型中的最小圆角半径、模型中是否存在倒勾面，可以为选择加工刀具和产生刀具路径提供依据。将光标置于“查看”工具栏中的“普通阴影”按钮 上方，会出现“模型阴影”
23、工具栏，如图所示。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看1）“最小半径阴影”按钮单击“模型阴影”工具栏中的“最小半径阴影”按钮 ，系统会用红色显示模型中的小圆角，如图所示。该功能可帮助编程人员识别指定刀具半径下不能切削的区域，即决定要用多小的刀具才能把模型完整地加工出来。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看这里的小圆角是指模型上任何小于指定的最小刀具半径的圆角。选择【显示】【模型】菜单命令，打开“模型显示选项”对话框，在“最小刀具半径”编辑框中可以输入最小刀具半径值，如图所示。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看这里将最小刀具半径值改为“3.5”，然后单击 按钮，可以看到模型上以红色显示的区域现在变成
24、了绿色，如图所示，这表明在当前设置的最小刀具半径下可以加工零件的全部区域。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看2）“拔模角阴影”按钮 单击“模型阴影”工具栏中的“拔模角阴影”按钮 ，系统会用红色显示模型中的倒勾面，如图所示。该功能可帮助编程人员分析出当前刀轴方向切削不到的倒勾面。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看在图中，红色区域代表小于或等于当前在“模型显示选项”对话框中设置的拔模角（缺省为“0”）的区域；绿色区域代表大于当前在“模型显示选项”对话框中设置的警告角（缺省为“5”）的区域。（四）最小半径阴影和拔模角阴影查看选择【显示】【模型】菜单命令，打开“模型显示选项”对话框，这里将拔模角改为“
25、-0.2”，将警告角改为“0.2”，然后单击 按钮，可以看到模型上的所有红色区域消失，仅剩下绿色和黄色区域，如图所示。这里的黄色区域表示垂直或近似垂直的面，因为此处拔模角和警告角之间的差值很小。（五）测量模型有时，我们可能需要获取模型上某些特征的尺寸信息。利用PowerMILL提供的“测量器”工具可以非常方便地测量出直线、圆弧或圆的尺寸。（1）在开始测量之前，我们需要先对捕捉过滤器进行一些设置。选择【工具】【捕捉过滤器】【任意地方】菜单命令，取消其选中状态。（2）单击“主要”工具栏中的“测量器”按钮 ，打开“测量器”对话框，并切换至“圆形”选项卡，如图所示。（五）测量模型（3）现在用它来测量图
26、形显示区中模型上的一个圆形的尺寸。单击“查看”工具栏中的“从上查看”按钮 ，将模型切换至俯视图角度，并对要测量的圆形区域进行放大，如图所示。（五）测量模型（4）在要测量圆上的三个不同位置依次单击，指定开始点、中间点和结束点，可以看到“测量器”对话框中已经出现了被测量圆形的尺寸值，如图所示。为了能准确测量出圆的尺寸，应将开始点、中间点和结束点的Z值改为相同值（六）常用的刀具路径策略零件加工的一般步骤主要包括零件开粗、陡峭面等高（半精）精加工、平缓面平行（半精）精加工、平面精加工和钻孔加工等，所以需要使用PowerMILL软件提供的各种刀具路径策略。单击“主要”工具栏中的“刀具路径策略”按钮 ，可
27、以打开“策略选取器”对话框，如图所示。该对话框中提供了模型区域清除、等高精加工、最佳等高精加工、平行精加工、三维偏置精加工、偏置平坦面精加工等常用的加工策略。（六）常用的刀具路径策略1）模型区域清除模型区域清除是指根据模型的形状进行开粗，去除大部分的余量，为后面的半精加工和精加工做准备，如图所示。（六）常用的刀具路径策略2）等高精加工等高精加工主要用于模型的半精加工和精加工，其刀路简洁明了，且加工效率高。由于其加工特点是绕着模型的外表面加工，所以只适合模型陡峭区域的精加工和半精加工，如图所示。（六）常用的刀具路径策略3）最佳等高精加工最佳等高精加工是指在等高精加工的基础上，刀具也对平坦的区域进
28、行平行精加工，适合加工陡峭和平坦连接在一起的区域，如图所示。（六）常用的刀具路径策略4）平行精加工平行精加工以平行的方式沿着模型曲面加工，加工效果好，但加工效率较慢，如图所示。（六）常用的刀具路径策略5）三维偏置精加工三维偏置精加工是指刀具根据加工区域的形状进行偏置加工，可以精加工平面和曲面，也可以进行清角加工，如图所示。（六）常用的刀具路径策略6）偏置平坦面精加工偏置平坦面精加工是指刀具根据模型平面的形状进行偏置式的平面精加工，其特点是只对平面进行加工，其他非平面是不进行加工的，如图所示。（七）曲面方向颜色的调整对于从*.igs等类型文件输入进来的模型，有时曲面方向不一致，在“普通阴影”模式
29、下模型表面的个别曲面呈现不同的颜色，表明曲面的法线方向不一致，如图所示。此曲面呈现不同的颜色，需要调整（七）曲面方向颜色的调整此时，应将颜色不一致的曲面调整为统一方向，否则在计算边界或刀具路径时可能出错。具体方法为：选中要调整的曲面，在其上方单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择【反向已选】命令，如图所示。工程师经验点评05四、工程师经验点评（1）读者必须明确创建毛坯的重要作用，灵活掌握各种创建毛坯的方法。（2）掌握各种刀具的命名方式，如果连刀具的命名都没掌握好，则必定会被认为缺乏数控编程经验。（3）学会输入不同格式的模型文件，其中*.stp和*.igs是通用的三维格式。（4）在编程过程中，要及时保存，不能等到编程完成后才保存，以避免编程过程中出现意外情况而导致功亏一篑。（5）学习PowerMILL软件，应先完成一个零件实例的数控编程，掌握零件的加工工序和数控编程全过程，再学习重点知识，这样可以提高学习效率及效果。A+Thanks.谢谢！THANKS
