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POWERMILL软件在数控加工锻模中定义毛坯的技巧
本文通过对POWERMILL软件数控加工锻模的毛坯定义方法的分析，总结了5种定义方法和技巧，分别应用在不同的锻造模具和不同的加工情况中，从而减少空刀，提高数控加工的效率。
在锻模加工生产中，由于锻造模具的种类不同，模块的形状各异，加工方式会有所差别，例如终锻模具是六方体，而辊锻模具是圆柱体，因此这两种模具的加工就不同;另外同种模具不同状态加工方式也是不尽相同，例如新制模具是从六面开始全部加工，而局部烧焊模具就只加工烧焊的部位。这些模具无论是哪种状态，都是在或方或圆的毛坯材料实体的基础上加工出所需要的模具型腔。PowerMILL软件在模拟数控加工时和实际加工一样，首先要准备一个和实际应用一样的虚拟毛坯，然后在虚拟毛坯中进行数控模拟加工。因为加工的模具不同，毛坯的选用也不同。为了便于定义虚拟毛坯，PowerMILL软件提供了几种虚拟毛坯定义方法，但在实际应用中，由于模具的多样化和加工的多样性，软件原有的定义方法略显不足。通过对PowerMILL软件定义虚拟毛坯的分析，并结合实际应用，笔者开发出多种具有个性化的虚拟毛坯。采用虚拟毛坯的方法，可以充分利用毛坯的选择来达到合理选择数控加工区域的目的，从而减少空刀，提高加工效率。以下将详细阐述虚拟毛坯的定义方法和技巧。
一、五种基本毛坯的选择方法
点击主工具栏中的毛坯定义图标，系统出现毛坯定义的对话框(图1)。
再点击“由?定义-方框”选项右侧的向下箭头，出现下拉菜单，这就是定义毛坯的五种基本方法，缺省状态是方框定义法。系统提供的五种定义方法分别是方框、图形、三角形、边界和圆柱体，各自的使用方法略有不同，下面分别详细介绍。 1.方框毛坯的定义方法
方框毛坯的定义方法是最基本、最简单的，当在PowerMILL软件中输入数字模型后，在毛坯对话框中点击“计算”选项，毛坯就自动产生了，而且这时产生的虚拟毛坯总是一个长方体，无论数字模型的形状如何，它总是最大地包容数字模型。另一种方法就是可以在毛坯定义对话框中手动输入X、Y、Z的数值产生矩形毛坯。虽然这个方框毛坯的产生看似简单，但在实际应用中相当灵活，可以进行各种变化，可以产生不同规格的矩形毛坯。
(1)通过选择数字模型上任意曲面产生方框毛坯。在数字模型上选择所需要的面元素，点击毛坯产生对话框中的计算，即可以产生所要的方框毛坯，图2是只选择了锻造模具的型腔部分所产生的方框毛坯。
(2)通过更改对话框扩展区域的数值更改方框毛坯。如果实际的毛坯比模型大，可以修改左侧对话框中扩展
区域的数值来增大方框毛坯的尺寸，如图3是把对话框中毛坯扩展区改写为20mm后的方框毛坯，就是比数字模型大20毫米产生的模拟方框毛坯。
(3)通过毛坯的调节箭头更改方框毛坯。通过计算产生和数字模型同样的方框毛坯后，点击毛坯，在毛坯的
六面上产生了蓝色的双向箭头，可以任意调节箭头，更改毛坯的大小，图4就是缩小了模具锁扣处的方框毛坯，因为锁扣不用数控加工，依靠方框毛坯的调节可以任意选择加工的区域。
(4)通过以上几种方法结合使用更改方框毛坯。上述几种方框毛坯的定义方法可以交替使用，在第一种方法的基础上也可以调节箭头，进一步缩小毛坯且X、Y、Z方向都可以任意调节。如图5所示，如果模具局部烧焊，就只要加工局部，所以毛坯也可以通过调节只产生烧焊部位的毛坯。 2.图形毛坯的定义方法
图形毛坯的方法在加工软件中不能直接使用，必须要利用DELCAM中的图形编辑模块Powershape来产生一个图形文件，并保存在计算机内，然后在PowerMILL加工中直接调入使用，因此一般只做加工的人很少使用图形毛坯的加工方法，但是这个方法也有它的特点，下面简要介绍该方法的使用，由于软件的版本的不同，这个方法也略有不同。
(1)产生图形文件。打开Powershape软件输入模型，然后选择模型中的任意一个或几个元素，点击主工具栏中文件，选择下拉菜单中的“输出”，出现输出对话框，选择保存路径，更改保存类型和文件名后，确认即可。如图6选择的面元素用红色标识，文件保存在桌面，文件名为图形毛坯。
图6
(2)产生图形毛坯。点击毛坯图标后产生毛坯对话框，点击“由?定义-方框”选项右侧的向下箭头，选择“图形”选项，再选择右边的文件夹图标，找到桌面保存的图形毛坯文件打开(图7)，系统就产生了图形毛坯。
点击产生的图形毛坯，在Z方向出现缩放的蓝色箭头，调整箭头的方向后毛坯就在Z方向上进行缩放，如图8即是在Z值的负方向拉伸调整毛坯格后的结果。
图8
笔者在此分析产生的图形毛坯：①无论所选择的图形是空间图形还是平面图形，都会产生平面的毛坯，并且是在坐标Z值的零点处产生。②不但可以产生形状各异的毛坯，而且可以同时产生两个或多个相互独立的毛坯，这主要取决于选取的图形个数，这是方框毛坯无法达到的结果。③毛坯的形状和所选取的图形在坐标XY平面上的投影一样，在X、Y方向上不能任意放大或缩小，只有Z值方向可以伸缩。 3.三角形毛坯的定义方法
所谓的三角形毛坯定义，不是真地做成三角形状，只是一种叫法而已。它也必须要利用DELCAM中的图形编辑模块Powershape来产生一个三角形文件保存在计算机内，然后在PowerMILL加工中调入直接使用。下面做一个实例来具体说明三角形毛坯的用法。
图9是部分辊锻模具的三维造型，实际生产过程中，已经做成了四分之一的圆坯，加工方式是在立式数控机床上加工，为了节约加工时间，定义的毛坯要和实际相符，所以可以采用三角形毛坯定义。
该毛坯的定义方法就是根据这个已有的三维造型的外形产生一个实体，然后输出保存，如图10就是利用Powershape三维造型的方法首先产生图形，然后点击文件下拉菜单中的“输出”选项，给出保存路径，更改文件名称，找到保存类型中的“Delcam加工三角形”，确认即可。
图11就是保存的三角形毛坯。该三角形毛坯与实际的模具形状完全吻合。三角形文件产生后，直接调用即可。
三角形毛坯的调用方式就是点击毛坯图标后，产生毛坯对话框，再点击“由?定义”方框选项右侧的向下箭头选择三角形，选择右边的文件夹图标。接下来找到桌面保存的三角形毛坯文件打开即可，图12就是调用产生的三角形毛坯。
应该注意的是：三角形毛坯的定义方法也可以产生任何形状的毛坯，只要做出三维造型即可，但是在使用的过程中，这个三角形毛坯文件必须保存在PowerMILL项目中，不能独立保存。 4.边界毛坯的定义方法
边界毛坯非常灵活，只要边界存在，那毛坯就可以根据边界产生，然而边界产生的方法很多，可以采用DELCAM中的图形编辑模块Powershape来产生边界，也可以在PowerMILL中直接产生边界，这里不详细介绍边界产生的方法，只是介绍毛坯的产生方法。
(1)任意单个边界产生的边界毛坯。把已经存在的某个边界激活，这时这个边界是白色的，没有激活的边界是粉色的。如图13所示，其中白色的激活边界是个形状不规则的钩画边界。另外粉色是模具边界、把型腔和仓部分开的边界、还有型腔中的局部边界，这些都是没有激活的边界。
任选一个边界激活后，点击毛坯图标后产生毛坯对话框，点击“由?定义-方框”选项右侧的向下箭头选择边界，边界毛坯就自然产生了，如图14所示。
边界毛坯与图形毛坯一样只能产生一个平面的毛坯，然后经过变换Z值来调节边界毛坯的Z值高度。
(2)多个边界同时产生毛坯。因为每次只能激活一个边界，所以只能一次产生一个毛坯，为了要同时产生多个毛坯，那就要对边界进行编辑处理。边界的合并方式是：在主屏幕左侧的资源管理器中，其中的边界下拉菜单中有四个边界(可以给边界重新命名)，如图15所示。任意合并的两个边界之间不能有交叉和重叠。合并的步骤为：激活一个边界后，按住Ctrl键，用鼠标左键点击被合并的边界后拖到激活边界中，即可进行合并边界。把1、2边界合并，再把4、2边界合并。多边界毛坯产生的方法同产生一个边界毛坯的方法一样，在此不再叙述。产生后的多个边界毛坯如图16所示，再把毛坯的Z值编辑处理后，就可以实现多个毛坯的同时加工。