五轴加工工艺与优化.docVIP

五轴加工工艺与优化 1前言 五坐标机床功能强大、加工效率高、质量好,在复杂曲面数控加工领域,具有独到之处.CAD/CAM建模、仿真加工以后，分析工艺、碰撞、过切、欠切等问题.图1为基于UG和VERICUT的五轴加工设计、仿真与优化的流程图. 2零件三维 CAD模型参考设计图纸，分析零件及曲面详细尺寸，计算节点数据，绘制曲线、曲面，构造零件CAD模型如图2. 3零件UGCAM设计 3.1确定复杂曲面零件加工工艺方案根据零件的CAD模型，分析曲面形状，尺寸特点，采用粗加工、半精加工和精加工加工方案，结合UGNX10.0提供的CAM工序类型确定该零件的工艺方案如表1所示.3.2规划刀具路径UGNX10.0的CAM主要包括创建刀具、设置机床坐标系、工序设计（如图3）等，其中工序设计是一项较为严谨的工作.利用“可变流线铣（VARIABLE_STREAMLINE）”方法精加工槽侧面时，需要设置的参数较多，如“刀轴”参数的“轴”设置为“相对于驱动体”，“前倾角”设置为“0”，“侧倾角”设置为“-67”.图4机床组件树工序内容UGCAM加工类型刀具粗加工外形型腔铣(CAVITY_MILL)平底立铣刀D12半精加工剩余剩余铣(REST_MILLING)平底立铣刀D6精加工槽一侧可变流线铣(VARIABLE_STREAMLINE)球头立铣刀R2精加工槽底固定轮廓铣(FIXED_CONTOUR)球头立铣刀R2精加工槽另一侧可变流线铣(VARIABLE_STREAMLINE)球头立铣刀R2表1加工工艺方案3.3后置处理刀位文件不能直接被数控机床识别，须经过后处理转化为指定数控系统的程序，才能在相应机床上运行，完成加工任务.现生产单位拥有DMU60t机床若干台，配备HeidenhainiTNC530控制系统，结合生产现状，UGNX10.0后处理文件须满足该五轴机床一摆头（B轴）、一摆台（C轴）结构和海德汉控制系统的要求.将与机床结构及系统相适应的后处理文件B_HEAD_C_TABLE_ITNC530_POST.tcl和B_HEAD_C_TABLE_ITNC530_POST.def拷贝至UGNX10.0后处理文件目录“\NX8.5\MACH\resource\postprocessor”中，使用记事本打开该目录中的template_post.dat文件，在文件的最后添加一行内容：“B_HEAD_C_TABLE_ITNC530,${UGI-I_CAM_POST_DIR}B_HEAD_C_TABLE_IT-NC530_POST.tcl,${UGII_CAM_POST_DIR}B_HEAD_C_TABLE_ITNC530_POST.def”，然后保存该文件，完成对后置处理的修改.这样，在UGNX10.0软件中就加了一个名字为“B_HEAD_C_TABLE_ITNC530”后处理器. 4VERICUT仿真 4.1选择数控系统VERICUT仿真时使用的数控系统要与生产单位机床系统相一致，软件VERICUT7.2.3默认数控系统为fan30im，须修改为软件库中hei530数控系统.4.2建立机床模型按照运动模块构建机床的外形模型时，不需要考虑机床主轴等部件的内部传动机构，同时将不产生运动的部件和底座简化为机床本体进行整体建模[4].DMU60t机床有两大传功链，他们分别是主运动传动链和进给传动链.主轴带着刀具绕着B轴旋转，并且与Y向运动组件相连，Y向运动组件又和X向组件相连，形成主运动传动链.毛坯装夹在C向转动组件上，该组件和Z向运动组件相连，共同构成毛坯进给传动链.在组件树ComponentTree依次定义机床部件，添加顺序为Base→X→Y→B→Spindle，Tool→Base→Z→C，从而得到机床组件树如图4所示.创建过程中，根据机床实际参数设置X、Y、Z、B和C轴的快速移动速度、最大进给速度等参数.4.3添加机床几何模型分别选择对应组件中的模型节点，在“添加模型”选项中选择“模型文件”，依次添加机床模型文件.在”JAWS（即夹具）”节点之下添加“Stock（即毛坯）”“Design（即设计）”节点及它们的几何模型，如图4所示.4.4机床参数设定恰当的机床参数对VERICUT仿真至关重要.选择“配置”“机床设定”菜单命令，依次设置机床的碰撞检测、机床零点、行程极限、轴优先等参数[1-3].除了以上参数外，还要对B、C轴旋转运动进行设置，选“配置”“控制设定”菜单命令，设置B、C轴旋转台型为“EIA（360绝对）”.4.5其他准备工作坐标系统和程序零点的设置.对于坐标系统，设置“附坐标系”到”Stock（工件）”；对于程序零点，子系统1程序零点，“偏置名”设置为“程序零点”，同