五轴使用说明书
图3-4
3.2.1 刀具路径设计
同对称多面体分度加工一样,应用创建坐标系功能,在多面体模型上创建所需坐标系。分别以所建坐标系为加工坐标系,生成对应加工路径。如图3-5。
图3-5
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3.2.2 其它适合分度加工的产品举例
例一、关节骨头四轴加工(永康分公司提供)
例二、医疗器械(永康分公司提供)
例三、医疗器械(永康分公司提供)
3.3 多轴分度刀具路径输出
分度加工路径虽然是以三轴方式生成的,但在输出时要按多轴路径输出方式输出,如果按三轴路径输出的话就不能正确进行分度加工。输出步骤以后章节详细介绍。
3.4 分度加工的局限性
分度加工将三轴加工功能扩展到五轴加工,非常适合具有一定三轴加工经验的多轴产品加工客户。分度加工中一旦定位正确,刀具就能得到额外的刚性固定,于是进给速度可以很快,而连续五轴加工的刀具因为要克服惯性因此进给速度很难达到高速。另外,一旦设置好新的定位五轴加工的工作坐标系,碰撞干涉检查及过切检查就变得非常容易,这在连续五轴加工时计算起来非常困难。
但是采用分度加工主要存在一个问题:两次分度精加工在光滑曲面处留有接刀痕,这种接刀痕需要在后续的打磨或者抛光工序中消除。
产生这种接刀痕的原因较为复杂,文中不做具体分析,可以通过下列方式减少接刀痕: 1)、尽量准确测量多轴机的旋转轴心位置,对要求较高的产品,建议采用千分表测量; 2)、选用定位精度较高的四轴/五轴旋转台为客户打样或者加工产品; 3)、CAM编程时,将接刀痕位置挪到工件不太重要的地方; 由于机械结构原因,想采用分度加工方法在光滑曲面上消除接刀痕,几乎是不可能实现的。因此,分度加工方法常被应用于多轴加工的粗加工,以及多面体的分度加工。空间复杂曲面模型的多轴加工只好寻求新的编程方法——多轴联动编程方法。
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第四章 多轴编程基本思路
4.1、多轴刀具路径计算原理
刀具路径空间位置可以由刀位点与刀具轴向唯一定义,如图4-1所示。已知刀具在曲面的接触点(CC刀触点)和刀轴轴向(T),可以计算出刀具的刀位点。(即刀尖位置或者刀心位置)。因此,五轴加工的编程思路着重于确定曲面的刀触点轨迹线,根据约束条件进行刀具轴向控制,然后结合加工工艺参数把刀位点轨迹计算出来。
图4-1 刀具空间位置定义
4.2、刀轴控制方法
多轴加工编程中不可忽视的、最重要一点就是如何控制刀轴的位置,使其能高效地完成多轴工件加工的同时,不产生过切、碰撞或者干涉等严重问题。刀轴控制对话框如图4-2所示。
图4-2 刀轴控制对话框
刀轴格式:有三轴、四轴和五轴三种格式。
最大角度步长:默认值3。控制一条刀轴到相邻另一条刀轴之间角度变化不能超过一定
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值而产生突变。如果超过限定值系统会自动加密,在两条刀轴之间插入多条刀轴渐变到得到所要结果。
刀尖位置:目前不起作用。
角度限制:加工时限定刀轴在各个平面的摆角范围。如图4-3所示。作用主要是在满足加工要求的前提下尽量减少B(A)轴摆动,同时通过限定可以适当增加加工范围。可以通过实例“角度限定实例.Jdp ”来理解。此选项对“四轴旋转雕刻”和“四轴凹腔加工”两个加工功能不起作用。
图 4-3
刀轴轴向定义在多轴编程中是非常重要的控制因素。JDPaint的软件中提供了几种刀轴定义方式,它由刀轴控制对话框来控制,如图4-2所示。
现对刀轴轴向定义几种方式进行说明。 1、曲面法向
是指刀具的轴向由加工曲面的法向唯一定义,即加工时的刀轴方向始终指向对应点的曲面法向。
2、与切削方向成一角度 当采用连续五轴加工时,五个轴会同时运动,确保刀头不会与工件发生相撞是刀轴控制的重点。加工模具的型心或开放的航空结构件会相对容易些,但是加工复杂的小型腔零件时会遇到更大的困难。一种最常用的克服这些操作复杂性的方法是保持刀具与被加工曲面法线一致,然而这种方法收效甚微。
首先,当加工凸起的曲面时需要刀头的行程远远超过实际所需的距离而导致加工时间增加,而有些法向位置是刀头无法到达的;另外,让刀头与曲面保持90角不变而不会与模型其它部位发生干涉是不可能的;再有保持刀具与曲面成90度,意味着刀具的刃口只有很少一部分在工作,这样刀具的使用寿命大大缩短了;同时,在给定转速下使用球头刀时,该刀具的刀尖相比全刀宽切削时移动较短的距离,导致材料去除率也降低。因此产生了“与切削方向成一角度”功能。
“与切削方向成一角度”是指刀具轴向与曲面的法向或切削方向成一固定角度。该固定角度可分解为前倾角度和侧倾角度表示。此功能可以理解为对曲面法向功能的扩展。前倾角度指刀具在进给方向向前倾斜一定角度,它从刀具垂直于进给方向的位置开始计算,0°为
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垂直位置,如图4-4所示。侧倾角度指沿刀具路径垂直方向的给定角度,0°为垂直位置,如图4-5所示。两者都为零时,则刀具方向将为刀具路径的法向。“倾斜方向定义”目前只有“沿曲面流线方向”和“沿切削方向垂直”两个选项起作用。示例图片如图4-6和图4-7。
图4-4
前倾角度
图4-5 侧倾角度
图4-6沿曲面流线方向 图4-7沿切削方向垂直
3、由点起始
刀轴的起始由用户定义点起始指向加工曲面,路径计算结果刀轴不一定精确过该点,如图4-8。“倾斜角度”功能目前不起作用。 4、指向点
刀轴的起始由加工曲面起始指向用户定义点,路径计算结果刀轴不一定精确过该点,如图4-9。倾斜角度功能目前不起作用。
图4-8 由点起始
图4-9 指向点
5、由曲线起始
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