五軸加工實(shí)例教程

千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯五軸加工實(shí)例教程目錄一、多軸加工技術(shù)簡(jiǎn)介 21.多軸加工的類(lèi)型： 22.多軸加工的特點(diǎn)： 33.五軸車(chē)銑技術(shù)的發(fā)展 34.實(shí)現(xiàn)多軸數(shù)控加工技術(shù)的難點(diǎn) 4二、五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)推薦 51. 工作臺(tái)的擺動(dòng)+回轉(zhuǎn) 52. 刀具的擺動(dòng)+回轉(zhuǎn) 63. 刀具/工作臺(tái)的擺動(dòng)+旋轉(zhuǎn) 64. 其它多軸機(jī)床結(jié)構(gòu) 7茶壺加工全過(guò)程實(shí)例 7一、 定義毛坯 8二、 三軸加工 81. 等高粗加工 82. 平面輪廓精加工 9三、 第二次定義毛坯 9四、 定向加工 91. 定向粗加工 92. 定向精加工 10五、 多軸加工 111. 五軸G01鉆孔 112. 五軸平行加工 11六、 代碼生成 15CAXA多軸加工范例——香爐 15一、香爐毛胚定義 161. 香爐定義毛坯 162. 工裝 16二、 五軸定向開(kāi)粗 17三、五軸定向精加工 18四、五軸聯(lián)動(dòng)精加工 19五、代碼生成 20三角杯的加工過(guò)程實(shí)例 21一、 定義毛坯 21二、 五軸定向·五軸三聯(lián)動(dòng) 211. 三軸等高粗加工 212. 五軸定向加工 233. 第二次定義毛坯 244. 第三條粗加工軌跡的生成 24三、 五軸側(cè)銑加工 241.底面的側(cè)銑加工 242.底座頂面的側(cè)銑加工 25四、 五軸四聯(lián)動(dòng) 251. 底座精加工 262. 杯身的精加工 26五、三角杯內(nèi)壁精加工·五軸五聯(lián)動(dòng) 271. 五軸參數(shù)線 272. 刻字加工·五軸曲線投影 283. 手動(dòng)加工·底座倒角 28六、代碼生成 29七、加工結(jié)果 30五軸加工技術(shù)一、多軸加工技術(shù)簡(jiǎn)介數(shù)控加工技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械發(fā)明技術(shù)的基礎(chǔ)，使得機(jī)械發(fā)明過(guò)程發(fā)生了顯著的變化?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無(wú)論在加工工藝，加工過(guò)程控制，還是加工設(shè)備與工藝裝備等諸多方面均有顯著不同。我們認(rèn)識(shí)的數(shù)控機(jī)床有XYZ三個(gè)直線坐標(biāo)軸，多軸指在一臺(tái)機(jī)床上至少具備第4軸。通常所說(shuō)的多軸數(shù)控加工是指4軸以上的數(shù)控加工，其中具有代表性的是5軸數(shù)控加工。多軸數(shù)控加工能同時(shí)控制4個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，將數(shù)控銑、數(shù)控鏜、數(shù)控鉆等功能組合在一起，工件在一次裝夾后，可以對(duì)加工面舉行銑、鏜、鉆等多工序加工，有效地避免了因?yàn)槎啻伟惭b造成的定位誤差，能縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。隨著模具發(fā)明技術(shù)的疾馳發(fā)展，對(duì)加工中央的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多軸數(shù)控加工技術(shù)得到了空前的發(fā)展。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，多軸數(shù)控加工中央正在得到越來(lái)越為廣泛的應(yīng)用。它們的最大優(yōu)點(diǎn)就是使原本復(fù)雜零件的加工變的容易了許多，并且縮短了加工周期，提高了表面的加工質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量的提高對(duì)產(chǎn)品性能要求提高，例如車(chē)燈模具：汽車(chē)大燈模具的精加工：用雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工，因?yàn)榇鬅裟＞叩漠惓９鈱W(xué)效果要求，用于反光的眾多小曲面向加工的精度和光潔度都有異常高的指標(biāo)要求，異常是光潔度，幾乎要求達(dá)到鏡面效果。采用高速切削工藝裝備及五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床用球銑刀切削出鏡面的效果，就變得很容易，而過(guò)去的較為落后的加工工藝手段就幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工模具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得越發(fā)容易，并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中，普通用立式加工中央來(lái)完成工件的銑削加工。隨著模具發(fā)明技術(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中央本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來(lái)越顯然。現(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來(lái)加工，球頭銑刀在模具加工中帶來(lái)益處異常顯然，但是倘若用立式加工中央的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，倘若使用四、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。1.多軸加工的類(lèi)型：加工中央普通分為立式加工中央和臥式加工中央。三軸立式加工中央最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中央借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。多軸數(shù)控加工中央具有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件在一次裝夾后能完成5個(gè)面的加工。倘若配置5軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面舉行高精度加工，異常適于加工汽車(chē)零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等工件的成型模具。按照回轉(zhuǎn)軸形式，多軸數(shù)控加工中央可分為兩種設(shè)置方式（1）工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸結(jié)構(gòu)比較容易，主軸剛性異常好，發(fā)明成本比較低。但普通工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，異常是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)角度≥90°時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。（2）立式主軸頭回轉(zhuǎn)。這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸加工異常靈便，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)得異常大。在使用球面銑刀加工曲面時(shí)，當(dāng)?shù)毒咧醒刖€垂直于加工面時(shí)，因?yàn)榍蛎驺姷兜捻旤c(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，而采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使球面銑刀避免頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中央難以做到的。2.多軸加工的特點(diǎn)：采用多軸數(shù)控加工，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高加工精度。多軸數(shù)控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性，而且因?yàn)榱慵卩駠骷庸み^(guò)程中只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證。（2）減少工裝夾具數(shù)量和占地面積。盡管多軸數(shù)控加工中央的單臺(tái)設(shè)備價(jià)格較高，但因?yàn)檫^(guò)程鏈的縮短和設(shè)備數(shù)量的減少，工裝夾具數(shù)量、車(chē)間占地面積和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也隨之減少。（3）縮短生產(chǎn)過(guò)程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理。多軸數(shù)控機(jī)床的殘破加工大大縮短了生產(chǎn)過(guò)程鏈，而且因?yàn)橹话鸭庸と蝿?wù)交給一個(gè)工作崗位，不僅使生產(chǎn)管理和計(jì)劃調(diào)度簡(jiǎn)化，而且透明度顯然提高。工件越復(fù)雜，它相對(duì)傳統(tǒng)工序凝聚的生產(chǎn)主意的優(yōu)勢(shì)就越顯然。同時(shí)因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程鏈的縮短，在制品數(shù)量必然減少，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，從而降低了生產(chǎn)運(yùn)作和管理的成本。（4）縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期。對(duì)于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的企業(yè)，有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復(fù)雜，精度要求也很高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和殘破加工能力的多軸數(shù)控加工中央可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中復(fù)雜零件加工的精度和周期問(wèn)題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的勝利率。3.五軸車(chē)銑技術(shù)的發(fā)展五軸車(chē)銑技術(shù)是多軸加工技術(shù)的典型，五軸車(chē)銑中央是五軸車(chē)銑技術(shù)的載體，是指一種以車(chē)削功能為主，并集成了銑削和鏜削等功能，至少具有3個(gè)直線進(jìn)給軸和2個(gè)圓周進(jìn)給軸，且配有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的機(jī)床的統(tǒng)稱。這種車(chē)銑復(fù)合加工中央是在三軸車(chē)削中央基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，相當(dāng)于1臺(tái)車(chē)削中央和1臺(tái)加工中央的復(fù)合，是2O世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的復(fù)合加工技術(shù)，是一種在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)和精密發(fā)明技術(shù)基礎(chǔ)上，集成了現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)和CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)的先進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)。五軸車(chē)銑中央的先進(jìn)性表現(xiàn)在其設(shè)計(jì)理念上。在通常的機(jī)械加工概念中，1個(gè)零件的加工，少則一兩工序，多則上百工序，要經(jīng)過(guò)多臺(tái)設(shè)備的加工來(lái)完成，要決定刀具、工裝夾具。對(duì)復(fù)雜的零件來(lái)說(shuō)，有的一套工裝的決定就需要三、五個(gè)月的時(shí)光，即使不考慮經(jīng)濟(jì)成本，三、五個(gè)月的時(shí)光很可能會(huì)錯(cuò)過(guò)許多商品機(jī)遇和戰(zhàn)略機(jī)遇。在汽車(chē)、家電等批量生產(chǎn)行業(yè)，為了提高效率和自動(dòng)化水平，廣泛采用自動(dòng)化生產(chǎn)線，龐大的物流系統(tǒng)構(gòu)成了自動(dòng)線很主要的一部分，同時(shí)是一個(gè)占錢(qián)、占地的部分，也是故障多發(fā)的部分，對(duì)復(fù)雜形面的加工，物流更是一個(gè)大問(wèn)題。零件的多次裝夾和基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，偶爾帶來(lái)不須要的工序，同時(shí)也使零件加工精度喪失。五軸車(chē)銑復(fù)合加工中央從設(shè)計(jì)概念上解決了這個(gè)問(wèn)題，它是一次裝夾，完成加工范圍內(nèi)的所有或絕大部分工序，實(shí)現(xiàn)了從復(fù)合加工到殘破加工的飛躍。五軸車(chē)銑復(fù)合加工中央從產(chǎn)生至今，已有近20年的歷史，技術(shù)已經(jīng)成熟并被國(guó)內(nèi)外用戶接收和認(rèn)可。從趨勢(shì)上看，主要向以下幾個(gè)方向發(fā)展：(1)更高工藝范圍。通過(guò)增強(qiáng)異常功能模塊，實(shí)現(xiàn)更多工序集成。例如將齒輪加工、內(nèi)外磨削加工、深孔加工、型腔加工、激光淬火、在線測(cè)量等功能集成到車(chē)銑中央上，真正做到所有復(fù)雜零件的殘破加工。(2)更高效率。通過(guò)配置雙動(dòng)力頭、雙主軸、雙刀架等功能，實(shí)現(xiàn)多刀同時(shí)加工，提高加工效率。(3)大型化。因?yàn)榇笮土慵胀ǘ嗍墙Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求加工的部位和工序較多、安裝定位也較費(fèi)時(shí)費(fèi)事的零件，而車(chē)銑復(fù)合加工的主要優(yōu)點(diǎn)之一是減少零件在多工序和多工藝加工過(guò)程中的多次重新安裝調(diào)節(jié)和夾緊時(shí)光，所以采用車(chē)銑中央舉行復(fù)合加工比較有利。所以目前五軸車(chē)銑復(fù)合加工中央正向大型化發(fā)展。例如沈陽(yáng)機(jī)床的HTM125系列五軸車(chē)銑中央，回轉(zhuǎn)直徑達(dá)到1250mm，加工長(zhǎng)度可以達(dá)到10000mm，異常相宜大型船用柴油機(jī)曲軸的車(chē)銑加工。(4)結(jié)構(gòu)模塊化和功能可迅速重組五軸車(chē)銑中央的功能可迅速重組是其能迅速響應(yīng)市場(chǎng)需求，并能搶占市場(chǎng)的重要條件，而結(jié)構(gòu)模塊化是五軸車(chē)銑中央功能可迅速重組的基礎(chǔ)。一些技術(shù)先進(jìn)的廠家(如德國(guó)DMG、奧地利的WFL、日本的MAZAK公司等)的許多產(chǎn)品都已實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，并正在向如何實(shí)現(xiàn)功能迅速重組的方面努力。五軸車(chē)銑技術(shù)的先進(jìn)理念是提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品發(fā)明周期。因此，這種技術(shù)在軍工、航空、航天、船舶以及一些民用工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，尤其在航空航天領(lǐng)域一些形狀復(fù)雜的異形零件的加工中更具優(yōu)勢(shì)，因此國(guó)外早已在航空航天領(lǐng)域大批采用此類(lèi)設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加工設(shè)備，而國(guó)內(nèi)在這方面則比較落后，因此還需借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取在五軸車(chē)銑技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域改變落后的局面。4.實(shí)現(xiàn)多軸數(shù)控加工技術(shù)的難點(diǎn)人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到多軸數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)越性和重要性，但到目前為止，多軸數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用依然局限于少數(shù)資金雄厚的部門(mén)，并且依然存在尚未解決的難題。多軸數(shù)控加工因?yàn)楦缮婧偷毒咴诩庸た臻g的位置控制，其數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比3軸機(jī)床復(fù)雜得多。目前，多軸數(shù)控加工技術(shù)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）多軸數(shù)控編程抽象、操作艱難。這是每一個(gè)傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問(wèn)題。3軸機(jī)床惟獨(dú)直線坐標(biāo)軸，而5軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)形式多樣；同一段NC代碼可以在不同的3軸數(shù)控機(jī)床上獲得同樣的加工效果，但某一種5軸機(jī)床的NC代碼卻不能適用于所有類(lèi)型的5軸機(jī)床。數(shù)控編程除了直線運(yùn)動(dòng)之外，還要協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)計(jì)算，如旋轉(zhuǎn)角度行程檢驗(yàn)、非線性誤差校核、刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)計(jì)算等，處理的信息量很大，數(shù)控編程極其抽象。多軸數(shù)控加工的操作和編程技能密切相關(guān)，倘若用戶為機(jī)床增添了異常功能，則編程和操作會(huì)更復(fù)雜。惟獨(dú)反復(fù)實(shí)踐，編程及操作人員才干控制必備的知識(shí)和技能。經(jīng)驗(yàn)豐盛的編程與操作人員的缺乏，是多軸數(shù)控加工技術(shù)普及的大阻力。（2）刀具半徑補(bǔ)償艱難。在5軸聯(lián)動(dòng)NC程序中，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能依然有效，而刀具半徑補(bǔ)償卻失效了。以圓柱銑刀舉行接觸成形銑削時(shí)，需要對(duì)不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統(tǒng)尚無(wú)法完成刀具半徑補(bǔ)償，因?yàn)镮SO文件中沒(méi)有提供充足的數(shù)據(jù)對(duì)刀具位置舉行重新計(jì)算。用戶在舉行數(shù)控加工時(shí)需要頻繁換刀或調(diào)節(jié)刀具確實(shí)切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應(yīng)送回CAM系統(tǒng)重新舉行計(jì)算，從而導(dǎo)致囫圇加工過(guò)程效率不高。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的總算解決計(jì)劃，有賴于新一代CNC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠識(shí)別通用格式的工件模型文件（如STEP等）或CAD系統(tǒng)文件。（3）購(gòu)置機(jī)床需要大量投資。多軸數(shù)控加工機(jī)床和3軸數(shù)控加工機(jī)床之間的價(jià)格懸殊很大。多軸數(shù)控加工除了機(jī)床本身的投資之外，還必須對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器舉行升級(jí)，使之適應(yīng)多軸數(shù)控加工的要求，以及對(duì)校驗(yàn)程序舉行升級(jí)，使之能夠?qū)︵駠鳈C(jī)床舉行仿真處理。5.展望多軸數(shù)控加工技術(shù)正朝著高速、高精、復(fù)合、柔性和多功能方向發(fā)展，努力達(dá)到高質(zhì)量、高效率的目標(biāo)。我國(guó)多軸數(shù)控加工技術(shù)研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平還有很大的差距。目前，多軸數(shù)控加工中央的關(guān)鍵部件如5軸頭、數(shù)控系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)，國(guó)內(nèi)企業(yè)多采用進(jìn)口，價(jià)格高，成本居高不下。為此，惟獨(dú)自力更生實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)突破關(guān)鍵技術(shù)，堅(jiān)持走技術(shù)發(fā)展的道路，才干提高企業(yè)的利潤(rùn)空間。二、五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)推薦五軸聯(lián)動(dòng)所謂五軸聯(lián)動(dòng)加工在這里是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸：三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，而且五個(gè)坐標(biāo)可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)舉行零件加工。工作臺(tái)的擺動(dòng)+回轉(zhuǎn)特點(diǎn)：1）普通稱作“搖籃式”五軸機(jī)床，聯(lián)動(dòng)加工時(shí)工件上同時(shí)有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。2）主軸的結(jié)構(gòu)比較容易，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較容易實(shí)現(xiàn)，主軸剛性異常好，發(fā)明成本比較低。工藝范圍廣。3）普通工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，異常是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。刀具的擺動(dòng)+回轉(zhuǎn)特點(diǎn)：1）刀具上同時(shí)有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。2）主軸加工異常靈便，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的異常大。3）主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，發(fā)明成本也較高。刀具/工作臺(tái)的擺動(dòng)+旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：1）刀具和工作臺(tái)上各有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行。2）機(jī)床結(jié)構(gòu)與性能介于上述兩者之間。其它多軸機(jī)床結(jié)構(gòu)B軸旋轉(zhuǎn)45°法平面45°法平面+AC搖籃刀軸的擺動(dòng)/旋轉(zhuǎn)+工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這些異常的機(jī)床結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)不斷的變化以后甚至形成了五軸以上的多軸機(jī)床。需要配置專(zhuān)門(mén)的后置處理文件。結(jié)論：五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的使用比三軸機(jī)床要復(fù)雜許多,使用成本也高出許多,對(duì)編程、操作人員的要求也要高出許多,采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工的益處首先是可以做到復(fù)雜工件的所謂“一次裝卡,除了裝卡面所有干完”的五面體加工效果,有效解決因二次裝卡帶來(lái)誤差的問(wèn)題;第二是可以做到刀具的恒線速切削,從而得到較高的切削效率和精度。以及勻稱的加工粗糙度;再就是五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可以加工普通三軸機(jī)床因刀具“干涉”而不能夠加工的工件,如整體葉輪、一些高檔的模具等。茶壺加工過(guò)程實(shí)例圖SEQ圖\*ARABIC1定義毛坯發(fā)明工程師中為客戶提供了三種毛坯定義的主意，有方形毛坯、柱形毛坯以及三角片毛坯?？蛻艨砂凑詹煌脑煨吞暨x與其匹配的毛坯。按照?qǐng)D1所示的茶壺形狀，我們可以挑選柱形毛坯，首先要挑選一條半徑60的圓作為柱形的截面，然后再輸入高度55來(lái)完成柱形毛坯的定義。三軸加工等高粗加工在完成柱形毛坯的定義后，我們首先要舉行的是整體的三軸等高粗加工，挑選D12的立銑刀，層高0.5mm，行距6mm，余量0.5mm。如圖2所示，使其最大限度的去除余量，為之后的多軸加工做決定。再加工完成后我們可以對(duì)其舉行實(shí)體仿真，并將其仿真結(jié)果生成*.stl文件，如圖3所示。為第二次定義三角片毛坯做決定。圖SEQ圖\*ARABIC2圖SEQ圖\*ARABIC3平面輪廓精加工第二我們挑選平面輪廓精加工來(lái)加工壺口部分，挑選D12立銑刀，頂層高度47，底層高度41，每層下降高度7，余量0，臨近返回方式挑選圓弧進(jìn)退刀，圓弧半徑10。如圖4所示。圖SEQ圖\*ARABIC4第二次定義毛坯在毛坯定義選項(xiàng)中挑選三角片毛坯，打開(kāi)之前保存著仿真結(jié)果的stl文件，點(diǎn)擊決定即可定義三角片毛坯。從此定義毛坯是為了減少生成軌跡時(shí)浮上的大量空走刀現(xiàn)象。定向加工定向粗加工采用定向加工原理去除三軸加工無(wú)法去除的余量，為以后的精加工做決定。在定向加工前首先要先建立兩個(gè)新的坐標(biāo)系A(chǔ)和B，并在兩個(gè)新的坐標(biāo)系下分離生成等高粗加工軌跡，挑選D12的立銑刀，層高1mm，行距6mm，余量0.5mm，高度范圍挑選用戶設(shè)定：起始高度41，終止高度-5。如圖5，圖6所示。圖SEQ圖\*ARABIC5圖SEQ圖\*ARABIC6定向精加工首先在造型中參加兩個(gè)平面，在之后精加工時(shí)做為底面來(lái)限制加工的位置。如圖7所示圖SEQ圖\*ARABIC7做好兩張去面后在已經(jīng)建立好的坐標(biāo)系A(chǔ)和B下，分離生成三維偏置加工軌跡，挑選D12的立銑刀，行距0.15mm，余量0mm，加工邊界挑選所做的曲面的邊界。生成軌跡如圖8，圖9所示。這里需要注重的是，在A坐標(biāo)系下生成的軌跡需要將藍(lán)色曲面躲藏，然后在挑選加工曲面時(shí)，挑選所有曲面即可。在B坐標(biāo)系下生成的軌跡需要將紅色曲面躲藏，然后在挑選加工曲面時(shí)，挑選所有曲面即可。圖SEQ圖\*ARABIC8圖SEQ圖\*ARABIC9多軸加工這里需要注重的是在舉行多軸加工時(shí)，坐標(biāo)系必須要回到原始的世界坐標(biāo)系下生成軌跡，即在SYS坐標(biāo)系下生成軌跡。五軸G01鉆孔在加工壺嘴的時(shí)候，我們需要先用五軸G01鉆孔功能將壺嘴鉆一個(gè)通孔，去除壺嘴內(nèi)的大部分余量，而在用鉆頭加工前，我們需要先用中央鉆或D6的鍵槽刀舉行定位，然后再用D6的鉆頭舉行鉆孔加工，在加工時(shí)刀軸的方向向需要挑選直線的方向，加工深度挑選直線長(zhǎng)度決定鉆孔深度，這樣的益處在于只需要按照所要鉆孔的深度畫(huà)一條與壺嘴平行的直線，即可完成鉆孔加工。如圖10所示。圖SEQ圖\*ARABIC10五軸平行加工加工茶壺內(nèi)腔和壺嘴內(nèi)部時(shí)我們都選用五軸平行加工，首先加工內(nèi)腔，挑選多軸加工中的五軸平行加工，刀具使用R5的球頭銑刀，加工參數(shù)挑選如圖11所示。區(qū)域參數(shù)與銜接參數(shù)按照默認(rèn)參數(shù)即可。刀軸控制參數(shù)如圖12所示，這里需要異常注重的是，在挑選刀軸通過(guò)點(diǎn)時(shí)，所挑選的點(diǎn)一定要保證在加工過(guò)程中不會(huì)撞到壺的其他部位且能夠最大限度的加工內(nèi)腔。干涉檢查參數(shù)如圖13所示，干涉曲面為內(nèi)腔的三張曲面。因?yàn)閮?nèi)腔余量較大，無(wú)法直接精加工，所以在加工中需要添加粗加工選項(xiàng)，參數(shù)如圖14所示，其它粗加工參數(shù)為默認(rèn)參數(shù)。圖SEQ圖\*ARABIC11圖SEQ圖\*ARABIC12圖SEQ圖\*ARABIC13圖SEQ圖\*ARABIC14第二是加工壺嘴內(nèi)部，同樣挑選五軸平行加工，刀具挑選R2的球頭銑刀，加工參數(shù)如圖15所示。刀軸控制參數(shù)如圖16所示，這里同樣需要異常注重的是，在挑選刀軸通過(guò)點(diǎn)時(shí)，所挑選的點(diǎn)一定要保證在加工過(guò)程中不會(huì)撞到壺嘴的其他部位且能夠最大限度的加工壺嘴內(nèi)部。其它參數(shù)均按照默認(rèn)參數(shù)即可。圖SEQ圖\*ARABIC15圖SEQ圖\*ARABIC16代碼生成代碼生成時(shí)定向軌跡一定要勾選上五軸定向銑選項(xiàng)，如圖17所示。圖SEQ圖\*ARABIC17代碼生成過(guò)程中有一點(diǎn)需要異常注重，無(wú)論的三軸軌跡、定向軌跡還是多軸軌跡一定要恢復(fù)到原始坐標(biāo)系下去生成代碼。CAXA多軸加工范例——香爐一、香爐毛胚定義圖例-1香爐定義毛坯發(fā)明工程師2023年年版本及更高版本為客戶提供了三種毛坯定義的主意，有方形毛坯、柱形毛坯以及三角片毛坯?？蛻艨砂凑詹煌脑煨吞暨x與其匹配的毛坯。按照?qǐng)D例-1所示的香爐形狀，我們可以挑選柱形毛坯，首先要挑選一條半徑45的圓作為柱形的截面，然后再輸入高度130來(lái)完成柱形毛坯的定義。工裝倘若有三爪卡盤(pán)直接裝夾毛胚，伸出部分必須大于130mm,按照機(jī)床結(jié)構(gòu)類(lèi)型，計(jì)算伸出部分是否過(guò)切舉行調(diào)節(jié)。倘若沒(méi)有三爪卡盤(pán)可以直接做個(gè)對(duì)應(yīng)工裝，如圖例-2，在零件下表面鉆三個(gè)孔然后用絲錐攻絲，同時(shí)做一個(gè)工裝，上表面在對(duì)應(yīng)位置鉆上三個(gè)孔，無(wú)需攻絲。工裝下表面用壓板壓住。圖例-2五軸定向開(kāi)粗目前五軸加工技術(shù)從機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)量的角度上來(lái)說(shuō)大體上可以分為五軸聯(lián)動(dòng)加工與五軸3+2軸定位加工兩種，其中3+2軸定位加工以其加工成本相對(duì)較低及應(yīng)用面廣的特點(diǎn)在零件加工領(lǐng)域占領(lǐng)了更大的比重，五軸3+2技術(shù)從機(jī)床聯(lián)動(dòng)可以定義為是針對(duì)具備X/Y/Z三個(gè)直線移動(dòng)軸，A、B、C（三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中隨意兩個(gè)軸的機(jī)床），大多數(shù)機(jī)床為三個(gè)直線坐標(biāo)軸和兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸組成。五軸定位3+2加工相對(duì)與五軸聯(lián)動(dòng)加工優(yōu)點(diǎn)在于切削穩(wěn)定，基本跟三軸一樣控制，開(kāi)粗余量比較好計(jì)算，而且惟獨(dú)直連軸聯(lián)動(dòng)，加工速度比較快。同時(shí)減少聯(lián)動(dòng)軸數(shù)，提高加工的穩(wěn)定性。因此在加工范例香爐時(shí)，開(kāi)粗我們選用五軸的機(jī)床三軸的加工主意來(lái)舉行開(kāi)粗，提高加工效率詳細(xì)加工主意如下：我們首先要舉行的是整體的三軸等高粗加工，挑選D12的立銑刀，層高0.5mm，行距6mm，余量0.5mm。如圖例-3所示，使其最大限度的去除余量，為之后的多軸加工做決定。再加工完成后我們可以對(duì)其舉行實(shí)體仿真，并將其仿真結(jié)果生成*.stl文件，如圖例-4所示。為第二次定義三角片毛坯做決定。 圖例-3 圖例-4第二我們對(duì)香爐的側(cè)壁舉行加工，側(cè)壁加工分為三次加工，分離采用定向加工原理去除三軸加工可以去除的余量，為以后的精加工做決定。在定向加工前首先要先建立三個(gè)新的坐標(biāo)系A(chǔ)、B、C(所建坐標(biāo)系原點(diǎn)分離在坐標(biāo)原點(diǎn)-5的位置上)，并在三個(gè)新的坐標(biāo)系下分離生成等高粗加工軌跡，挑選D12的立銑刀，層高1mm，行距6mm，余量0.5mm，高度范圍挑選用戶設(shè)定：起始高度50，終止高度0。如圖例-5、圖例-6、圖例-7、仿真結(jié)果圖例-8。 圖例-5（A坐標(biāo)）圖例-6（B坐標(biāo)）圖例-7（C坐標(biāo)）圖例-8三、五軸定向精加工為了加工效率，我們對(duì)香爐的外邊界舉行五軸定向位加工來(lái)舉行精加工，采用的加工主意為三軸曲面掃描線精加工，主要工作為香爐側(cè)壁精加工，主要分為三次加工，分離采用定向加工原理去除三軸加工可以去除的余量，為以后的五軸聯(lián)動(dòng)精加工做決定。在定向加工前首先要先建立三個(gè)新的坐標(biāo)系a、b、c，并在三個(gè)新的坐標(biāo)系下分離生成掃描線精加工軌跡，挑選D6的球頭刀，如圖-8（a坐標(biāo)）、圖例-9（b坐標(biāo)），仿真結(jié)果圖例-11。圖例-8（a坐標(biāo)）圖例-9（b坐標(biāo)）圖例-11四、五軸聯(lián)動(dòng)精加工五軸聯(lián)動(dòng)的意義1、可有效避免刀具干涉2、對(duì)于直紋面類(lèi)零件，可采用側(cè)銑方式一刀成型3、對(duì)普通立體型面異常是較為崎嶇的大型表面，可用大直徑端銑刀端面貼近表面舉行加工4、可一次裝卡對(duì)工件上的多個(gè)空間表面舉行多面、多工序加工5、五軸加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布勻稱6、在某些加工場(chǎng)合，可采用較大尺寸的刀具避免干涉舉行加工。注重點(diǎn)：這里需要注重的是在舉行多軸加工時(shí)，坐標(biāo)系必須要回到原始的世界坐標(biāo)系下生成軌跡，即在SYS裝夾坐標(biāo)系下生成軌跡。對(duì)于香爐的五軸聯(lián)動(dòng)精加工我們首先對(duì)香爐底座舉行五軸限制線精加工，挑選D6的球頭刀，在前期加工中打慢進(jìn)給查看是否有過(guò)切和干涉，然后舉行加工參數(shù)修改，如圖示例-12圖例-12然后再用同樣的主意舉行最后的內(nèi)腔加工，內(nèi)腔加工時(shí)希翼大家不管是開(kāi)粗還是精加工都挑選螺旋的加工主意，因?yàn)樘暨x單向會(huì)有接刀痕，挑選往復(fù)倘若刀桿比較長(zhǎng)會(huì)發(fā)現(xiàn)有過(guò)切緣故是因?yàn)橥鶑?fù)中的逆銑造成的，請(qǐng)看準(zhǔn)確主意的結(jié)果圖例-13、加工完成圖圖例-14。圖例-13圖例-14五、代碼生成五軸定位加工時(shí)也就是用三軸的主意加工時(shí)，代碼生成軌跡一定要勾選上五軸定向銑選項(xiàng)，如圖15所示。圖15代碼生成過(guò)程中有一點(diǎn)需要異常注重，無(wú)論的三軸軌跡、定向軌跡還是多軸軌跡一定要恢復(fù)到原始坐標(biāo)下去生成代碼。三角杯的加工過(guò)程實(shí)例圖SEQ圖\*ARABIC1三角杯定義毛坯CAXA發(fā)明工程師2023年年中為用戶提供了三種毛坯定義的主意，有方形毛坯、柱形毛坯以及三角片毛坯。用戶可按照不同的造型挑選與其匹配的毛坯。按照?qǐng)D1所示的三角杯形狀，我們可以挑選柱形毛坯，首先要挑選一個(gè)R40的圓作為柱形的截面線，然后再輸入高度110mm來(lái)完成柱形毛坯的定義。生成毛坯的曲線需要挑選在零件的頂端或底面，通過(guò)修改軸線方向系數(shù)來(lái)改變毛坯的方向。五軸定向·五軸三聯(lián)動(dòng)三軸等高粗加工在完成柱形毛坯的定義后，我們首先要舉行的是三軸等高粗加工，挑選D10的立銑刀，層高1.5mm，行距6mm，余量0.3mm。如圖2所示，使其最大限度的去除余量，為之后的五軸精加工做決定。等高線粗加工參數(shù)如圖2-1所示：圖2-1粗加工參數(shù)第一個(gè)粗加工挑選三角杯內(nèi)部的粗加工，因?yàn)槿潜怯杀砗捅鶅刹糠謽?gòu)成，中間銜接處的杯腳在縮放到當(dāng)前比例以后杯腳直徑小于16mm。為防止切削力過(guò)大引起的震動(dòng)造成杯腳斷裂，所以先用普通三軸加工的方式加工三角杯杯口內(nèi)部，加工方式為“等高線粗加工”。加工完成后效果如“圖2-2、2-3”所示：圖SEQ圖\*ARABIC2-2等高粗加工軌跡2-3仿真模擬結(jié)果本次加工使用的是FANUCSeries31i系統(tǒng)，機(jī)床為創(chuàng)勝特爾AC搖籃式5軸機(jī)床。本FANUC系統(tǒng)同時(shí)識(shí)別三軸后置處理的程序，所以當(dāng)三軸加工的坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系重合時(shí)可以生成三軸加工程序。五軸定向加工三角杯內(nèi)部加工完成后，在加工外側(cè)的囫圇杯身部分時(shí)需要采用五軸三聯(lián)動(dòng)的定向加工，選用的加工方式為——等高線粗加工。定向加工軌跡模擬結(jié)果陣列條件因?yàn)槿潜娜齻€(gè)角是120°圓周分布的，所以在粗加工時(shí)需要旋轉(zhuǎn)三次來(lái)完成囫圇杯身的粗加工。加工選用D10立銑刀，層高1.5mm、行距6mm、深度范圍最高40最低-3。三角杯的三個(gè)面都是一樣的，所以粗加工軌跡只生成一個(gè)即可，剩余的兩條軌跡可以通過(guò)圓周陣列來(lái)完成。因?yàn)榇旨庸ぼ壽E坐標(biāo)系的方向與世界坐標(biāo)系不一致，所以在做陣列復(fù)制時(shí)需要先激活世界坐標(biāo)系，并挑選軌跡坐標(biāo)系陣列選項(xiàng)。后置處理選用的后置文件為Fanuc_5x_TATC_沈陽(yáng)機(jī)床，本后置處理文件不需要修改任何參數(shù)即可使用。后置定向程序時(shí)必須激活世界坐標(biāo)系，并添加五軸定向選項(xiàng)。圖SEQ圖\*ARABIC3-1圖3-2對(duì)于陣列出來(lái)的第三條粗加工軌跡在實(shí)際加工時(shí)會(huì)有異常多的空切削，所以在加工完成前個(gè)粗加工后我們可以對(duì)其舉行實(shí)體仿真，并將其仿真結(jié)果生成*.stl文件，如圖3-1所示。為第三條粗加工軌跡定義三角片毛坯做決定。第二次定義毛坯在毛坯定義選項(xiàng)中挑選三角片毛坯，打開(kāi)之前保存著仿真結(jié)果的*.stl文件，點(diǎn)擊決定即可定義三角片毛坯。從此定義毛坯是為了減少生成軌跡時(shí)浮上的大量空走刀現(xiàn)象。第三條粗加工軌跡的生成在新定義的毛坯環(huán)境下，對(duì)第一條軌跡舉行重新計(jì)算即可，計(jì)算后得到的軌跡舉行后置處理。五軸側(cè)銑加工三角杯底座的底面和頂面均為平面，挑選五軸加工中加工平面的加工主意——五軸側(cè)銑。其中，底面的待加工面積較大，可以分層舉行側(cè)銑加工。頂面面積小一次走刀即可完成加工。1.底面的側(cè)銑加工三角杯杯座在加工時(shí)選用限制線精加工的加工主意，加工時(shí)刀軸會(huì)擺過(guò)一個(gè)傾角，在加工究竟部平面時(shí)刀具的側(cè)刃接觸不究竟面，而側(cè)銑加工時(shí)挑選的底面是球刀加工時(shí)天然形成的圓弧R輪廓線掃描形成的，所以因?yàn)榍虻兜木壒?，底平面不能徹低去除余量。五軸側(cè)銑加工參數(shù)因?yàn)樵诩庸し抡鏁r(shí)碰到上述問(wèn)題，此處給出的工藝計(jì)劃是先采用直徑6mm的平底刀生成側(cè)銑加工軌跡，直接后置生成G代碼并上傳機(jī)床，而加工時(shí)則選用6mm球頭銑刀來(lái)加工，此時(shí)需要把球頭銑刀的刀長(zhǎng)縮短一個(gè)刀具半徑即可解決上述問(wèn)題。如圖4-1所示：圖4-1底面?zhèn)茹娂庸D4-2頂面?zhèn)茹娂庸?.底座頂面的側(cè)銑加工頂面的加工挑選6mm球頭刀具舉行精加工，因?yàn)槟Ｐ蜎](méi)有設(shè)置銜接的R圓弧倒圓角，總算圓弧是由刀具的圓弧加工天然形成的。所以在實(shí)際加工時(shí)應(yīng)該將刀具提高一點(diǎn)，相應(yīng)的延伸一下刀長(zhǎng)，避免刀具切的過(guò)深而破壞底部R圓角。結(jié)果如圖4-2所示五軸四聯(lián)動(dòng)底座與杯身的加