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MasterCAM8.0在四軸、五軸銑床加工中的應(yīng)用與技巧

MasterCAM8.0新增加了多軸加工模塊,但在實(shí)際加工應(yīng)用中數(shù)控機(jī)床的控制器是不同的,在后置處理時(shí),如果在MasterCAM8.0提供的后置處理文件夾Posts中找不到適合數(shù)控機(jī)床控制器的后置處理文件,或者經(jīng)過(guò)編輯某通用后置處理文件后,仍不能得到與數(shù)控機(jī)床控制器相適應(yīng)的后置處理文件,那么就無(wú)法將多軸加工模塊得到的NCI文件轉(zhuǎn)化成實(shí)際加工中可用的NC程序。 

    筆者在工作實(shí)踐中,通過(guò)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化使某些常用、典型的四軸、五軸加工在MasterCAM8.0上得以實(shí)現(xiàn),并且成功后置處理成適合加工實(shí)際的四軸、五軸數(shù)控銑床控制器格式的NC程序。 

    一、四軸加工的應(yīng)用 

    衛(wèi)生巾切刀成型輥的數(shù)控加工主要是通過(guò)用平銑刀和錐度成型刀在XK-715M機(jī)床(帶旋轉(zhuǎn)軸的三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床)上實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)軸上夾持的切刀成型輥相當(dāng)于第四軸——A軸,刀具在圓柱體上走空間曲線,就得到刀刃的型面。 

    那么,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(jù)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。 

    然后,利用主菜單的轉(zhuǎn)換→卷筒→串連,用串連的方式選取刀具軌跡曲線→然后設(shè)定卷筒直徑、旋轉(zhuǎn)軸X及曲線放置在圓柱體上的位置→確認(rèn)后再作出與卷筒直徑同樣大小的圓柱曲面,作為4軸曲線加工的導(dǎo)動(dòng)曲面,將空間曲線以投影方式投到圓柱面上進(jìn)行加工。 

    雖然同樣是FANUC系統(tǒng),但XK-715M機(jī)床和加工中心控制器的所使用的格式稍有區(qū)別,所以在用MasterCAM后處理產(chǎn)生NC程序之前需修改后置處理文件MPFAN.PST。 

    方法如下:進(jìn)入文件→編輯→*.PST→找到系統(tǒng)默認(rèn)的MPFAN.PST文件,先作備份,如另存為MPFAN-1.PST文件,然后打開,找到下面清單中的變量rot_ccw_pos : 1,將其改為rot_ccw_pos : 0,并存盤。 

    # 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 

    之后,進(jìn)入“NC管理”菜單→更改后置處理文件→選中MPFAN-1.PST文件,再對(duì)NCI文件進(jìn)行后置處理,產(chǎn)生符合XK-715M機(jī)床的NC格式。 

    二、 五軸加工的應(yīng)用 

    以在FIDIA系統(tǒng)的T20上加工雙角度叉耳內(nèi)外形為例,說(shuō)明用MasterCAM8.0實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn),B角繞Y軸旋轉(zhuǎn),B角是主動(dòng)角,A角附加在B角上。T20的工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn),刀頭可以作A、B角旋轉(zhuǎn)。在MasterCAM建模時(shí),首先要確定零件實(shí)際裝夾位置(不超過(guò)A、B角定義的范圍),構(gòu)圖面選擇要與零件實(shí)際裝夾面一致。 

    加工叉耳內(nèi)外形時(shí),實(shí)際上是T20的刀頭旋轉(zhuǎn)固定雙角度A、B角,然后走類似三軸的刀具路徑,但這種路徑相對(duì)裝夾面來(lái)說(shuō)卻是三維空間線。 

    分析最終產(chǎn)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,然后再走出三維空間線。 

    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,然后在Front構(gòu)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(gòu)圖面狀態(tài),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(shí)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(gòu)圖面,如Number 13,存儲(chǔ)后將刀具平面也選為13,然后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(jìn)行后置處理,因?yàn)樗鼛щp角度,不能或不一定能后置處理成適合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把該刀具路徑經(jīng)模擬后存成幾何圖素,然后在Top構(gòu)圖面和Top刀具面的狀態(tài)下,選擇該幾何圖素,作“Contour”加工。加工參數(shù)“計(jì)算機(jī)補(bǔ)償”和“控制器補(bǔ)償”均選“OFF”,“刀尖補(bǔ)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(dāng)于幫系統(tǒng)把雙角度刀具路徑轉(zhuǎn)化成原始構(gòu)圖面(T面)中的刀具路徑,將其進(jìn)行通用后置處理后就得到T20刀頭旋轉(zhuǎn)固定A、B角后應(yīng)走的NC程序。

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