五轴学习必备图书，基础知识够用，案例讲解详细，提供书中所有实例模型的源文件、结果文件、讲解视频和后处理文件

本书主要介绍PowerMill 2020五轴数控加工编程生成刀具路径的要点和技巧，以提高读者在实际生产应用中的能力。全书共6章，第1章是基础章节；第2、3章为企业生产实例；为提高读者学习兴趣；第4～6章介绍了工艺品的加工实例。本书采用通俗易懂的语言和图文并茂的形式进行讲解，实例安排从简单到复杂，循序渐进，让读者充分领悟PowerMill 2020五轴数控加工编程的工艺思路，达到事半功倍的效果。扫描书中的二维码，可获得书中所有实例模型的源文件、结果文件、讲解视频和后处理文件，供读者在学习过程中参考练习。

前　言

第1 章　PowerMill 2020 的操作界面及应用要点 ....... 1

1.1　PowerMill 2020 的操作界面.......................... 1

1.2　PowerMill 2020 模型的输入与输出方法...... 2

1.2.1　模型输入 ................................................... 3

1.2.2　模型输出 ................................................... 3

1.3　PowerMill 2020 快捷键的使用技巧.............. 3

1.4　PowerMill 2020 在五轴编程方面的功能

与特点 ............................................................. 5

1.5　PowerMill 2020 的编程策略要点.................. 7

1.6　PowerMill 2020 的操作要点........................ 13

1.6.1　刀具库的创建 ......................................... 13

1.6.2　坐标系的创建 ......................................... 18

1.6.3　毛坯的创建 ............................................. 20

1.6.4　切削用量的设置 ..................................... 21

1.6.5　刀具路径连接设置 ................................. 23

1.6.6　刀具路径策略公共选项卡说明 ............. 26

1.6.7　参考线 ..................................................... 35

1.6.8　边界 ......................................................... 37

1.6.9　图层和组合的操作 ................................. 46

第2 章　五轴定向加工............................................. 48

2.1　加工任务概述 ............................................... 48

2.2　工艺方案 ....................................................... 48

2.3　准备加工模型 ............................................... 48

2.4　毛坯、刀具的设定 ....................................... 49

2.5　编程的详细操作步骤 ................................... 50

2.5.1　开粗1 ...................................................... 50

2.5.2　开粗2 ...................................................... 53

2.5.3　顶面光刀 ................................................. 56

2.5.4　精加工侧壁 ............................................. 59

2.5.5　精度测试 ................................................. 63

2.6　NC 程序仿真及后处理 ................................ 66

2.6.1　NC 程序仿真（以“开粗1”刀具路径

为例） ..................................................... 66

2.6.2　NC 程序后处理 ....................................... 67

2.6.3　生成G 代码 ............................................ 67

2.7　经验点评及重点策略说明 ........................... 67

第3 章　叶轮零件的五轴加工................................. 70

3.1　加工任务概述 ............................................... 70

3.2　工艺方案 ....................................................... 70

3.3　准备加工模型 ............................................... 70

3.4　毛坯的设定 ................................................... 71

3.5　编程的详细操作步骤 ................................... 71

3.5.1　切槽 ......................................................... 72

3.5.2　三轴开粗1 .............................................. 74

3.5.3　三轴开粗2 .............................................. 78

3.5.4　叶片精加工 ............................................. 82

3.5.5　轮毂精加工 ............................................. 86

3.6　NC 程序仿真及后处理 ................................ 90

3.6.1　NC 程序仿真（以“切槽”刀具路径

为例） ..................................................... 90

3.6.2　NC 程序后处理 ....................................... 91

3.6.3　生成G 代码 ............................................ 92

3.7　经验点评及重点策略说明 ........................... 92

第4 章　大力神杯模型的五轴加工......................... 93

4.1　加工任务概述 ............................................... 93

4.2　工艺方案 ....................................................... 93

4.3　准备加工模型 ............................................... 93

4.4　毛坯的设定 ................................................... 94

4.5　编程的详细操作步骤 ................................... 94

4.5.1　0°开粗 ................................................... 95

4.5.2　180°开粗 ............................................... 98

4.5.3　90°粗加工 ........................................... 102

4.5.4　270°粗加工 ......................................... 106

4.5.5　半精加工1 .............................................110

4.5.6　半精加工2 .............................................113

4.5.7　精加工1 .................................................117

4.5.8　精加工2 ................................................ 120

4.6　NC 程序仿真及后处理 .............................. 123

4.6.1　NC 程序仿真（以“0°开粗”刀具

路径为例） ........................................... 123

4.6.2　NC 程序后处理 ..................................... 124

4.6.3　生成G 代码 .......................................... 124

4.7　经验点评及重点策略说明 ......................... 125

第5 章　兵马俑工艺品的五轴加工....................... 127

5.1　加工任务概述 ............................................. 127

5.2　工艺方案 ..................................................... 127

5.3　准备加工模型 ............................................. 128

5.4　毛坯的设定 ................................................. 129

5.5　编程的详细操作步骤 ................................. 129

5.5.1　开粗1 .................................................... 130

5.5.2　开粗2 .................................................... 133

5.5.3　半精加工1 ............................................ 137

5.5.4　半精加工2 ............................................ 141

5.5.5　半精加工3 ............................................ 145

5.5.6　半精加工4 ............................................ 149

5.5.7　半精加工5 ............................................ 153

5.5.8　半精加工6 ............................................ 157

5.5.9　半精加工7 ............................................ 161

5.5.10　半精加工8 .......................................... 165

5.5.11　精加工1 .............................................. 168

5.5.12　精加工2 .............................................. 171

5.5.13　精加工3 .............................................. 175

5.5.14　精加工4 .............................................. 178

5.5.15　精加工5 .............................................. 182

5.5.16　精加工6 .............................................. 186

5.5.17　精加工7 .............................................. 189

5.5.18　精加工8 .............................................. 192

5.5.19　精加工9 .............................................. 196

5.5.20　精加工10 ............................................ 200

5.5.21　精加工11 ............................................ 204

5.5.22　精加工12 ............................................ 208

5.5.23　精加工13 ............................................ 212

5.5.24　精加工14 ............................................ 215

5.5.25　精加工15 ............................................ 219

5.6　NC 程序仿真及后处理 .............................. 223

5.6.1　NC 程序仿真（以“开粗1”刀具

路径为例） ........................................... 223

5.6.2　NC 程序后处理 ..................................... 223

5.6.3　生成G 代码 .......................................... 224

5.7　经验点评及重点策略说明 ......................... 224

第6 章　松鹤瓶的五轴加工................................... 227

6.1　加工任务概述 ............................................. 227

6.2　工艺方案 ..................................................... 227

6.3　准备加工模型 ............................................. 228

6.4　毛坯的设定 ................................................. 228

6.5　编程的详细操作步骤 ................................. 229

6.5.1　瓶外壁开粗1 ........................................ 229

6.5.2　瓶外壁开粗2 ........................................ 232

6.5.3　瓶内壁开粗1 ........................................ 235

6.5.4　瓶内壁开粗2 ........................................ 239

6.5.5瓶内壁半精加工1 ................................ 243

6.5.6　瓶内壁半精加工2 ................................ 246

6.5.7　瓶内壁半精加工3 ................................ 250

6.5.8　瓶内底面精加工 ................................... 253

6.5.9　瓶内壁精加工 ....................................... 257

6.5.10　瓶外壁半精加工 ................................. 260

6.5.11　瓶外壁精加工 ..................................... 264

6.5.12　刻字 ..................................................... 267

6.6　NC 程序仿真及后处理 .............................. 270

6.6.1　NC 程序仿真（以“瓶外壁开粗1”

刀具路径为例） ................................... 270

6.6.2　NC 程序后处理 ..................................... 271

6.6.3　生成G 代码 .......................................... 271

6.7　经验点评及重点策略说明 ......................... 272

附录........................................................................... 273

附录A　PowerMill 2020 的实用命令 ............... 273

附录B　实例用机床参数介绍 .......................... 274

参考文献................................................................... 278

前 言

PowerMill是一款专业的CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）软件，该软件面向工艺特征，利用工艺知识结合智能化设备对数控加工自动编程的过程进行优化，具有文件兼容性强、加工策略丰富、加工路径高效、刀具路径算法先进、实体仿真准确等特点。继PowerMill 2019之后，Autodesk公司推出了PowerMill 2020，在继承PowerMill 2019所有功能的基础上，对界面及部分功能进行了优化。PowerMill 2020主要包含以下几个改进：

1）向上精加工陡峭拐角：使用“清角精加工”策略时，选择“向上切削”会自下而上（而不是自上而下）加工陡峭区域中的拐角。自下而上加工可最大限度地减少机床振动，从而实现更好的曲面精加工。

2）模型圆倒角处理：使用“优化等高精加工”或“陡峭和浅滩精加工”策略创建刀具路径时，选择“圆倒角拐角”可在计算前对模型进行圆倒角处理。这样有助于减少内角中的尖锐拐角，从而实现更好的曲面精加工。

3）刀具路径连接的检查状态：加载项目时，用户不再因刀具路径连接而重新检查NC

（数字控制）程序。在进行检查时即会保存刀具路径连接的已检查状态。

4）精加工策略：使用“等高精加工”“3D偏移精加工”和“平行精加工”策略的刀具路径的计算速度更快，因为软件在某种程度上更好地利用了多核CPU（中央处理器）。

5）残留精加工：使用“清角精加工”策略的大型刀具路径的计算速度更快。

6）关闭项目：某些项目的关闭速度更快。

7）多线程切入切出和连接：铣削和增材刀具路径中的切入切出和连接的计算速度更快，因为软件在某种程度上更好地利用了多核CPU。

8）边界计算：在将边界作为“设置”中的刀具路径的一部分进行计算时，“边界计算”会考虑刀具路径的夹持设置。

9）旋转定位点：在模型显示为线框以及图形窗口中含有为数不多对象的情况下，支持

“动态中心”和“动态光标”选项。

10）改进的显示器支持：PowerMill界面的多个区域中的图标已得到改进，以便更好地支持使用高DPI（每英寸点数）设置的显示器（如4k显示器）。

11）替换刀具：从“设置”关联菜单中选择“编辑所有刀具路径”→“替换刀具”时，PowerMill 会比较刀具的刀尖几何形体，并且会在新几何形体与旧几何形体不相符的刀具路径中阻止替换刀具。

12）访问帮助内容：“帮助”菜单中的一些选项已被合并，以便用户能够更轻松地访问所需信息。

本书主要面向具有一定数控加工基础知识或对此方面有兴趣的读者，对PowerMill 2020软件的五轴数控加工功能、技巧及加工思路、编程方法做出讲解，并结合实例阐述不同形状零件加工的思路、刀具路径编程策略及PowerMill 2020的使用技巧。书中的一些加工思路在实际生产中应用广泛，是作者对运用PowerMill 2020软件进行数控加工编程的研究和总结，在实际生产及教学过程中具有指导意义。另外，书中的实例均是作者在实际生产中的加工实

例，书中的方法可以直接指导读者进行实际CAM加工。由机械工业出版社出版的《PowerMill

2018 四轴数控加工编程应用实例》（书号为978-7-111-59590-8）可供读者学习四轴数控加

工编程的内容。

数控加工编程对实践性的要求很高，这也是本书的重点所在。本书的编写思路即是以

实例为主要讲解对象，对加工思路以及软件操作方法进行阐述。

本书配有所有实例的模型及结果文件、讲解视频和后处理文件。其中，模型及结果文件、

讲解视频的二维码链接在各章第一页，后处理文件的链接见下方二维码。

本书在编写的过程中得到了多方面的支持和帮助，在此特别感谢北京市工贸技师学院

的领导与老师们的支持与帮助。本书由韩富平、曹怀明担任主编，甘卫华、李春光担任副主

编，参加编写的有高丽苹、孙淑君、李凤波、张惠、田东婷、吴娱、陈琳、江伟、刘京伟、

朱金玲和张皓。

由于编者水平有限，书中难免存在错误与不妥之处，恳请广大读者在发现问题后不吝

指正。

编者