MASTERCAM五轴加工刀具路径.docVIP

第10章 五轴加工刀具路径 五轴加工是在三轴的基础上加上两个回转轴进行的加工，对于目前的许多五轴加工中心，主轴可以为立式的，也可以调整为卧式的。因此，从原理上讲，五轴加工可以加工五面体和任意形状的曲面。但是，五轴加工中心用于倾斜的转动轴的转动角度，由于机床结构的限制，总有一个极限值，对于加工陡斜的曲面，读者要考虑机床结构极限的限制。CNC机床中的第四轴和第五轴是可以绕X、Y或Z轴旋转的任意一个轴，通常是用A、B或C表示，具体是哪根轴，则根据机床的配置来定。 五轴加工相对三轴加工而言，有很多优越性，如扩大了加工范围、提高了加工效率、提高了加工精度等，因此，目前有许多学者从事这方面的研究。五轴加工相对三轴加工要复杂得多，目前开发出的生成五轴加工刀具路径方法远比三轴加工的方法少得多，正处于研究与应用共存的阶段。 MasterCAM提供了四种产生五轴加工刀具路径的方法，即曲线五轴加工、钻削五轴加工、倾斜面五轴加工和曲面五轴流线加工方法，对于曲面加工而言，只有后两种方法可以应用。MasterCAM提供的五轴曲面加工方法，没有过切检查功能，只能针对特定情况。MasterCAM相对其他CAD/CAM软件在五轴加工上，功能基本一样，但是在MasterCAM第九版中，增加了曲面五轴流线加工多曲面片的方法，这一点要领先于其他CAD/CAM软件，且有很大的实用价值。 MasterCAM生成CNC机床加工代码时，要用到后处理程序，对于不同的控制器，如法那克（Fanuc）、西门子（Siemens）等，要用不同的后处理程序。对于五轴加工而言，目前MasterCAM软件还没有商品化的五轴加工后处理程序，需要单独开发，本书作者已掌握开发五轴加工后处理程序的方法，并在MAHO加工中心上得到验证且已实用化，本章的例子是其中的一个应用。由于后处理程序的设计比较复杂，本书没有涉及，如果读者有这方面的需求，可与本书作者联系。 本章以一个实例介绍五轴加工零件的设计方法，产生五轴粗加工和精加工刀具路径的方法和操作步骤，此实例产品为美国一家公司产品的改型件，其特点是应用了环形铣刀全五轴加工，设计的工艺极大地提高了加工效率与加工精度，减小了加工表面粗糙度。 10.1 五轴加工零件的设计 MasterCAM是用于加工的CAD/CAM软件，对于许多被加工零件而言，不需要完整造出此零件的外形，而是根据加工需要造型，因此设计造型的工作量可以大大减少，通过本例的学习，读者可以掌握根据加工需要设计造型的方法。 图10-1为被加工零件的加工仿真图，用于加工这个零件的毛坯为圆柱棒料，尺寸为(78(100，加工这个零件的造型设计步骤如下。 图 10-1 步骤一 基本设置 层(Level)：1 颜色(Color)：绿色(10) 线型(Style)：实线(Solid) 线宽(Witdth)：2 绘图面(Cplane)：前视图（F） 视图面(Gview)：前视图（F） Z向深度控制：0 按功能键F9，在屏幕上建立工件设计坐标系。 步骤二 绘制一圆 选择 主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心加直径圆(Circ pt+dia) 通过键盘 输入圆直径：100 回车 输入圆心坐标：0，-36 回车 按下Esc键，结束绘制圆操作，得到图10-2。 步骤三 绘制两条水平线 选择 主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-直线(Line)-水平线(Horizontal) 用鼠标在绘图区任意拾取两点，如图10-3中的P1和P2，通过键盘输入Y坐标值：0，回车， 得到直线P1P2，如图10-3所示。 图 10-3 用鼠标在绘图区任意拾取任意两点，如图10-3中的P3和P4，通过键盘输入Y坐标值：-4， 回车，得到直线P3P4，如图10-3所示。 按下Esc键，结束绘制水平线操作。 步骤四 打断圆 1．选择 主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-打断(Break)-打断圆(Breakcir*) 2．通过键盘 输入打断后个数：4 回车 则图10-4所示圆弧被断为四个部分，断点分别为P1、P2、P3和P4。 图 10-4 3．用鼠标单击主菜单区中的“2段（2 pieces）”，拾取图10-4中的圆弧P1P2段； 4．用鼠标单击主菜单区中的“相交点（Intersec）”，分别拾取图10-4中的直线L1和圆弧P1P2段，则得到断点P5，如图10-4所示。 步骤五 删除圆弧 用鼠标单击工具条中的删除项，拾取图10-4中的P2P3、P3P4和P4P1圆弧段，则得到删除后的图形，如图10-5所示。 图 10-5 步骤六 绘制垂直线 设置 关闭坐标显示 选择 主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-直线(