數字化精密制造基礎

第二章

SurfMill基礎知識三、SurfMill軟件編程實現過程二、數字化精密制造技術一、SurfMill軟件概述目錄一、SurfMill軟件概述SurfMill軟件是北京精雕科技集團有限公司自主研發一款通用且極具特色的CAD/CAM軟件，是絕佳的數字化精密制造載體。它具有完善的基于曲面造型的設計功能，包含豐富的平面加工和曲面加工策略，具有專業的智能化在機檢測程序編制功能模塊，具備完善且開放的制造數據庫，為用戶提供可靠的數字化精密制造平臺，能夠有效支撐基于制造工藝的數字端虛擬驗證，同時具備葉輪加工、齒輪加工等專業領域制造解決方案，被廣泛應用于精密模具制造、精密電極制造、光學模具制造、精密零件制造等行業。

（一）SurfMill軟件簡介

（二）SurfMill軟件的安裝STEP1：運行SurfMillX64安裝包，彈出安裝界面，如圖2-1-1所示，軟件提供了三種語言環境，選擇安裝語言，單擊下一步，開始安裝；STEP2：接受用戶協議，勾選“我接受許可證協議中的條款（A）”，點擊下一步，如圖2-1-2所示；

STEP3：選擇SurfMill安裝路徑，點擊下一步；STEP4：選擇所需要的安裝類型，點擊下一步，軟件開始進行安裝；

STEP5：安裝完成，單擊“完成”按鈕。二、SurfMill軟件功能SurfMill主窗口主要由快速訪問工具欄、菜單欄、Ribbon區、導航工作區、狀態提示欄、工具條、繪圖區和參數輸入區組成，包括2D繪制、3D造型和加工三大工作環境。

（一）軟件工作環境

1.快速訪問工具欄顯示快速訪問工具，例如：打開、新建、保存等。

2.菜單欄菜單欄將系統的功能通過主菜單及其各級子菜單進行分類管理，系統中大多數命令都可以從菜單中啟動。由于SurfMill引入Ribbon區，所以默認將菜單隱藏起來，用戶可以根據需要調出菜單。

3.Ribbon區

Ribbon區將常用功能入口放置在各個標簽中，便于用戶快速啟動命令。在不同的工作環境下，其顯示的標簽也不同。它主要包含的公共標簽有：文件、編輯、分析和幫助。用戶可以控制標簽和命令的顯示及隱藏。“文件”菜單主要用于創建、保存、輸入、輸出文件和系統設置等操作；“編輯”菜單主要用于對圖層、當前視圖和坐標系等進行操作；“分析”菜單主要提供了如長度、角度、曲面曲率分析等實用的工具；“幫助”菜單主要提供了使用軟件所遇到的各種問題的解決辦法。4.導航工作區導航區主要是提供一種快捷的操作導航工具，用于引導用戶進行與當前狀態或操作相關的工作。主要包含2D繪制、3D造型和加工導航區。當進行命令操作時，會增加“命令”導航區。5.狀態提示欄狀態欄主要是為了提示當前操作處于什么狀態，以便能作出下一步操作。

6.工具條工具條匯集了比較常用的工具，可以不必通過菜單層層選擇，只需要通過單擊各種工具按鈕，即可進入命令。每個人經常使用的工具是不一樣的，因此SurfMill提供了定制功能，用戶可以根據自己的使用情況來定制工具欄。另外，當工具圖標右側有

符號時，表示這是一個工具組，其中包含數量不等功能相近的工具按鈕，單擊該符號便會展開相應的列表框。點擊工具條右上方，可以自定義添加、刪除按鈕到工具條。

7.繪圖區在工作界面中最大的區域，是進行模型設計和顯示的場所；系統允許用戶修改繪圖區中的背景顏色。8.參數輸入區主要用于輸入點的坐標值和快速啟動命令；例如：（1）輸入點坐標；（2）輸入快速啟動命令的別名：L。2D繪制功能模塊主要包括曲線、變換和藝術曲面等。“曲線”菜單主要提供了系統中常用的曲線繪制、曲線編輯命令；“變換”菜單主要提供了系統中常用的變換和轉換命令；“藝術曲面”菜單主要提供了藝術曲面、標準曲面和展平及映射拼合等曲面繪制和變換等命令。

（二）2D平面繪制

（三）3D曲面造型SurfMill不僅具有強大的2D曲線繪制功能，而且具有完善的3D造型功能。點擊左側導航欄“3D造型”按鈕，進入3D造型主界面。加工功能模塊主要包括項目設置、刀具路徑、三軸加工、多軸加工、特征加工、在機測量和路徑編輯等。

（四）CAM加工

1.數控編程SurfMill軟件不僅提供了完善的曲面造型模塊，還提供了2.5軸、3軸、多軸、特征加工等多種加工策略，能夠為用戶提供安全、穩定、高效的加工路徑。

2.虛擬制造虛擬制造是利用計算機以可視化的、逼真的形式來直觀表示零件數控加工過程，如車、鏜、銑、鉆等實際產品加工的本質過程。對干涉、碰撞、切削力和變形進行預測和分析，減少或消除因參數設置錯誤而導致的機床損壞、刀具折斷以及因切削力和切削變形造成的薄型或精密零件的報廢，從而進一步優化切削用量，提高加工質量和加工效率。

3.在機測量在機測量是以機床為載體，附以相應的測量工具（硬件包括機床測頭、機床對刀儀等，軟件包括宏程序、專用3D測量軟件等），在工件加工過程中，實時在機床上進行幾何特征測量的一種檢測方式，根據檢測數據可以進行數學計算、幾何評價、工藝改進等工作，在機測量是過程控制的重要環節。三、SurfMill軟件編程實現過程由于SurfMillCAD/CAM功能已相當成熟，因此使得數控編程的工作也大大簡化，對編程人員的技術背景、創造力的要求也大大降低。

1.選擇文件模板文件模板對于一臺機床來說是加工環境和工藝方案的映射。文件模板可以保存機床、刀具刀柄、圖層分類、常用的坐標系及刀具平面路徑信息等，下次新建加工文件時可以直接調用，無需再次從機床開始配置相關參數，只需根據模型稍作修改即可。對于同類型不同型號的批量產品來說，使用文件模板進行編程十分快捷。常用于精密模具、微小零件中。

2.輸入CAD模型

CAD模型是NC編程的前提和基礎，任何CAM的程序編制必須有CAD模型為加工對象。

3.加工工藝分析和規劃加工工藝分析和規劃的主要內容包括：加工機床、安裝位置和裝夾方式、加工區域規劃、加工工藝路線規劃、加工工藝和加工方式。在編寫加工路徑之前，需要對當前的加工環境進行配置，包括：機床設置、刀具表設置、幾何體設置等。

5.創建刀具加工路徑在完成編程環境的搭建后，就開始編寫加工路徑，包括：加工程序參數設置、路徑計算。

6.加工仿真為確保程序的安全性，必須對生成的刀軌進行仿真模擬，包括：過切、干涉檢查，線框、實體模擬，機床仿真。

7.路徑輸出路徑輸出時檢查路徑安全狀態，檢