引言

    NC Assembly是Creo軟件的一個(gè)加工模塊，在刀路編制軟件中具有其獨(dú)特的地位。尤其是在模具制造行業(yè)。Creo功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉，在三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、型腔模具設(shè)計(jì)中占據(jù)著絕對(duì)領(lǐng)先的地位。在Creo的早期版本Pro/E中，由于其加工模塊不夠成熟，界面不夠簡(jiǎn)單，很多用戶選擇用Creo進(jìn)行產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)，然后將產(chǎn)品或模具的數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入到MasterCAM、Cimatron等刀路編制之類軟件中進(jìn)行加工，這種工作模式到現(xiàn)在還很流行。采用多種軟件協(xié)同工作，各取其長(zhǎng)，自有其優(yōu)勢(shì)，但在不同軟件數(shù)據(jù)交換的過程中還是會(huì)有許多問題，如曲面的丟失、坐標(biāo)的重建都是一個(gè)費(fèi)時(shí)傷腦筋的問題，如果能在一個(gè)軟件中完成建模、加工全部過程，將會(huì)大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，減輕開發(fā)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。其實(shí)，目前各個(gè)軟件都在發(fā)揚(yáng)各自的優(yōu)勢(shì)，努力克服自身的不足，狀況已大大改善，如MasterCAM、Cimatron在保持其加工的優(yōu)勢(shì)同時(shí)，其建模和開模的能力已經(jīng)有很大改善，而Creo在保持其建模和分模優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，其加工能力也大大加強(qiáng)，NC Assembly模塊也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，加工用戶也漸增多。本文將以一個(gè)風(fēng)扇模具型腔加工實(shí)例，簡(jiǎn)單地將NC Assembly在模具型腔加工中如何進(jìn)行刀路編制加以介紹。

1 加工對(duì)象介紹及工藝分析

    產(chǎn)品為一電風(fēng)扇塑膠葉片，主要通過曲面建模，加厚成為實(shí)體。通過Creo中的Pro/Mold模塊，實(shí)現(xiàn)分模。對(duì)于該產(chǎn)品的模具型腔來說，主要是要加工出葉片曲面形狀，還有要保持內(nèi)腔側(cè)壁的垂直度和精度，這樣才能保證公母模具型腔的密合，成型產(chǎn)品時(shí)才不會(huì)產(chǎn)生飛邊。另外，型腔模仁的外壁為了裝配，通常都不和底面垂直，而是一個(gè)陡斜面，和垂直方向有一定的角度，大約3°~5°，在加工中需要注意。下面以母模仁型腔的加工進(jìn)行工藝分析。

    該零件需要分成正反兩個(gè)面進(jìn)行加工，正面主要銑削型腔內(nèi)部和上端面，為了定位需要還得將外側(cè)壁精銑。加工完正面后，將工件翻轉(zhuǎn)過來，銑底面，然后進(jìn)行外側(cè)壁陡斜面的加工。

2 加工前的準(zhǔn)備

    在NC Assembly中進(jìn)行具體的加工工序之前必須設(shè)定好機(jī)床（Machine）、刀具（Tool）、工件（Reference Model）、毛坯（Workpiece）、操作（Operation），最后才是創(chuàng)建加工序列（NC Sequence），選具體的加工方法，進(jìn)行刀具及具體的加工序列參數(shù)設(shè)置。在NC Assembly中，我們可視每一次工件的裝夾為一個(gè)操作，每一個(gè)操作可由很多個(gè)加工序列（即具體的加工方法組成），一般情況下不同的操作對(duì)應(yīng)不同坐標(biāo)系。對(duì)于本母模仁型腔的正反兩面的加工，就是用兩個(gè)操作完成，它們對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系在型腔頂面和底面中心，Z軸垂直頂面和底面向外。

    2.1 加工設(shè)備和刀具設(shè)置

    進(jìn)入“制造模式→資源→設(shè)備中心→機(jī)器設(shè)置”（Manufacture→Resources→Work Center→Machines Tool Setup）對(duì)話框，可以進(jìn)行工廠常用設(shè)備的數(shù)據(jù)設(shè)置，幾乎所有現(xiàn)實(shí)設(shè)備的參數(shù)都可在此設(shè)置。進(jìn)入“制造模式→資源→刀具→刀具設(shè)置”（Manufacture→Resources→Tools→Tools Setup）對(duì)話框，可以根據(jù)加工類型創(chuàng)建常用的刀具，可在此界面根據(jù)需要設(shè)置各刀具關(guān)鍵參數(shù)。

    2.2 設(shè)置加工工件和毛坯

    進(jìn)入“制造模式→插入→加工工件”（Manufacture→Insert→Reference Model）對(duì)話框，可將需要加工工件的prt文件裝配進(jìn)來。進(jìn)入“制造模式→插入→加工毛坯”（Manufacture→Insert→Workpiece）對(duì)話框，可將需要加工工件的毛坯prt文件裝配進(jìn)來或者自動(dòng)生成毛坯。

2.3 設(shè)置加工操作

    進(jìn)入“制造模式→步驟→操作→操作設(shè)置”（Manufacture→Steps→Operation→Operation Setup）指令。在“操作設(shè)置”（Operation Setup）對(duì)話框中有若干Operation選項(xiàng)，主要包括如下：1）機(jī)床的設(shè)置；2）夾具的設(shè)定；3）機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)定；4）回刀面的設(shè)置；5）起刀點(diǎn)和回刀點(diǎn)設(shè)置。

    在加工程序的設(shè)計(jì)及實(shí)際進(jìn)行加工的過程中，加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)置是一項(xiàng)非常重要的數(shù)據(jù)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)好加工程序后將得到加工刀具路徑參數(shù)，而該參數(shù)就是加工刀具相對(duì)于加工基準(zhǔn)坐標(biāo)的位置及運(yùn)動(dòng)參數(shù)。設(shè)置好坐標(biāo)系后，機(jī)床原點(diǎn)設(shè)置中直接選擇即可。

    2.4 設(shè)置具體加工方法

    NC Assembly有17種加工方法，充分地滿足了加工中的設(shè)計(jì)需要，各種加工方法在設(shè)置步驟上大體相同。操作者應(yīng)根據(jù)工件加工的工藝要求、加工條件等因素選擇相應(yīng)加工方法。

    選“NC程序→加工”（Manufacture→Steps）指令。點(diǎn)選一種加工方法，會(huì)出現(xiàn)Menu Manager界面，點(diǎn)選其中的程序設(shè)置（Seq Setup）按鈕，會(huì)出現(xiàn)SEQ SETUP菜單中有許多有“√”標(biāo)記的項(xiàng)目，是系統(tǒng)自動(dòng)選定的，告訴操作者按已選定的順序進(jìn)行工作，按完成（Done）進(jìn)入相應(yīng)選定設(shè)置。

3 粗加工刀路編制

    對(duì)于母模模仁的粗加工，方法較多，以下僅舉常用的兩種方法：

    3.1 直接用Rough（粗加工）命令

    粗加工命令是NC Assembly命令中操作比較簡(jiǎn)單，功能比較強(qiáng)大的命令，顧名思義主要用在粗加工中大量的切除材料。該命令自動(dòng)化高，僅一個(gè)序列可做出絕大數(shù)材料的切除，不用換刀，一次切除。該命令使用過程中需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)加工窗口，實(shí)際使用草繪器繪制的封閉線框，類似于其它軟件中的輪廓曲線，以規(guī)定加工范圍，用戶根據(jù)需要設(shè)置加工窗口。

3.2 用Volume（體積塊加工）命令

    Volume（體積塊加工）可以達(dá)到體積去除的目的，關(guān)鍵在于體積加工一定要?jiǎng)?chuàng)建體積塊，主要采用建模和分模里面的實(shí)體創(chuàng)建方式，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、合并等命令以及體積的切剪方法。

4 精加工刀路編制

    對(duì)于母模模仁的粗加工，方法較多，以下僅舉常用的兩種方法：

    4.1 直接用Finish（精加工）命令

    這是一種最省事的方法，選好刀具，再創(chuàng)建加工窗口，在窗口區(qū)域一氣呵成完成曲面精加工。用法類似于Rough（粗加工）命令，只不過這里是曲面加工，而Rough（粗加工）為體積加工。為了照顧各個(gè)加工區(qū)域的銑削精度，選擇的刀具要保證最狹窄區(qū)域的加工，因此不會(huì)選擇太大，但這樣加工平坦區(qū)域用小刀效率就很低，不夠經(jīng)濟(jì)。因此，一般需要將加工區(qū)域分成幾個(gè)部分，用不同的刀具完成精銑或者用其它的加工方法完成。

    4.2 用Pocketing（腔槽加工）、Surface Mill（曲面銑削）、Profile（輪廓銑削）和Face（面銑削）

    Pocket（腔槽加工）、Surface Mill（曲面銑削）和Profile Mill（輪廓銑削）三者都可完成所選擇曲面的精銑，只是三者選擇曲面的要求不同，Pocket可選擇口袋狀曲面，特別是有垂直和陡斜面?zhèn)缺诘那鎱^(qū)域，Surface Mill則可有選擇前面加工的曲面的選項(xiàng)，Profile主要選擇垂直和陡斜面，而且以環(huán)形曲面為宜。Face（面銑削）主要用來銑削水平端面，直接選端面即可。

   4.3 用Local Mill（局部銑削）進(jìn)行清根加工

    在加工過程中為了提高開粗的效率，需要選擇大一點(diǎn)的刀具，但是往往很多產(chǎn)品都有一些狹窄或圓角區(qū)域是大刀無(wú)法加工的，這時(shí)就需要用小刀完成清根處理，在NC Assembly中主要用Local Mill（局部銑削）來完成刀路編制。Local Mill（局部銑削）可以在前面加工序列的基礎(chǔ)上直接計(jì)算其不能完成而需清根處理的區(qū)域并編制刀路。對(duì)公模仁用Volume粗銑加工后所殘余的余料進(jìn)行加工的刀路，在運(yùn)用Local Mill時(shí)只需選擇以Volume加工為基礎(chǔ)即可。

5 生成后置處理NC文件

    在系統(tǒng)顯示“應(yīng)用（Application）”菜單，選擇“NC后處理器（NC Post Processor）”，進(jìn)入后處理器界面，可根據(jù)設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)類別，廠家等設(shè)置后處理程序。完成以上操作后，選中具體“操作（Operation）”或“程序序列（NC Sequence）”后，點(diǎn)選“制造→工具→CL數(shù)據(jù)→路徑播放（Manufacture→Tools→CLData→Play Path）”，可進(jìn)入加工刀路軌跡生成對(duì)話框界面。對(duì)話框中，點(diǎn)擊“文件（File）”下拉菜單，選擇Save as MCD，在出現(xiàn)對(duì)話框中選中合適的后處理器，最后點(diǎn)選“輸出”（Output）按鈕，在選定的子目錄中，輸入要生成文件的文件名，按OK完成設(shè)置，退出對(duì)話框。接受PPOPTIONS（后置處理）菜單中系統(tǒng)提供的項(xiàng)目，按“完成”（Done），即可生成NC文件供加工設(shè)備選用。

6 結(jié)語(yǔ)

    綜上所述，NC Assembly在模具型腔的加工中有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是用Creo分模的型腔，可省略許多不必要的轉(zhuǎn)化手續(xù)，減少許多不必要的曲面丟失，大大提升工作效率。相比MasterCAM、Cimatron等加工軟件來說，Creo的體積銑削有其獨(dú)特性，需要?jiǎng)?chuàng)建體積塊，輪廓銑削不是選輪廓曲線而是輪廓曲面。此外，由于Creo是參數(shù)化的三維模型，在產(chǎn)品修改后只需更新就可完成刀路修改，非常方便，這些是NC Assembly與其它軟件相比較的不同之處。總之，每個(gè)軟件都有其特點(diǎn)，而且與同類軟件都有共性，用同一家公司的軟件完成建模、分模和加工編程將會(huì)省事很多。由于目前用NC Assembly編制刀路的使用者比較少，希望本文能起到一點(diǎn)拋磚引玉的作用。