14- 边界

FBH

14. 边界
简介
边界由一条或多条闭合曲线（曲线段）组成，它主要用来剪裁精加工刀具路径，也就是控制加工范围。平行和三维偏置刀具路径将自动按激活边界剪裁产生，在等高精加工中，如果选取了边界选项，刀具路径也将自动按激活边界剪裁。

全部精加工策略以及下切区域清除加工策略都可按激活边界剪裁。边界永久保存在项目中，使用浏览器可查看它。

可产生以下 10 种不同类型的边界，它们分别是：

勾画，毛坯，残留，浅滩，轮廓，文件，参考线，刀具路径，模型，已选曲面。
PowerMILL5版本新增加了三种边界方式，无碰撞边界、接触点、接触点转换

可通过浏览器或是边界工具栏来选取和产生边界。

•        在浏览器中右击边界目录。
















•        选取定义边界 > 用户定义选项。




•        接受表格。
•        在浏览器中右击边界目录，然后从弹出菜单中选取工具栏。




于是边界工具栏出现在屏幕的左下部的刀具选取工具栏之上。

•        点取下拉箭头可访问多种不同的选项。

在此有九种类型的边界选项，它们分别是：用户定义、轮廓、浅滩、已选曲 面、残留和毛坯，无碰撞边界、接触点、接触点转换








选取所需边界选项后，工具栏中相应的选项图标即被激活。



现在被激活的选项有：

保存边界

插入边界文件

插入边界

插入参考线

插入刀具路径

插入模型


勾画边界

编辑边界

清除边界

删除边界

插入边界命令允许将边界段合并到当前已有边界。

和PowerMILL浏览器中的大多数实体一样，将鼠标置于新产生的边界目录上然后右击鼠标键，可弹出该实体可使用的全部选项菜单。

勾画边界
此选项使用勾画工具，通过输入点而产生出边界段。可使用左鼠标键通过在屏幕上点取来产生点，也可通过表格中的XYZ坐标输入表格输入相应的XYZ坐标值来产生点。这种方法可将新的边界段添加到当前边界中。

勾画边界范例
•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        通过文件 > 范例选取模型 cowling.dgk。
•        按模型尺寸计算毛坯。
•        重设快进高度和刀具开始点。
•        重设一直径为8的球头刀，将其命名为 bn8。


•        从边界工具栏中点取勾画图标。


于是边界勾画表格出现在屏幕上。

定义 - 定义输入的X、Y、Z值相对上一点而言是绝对值还是相对值。

投影 - 选取是将勾画边界投影到XY平面上还是投影到当前查看平面上。


增加点 - 将新的点增加到当前边界段中，点的坐标位置由光标所指位置或 X， Y，Z值方框中输入指定。

删除上一点 - 删除边界中产生的上一点。

删除上一段 - 删除上一段中所产生的全部点。

闭合段 – 闭合当前边界段。


•        选取沿Z轴向下查看。
•        通过工具 - 捕捉过滤器，取消捕捉模型选项，确认已点取任意地方。

•        在边界勾画表格打开的状态下用左鼠标键在屏幕上勾画出一和下图相似的边界。



边界点以蓝色点标识，点间以白色的直线连接。







•        接受边界勾画表格（点取接受后边界将自动闭合）。
•        打开精加工表格，选取最佳等高精加工选项。
•        选取边界 1。
•        点取应用。



刀具路径即按此勾画边界剪裁。






练习
•        使用刚才产生的勾画边界产生一平行刀具路径。
毛坯边界
毛坯边界是由XY平面上的毛坯轮廓线定义的边界，它的形状取决于毛坯的尺寸和类型。如果毛坯仅包括在部分模型中，则仅毛坯范围内的模型被加工。
毛坯边界范例
•        在浏览器中右击边界目录，从弹出菜单中选取定义边界 > 毛坯。              


•        点取毛坯图标。
•        在毛坯表格中改变X最大值为 0 。
•        接受此毛坯表格。
•        应用接受此毛坯边界表格。
•        产生一三维偏置精加工刀具路径。




可见仅被毛坯覆盖的部分被加工。.




练习
•        使用此毛坯边界产生一平行刀具路径。


残留边界
这种类型边界用来定义前面工序中使用的大刀具（参考刀具）无法加工的那些区域。使用小刀具的新刀具路径将按这种边界所定义的区域剪裁。
残留边界范例
•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        从PowerMILL_data中打开模型 restmill.dgk 。




此模型有几个使用大刀具无法加 工到的拐角。







•        按最小限/最大限计算毛坯，然后将毛坯沿 X 轴延伸 10mm。
•        定义一直径为16的球头刀，在精加工表格中设置角度为 45 度，行距为 1mm ，公差为 0.01 ，余量为 0的平行精加工刀具路径。
•        接受此精加工表格。
•        右击浏览器中的边界目录，从弹出菜单中选取定义边界 > 残留。
•        点击参考刀具下拉箭头，从选项中选取刀具 bn16。

•        定义一直径为 6mm 的球头刀bn6。
•        点击刀具下拉箭头，从选项中选取刀具 bn6。


•        点取应用按钮，产生残留边界。
•        接受表格。




计算后的边界区域代表那些使用16mm的球头刀 无法加工到而6mm球头刀可加工到的区域。





•        激活刀具 bn6。
•        产生一角度为45度，行距为1mm，样式为双向连接的平行精加工刀具路径。














练习
•        使用同样的残留边界产生一三维偏置刀具路径。

浅滩边界
这种类型的边界取自由模型上的上限角和下限角所定义的模型区域。区分模型上的陡峭和浅滩区域后，可使用不同的策略对相应的区域进行加工。

•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        通过文件  范例打开模型 cowling.dgk。
•        按模型尺寸定义毛坯。
•        重设快进高度和刀具开始点。
•        产生一直径为16的球头刀 bn16。
•        右击浏览器中的边界目录，从弹出菜单中选取定义边界 > 浅滩。


•        在0度和40度间产生一浅滩边界。
•        点取应用按钮，产生此边界。



产生的边界区域为模型上相对于水平平面0到40度之间的区域。













•        接受此边界。
•        产生一下切步距为0.5mm，裁剪边界设置为保留外部的等高刀具路径。



由于PowerMILL在浅滩区域产生了一闭合边界， 这样可在加工完边界外部的平坦区域后，再加工陡峭区域。











•        产生一角度为45度，行距为0.5mm，样式设置为双向连接，边界使用浅滩边界的平行精加工刀具路径。




这样浅滩区域即被加工。在此使用的和前面完 全相同的刀具，仅是使用了不同的策略选项。











练习

•        产生一新的浅滩边界，角度限界为 0 到 5 度。
•        使用此边界以及直径为10的端铣刀产生一平行精加工刀具路径。





轮廓边界
这是一种通过沿Z轴向下投影模型轮廓同时考虑刀具参数补偿而产生的边界，所得到的边界可直接用作对可见模型进行二维轮廓加工的加工刀具路径。

•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        选取范例模型 mouse.tri。
•        按模型尺寸计算毛坯并将毛坯沿 X 轴和 Y 轴延伸 10。
•        重设快进高度和刀具开始点。
•        定义一直径为10的球头刀 bn10。
•        右击浏览器中的边界目录，从弹出菜单中选取定义边界 > 轮廓选项。

•        应用此表格。

边界自可见模型延伸按刀具半径偏置。

所产生的边界位于相当于全深度毛坯加刀尖半径 （如果存在）的Z高度处。这可确保当使用边界作为刀具路径进行加工时，将按已选刀具的全刀宽进行轮廓加工。

下一部分我们将用到此边界。




文件边界
可将以前定义的闭合曲线类型实体输入到PowerMILL中作为边界。为方便起见，我们使用当前的边界并将其保存到磁盘中，然后使用PowerMILL重新调出。这些闭合曲线数据也可通过PowerSHAPE或是其它造型软件包产生。

•        从边界工具栏中点取保存边界图标。
•        将边界保存到目录C:\temp下，其名称为sillbound1 。
•        全部删除边界。
•        从浏览器的边界目录下选取定义边界 > 用户定义选项。
•        在用户定义边界表格中点取插入边界文件图标。



•        在目录 C:\temp 选取文件 sillbound1.dgk 并点取打开按钮。






于是刚才所保存的边界即重新出现在屏幕上。












参考线边界
参考线从形式上看和边界相似，但它和边界具有不同的特性。闭合的参考线段不能用来剪裁加工路径，但可将其复制而产生边界。和边界不一样，参考线段可是开放的，这也可阻止它用作边界。在后续教程中将详细地讨论参考线，在此范例中，我们将通过模型产生一闭合参考线。

•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        打开范例模型 chainsaw.ige
•        按模型最大限/最小限计算毛坯，定义一直径为10的球头刀。
•        右击浏览器中的参考线目录，从弹出菜单中选取工具栏选项。


•        从参考线工具栏中点取产生参考线图标。
•        使用鼠标选取并仅选取模型的顶部表面，然后点取阴影图标。




点取阴影图标可阴影整个模型或是阴影已选 曲面。






•        选取插入模型到激活参考线图标。




这样即产生参考线。







•        将参考线重新命名为 topsurface。



•        右击浏览器中的边界目录，从弹出菜单中选取定义边界>用户定义选项。







使用此表格时，需已命名并选取几何元素。按下相应图标后，该图标所对应的特殊的几何元素将转换到边界中。












•        在用户定义边界表格中选取参考线 topsurface。
•        通过在屏幕上拖放出一方框选取参考线。
•        从表格中点取插入参考线图标。




边界即以白色曲线显示在屏幕上。

参考线在边界上的主要应用是将两个不同的边界合并在一起而形成一个单独的边界。我们将在后续章节更详细地介绍参考线。











刀具路径边界
边界可由闭合的刀具路径段产生。在此，我们使用范例‘powerdrill’，通过一个等高刀具路径的底部来获取边界，以剪裁出一加工底部的浅滩加工刀具路径。首先我们需勾画出一边界，以定义的等高加工选项。

•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        打开范例模型 Powerdrill.dgk。
•        按最小限/最大限计算毛坯。
•        产生一用户定义边界，然后从边界表格中点取勾画图标。
•        使用沿Z轴向下查看，参照下图勾画出一边界。



勾画时最好是选取沿某一轴向下查看，这样便于勾画。








•        定义一直径为6mm的端铣刀 em6。
•        选取等高精加工策略，设置下切步距为 1mm ，边界裁剪为保留内部。
•        应用表格。





这样即在型腔中产生一等高刀具路径。








•        将刀具路径重新命名为 conz-em6。






•        产生另一用户定义边界，然后选取名称为 conz-em6的刀具路径。

在表格中点取插入刀具路径图标。

新的边界由多个层组成，由于我们仅需要底层的刀具路径段，因此可将其它层删除。

•        接受表格。
•        不显示模型，选取沿 –Y 轴查看。
•        放大查看下图所示区域，使用鼠标拖出一方框，方框中包含除最底层以外的其它所有边界段。

•        按下键盘上的 delete 键。




最底层部分的边界被保留。





•        定义一直径为 5mm 的端铣刀。
•        产生一角度为90度，行距为1mm，样式为双向连接的平行精加工刀具路径。






由于边界来自一直径为6mm的刀具所产生的刀具路 径，因此在此所产生的刀具路径和陡峭壁间有 0.5mm 的间隙。






模型边界
这种类型边界可精确地将边界定义在模型曲面边缘。但它的定义很大程度上取决于曲面的原始分解以及特殊区域是否能被分解和隔离。这种边界适合于加工凹进特征的曲面或是模型上的一指定曲面。
这种边界将不进行刀具补偿，在需要的地方，刀具将切过模型曲面边界的周边区域。

•        全部删除，打开范例模型 Speaker.dgk。
•        选取 Iso 4 查看。选取下图所示的模型曲面。


•        产生一用户定义边界。
•        点取插入模型图标。
•        接受表格。


这样即使用已选模型曲面的轮廓线产生了一边界。






•        打开毛坯表格，按边界定义毛坯，设置Z最大为 60。


•        定义一直径为 4mm 的球头刀 bn4。
•        重设快进高度，并将刀具开始点设置为毛坯中心。
•        产生一行距为 1mm ，角度为 90 度，样式为双向连接的平行精加工刀具路径。
























已选曲面边界
将产生相对于已选的曲面边界，除对刀具参数补偿外，这种类型的边界还对邻近的未选取曲面补偿。所产生的边界段看起来就象仅选取了一个曲面一样。按这种边界加工可确保每个三维曲面的边缘均得以清除。

•        从文件菜单中选取全部删除，从工具菜单中选取重设表格。
•        从PowerMILL_data输入模型 restmill.dgk ，按模型的最小限/最大限计算毛坯 并将其延伸 10mm。
•        定义一直径为16的球头刀 bn16。
•        选取下图所示的阴影曲面。



此命令需模型为曲面模型。










•        打开边界工具栏。
•        从工具栏中选取产生已选曲面边界选项。



•        应用此表格。












所产生的边界提供了一包含邻近曲面补偿的和已选曲面边缘完全一致的加工限界。








•        使用上面的边界产生一公差为 0.05 ，余量为 0 ，行距为 1mm 的三维偏置精加工刀具路径。







左图为所产生的刀具路径。













接触点边界：控制刀具的接触点在给定的边界上。而毛坯、轮廓、模型等等边界都是刀具的中心在给定的边界之上，之里，之外 。

接触转换边界：把不是接触点概念的边界转换成接触点概念的边界 。

无碰撞边界：找出刀杆和刀夹在给定的参数范围内未发生碰撞的加工区域 。


边界偏置
为清除刀痕，通常需在刀具路径间有些覆盖。为此，可在一平坦平面上对边界进行偏置处理。

•        全部删除，重设表格，打开范例模型  ‘handset.tri’ 。
•        按模型限界计算毛坯，选取一直径为 6mm 的球头刀 bn6。
•        右击浏览器中的边界目录，从弹出菜单中选取定义边界 > 浅滩选项。
•        输入上限角 45 ，然后点取应用。
•        删除边界的外圈和内圈部分，仅留下中间部分（下图中的黑色部分）。











使用这条边界可加工零件部分而不加工分模面。然而，如果我们希望刀具路径能覆盖到分模面上，则可对边界进行偏置处理。

•        在浏览器中右击边界1，从弹出菜单中选取编辑 > 二维偏置。

•        输入距离 5 ，然后点取表格中绿色的勾。



于是边界即向外偏置了 5mm 。若希望边界向内偏 置， 则可输入一负值。



注：如果先将边界向外偏置一定距离，然后再将边界向内偏置同样距离，偏置后的边 界并不一定和原始边界位置重合。





•        产生一行距为 1mm ，角度为 90 度，样式为双向连接的平行精加工刀具路径。
•        通过已选分模面产生一边界。
•        产生一行距为 1mm ，连接设置为在曲面上的三维偏置刀具路径。





由此可见，所产生的刀具路径 在分模面的其中一部相互重叠。使用这种方法可消除前一刀具路径加工后所留下的刀 痕。





编辑边界
边界产生后，可对它进行编辑。点击边界工具栏中的剪刀图标， 可打开边界 编辑表格，通过表格中的一系列选项可对边界进行多种编辑。


方式选项用来设置各种不同的编辑功能，其功能描述如下：

删除点 － 删除所选点。

绝对移动点到－在边界上选取一个要移动的点或是输入 X、Y、Z 坐标；或是使用 左鼠标键来选取点来移动它。

相对移动点到 － 在边界上选取要移动的点，输入 X、Y、Z 的增量值来移动它。

插入点 －在选取的两点间插入一点。

另外的一些编辑选项可通过从右击浏览器中的边界菜单弹出的菜单选项中选取编辑选项来调用。

移动 – 按X、Y、Z域中指定的距离移动已 选边界或边界段。

旋转 – 绕X、Y或Z轴旋转已选边界或边界段。

缩放 – 按指定量移动已选边界或边界段。

镜向 – 相对XY，YZ或XZ平面镜向边界。

用户坐标系变换 – 移动边界， 使边界相对 用户坐标系的位置和相对世界坐标系位置 一致。

点 – 显示边界编辑表格。

修圆已选 – 通过圆弧拟合已选段光顺已选 边界。

样条已选 – 将勾画边界转换为样条曲线。

多边形化已选 – 将曲线边界转换成多条直 线组成的边界。

水平投影 - 水平投影边界，使其成为二维边界。

三维偏置 - 按指定距离偏置边界段。

二维偏置 - 按指定距离偏置边界段并自动使其成为二维边界。

选取重复 – 选取边界中存在的全部重复段。此选项结合删除已选选项可快速删除 边界中的重复部分。










用边界隐藏曲面

隐藏曲面用来盖住模型中的孔和型腔，以阻止刀具加工这些区域。在PowerMILL中可产生三种类型的平面：

1.        自毛坯 – 允许在定义毛坯后在指定的Z高度产生一个平面。
2.        最佳拟合 – 将产生两个虚拟平面，其中一个和边界中的最高点接触；另外一个 和边界中的最低点接触。所产生的最佳拟合平面和这两个平面平行，且距边界的距离最短。
3.        投影 – 产生一平行于激活用户坐标系的X Y轴的平面。该平面位于边界中最高 点的Z高度上。

范例
•        删除当前模型、刀具路径和边界。
•        打开范例模型 pockets.tri。
•        按模型的最小限/最大限计算毛坯，定义一直径为 12mm 的端铣刀。
•        选取模型的顶部曲面。













•        产生一用户定义边界并选取模型选项。
•        接受表格。




所产生的边界具有3个内边界。在此范例中 将仅用到两个小的内边界段。








•        删除最大的两个边界段。
•        使用鼠标拖出一方框，使其包含剩下的两个边界段。














•        右击浏览器中的模型目录，选取平面 > 投影。




这样即产生出隐藏平面。











浏览器中的模型目录下产生了一新的目录平面。
如果需删除此新产生的平面，右击此平面目录，从弹出菜单中选取删除模型即可。


练习

•        打开模型 mouse.tri ，产生一个填充其中一个型腔的平面。

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