張宏樂(lè)

摘要：本文針對(duì)Creo軟件數(shù)控加工模塊因工藝參數(shù)設(shè)置繁瑣、漢化程度不足等原因，導(dǎo)致職業(yè)院校教學(xué)中普遍存在只應(yīng)用該軟件CAD模塊功能，而對(duì)其CAPP、CAM模塊不予涉及的情況，提出對(duì)軟件數(shù)控加工模塊進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，掃除軟件一體化應(yīng)用中的障礙。

關(guān)鍵詞：Creo2.0;CAD/CAPP/CAM;二次開(kāi)發(fā)

0? 引言

Creo是由美國(guó)CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)公司PTC開(kāi)發(fā)的一款專(zhuān)業(yè)軟件，該軟件的前期版本Pro/E自2006年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，尤其是野火版（4.0和5.0版本），因其參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)、簡(jiǎn)潔清晰界面、操作相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，受到了用戶(hù)的普遍好評(píng)。在全國(guó)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的各類(lèi)制造業(yè)企業(yè)都在使用該軟件，國(guó)內(nèi)部分工科類(lèi)高校開(kāi)設(shè)的CAD/CAM課程也選用Creo作為主要學(xué)習(xí)軟件。筆者在從事數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)理實(shí)一體課程的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)了多種專(zhuān)業(yè)軟件，如Matercam、UG、CAXA和Creo等，但每種軟件的應(yīng)用模塊被割裂，Creo則側(cè)重于其CAD模塊，其CAPP和CAM模塊不管是教材還是實(shí)際教學(xué)基本被忽略，如何在一種軟件上實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)、三維造型、工藝制定、數(shù)控編程、數(shù)控加工一體化應(yīng)用，避免學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)多軟件而造成認(rèn)知混亂，成了擺在我們教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題?；谝陨显颍狙芯繑M從Creo2.0軟件入手，充分發(fā)揮其優(yōu)秀的CAD功能，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)完善其CAPP和CAM模塊，使其簡(jiǎn)單化、實(shí)用化，解決課堂教學(xué)一體化應(yīng)用中的問(wèn)題。

1? 開(kāi)發(fā)方向

Creo軟件本身自帶完善的數(shù)控加工模塊，可進(jìn)行各種類(lèi)型零件的加工，但在數(shù)控工藝參數(shù)的設(shè)置中存在諸如可視化程度低、參數(shù)名不規(guī)范、操作過(guò)程繁瑣等缺點(diǎn)，導(dǎo)致使用者必須熟練掌握各種參數(shù)，才能高效的完成相關(guān)操作，導(dǎo)致Creo/NC模塊推廣困難重重。為此，本研究對(duì)Creo數(shù)控加工模塊進(jìn)行分析，擬在其CAPP、CAM模塊中添加交互菜單，利用交互菜單訪(fǎng)問(wèn)外部刀具庫(kù)，簡(jiǎn)化刀具參數(shù)設(shè)置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工工藝參數(shù)合理化歸類(lèi)和整理，舍棄冗余部分，通過(guò)優(yōu)化界面設(shè)置，簡(jiǎn)化模塊操作內(nèi)容，提高數(shù)控編程人員的工作效率，使CAPP、CAM模塊易學(xué)、易用。

2? 擬解決的問(wèn)題

①對(duì)Creo數(shù)控加工模塊中的毛坯設(shè)置、刀具參數(shù)、加工工藝參數(shù)、機(jī)床種類(lèi)、夾具種類(lèi)等基本加工內(nèi)容進(jìn)行歸納與優(yōu)化，去繁從簡(jiǎn)。

②將數(shù)控加工模塊中個(gè)各個(gè)分項(xiàng)功能進(jìn)行分析，依據(jù)基本功能，用機(jī)械專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行充分漢化，掃清工程技術(shù)人員使用過(guò)程中的語(yǔ)言障礙。

③合理應(yīng)用VS2010和Creo軟件自帶的二次開(kāi)發(fā)工具Pro/Toolkit，進(jìn)行數(shù)控加工模塊各功能分項(xiàng)的界面開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)該模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)與外部應(yīng)用程序的無(wú)障礙集成。

3? 開(kāi)發(fā)方法

以VS2010為二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)，構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境，充分利用Pro/Toolkit這一開(kāi)發(fā)工具中包含的豐富函數(shù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)控加工模塊各分項(xiàng)操作函數(shù)的定義，在歸類(lèi)和優(yōu)化基本部分的基礎(chǔ)上，篩選出合理的關(guān)鍵詞和檢索條件。針對(duì)參數(shù)設(shè)置內(nèi)容較多的情況，制定簡(jiǎn)單易用的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存形式。二次開(kāi)發(fā)流程圖如圖1所示[1]。

4? 人機(jī)交互界面的開(kāi)發(fā)

本部分使用VS2010為工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，只要利用其自帶的MFC類(lèi)庫(kù)，同時(shí)也進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)自定義數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)Creo系統(tǒng)可直接調(diào)用MFC類(lèi)庫(kù)，同時(shí)搭建三類(lèi)應(yīng)用程序之間溝通的渠道。

5? 編制Pro/Toolkit程序和MFC應(yīng)用程序

①Pro/Toolkit程序主要完成各項(xiàng)子菜單的添加，動(dòng)作函數(shù)的編寫(xiě)和MFC程序接口的定制。

②MFC應(yīng)用程序主要完成數(shù)控加工（數(shù)控車(chē)削、數(shù)控銑削）刀具庫(kù)的建立、毛坯庫(kù)的建立、夾具庫(kù)的建立等。

6? 程序注冊(cè)與運(yùn)行[2]

二次開(kāi)發(fā)內(nèi)容完成后，編制完的應(yīng)用程序必須先注冊(cè)，才能被系統(tǒng)調(diào)用，可采用自動(dòng)注冊(cè)。應(yīng)用程序注冊(cè)完成后，系統(tǒng)加載程序，調(diào)用外庫(kù)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)刀具、夾具、毛坯、機(jī)床參數(shù)的自動(dòng)輸入。

7? 實(shí)例驗(yàn)證

依托本研究的數(shù)控銑削加工系統(tǒng)已開(kāi)發(fā)完成，一個(gè)完備的系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試、修改及完善等步驟，才能投入使用。本例將運(yùn)用數(shù)控銑削加工系統(tǒng)，結(jié)合加工實(shí)例，經(jīng)過(guò)CAD實(shí)體造型、數(shù)控銑削加工工藝規(guī)劃、數(shù)控仿真加工、CAM自動(dòng)編程、生成G代碼及實(shí)體零件加工等步驟驗(yàn)證二次開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)一體化應(yīng)用的有效性。

7.1 實(shí)例任務(wù)導(dǎo)入

數(shù)控銑削加工實(shí)例零件說(shuō)明：該底座加工實(shí)例零件為半成品，零件材料為45鋼，小批量生產(chǎn)。該零件除內(nèi)輪廓及內(nèi)部通孔之外其他工序均已按零件圖紙技術(shù)要求加工好，要求數(shù)控銑削內(nèi)輪廓及所有孔。零件圖如圖2所示。

7.2 三維實(shí)體造型

應(yīng)用Creo軟件CAD模塊進(jìn)行三維實(shí)體造型，其實(shí)體圖如圖4所示。

7.3 數(shù)控銑削加工系統(tǒng)的應(yīng)用

本零件加工工序劃分為粗加工、精加工兩道工序，機(jī)床選擇、刀具選擇、裝夾方案與夾具選擇及切削用量等工藝內(nèi)容省略，參數(shù)內(nèi)容直接應(yīng)用。

7.3.1 粗加工自動(dòng)編程

在Creo2.0數(shù)控加工模塊中，數(shù)控銑削粗加工通常應(yīng)用“體積塊”加工，它可在封閉型腔內(nèi)逐層銑削掉余量，由于粗加工的目的是在短時(shí)間內(nèi)盡可能去除多的余量。故在 Pro/NC設(shè)置各項(xiàng)加工參數(shù)如下：

①SCAN TYPE（掃描類(lèi)型）為：TYPE_3，ROUGH_

OPTION;

②粗糙選項(xiàng)設(shè)置為：ROUGH_&_PROF（粗糙輪廓）;

③走刀跨度為距為8mm;

④下刀深度為2mm，余量值0.5mm。

工件采用順銑的方式，而且由于是內(nèi)輪廓加工，為保護(hù)刀具采用螺旋下刀方式。如圖3為本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)化加工界面，所示為粗加工參數(shù)設(shè)置圖。

7.3.2 精加工自動(dòng)編程

對(duì)于該零件精加工而言，主要目標(biāo)是滿(mǎn)足零件設(shè)計(jì)精度要求，包括尺寸精度、形位精度及表面粗糙度等。所以精加工過(guò)程的原則是：既要保證精度，同時(shí)兼顧加工效率。精加工采用行切+環(huán)切的方式，既提高了加工速度，又可得到較好的表面質(zhì)量。因該零件加工精度要求不高，故加工模塊仍采用體積塊加工。在系統(tǒng)中設(shè)置各項(xiàng)加工參數(shù)如下：

①SCAN TYPE（掃描類(lèi)型）為：TYPE_3，ROUGH_

OPTION;

②粗糙選項(xiàng)設(shè)置為：POCKETING;

③走刀跨度為距為8mm;

④下刀深度為 2mm，余量值 0mm。

工件采用順銑的方式，采用螺旋下刀方式。參數(shù)設(shè)置過(guò)程與粗加工相似，在此不再贅述。

7.3.3 仿真驗(yàn)證

Creo2.0具有仿真切削功能，通過(guò)該功能可驗(yàn)證刀具軌跡的正確性，本零件仿真結(jié)果如圖4所示。

7.3.4 后處理

仿真驗(yàn)證無(wú)誤后，通過(guò)Creo2.0自帶的后處理器將生成的“CL數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床可以識(shí)別的G代碼。

7.4 實(shí)例零件的數(shù)控銑削加工

實(shí)例零件的機(jī)床選擇、裝夾方案的確定將不再贅述。將生成的數(shù)控程序?qū)霐?shù)控銑床，并數(shù)控加工工件，如圖5所示為零件成品圖。

8? 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)高職院校開(kāi)設(shè)Creo軟件課程時(shí)，只應(yīng)用其CAD模塊，而舍棄CAPP和CAM的現(xiàn)在，分析出阻礙該軟件一體化應(yīng)用的如數(shù)控加工工藝參數(shù)設(shè)置繁瑣、漢化不足等原因，通過(guò)應(yīng)用VS2010和Pro/Toolkit兩種開(kāi)發(fā)工具對(duì)Creo2.0進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，掃清了數(shù)控加工模塊普及的障礙，并通過(guò)實(shí)例對(duì)開(kāi)發(fā)成功的系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙剛.基于Pro_NC的數(shù)控編程輔助系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)方面的開(kāi)發(fā)[D].大連：大連交通大學(xué)，2008，6：3-14.

[2]王隆太.機(jī)械CAD/CAM技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010，2：4-10.

[3]魏定進(jìn).機(jī)械數(shù)控加工質(zhì)量控制問(wèn)題研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（02）：99-101.