MasterCAM V9在4轴和5轴加工中的应用

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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。
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2 D  ]# h$ @0 F7 H3 C% O    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。

7 l% R5 w" x1 T    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。


一、开发FIDIA T205轴后置处理程序
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* O$ @- \! p( t# Z# r/ n. C    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。

    1. FIDIA T20的配置

    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°

    2. 修改MPGEN5X_FANUC.PST文件
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9 e+ j- Z8 n" h0 D7 N  _) M1 \    针对FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件，如?所示。
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图1
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二、5轴钻孔的应用
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( \( T, H, J( N7 F4 ~    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。
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: q# Q3 N4 `  b/ P2 K/ r# S/ U4 h! h
图2
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$ [' o9 D& L  j$ f! S1 v7 r    (1)先按曲面上的点作出曲面法向孔轴线；

    (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；

" R, U( t$ ^. _3 F) X3 Z4 i) M    (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；
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" @4 Y- c! F  N3 q* ?' h. t. P; R    (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。



% b+ ?9 O" [: {+ ]1 s7 @图3



: \6 n  V9 P* l3 K图4


" _6 n1 K8 k: d* a* U3 W$ w
, C8 J; [* \. o6 c$ E图5


三、5轴加工拔模角面的应用

    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。
% k6 R+ f# |% u3 ?* B8 M7 Z
' q' c4 {4 I* o! N4 k' J

图6

, U$ P6 Y6 u) p/ I0 X7 I! \& V, E    (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；

    (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；
0 A/ d! E0 l/ F+ L, f
% x: m% \5 [2 F2 g    (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；
, ^0 ?- y4 o) ~' K) d9 F
    (4)得到的刀具路径仿真（Verify）后如图11所示；
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    (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。

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. F$ a+ m: g. D2 M8 j0 P9 {* Z图7

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( r. Y( l" C, D& q) T, ?) `: ]图8
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图10
" ~, Z& Y+ T* i0 L" n' V
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图11


% E4 E) o3 f# i" O9 D1 ~. Y, P8 L
9 r4 {! T( V* r7 E1 k. X图12

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四、4轴加工的应用

    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。

% X1 x1 a5 e" B/ u    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：

    (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；
2 `& K+ L: i6 S


. P5 j3 o3 U0 A; @5 p图13

0 P& a4 b; c- [' `    (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；
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: Q# K6 F- w8 i, |' c- c
: y# V$ c* z. U4 }# Q7 O5 w
图14
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图15

. s3 [* w& P, R" A; e; |1 m    (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；
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' ]8 ?8 y" s; e0 k

图16

    (4)产生的刀具路径轨迹如图17所示，仿真（Verify）后如图18所示；


$ r0 r  q$ R* Y; C6 o+ Y
3 S- f$ W8 a& U5 F2 D图17



  x0 E" I! q  M2 M图18

    (5)用MasterCAM V9自带的Mpfan.pst后置处理后的NC程序如图19所示。

. ^3 m& `0 ^2 p. r5 R, n
: W4 C5 u& L' }
图19

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五、结束语

0 ~; U) X9 o8 q( a- J    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。

zhuyi0829

图能否贴出来

380557319

怎么不发全呢，复制也要复制完整啊，图看不到，基本上没什么意义

114669338

原帖由 380557319 于 2009-1-3 09:57 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
8 k% J$ `, s5 E) G$ B) P$ J怎么不发全呢，复制也要复制完整啊，图看不到，基本上没什么意义

同意楼上的观点
+ H( q- t1 b# E* K) z8 |希望楼主完善一下

30611016

同意3楼的观点
- U  _& J( k$ X5 {希望楼主完善一下