MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧

tanhong12580

MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧
6 _6 ^( ]: y" c3 h: G5 C/ yMasterCAM8.0新增加了多轴加工模块，但在实际加工应用中数控机床的控制器是不同的，在后置处理时，如果在MasterCAM8.0提供的后置处理文件夹Posts中找不到适合数控机床控制器的后置处理文件，或者经过编辑某通用后置处理文件后，仍不能得到与数控机床控制器相适应的后置处理文件，那么就无法将多轴加工模块得到的NCI文件转化成实际加工中可用的NC程序。

笔者在工作实践中，通过适当的转化使某些常用、典型的四轴、五轴加工在MasterCAM8.0上得以实现，并且成功后置处理成适合加工实际的四轴、五轴数控铣床控制器格式的NC程序。
' O+ N: [5 O4 u6 t* ]* [: w* z8 B
一、四轴加工的应用

, M, g  [* e3 V+ Q4 M# L" J     切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。

     那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？
. P+ ?) q5 j% M# H
     首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。
; `( x+ V/ X6 ~7 m  H- y
& T3 C$ z3 y( m3 ^% z9 z7 ?  @' U     然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。

     虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。
* c% J* K/ E) i8 }# E
7 w2 ]' d$ }: y8 ~& D9 k% Y) N- I1 B     方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量rot_ccw_pos : 1，将其改为rot_ccw_pos : 0，并存盘。
. h; E9 O, L1 U
6 l' ^2 D1 R, y! h0 d# Rotary Axis Settings
' l# w5 p1 p2 `! v0 @8 Y
' R" H3 f. r) D) a  r( T# --------------------------

5 M% z8 I  V5 h" O; _1 Yvmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill
; x2 O0 T  n' ^6 @
, M  t1 p- ?: @' Krot_on_x　: 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z

; G6 X1 F9 j9 v, `2 nrot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive
6 E9 Y1 ^$ q. L
    之后，进入“NC管理”菜单→更改后置处理文件→选中MPFAN-1.PST文件，再对NCI文件进行后置处理，产生符合XK-715M机床的NC格式。
/ T. v' [4 J, Z, P
二、 五轴加工的应用

" _; d( _1 k: v- \+ t    以在FIDIA系统的T20上加工双角度叉耳内外形为例，说明用MasterCAM8.0实现T20上带固定角度的五轴加工。

    T20的A、B角的是这样定义的：A角绕X轴旋转，B角绕Y轴旋转，B角是主动角，A角附加在B角上。T20的工作台不旋转，刀头可以作A、B角旋转。在MasterCAM建模时，首先要确定零件实际装夹位置（不超过A、B角定义的范围），构图面选择要与零件实际装夹面一致。

" E% L) _7 a2 Y' H7 Y    加工叉耳内外形时，实际上是T20的刀头旋转固定双角度A、B角，然后走类似三轴的刀具路径，但这种路径相对装夹面来说却是三维空间线。

  j! J" U+ W2 C6 W/ w    分析最终产生的T20固定角度五轴加工NC程序，首先要加入刀头的A、B角信息，然后再走出三维空间线。
! p! M9 ~6 s. k+ ]8 J
* o8 J  z" F9 z$ ?9 z; a0 z1．在MasterCAM 8.0中获得A、B角信息
* L" o5 K/ Y- r+ D- M5 `
    按照上述装夹方式建出叉耳型面后，先作出待挖槽曲面的法失，然后在Front构图面（前视图）分析该法矢的信息，其中的角度信息就是我们要求的B角值；再在3D构图面状态，求出该法矢与Y轴的夹角，就得到A角的值。
" i1 Q: c: B  d) G
% O7 S) [5 D* _2．在MasterCAM 8.0中得到实际可用的刀具路径和NC程序
) o( Y. F! M  q: B7 v, [/ O
    先把待挖槽曲面定义成新的构图面，如Number 13，存储后将刀具平面也选为13，然后象作三轴加工一样作出刀具路径。所得到的刀具路径不能直接进行后置处理，因为它带双角度，不能或不一定能后置处理成适合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把该刀具路径经模拟后存成几何图素，然后在Top构图面和Top刀具面的状态下，选择该几何图素，作 “Contour”加工。加工参数“计算机补偿”和“控制器补偿”均选“OFF”，“刀尖补偿”选择与上次刀具路径一致。如此得到的新刀具路径就相当于帮系统把双角度刀具路径转化成原始构图面（T面）中的刀具路径，将其进行通用后置处理后就得到T20刀头旋转固定A、B角后应走的NC程序。