王新星，陈亚飞，魏 刚，骆 燃，吴 祥

（珠海格力精密模具有限公司，广东珠海 519070）

1 引言

近年来随着模具行业的迅速发展，为了缩短模具制造周期、降低生产管理成本，在实际模具设计中，有很多零件采用标准化设计，一副模具特征大部分特征都是相同或类似的，但是数控编程过程却要编程员大量的人工参与，包括前期加工工艺规划、加工刀具选择、编程策略设置、加工坐标系的设定等[1]，在确定加工工艺后还需要编程员手工为每个策略指定相关的加工参数，包括加工方式、切削区域、切削参数、非切削参数、切削进给率等一系列操作。PowerMILL 是一款专业的CAM 设计软件，具备清晰刀具路径编辑视窗，简单明了的参数设置页面，强大的路径后期编辑功能深受从业者门的喜爱。此外软件体具有很好的用户定制环境和系统化的内部执行语言代码编写规则，大多数用户通过熟悉其执行语言规则，提高编程员效率，减少繁冗多重软件操作步骤，同时也大幅度降低人工操作的出错率。 PowerMILL 具有PowerSolutionDOTNetOLE 二次开发接入库函数，可通过VB.net进行连接开发自动编程。建立标准化、参数化工艺数据库，把它融入到系统中，从而真正发挥该系统的优势。下面以滑块零件在卧式加工中心加工部分为例进行加工工艺进行分析，说明二次开发的自动化编程在模具滑块编程加工中的应用。

2 加工工艺

根据滑块零件在数控加工中心装夹加工方便和加工优势原则，可以把正面、顶面、底面3个方向安排到三轴数控加工中心加工如图1所示。加工正面方向可以在背面留两个或4个工艺脚使用底板工装装夹加工，顶面和底面有足够宽的平面可以直接使用电磁吸盘直接装夹固定加工。顶面两个斜导柱孔、背面斜耐磨块槽斜螺孔、侧面1 和侧面2 特征使用卧式数控加工中心装夹加工，卧式数控加工中心相对3轴加工中心优势有3点：一是相对立式机床因零件形状是异形无法装夹或难装夹工件，可以通过机床工作台自动转角度加工；二是相对立式机床深腔深孔零件加工，卧式机床易排屑，防止铁屑二次加工造成刀具磨损；三是卧式加工中心工作台可以旋转360°，零件一次装夹可以加工多面。

图1 滑块零件方向示意图

滑块零件加工去除材料量比较多，加工过程产生较大的热量和内应力，会导致工件在加工过程中容易产生变形量要先粗加工整体留预量0.5mm以上，使用大刀开粗可以快速去除余量，提高效率。分别加工底面、背面、顶面、正面4个方向特征后，自然时效12h释放内应力和变形量。3轴机床分别精加工顶面、底面、正面3个方向特征，背面的工艺脚留给电打工序和三座标检测装夹使用，后面卧式机床加工去除。前面工序加工完成后，最后上卧式加工中心加工侧面1、侧面2挂台侧面和平面、各类螺孔，再上虎钳或靠背加工背面斜耐磨块槽、螺孔，自动转角度加工顶面两个斜导柱孔。如图2所示。

图2 卧式加工中心加工特征

3 零件分类

根据滑块零件特征进行分类, 根据滑块零件的加工工艺，将模型分为不同的组，再将零件不同的加工特征细分为若干类型，类型细分越多自动化程度就越高。滑块分类根据零件加工特征位置和加工装夹方式分成七类。

A类：装夹方式：磁盘+靠背工装。

第一次装夹，吸住底面锣两端面各类孔、飞长度，如图3a所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，装锁底板上靠背，去工艺脚，锣耐磨块槽，斜螺孔，如图3b所示。摆放要求：坐标摆正后工件要在靠背左侧。

图3 滑块A类型

B类：装夹方式:磁盘+靠背或虎钳工装，长度要小于350mm的。

第一次装夹，吸住底面锣两端面各类孔、飞长度，如图4a所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，上靠背虎钳装夹，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜螺孔、斜导柱孔，如图4b所示。摆放要求：坐标摆正后工件要在靠背左侧。

图4 滑块B类型

C 类：装夹方式：磁盘+虎钳或靠背工装，长度大于350mm的。

第一次装夹，吸住底面锣两端面各类孔、飞长度，如图5a所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，锁底板上靠背，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜螺孔、斜导柱孔。摆放要求：坐标摆正后工件要在靠背左侧，如图5b所示。

图5 滑块C类型

D类：装夹方式:磁盘+靠背工装，两端面有斜耐磨块槽。注意与G类区分。

第一次装夹，吸住背面锣两端面各类孔、飞长度，如图6a所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，锁板上靠背，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜螺孔，如图6b所示。摆放要求：坐标摆正后工件要在靠背左侧。

图6 滑块D类型

E 类：装夹方式:磁盘+角度磁盘工装，高度大于300mm。

第一次装夹，吸住正面锣两端面斜槽、斜孔、飞长度，如图7a 所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，上角度磁盘，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜螺孔，如图7b所示。摆放要求：注意在过数基准碰数。

图7 滑块E类型

F类：装夹方式：磁盘+靠背工装，带拖把的滑块。

第一次装夹，吸住底面锣两端面各类孔、飞长度，如图8a所示，注意先做非基准面一端；第二次装夹，锁板上靠背，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜螺孔，如图8b所示。摆放要求：坐标摆正后工件要在靠背左侧。

图8 滑块F类型

G 类：装夹方式：磁盘+虎钳工装，两端面有斜耐磨块槽。注意世界坐标与D类有区别。

第一次装夹，吸住背面锣两端面各类孔、斜槽、飞长度，如图9a所示；第二次装夹，上虎钳，去工艺脚，锣耐磨块槽、斜导柱孔，如图9b所示。摆放要求：坐标摆正后工件要在虎钳左侧。

图9 滑块G类型

使用VB.net开发模型零件的分类外挂工具，自动编程辅助工具系统界面如图10所示，以外部插件形式在UG环境上运行，该工具功能是先选择相应版块类型，自动显示该版块的所有模型类型，点选要使用的模型类型，所有的零件类型也会显示在左边，选择零件类型后就会显示该类型的图片方便识别，同时自动生成自动编程标识码，该标识码在后台自动编程时会自动调用相对应宏来自动编程。模型导出位置可以选择导出到本机电脑上还是服务器上，选择导出到服务器上后台自动侦探文件自动计算，不再需要人工干预。

图10 自动编程辅助工具系统

4 开发自动化编程系统

制定滑块零件最优的加工方案、加工工艺、刀具参数和编程策略建立相应滑块零件的编程模板，对相应类型的滑块零件以编程模板为基础进行二次开发。利用应用程序周期性侦探共享目录下的文件状态，自动识别到文件时即刻启PowerMill 软件，配合编程软件内部执行指令代码，自动导入模型到软件中及执行开发完成的计算过程命令，对应不同类型的模型定制开发相应宏执行文件，不同文件执行文件的配对主要通过文件名加类型识别代码完成。

利 用 VB.NET 通 过 接 口 函 数PowerSolutionDOTNetOLE.dll 对 PowerMill 二次开发接入内部编程信息函数，可以实现对PowerMill软件操作的控制进行自动编程，主要应用的一些函数如下：

使用VB.net 开发模具智能加工中心系统分不同功能界面，在这里只要使用到“自动编程”界面，如图11所示，该模块功能是系统自动侦探指定路径上后缀名为X_T、STP、IGS的文件，侦探到有模型时自动启动PowerMILL 软件，并通过文件名称分析自动编程识别代号调用相对应宏进来自动编程。自动编程完后，自动保存并关掉图档，并删掉文件夹里相应是原始图档，把待计算列表里面的文件名称移到计算完成列表上，再进行下一个图档的计算工作，依次类推。

图11 模具智能加工中心

自动编程完成后刀路如图12所示，第一次使用吸盘装夹如图12c所示加工时长方向两端挂台和平面使用D10R1 刀具开粗留0.05mm，光刀使用D10R1。自动编程开粗时刀具大小根据模型大小设置有使用D12R1、D17R2、D21R2 刀开粗，光刀使用 D12R1、D17R0.8、D21R0.8 加工，加工深度通过毛坯来控制。第二次使用虎钳装夹加工如图12f所示背面的斜面和顶部两个斜导柱孔，背面斜面角度是使用宏自动识别出来，生成坐标后，自动生成了光平面刀路，说明角度是正确的。顶面斜导柱孔比斜面角度少2°，加工时直接使用钻头加工孔大小。

图12 滑块刀路

5 结束语

基于PowerMILL二次开发在模具滑块零件加工中应用是基于对数控加工工艺、模型分类、自动编程等工艺过程的研究，设计并开发了模具自动编程系统。通过对模具零件加工工艺的研究，建立了编程模板库、PowerMILL刀具库、加工参数库对加工方案进行优化，在自动编程时自动选择合适的加工刀具和加工参数，利用计算机24h无人值守自动编程计算的目标，进行深入研究。实现数控程序的自动编程，对行业的发展具有重要意义，可以解决行业编程人机占比低、人工编程出错率问题，具备很好的社会效应及影响力。