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四轴加工

2.在MasterCAM 8.0中得到实际可用的刀具路径和NC程序
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。
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。
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。
MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧
一、四轴加工的应用
卫生巾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?
(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。
图3
图4
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。
MasterCAM V9在4轴和5轴加工中的应用
一、开发FIDIA T205轴后置处理程序
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。
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。
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。
二、5轴钻孔的应用
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。
rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive
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。
二、五轴加工的应用
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。
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。
1.在MasterCAM 8.0中获得A、B角信息
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。
图2
(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;
(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;
# 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
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
针对FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件,如图1所示。
图1
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。
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。
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