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五轴编程培训教学

发表时间: 2022-02-11 16:20:50

作者: 济南数控模具科技研究所

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  五轴数控机床是一种科技含量高、精度高的机床,专门用于加工复杂曲线。这种机床系统对一个***的航空、航天、军事、科研、精密仪器、高精度医疗设备等行业具有决定性的影响。一般认为,五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的***手段。在使用和编程过程中,主要解决了刀具轨迹、后处理程序开发和五轴联动机床仿真等问题。五轴编程培训

1、 用CAM软件编制五轴数控铣削刀具轨迹时,主要内容包括刀具轴矢量控制、轨迹驱动方式、刀具前后向加工、五轴数控机床后处理和五坐标机床加工仿真。由于五轴加工中产品的复杂性和刀轴控制的灵活性和多样性,五轴联动加工的编程更加困难和复杂。

通用cam软件提供五轴铣削数控编程功能,主要包括

(1)旋转四轴:主要用于工作台或工作台绕X、Y轴旋转的四轴加工;例如,加工外圆上的凹槽或空腔;

(2) 五轴底边铣削:用于铣刀的底边加工空间曲面,避免了传统球头铣刀的加工。此时,有必要合理控制刀轴矢量;

(3) 侧刃五轴:利用铣刀的侧刃加工空间曲面,避免了球头铣刀的R切削,大大提高了曲面的粗加工和精加工效率;

(4) 五轴顺序铣削和五面体加工:主要用于铣削步骤较多的多面体加工。例如,当垂直和水平转换五面体加工中心可以同时加工产品上的五个面或内外腔时,主要用于工艺的复合加工;

(5) 曲线五轴:空间曲面曲线的五轴曲线处理;

(6) 五轴钻孔:用于在空间钻孔。它主要用于孔位置不再位于三个基准面上的特殊场合,例如圆锥体上的孔或产品上孔位置的轴方向变化。


四轴五轴加工的基础是理解刀具轴的矢量变化。四轴五轴加工的关键技术之一是刀具轴的矢量(刀具轴的轴线矢量)在空间是如何发生变化的,而刀具轴的矢量变化是通过摆动工作台或主轴的摆动来实现的。对于矢量不发生变化的固定轴铣削场合,一般用三轴铣削即可加工出产品,五轴加工关键就是通过控制刀具轴矢量在空间位置的不断变化或使刀具轴的矢量与机床原始坐标系构成空间某个角度,利用铣刀的侧刃或底刃切削加工来完成。刀具轴的矢量变化控制一般有固定矢量、曲面法线、固定点、直线导动、直纹面导动、刀具轨迹投影、点位与任意矢量连续插补等方式。五轴编程培训

UnigraphicsNX软件在刀具轴矢量控制方面表现得更加灵活,尤其是其提供的插补刀具轴矢量控制和顺序铣削编程功能能够使得用户很轻松得完成所期望的五坐标联动铣削刀具轨迹目标。

CAXA制造工程师2011版具备五轴铣削编程功能,设置较为简单,学生入手较快,有利于初学者理解五轴铣削编程功能的认识和理解。一般使用CAXA制造工程师打基础,使得UnigraphicsNX软件更容易理解。

二、后处理程序开发模式

五坐标数控铣削加工编程的后处理程序开发的主要内容包括:①算法处理:主要针对多坐标加工时的坐标变换、跨象限处理、进给速度控制。②数控系统控制指令的输出:主要包括机床种类及机床配置、机床的定位、插补、主轴、进给、暂停、冷却、刀具补偿、固定循环、程序头尾输出等方面的控制。③格式转换:数据类型转换与圆整、字符串处理等:主要针对数控系统的输出格式如单位、输出地址字符等方面的控制。UnigraphicsNX 采用UGPostBuilder,采用基于TCL语言的二次开发功能完成用户开发。CAXA制造工程师2011版不具备针对各种数控系统用户二次开发功能,常用RTCP功能对机床的运动精度和数控编程进行简化,利用软件自带的后处理文件编程,灵活性和针对性不好,但作为教学足够了。

三、机床加工仿真模拟

美国CGTech的产品VERICUT,它可用来在编程阶段校验加工程序的准确性,能够让编程人员对NC加工环境进行仿真。应用VERICUT,可对包括工装夹具在内的整个机床建模,它的易修改的控制程序库使得NC程序在仿真环境中的运行,完全模拟了在机床上的运行。一些CAM系统本身具备校验功能,内部校验检查的是内部的CAD/CAM数据,它们在上机床执行前往往已被转换多次了。外部校验系统则不仅能检查内部CAM文件,还能够校验G代码。NC校验软件能够校验不同CAM系统生成的程序,用同样的手段校验所有的NC程序,使编程人员能够对所用的各种CAM系统得到稳定的可靠的结果。NC校验软件能够减少甚至省略在机床上进行人工的修正,这不仅节省了编程时间,更能使机床被解放出来完全用于加工产品。校验程序还可使返工、加工出废品和损坏加工刀具的可能性降到低。五轴编程培训

四、结束语

本文以实例的形式简略介绍了五轴数控编程的关键技术,相关的内容还有很多,但限于篇幅在此不再过多介绍,读者可参考其中,举一反三。


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