精雕軟件軸學(xué)習(xí)第二章

1、第二章 多軸加工刀軸控制設(shè)置 多軸定位加工就是在工件坐標(biāo)系下將刀軸指向相對(duì)于機(jī)床 Z 軸傾斜后形成得固定軸指 向來(lái)進(jìn)行加工得 , 在加工過(guò)程中 , 刀軸指向始終就是固定不變得 ,當(dāng)用戶(hù)坐標(biāo)系定義好后 , 刀 軸指向就固定于用戶(hù)坐標(biāo)系得 Z 軸平行 ( 也就就是默認(rèn)得豎直刀軸控制方式 ), 因此多軸定位 加工實(shí)際上不存在刀軸得控制問(wèn)題。 另一方面如果在加工過(guò)程中需要刀軸根據(jù)被加工對(duì)象作 出即時(shí)得指向調(diào)整 , 就需要在刀具路徑中控制刀軸得指向 , 從而編制出五軸聯(lián)動(dòng)得加工刀具 路徑。2、1 多軸加工刀軸介紹1、控制刀軸得作用刀軸控制就是編程時(shí)必須要考慮得一項(xiàng)內(nèi)容 ,它就是多軸加工得核心內(nèi)容 , 也

2、就是衡量 CAM軟件多軸加工編程功能豐富與否得主要指標(biāo)之一, 用于控制機(jī)床兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸在切削過(guò)程中得運(yùn)動(dòng)方式 , 合理設(shè)置刀軸可以生成簡(jiǎn)潔、 安全得多軸路徑 , 大大提高零件得加工精度與切 削效率 , 用戶(hù)必須根據(jù)實(shí)際加工零件特點(diǎn)靈活選擇刀軸控制方式。刀軸具體作用有以下幾個(gè) 方面 :(1) 改變刀軸方向 , 使刀具能夠進(jìn)入一些帶有負(fù)角等難以加工得區(qū)域進(jìn)行加工 ;(2) 減少刀具得夾持長(zhǎng)度 , 在有限有效刀長(zhǎng)下 , 增加切削深度范圍 ;(3) 改變刀具路徑形狀 ,使加工過(guò)程更順暢 , 提高加工效率 ;(4) 改變刀具切削狀態(tài) , 提高加工面質(zhì)量。2、刀軸方向在做多軸路徑編程前一定要明確刀軸得方向

3、,ES-SurfMill6 、0 軟件定義得刀軸方向就 是由刀尖指向刀柄。圖 2-1 刀軸方向2、2 刀軸控制方式 在【刀具路徑參數(shù)】里得【刀軸方向】中 , 用戶(hù)可以根據(jù)編程要求選擇相應(yīng)得刀軸控制 方式。圖 2-2 刀軸控制方式表 1 ES-SurfMill6 、 0 軟件刀軸控制一覽刀軸控制方式說(shuō)明實(shí)際舉例豎直刀軸方向保持與當(dāng)前刀具平面 得 Z 軸方向相同。使用螺旋路徑加工車(chē)燈曲面法向刀軸方向始終沿著切削位置得 曲面法向。眼鏡盒表面刻字沿切削方向傾斜刀軸方向與切削方向或切削方 向得側(cè)向成一定得角度使用前傾角加工葉片面 , 避免 刀尖切削由點(diǎn)起始刀軸方向始終從某個(gè)幾何點(diǎn)指 向加工面上得點(diǎn) ,

4、這個(gè)幾何點(diǎn)在 加工曲面得下面使用下部一點(diǎn)控制刀軸加工車(chē)燈指向點(diǎn)刀軸方向始終就是從某一個(gè)點(diǎn) 指向面上得點(diǎn) , 點(diǎn)在面得上部通過(guò)上部一點(diǎn)控制刀軸加工缽盂凹腔由曲線起始加工過(guò)程中 , 刀軸方向從傾斜曲 線指向加工曲面 , 曲線在加工面 得下面通過(guò)底部曲線控制刀軸方向 , 加工醫(yī)用銼刀指向曲線加工過(guò)程中 , 刀軸方向得傾斜程 度受曲線控制 , 曲線在加工面得 上面使用特殊刀具加工彎管內(nèi)腔 ,通過(guò)紅色曲線控制刀軸方向固定方向加工過(guò)程中 , 刀軸始終指向用戶(hù) 指定得方向固定方向 , 定位加工換能器與指定軸成一固定角度刀軸方向?qū)⑹冀K與用戶(hù)指定軸 成一定定角度 , 并且刀軸總就是 與固定軸相交與 Z 軸成一定

5、角度加工紅酒瓶 蓋五軸線方向刀軸方向與五軸曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)得方向相同通過(guò)紅色五軸曲線控制刀軸加工葉輪葉片過(guò)指定直線該刀軸控制方式只在五軸鉆孔 加工中可以使用。選擇該方式 , 刀軸將通過(guò)鉆孔點(diǎn)得直線通過(guò)直線控制刀軸加工表殼鑲鉆孔自動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)曲面幾何特征自動(dòng)控制刀軸方向自動(dòng)控制刀軸加工香水瓶2、2、 1 豎直這就是三軸加工時(shí)默認(rèn)得刀軸控制方式 , 刀軸方向始終保持與當(dāng)前刀具平面得Z軸方向相同。在一些場(chǎng)合可以選擇豎直刀軸控制方式可以使用多軸加工方法生成三軸得加工路徑 , 滿(mǎn)足加工需要。圖 2-3 豎直刀軸控制方式2、 2、2 曲面法向刀軸方向始終沿著切削位置得曲面法向。 換句話(huà)說(shuō) , 在切削過(guò)程中刀軸始

6、終指向?qū)?dòng)面 法向。曲面法向就是多軸加工中最常使用得刀軸控制方式。圖 2-4 曲面法向刀軸控制方式2、 2、3 沿切削方向傾斜選擇該方式 , 用戶(hù)可以定義刀軸沿著切削方向相對(duì)于初始刀軸傾斜一定得角度。圖 2-5 沿切削方向傾斜刀軸控制方式固定沿切削方向傾斜角度就是相對(duì)初始刀軸方向而言得 , 初始刀軸方向分為曲面法向、 方向、豎直三種 , 在編程時(shí)用戶(hù)可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。具體內(nèi)容可分別參考相應(yīng)得刀軸控 制方式。圖 2-6 初始刀軸方向類(lèi)型注意: 在多軸側(cè)銑加工中 ,初始刀軸除了豎直、 固定方向外 , 還包括曲面流線方向、 垂直 于底邊曲線與垂直于切削方向三種方向。圖 2-7 側(cè)銑功能中得初始刀

7、軸方向類(lèi)型參數(shù)說(shuō)明圖例曲面流線方向選擇該方式 , 刀軸方向?qū)⒀刂?面流線方向。垂直于底邊曲線選擇該方式 , 刀軸方向?qū)⒋怪庇?底部邊界曲線。垂直于切削方向選擇該方式 , 刀軸方向?qū)⒋怪庇?切削方向。確定初始方向后 ,按要求設(shè)置傾斜角度。傾斜角度分為前傾角與側(cè)傾角兩種。具體參數(shù) 見(jiàn)下表。參數(shù)說(shuō)明圖例前傾角度該參數(shù)控制刀軸沿切削方向相對(duì)初 始刀軸向前或向后傾斜得角度。 前 傾方向就是依據(jù)切削方向判定得。 前 傾角度為正時(shí) , 刀具沿著切削方向向 前傾斜 ; 前傾角度為負(fù)時(shí) , 刀具沿著 切削方向向后傾斜 ; 雙向往復(fù)切削 時(shí), 傾斜方向與單向切削時(shí)保持一 致。典型情況下就是將刀軸前傾用于 避免球

8、頭刀在切削淺灘表面區(qū)域時(shí) , 刀具得切削點(diǎn)發(fā)生在球刀得刀尖點(diǎn) （線速度為零得點(diǎn) , 也稱(chēng)靜點(diǎn) ）, 一般 前傾角度設(shè)置為 15 度。側(cè)傾角度該參數(shù)控制刀軸沿切削方向相對(duì)初 始刀軸向左或向右傾斜得角度。 傾 斜方向依據(jù)右手定則判定。 沿切削方 向瞧, 側(cè)傾角度為正時(shí) ,刀具向右傾 斜;側(cè)傾角度為負(fù)時(shí) , 刀具向左傾斜 ; 雙向往復(fù)切削時(shí) , 傾斜方向判定與單 向切削時(shí)一致。 設(shè)置側(cè)傾角有兩個(gè)作 用, 一就是用于避免在銑削零件陡峭 側(cè)壁時(shí) , 刀具與工件發(fā)生碰撞 ; 二就 是當(dāng)?shù)毒邚牧慵脺\灘區(qū)域銑刀陡 峭區(qū)域時(shí) （ 為爬坡式得銑削 ）, 允許使 用小直徑刀具代替大直徑刀具來(lái)進(jìn) 行銑削。通常情況下

9、 , 設(shè)置側(cè)傾角就 是為了避免刀具夾持與工件發(fā)生碰 撞。曲面流線校正刀軸方向選擇該參數(shù) , 使用曲面流線對(duì)刀軸進(jìn) 行校正 , 可以使刀軸沿著曲面得流線 方向側(cè)傾 , 這樣加工時(shí)刀軸運(yùn)動(dòng)更加 流暢 , 殘料更小。用底部邊界得刀軸方向選擇該參數(shù) , 將使用與切削位置參數(shù) 對(duì)應(yīng)得底部邊界得刀軸方向。2、2、 4 由點(diǎn)起始使用該刀軸控制方式 , 刀軸方向始終由指定點(diǎn)指向路徑點(diǎn) , 在加工過(guò)程中刀軸得角度就 是連續(xù)變化得。由點(diǎn)起始這種刀軸控制方式適用于凸模型得加工 , 特別就是帶有陡峭凸壁、 負(fù)角面得零件得加工。圖 2-8 由點(diǎn)起始刀軸控制方式參數(shù)說(shuō)明圖例點(diǎn)該參數(shù)控制指定點(diǎn)得位置 , 用戶(hù)可以通過(guò)以下兩

10、種 方式設(shè)置點(diǎn)得位置 :(1) 用戶(hù)可以通過(guò) (X,Y,Z) 設(shè)置點(diǎn)得坐標(biāo)。(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取指定點(diǎn)位置。側(cè)傾角度該參數(shù)控制刀軸沿切削方向相對(duì)初始刀軸向左或 向右傾斜。注意: 指定點(diǎn)必須位于刀具與加工面接觸點(diǎn)得另一側(cè)。2、2、5 指向點(diǎn)使用該刀軸控制方式 ,刀軸方向始終由路徑點(diǎn)指向指定點(diǎn),與由點(diǎn)起始正好相反 ,在加工過(guò)程中刀軸得角度也就是連續(xù)變化得。這種刀軸控制方式適用于凹模型得加工 , 特別就是帶 有型腔、負(fù)角面得凹模零件。圖 2-9 指向點(diǎn)刀軸控制方式參數(shù)說(shuō)明圖例點(diǎn)該參數(shù)控制指定點(diǎn)得位置 , 用戶(hù)可以 通過(guò)以下兩種方式設(shè)置點(diǎn)得位置 :(1) 用戶(hù)可以通過(guò) (X,Y,Z) 設(shè)置點(diǎn)得坐 標(biāo)。

11、(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取指定點(diǎn)位置。側(cè)傾角 度該參數(shù)控制刀軸沿切削方向相對(duì)初始 刀軸向左或向右傾斜。注意: 指定點(diǎn)必須位于刀具與加工面接觸點(diǎn)得同側(cè)。2、2、 6 指向曲線使用該刀軸控制方式 , 加工過(guò)程中刀軸始終與刀軸曲線相交,刀軸方向由路徑點(diǎn)指向刀軸曲線上得點(diǎn)。該刀軸控制方式適合加工管道類(lèi)或葉輪根部時(shí)得刀軸控制圖 2-10 指向曲線刀軸控制方式 參數(shù)對(duì)應(yīng)方式參數(shù)用來(lái)控制刀具路徑與刀軸曲線得對(duì)應(yīng)方式,包括最近距離對(duì)應(yīng)、 U 向參數(shù)對(duì)應(yīng)、 V 向參數(shù)對(duì)應(yīng)三種方式。圖 2-11 參數(shù)對(duì)應(yīng)方式方式說(shuō)明圖例最近距離對(duì)應(yīng)刀軸始終通過(guò)刀軸曲線 , 刀尖點(diǎn)與刀軸曲 線保持最近距離。U向參數(shù)對(duì)應(yīng)選擇該方式 , 刀

12、具路徑點(diǎn)沿 U方向與刀軸曲 線參數(shù)對(duì)應(yīng)。V 向參數(shù)對(duì)應(yīng)選擇該方式 , 刀具路徑點(diǎn)沿 V 方向與刀軸 曲線參數(shù)對(duì)應(yīng)。注意 :(1) 刀軸曲線必須位于刀具與加工面接觸點(diǎn)得同側(cè)(2) 刀軸曲線通常為一根光滑得單條曲線。(3) 可以通過(guò)側(cè)傾角度參數(shù)設(shè)置傾斜角度。圖 2-12 傾斜角度2、2、7 由曲線起始使用該刀軸控制方式 , 加工過(guò)程中刀軸始終與刀軸曲線相交,刀軸方向由刀軸曲線上得點(diǎn)指向路徑點(diǎn)。圖 2-13 由曲線起始刀軸控制方式 參數(shù)對(duì)應(yīng)方式參數(shù)用來(lái)控制刀具路徑與刀軸曲線得對(duì)應(yīng)方式,包括最近距離對(duì)應(yīng)、 U 向參數(shù)對(duì)應(yīng)、 V 向參數(shù)對(duì)應(yīng)三種方式。圖 2-14 參數(shù)對(duì)應(yīng)方式方式說(shuō)明圖例最近距離對(duì)應(yīng)刀尖

13、點(diǎn)與刀軸曲線始終保持最近距離。U向參數(shù)對(duì)應(yīng)刀具路徑點(diǎn)沿 U方向與刀軸曲線參數(shù)對(duì) 應(yīng)。V 向參數(shù)對(duì)應(yīng)刀具路徑點(diǎn)沿 V 方向與刀軸曲線參數(shù)對(duì) 應(yīng)。(1) 刀軸曲線必須位于刀具與加工面接觸點(diǎn)得另一側(cè)(2) 刀軸曲線通常為一根光滑得單條曲線。(3) 可以通過(guò)側(cè)傾角度參數(shù)設(shè)置傾斜角度。圖 2-15 傾斜角度2、2、8 固定方向選擇該方式 ,刀軸始終指向用戶(hù)指定得固定方向,類(lèi)似建立一個(gè)坐標(biāo)系 ,做三軸加工。圖 2-16 固定方向刀軸控制方式 該參數(shù)控制指定得方向 ,用戶(hù)可以通過(guò)以下兩種方式設(shè)置方向 (1)通過(guò) (I,J,K)設(shè)置指定軸方向 ; (2)通過(guò)點(diǎn)擊拾取一個(gè)指定軸方向。圖 2-17 方向設(shè)置2、2

14、、9 與指定軸成一定角度根據(jù)傾斜角度定義方式不同 ,與指定軸成一定角度分為固定值與分段設(shè)置兩種刀軸控制 方式。圖 2-18 與指定軸成一定角度刀軸控制方式2、 2、9、 1 固定值選擇該方式 ,刀軸方向?qū)⑹冀K與用戶(hù)指定軸成固定角度,并且刀軸總就是與固定軸相交。,即這種刀軸控制方式 ,加工時(shí)表現(xiàn)為主動(dòng)軸轉(zhuǎn)到一個(gè)固定角度后不動(dòng),旋轉(zhuǎn)軸參與連續(xù)加工圖 2-19 固定值方式參數(shù)說(shuō)明圖例該參數(shù)控制指定軸得位置 , 用戶(hù) 可以通過(guò)以下兩種方式設(shè)置點(diǎn) 得位置 :點(diǎn)(1) 用戶(hù)可以通過(guò) (X,Y,Z) 設(shè)置 點(diǎn)得坐標(biāo) ;(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取指定點(diǎn)位置。該參數(shù)控制指定軸得方向 , 用戶(hù) 可以通過(guò)以下兩種方式設(shè)置

15、方 向:方向(1) 通過(guò) (I,J,K) 設(shè)置指定軸方 向;(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取一個(gè)指定軸方 向。傾斜角度該參數(shù)控制刀軸相對(duì)指定軸得傾斜角度。2、2、 9、 2 分段設(shè)置選擇該方式 ,用戶(hù)可以通過(guò)定義在幾個(gè)參數(shù)位置點(diǎn)刀軸相對(duì)指定軸得傾斜角度分段控制四軸半加工。刀軸 ,段間刀軸采用漸變方式過(guò)渡。通過(guò)定義在幾個(gè)位置點(diǎn)刀軸相對(duì)指定軸得傾斜角度分段 控制刀軸 ,段間刀軸采用漸變方式過(guò)渡 ,圖 2-20 分段設(shè)置方式參數(shù)說(shuō)明圖例該參數(shù)控制指定軸得位置 , 用戶(hù)可以通 過(guò)以下兩種方式設(shè)置點(diǎn)得位置 :點(diǎn)(1) 用戶(hù)可以通過(guò) (X,Y,Z) 設(shè)置點(diǎn)得坐 標(biāo)。(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取指定點(diǎn)位置。該參數(shù)控制指定軸得方

16、向 , 用戶(hù)可以通過(guò)以下兩種方式設(shè)置方向 :方向(1) 通過(guò) (I,J,K)設(shè)置指定軸方向 ;(2) 通過(guò)點(diǎn)擊拾取一個(gè)指定軸方向。該參數(shù)控制分段設(shè)置傾斜角度時(shí) , 傾斜角度得變化方式。沿 U 向變化選擇該方式 , 將沿 U 向分段設(shè)置刀軸相對(duì) 指定軸角度。傾斜角度變化方式沿 V 向變化選擇該方式 , 將沿 V 向分段設(shè)置刀軸相對(duì) 指定軸角度。傾斜角度用戶(hù)可以根據(jù)需要設(shè)置傾斜角度參數(shù)位置點(diǎn)個(gè)數(shù)。設(shè)置個(gè)數(shù)第n點(diǎn)用戶(hù)可以設(shè)置每一個(gè)點(diǎn)得參數(shù)位置與傾斜角度。2、2、 10 五軸線方向選擇該方式 ,刀軸方向?qū)⑴c五軸曲線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)得方向相同。圖 2-21 五軸線方向刀軸控制方式參數(shù)說(shuō)明圖例參數(shù)對(duì)應(yīng)方式該參數(shù)控

17、制刀具路徑與五軸曲線得對(duì)應(yīng)方式 , 詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參照參數(shù)對(duì) 應(yīng)方式。優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方 向選擇該選項(xiàng) , 相鄰兩個(gè)五軸曲線控制點(diǎn)間刀軸優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方向變化;不選該選項(xiàng) , 優(yōu)先經(jīng)過(guò)水平方向變化。方位角差值選擇【優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方向】 時(shí), 用戶(hù)可以設(shè)置該參數(shù) ,當(dāng)相鄰五軸曲線控 制點(diǎn)刀軸方位角差值超過(guò)用戶(hù)設(shè)定值時(shí) ,將優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方向變化 , 否 則優(yōu)先經(jīng)過(guò)水平方向變化。側(cè)傾角度該參數(shù)控制 刀軸在切削 方向上相對(duì) 初始刀軸向 左或向右傾 斜得角度參數(shù)對(duì)應(yīng)方式參數(shù)控制刀具路徑與五軸曲線得對(duì)應(yīng)方式。圖 2-22 參數(shù)對(duì)應(yīng)方式方式說(shuō)明圖例最近距離對(duì)應(yīng)刀軸方向保持與路徑點(diǎn)最近距離 對(duì)應(yīng)得五軸曲線方向?qū)?yīng)。U向參

18、數(shù)對(duì)應(yīng)U向路徑點(diǎn)得刀軸方向與五軸曲 線參數(shù)對(duì)應(yīng)。V 向參數(shù)對(duì)應(yīng)V向路徑點(diǎn)得刀軸方向與五軸曲 線參數(shù)對(duì)應(yīng)。2、2、 11 過(guò)指定直線該刀軸控制方式只在五軸鉆孔加工中可以使用。選擇該方式,刀軸將通過(guò)鉆孔點(diǎn)得刀軸直線。圖 2-23 過(guò)指定直線刀軸控制方式注意 :(1)刀軸直線必須通過(guò)鉆孔點(diǎn) ,每個(gè)鉆孔點(diǎn)對(duì)應(yīng)一條刀軸直線 ; (2)刀軸直線方向必須與刀軸方向一致。2、 2、12 自動(dòng)選擇該方式 ,系統(tǒng)通過(guò)曲面幾何特征自動(dòng)控制刀軸方向,主要應(yīng)用于多軸側(cè)銑加工 ,四軸旋轉(zhuǎn)加工。圖 2-24 自動(dòng)刀軸控制方式注意 :五軸曲線加工時(shí) ,用戶(hù)還可以設(shè)置【優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方向】 。選擇該選項(xiàng) ,相鄰兩個(gè)五軸曲 線控制點(diǎn)間刀軸優(yōu)先經(jīng)過(guò)豎直方向變化;不選該選項(xiàng) , 有可能會(huì)經(jīng)過(guò)水平方向變化 ,生成得路徑不符合要求。圖 2-25