|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
5轴加工相对三轴加工而言，具有很多优越性，比如可以扩大加工范围，提高加工效率和加工精度等。因此，5轴加工目前在制造业的应用越来越广泛，5轴加工的刀具路径生成方法逐渐被各大CAM软件公司列为研究重点。作为实用性很强的MasterCAM软件，它在其 V9版新增了比较成熟的5轴（含4轴）加工模块，主要提供了5种生成5轴加工刀具路径的方法，即曲线、钻孔、拔模角面、曲面流线和多重曲面5轴加工方法，同时还有4轴加工法。本文讲述了4个MasterCAM V9典型应用实例，对于想了解这方面更多的内容的读者，本文将是不错的选择。
0 S$ c" U0 C% F% D+ F F h( _
4 G5 r" X) E9 {8 ^4 o. T MasterCAM V9的5轴模块对于常规涉及的曲面加工已经能够基本够用了，但是5轴加工有一个很现实的问题，那就是首先要解决后置处理程序的问题。因为5轴数控机床的配置多种多样，有工作台双摆动，主轴双摆动，工作台旋转与主轴摆动复合运动等多种形式，所以尽管MasterCAM V9提供了5轴加工模块，但要使生成的刀具路径能够后置处理成适合某5轴机床数控系统加工的NC程序，首先应开发出适应所使用的5轴机床的后置处理程序。
, O7 {( P: {3 a8 F: \
# R5 } _* N W/ }. M) u7 _" J 笔者在工作实践中，通过参考相关资料，仔细研究并验证后，开发出了适应FIDIA T20的5轴机床后置处理程序。在此基础上应用MasterCAM V9的5轴加工模块，进行了一些较成功应用。" c s3 M) T% h
" o6 q0 \" q: ^. O A/ P
, j3 ~9 {# M5 E* W# h# d8 {一、开发FIDIA T205轴后置处理程序- z; p, P1 g& X9 E; H8 P& ~1 D
) M V( A* i$ K4 ]
笔者利用MasterCAM V9提供的一个通用5轴后处理程序模板，即MPGEN5X_FANUC.PST，首先在充分了解模板的结构和内容的基础上，修改该程序模板的某些设置，即可得到适应FIDIA T20系统的5轴后置处理程序。: y0 j8 a. d s- B; Y! b! {1 T
( M5 |% U. z% n 1. FIDIA T20的配置
% ?2 B4 a1 R; s( }: j; W' T* T$ u) L# J$ y
主轴头双摆动，B为主动旋转轴，A为从动旋转轴，B轴在XZ平面内摆动，A轴在YZ平面内摆动，B轴的范围是±360°，A轴的范围≤＋104°4 c& C. H( V8 F# v
9 v* X6 k9 \9 s, G+ ~" } 2. 修改MPGEN5X_FANUC.PST文件
% _" k# U" T: {0 o, s: H4 p
3 n$ }( J7 F. h- @8 Q! j2 ~ 针对FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件，如?所示。
7 |. ` W0 t* x& Z- I+ M
/ |) ~9 E9 q8 H+ f9 y X) J$ O, n- w/ W) B: Z
1 R8 E( x1 J" ^ V' V# P1 U0 t0 L6 t
图1 ' F- | V& O4 [% o% ^6 Z
& m; c- `, O; X f# X& A( v3 P7 B
9 ?( Y/ Q6 ^, r9 {/ Z
二、5轴钻孔的应用
: b( ~/ _. j' _$ }
. \1 L7 O. J7 O. Y- i2 Z, m 我们在实际加工中，往往需要钻曲面上的5轴法向孔或者石油钻头上的5轴切削齿孔，这些孔均要在T20上进行。以前的做法是在MasterCAM中先作出这些5轴孔的轴线，然后一根一根分析计算出每根线的B、A角度，最后手工在NC文件中输入B、A角度值。这种方法效率不高，而且容易出错。借助MasterCAM V9中Drill5ax的5轴钻孔功能，得到5轴钻孔刀具路径，然后用修改后的5轴后置处理程序进行POST，即可自动获得钻法线孔的NC文件。这样不仅提高了编程效率，同时又减少了出错机率。以图2钻曲面法向孔为例，说明MasterCAM V9中Drill5ax5轴钻孔功能的应用。) Y r3 c0 e" l0 M8 G8 J
- f. F! Z9 t9 T) S/ T; @0 r
3 m5 _+ B6 F2 s+ u2 D$ ~
; @$ l( X9 k5 e
图2 3 T* x: H" O* J* Y P/ Y
; n& e3 q. z6 p y (1)先按曲面上的点作出曲面法向孔轴线；
, e6 Q! K. h! _0 n2 J8 i5 r
" D1 H2 @: u! j- R4 {3 ]4 o (2)生成法向孔加工刀具路径：选择Toolpaths－Multiaxis－Drill5ax，出现图3所示对话框，点击“Points/Lines”选项，用Endpoints方式选择每个法向孔轴线的下端点，相当于控制了刀具轴线的方向；+ d1 A- v1 v; ~5 o! R
* c9 l2 [% J; L1 e1 C+ y% |& z (3)选完要加工的点后，出现5轴钻孔对话框，参数设置如图4所示；" |' g4 G8 U x; L
8 U# F; V3 A( P2 x
(4)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置处理程序后处理（Post）后得到的NC文件如图5所示。3 ~9 E. w% \/ {6 k0 C4 i
1 ^! H% {* z4 M$ d* d1 N2 W, a; k3 E
: I: Z9 r2 M' G$ ~
, f) Z$ [ J. W8 d v( h3 w) N图3
) e I; f; N. N/ t. A! P" l$ L& D9 m& c6 a3 y+ D
( D3 g+ u% ?4 z1 ]& \' p# j
' [3 Z3 G6 R2 e9 Q
图4
8 e( Q* I/ M2 \* m1 S
, r. H% r4 P% u
: @' O0 Q, v2 m$ Z& i/ `) n
2 G- N% ]! ]# a' u1 `- ]% P图5
) _$ u7 `, X+ M/ s9 {+ ~/ m6 x# ?8 z! d2 n9 R4 I8 |
2 O; H( I. M2 I0 A- q
三、5轴加工拔模角面的应用+ Y8 k0 G+ a$ L8 E9 \
" d6 |: C7 {. i 比如，实际中要在如图6所示的模具上加工扭转槽F，其底部带R3倒圆，槽的两个侧壁是空间扭转直纹面。加工方法是先在三轴上粗铣该槽，留精加工余量，然后在5轴铣床上用5轴联动方式精加工槽各面到位。考虑到槽宽及底部的R3倒圆，选用φ8(R3)铣刀加工。) b1 N, |6 S, u
9 |; _. R5 Y( q! }$ S1 B+ b5 ~- N& C/ F n% I0 s, s( M- Q$ X
0 ^6 F4 k& K6 u! J1 b图6 1 P$ {2 Q# F# f; W
% i8 M, q( q/ f( h, i+ t" Y/ \
(1)选择Toolpaths－Multiaxis－Swarf5ax，出现图7所示对话框，点击“Chains”选项，按图8先选H再选G来确定刀具轴线的控制方向，然后点击“Surfaces”按钮，选择A、B、C、D面作为控制刀尖的曲面；
4 t' ?& T5 Q* E! K5 W& w$ @8 ]
0 L0 J, h5 z- Y' k7 w* ~ (2)填写完成图7对话框后，进入Swarf5ax加工对话框图9，选择刀具；
L2 N0 B' ]7 b
& i% w$ ^: i' Y9 q (3)点击图9中的“Multiaxis parameters”进入图10参数设置对话框，按图设置，注意刀具偏置的方向，它与你之前选择的Chains的方向有关；+ c4 }. R. H7 u; K) {
( K2 N4 s1 v) Q2 I; f+ Y (4)得到的刀具路径仿真（Verify）后如图11所示；6 P; D* }" ~7 Z9 J( J
. g: @, b6 i( C6 R4 p
(5)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置处理程序Post后得到的NC文件如图12所示。9 v* P4 m& x6 z; J" H n
! R5 s. F% v9 o2 s: s# c* |' v! ^
" _4 I' q5 g) c3 N$ } o- v% z5 z) K: _& _4 U" _4 }. x' ^- H' O
图77 ?/ C' `6 b- U1 S5 S
3 Y! g0 |. w7 \' w- T) X: @6 S
( ?! S s' N; s4 Z' o: M, n图8! A1 m( U! a- [& v) s
& Q1 E9 o# {! m: @) e6 U4 @4 O, i# D0 B* ?5 Q
5 \6 Y% E! R7 F/ r
5 b% `9 |* `% ?. a* D图90 f5 @, {" f" Q \& q7 q6 }
) h3 o5 s$ A, [; `8 n8 C
) v- z9 N/ m2 U: u
: c5 X$ M: j0 y- A图10; x, u' q: ~. s7 `# G( g# G
% G% O8 h0 w4 V* r7 f' [0 m* u1 O
& G% i) T& G) U5 |9 b5 m K# n7 Y/ O/ \' p# v0 x% t
图11
1 P# K. D. v8 |1 |( q, S- Q
/ }& n) ^: b) W+ x
+ Y7 ]. |" R# F+ Y7 V, r" v$ e( l, d: h, G- I" z
图120 Y8 {' l7 R5 q7 P4 D9 K
: N# J7 o8 N- K2 z) K2 N! U' _4 d: E" V, l. H5 v, ]4 R7 W1 S
四、4轴加工的应用. R4 L- H3 S+ q4 ~0 W( Q
$ j$ P' E6 A) D6 X 在实际中往往要在某旋转体上加工沟槽形状，利用MasterCAM V9自带的回转功能，通过Contour中置换X或Y轴的功能，可以简单地将三轴问题转换成4轴刀具路径。, t' ~- v2 S* J/ F, f4 \
: {( T1 |- G% |4 ]
假设有如图13所示的某轨迹CAD二维展开图，我们进行如下的步骤：
5 l" v2 J4 e8 p" y2 q. G0 K- r, |0 Z3 x
(1)生成刀具路径：选择Toolpaths－Contour－Chain，选择图13所示的图素，串连方向如该图所示；
0 V$ Z0 c, {3 S [1 i( j. q; k3 l: Q5 @' x+ H* U3 C7 `- C
7 t7 F$ }- i Y5 s- ]8 z
/ p( G: ~% O" C& `, k9 Y& N* v7 X图132 Z6 i2 w7 l' M- K6 S; \( c, I
8 S0 Y: S8 D* D' ~ N/ p
(2)之后进入图14所示的对话框，注意将Ratory Axis选中，进入图15所示的对话框，设置置换Y轴的参数，Ratory diameter设置成展开图的理论直径，置换轴的依据是想要刀具轴线与什么轴平行，就置换那个轴；& d W) S; j/ @. O" @ E) j$ e
5 p( z/ [ `7 k: E0 z' o w) `0 W) a7 I% Y
y7 H: w, D& \
图147 @; O" Q: Y2 q0 |
8 V1 V( d; f8 r5 F# X: e1 g+ @
}# R/ h# `1 E$ N9 w% |7 i7 R
' P! C7 Y! t& R图15
- S$ z/ t2 O L X$ u9 |- g* b( `5 V
(3)置换Y轴的参数设置好后，进入图16所示的Contour parameters对话框，注意设置刀具的加工深度，把它设置成相对Ratory diameter理论旋转直径的数值；4 i v5 s, V4 n' n; p* T
/ e: B, @# k# C! p$ F$ z6 ~2 d
! s' S" A' G9 D- \1 h
$ r1 k& k( f9 w; C5 y图16
0 o' ^- w1 _0 o/ [3 z% D: u7 ]* o/ a8 g8 k
(4)产生的刀具路径轨迹如图17所示，仿真（Verify）后如图18所示；
: H5 Y0 s4 z6 G% D/ |
0 b/ Z0 d- V$ P$ M4 y" K4 @! S7 y K
' |: a5 V* g) R$ ~
图17
' Y8 i1 X1 v8 i8 o7 ] y k4 G- V& k3 h! o# f: H: X: G
& H7 O: r6 p/ ^' N7 b3 J0 p
/ j. i% K# c8 j7 l. R; ?/ A图18
2 z6 ~+ j& Z2 L/ E- q, I% n3 S' T
(5)用MasterCAM V9自带的Mpfan.pst后置处理后的NC程序如图19所示。9 J, K2 [9 ~- g. }
# @3 t0 O4 J) @& z0 m- [6 J5 [) z: X/ S$ ?8 l
' }% B' }7 R& h图19" |3 l: u' n X" m' Q5 P
$ n, R& J, |5 h3 x; [9 a
! j+ |, H8 a% r% a( Y; j五、结束语. F8 ^ }) m/ k1 `& p, y0 M: @% x
/ m+ N0 h' {2 U! r5 e( b; B# D1 u+ N MasterCAM V9中关于4轴、5轴加工方面的内容还很丰富，值得去深入研究的东西还有很多，而且还应该在实践中不断积累经验，使编制的程序更加优化，不断提高编程效率、加工效率和加工质量。 |
|
发表于 2009-1-2 20:55:14