MasterCAM在四軸、五軸加工中的應用技巧

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tags:    時間:2014-03-11 14:48:54
MasterCAM在四軸、五軸加工中的應用技巧簡介
     MasterCAM8.0新增加了多軸加工模塊,但在實際加工應用中數控機床的控制器是不同的,在後置處……
MasterCAM在四軸、五軸加工中的應用技巧正文
     MasterCAM8.0新增加了多軸加工模塊,但在實際加工應用中數控機床的控制器是不同的,在後置處理時,如果在MasterCAM8.0提供的後置處理文件夾Posts中找不到適合數控機床控制器的後置處理文件,或者經過編輯某通用後置處理文件后,仍不能得到與數控機床控制器相適應的後置處理文件,那麼就無法將多軸加工模塊得到的NCI文件轉化成實際加工中可用的NC程序。

筆者在工作實踐中,通過適當的轉化使某些常用、典型的四軸、五軸加工在MasterCAM8.0上得以實現,並且成功後置處理成適合加工實際的四軸、五軸數控銑床控制器格式的NC程序。

一、四軸加工的應用

衛生巾切刀成型輥的數控加工主要是通過用平銑刀和錐度成型刀在XK-715M機床(帶旋轉軸的三坐標數控機床)上實現的。旋轉軸上夾持的切刀成型輥相當於第四軸——A軸,刀具在圓柱體上走空間曲線,就得到刀刃的型面。

那麼,如何建出這條卷在圓柱體上的空間曲線呢?

首先,在MasterCAM8.0中,根據切刀理論刃口展開圖畫出不同刀具的中心軌跡展開圖,這是二維曲線。

然後,利用主菜單的轉換→捲筒→串連,用串連的方式選取刀具軌跡曲線→然後設定捲筒直徑、旋轉軸X及曲線放置在圓柱體上的位置→確認后再作出與捲筒直徑同樣大小的圓柱曲面,作為4軸曲線加工的導動曲面,將空間曲線以投影方式投到圓柱面上進行加工。

雖然同樣是FANUC系統,但XK-715M機床和加工中心控制器的所使用的格式稍有區別,所以在用MasterCAM后處理產生NC程序之前需修改後置處理文件MPFAN.PST。

方法如下:進入文件→編輯→*.PST→找到系統默認的MPFAN.PST文件,先作備份,如另存為MPFAN-1.PST文件,然後打開,找到下面清單中的變數rot_ccw_pos : 1,將其改為rot_ccw_pos : 0,並存檔。
# Rotary Axis Settings
# --------------------------
vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill
rot_on_x : 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z
rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive

之後,進入「NC管理」菜單→更改後置處理文件→選中MPFAN-1.PST文件,再對NCI文件進行後置處理,產生符合XK-715M機床的NC格式。

二、 五軸加工的應用

以在FIDIA系統的T20上加工雙角度叉耳內外形為例,說明用MasterCAM8.0實現T20上帶固定角度的五軸加工。

T20的A、B角的是這樣定義的:A角繞X軸旋轉,B角繞Y軸旋轉,B角是主動角,A角附加在B角上。T20的工作台不旋轉,刀頭可以作A、B角旋轉。在MasterCAM建模時,首先要確定零件實際裝夾位置(不超過A、B角定義的範圍),構圖面選擇要與零件實際裝夾面一致。

加工叉耳內外形時,實際上是T20的刀頭旋轉固定雙角度A、B角,然後走類似三軸的刀具路徑,但這種路徑相對裝夾面來說卻是三維空間線。

分析最終產生的T20固定角度五軸加工NC程序,首先要加入刀頭的A、B角信息,然後再走出三維空間線。

1.在MasterCAM 8.0中獲得A、B角信息

按照上述裝夾方式建出叉耳型面后,先作出待挖槽曲面的法失,然後在Front構圖面(前視圖)分析該法矢的信息,其中的角度信息就是我們要求的B角值;再在3D構圖面狀態,求出該法矢與Y軸的夾角,就得到A角的值。

2.在MasterCAM 8.0中得到實際可用的刀具路徑和NC程序

先把待挖槽曲面定義成新的構圖面,如Number 13,存儲后將刀具平面也選為13,然後象作三軸加工一樣作出刀具路徑。所得到的刀具路徑不能直接進行後置處理,因為它帶雙角度,不能或不一定能後置處理成適合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把該刀具路徑經模擬后存成幾何圖素,然後在Top構圖面和Top刀具面的狀態下,選擇該幾何圖素,作「Contour」加工。加工參數「計算機補償」和「控制器補償」均選「OFF」,「刀尖補償」選擇與上次刀具路徑一致。如此得到的新刀具路徑就相當於幫系統把雙角度刀具路徑轉化成原始構圖面(T面)中的刀具路徑,將其進行通用後置處理后就得到T20刀頭旋轉固定A、B角后應走的NC程序。
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