五轴使用说明书
刀轴由用户定义曲线起始指向加工曲面,路径计算结果刀轴不一定精确过该曲线,如图4-10。倾斜角度功能目前不起作用。曲线倾斜模式由“最近点”、“由起始点到终止点”、“每个轮廓分别从起始点到终止点”和“自动匹配”四个选项组成。 6、指向曲线
刀轴由加工曲面起始指向用户定义曲线,路径计算结果刀轴不一定精确过该曲线,如图4-11。
7、过指定直线
使刀轴通过指定的直线来实现所要加工效果。如图4-12。两条直线之间的刀轴根据两边两条直线角度逐渐过渡。
图4-10 由曲线起始 图4-11 指向曲线图 4-12 过指定直线
8、与指定轴成一角度
与指定轴成一固定角度,用于限定加工路径中的刀轴方向使之与指定轴向成为一个固定角度,可以理解为刀轴始终分布在以指定轴为轴心所生成的一系列固定角度的圆锥面上,刀轴变化是均匀的,且始终指向轴心。如图4-13所示。这种刀具轴向控制方式,对于BC轴联动的五轴机床,加工时表现为B轴转到一个固定角度后不动,C轴参与连续加工,实际加工效果表现为一种特殊的四轴联动。
与指定Z轴成45°加工外壳
与指定Z轴成45°加工内腔
图4-13 与指定轴成一固定角度
倾斜角度:包括要倾斜的角度和指定的轴(X、Y、Z)。
刀轴与倾斜轴交叉: 加工凸面时选择此选项刀轴方向由原来的从加工面指向指定轴变
为由指定轴指向加工曲面,加工凹面时选择此选项刀轴方向由原来的指定轴指向加工曲面变为从加工曲面指向指定轴示例见图4-14。
刀具反向:选择此选项后,刀轴方向变化见图4-15。
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凸面 凹面
图4-14“刀轴与倾斜轴交叉”参数示意图
图4-15“刀具反向”参数示意图
9、绕轴倾斜 绕轴倾斜,用于限定加工路径中的刀轴方向使之绕指定轴向倾斜一个固定角度。该刀轴控制方式,是一种特殊刀轴控制方法,可以使机床做特殊的四轴加工运动,或者三轴分度加工运动。如图4-16所示,绕轴倾斜的参数控制选项为:倾斜角度,倾斜轴、绕轴方向定义,倾斜方向定义。
图4-16 绕轴倾斜控制选项
绕轴方向定义:提供指向轴线与取平均方向两个选项,用于约束刀轴方向使它们与指定
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轴共处同一平面内,从而可以使五轴联动加工简化转化为四轴联动加工;
“指向轴线”意思是把曲线上每个点往所指定的轴(XYZ)上进行投影,形成一系列指向指定轴的方向矢量,这些矢量整体取平均值得到一个矢量,这个平均后的矢量与指定的轴形成一个面,为了方便解释我们叫这个面为调整面,见图4-17。同时曲线上每个点在加工曲面上都有一方向矢量(这个点的曲面法向),把这些方向矢量根据前面的调整面进行调整,调整方法以一个点为例,首先把调整面平移到这个点,再把这个点与加工曲面的方向矢量往平移得到的面上进行吸附,得到一方向矢量,这个方向矢量就是加工时这个点的刀轴方向,把所有的点都进行这个操作后就得到整条加工曲线的刀轴方向。
图4-17
“取方向平均值”是指曲线上每个点在加工曲面上的方向矢量(法向)整体进行平均,得到一个矢量,再把指定的轴平移到这个平均矢量上两者形成一个面,同样可以叫做调整面,见图4-18,接下来的刀轴调整与“指向轴线”的方法一样。
图4-18
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“指向轴线”和“取方向平均值”两者只是在生成调整面时的方式不一样,但最后的结果都是把刀轴限定在与调整面平行的一系列面上,以AC轴机床为例,相当于C轴在加工过程中没有转动,只是在开始加工每一条曲线前起一定位作用。在近似球或者圆柱的规则曲面划线加工中二者区别不大,但是在类似椭球形或者形状比较复杂的曲面划线加工中两者差别很大,“取方向平均值”更接近垂直曲面法向效果,见图4-18所示。
“指向轴线“效果 “取方向平均值”效果
图4-18
倾斜方向定义:提供“不限定倾斜角度”、“取固定倾斜角度”、“取平均方向”和“方向调整后取平均值”四个选项,用于约束刀轴方向使它们指定轴向成一固定角度,可以使四轴联动加工简化转化为三轴分度加工。
以AC轴机床来举例说明这四个选项所实现的加工效果。
“不限定倾斜角度”指刀轴在调整面上不限定倾斜角度,保持吸附后的刀轴角度不变,需要控制角度时可以通过角度限定来控制倾斜角范围,即在加工时C轴只起定位作用,转到对应的加工位置后不动,加工过程是由XYZA来完成的近似四轴运动。
“固定倾斜角度”指把调整后的刀轴强行限定在一固定角度,整个加工过程中A轴不再变化,C轴同样只起定位作用,编程界面中的“倾斜角度”参数只有在这个选项被选择时才起作用。
“取方向平均值”选项被选择后,此时刀轴方向与指定的轴不存在任何关系了,加工时以曲线所有点在加工曲面上的矢量的平均值来作为这条曲线加工的刀轴方向,即在加工时,A轴与C轴一样只起定位作用,加工过程变为三轴加工,相当于自动分度加工。
“方向调整后取平均值”与“取方向平均值”选项的效果基本一样,只是先把曲线上所有的点在加工曲面的矢量进行平均,得到一平均矢量,然后曲线上所有的点在加工曲面的矢量根据这个平均矢量进行调整,调整成与这个平均矢量平行,再把调整完后的刀轴再进行平均得到一平均值,用这个平均值来作为这条曲线的刀轴方向。
4.3、进退刀与连刀
多轴加工的进退刀与连刀工艺也与三轴加工不太一样。它由连刀对话框来控制,如图4-19所示。
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图4-19 连刀对话框
多轴连刀较三轴连刀有更大的灵活性,一个路径序号加工完成后,开始加工下一个路径序号时,刀具抬到定位高度的同时工件还在旋转台中转动,该过程也很容易发生碰撞或者干涉,如图4-20所示。
图4-20 连刀示意图
进退刀的定义方式也要较三轴多一些选项,用来实现更加丰富、灵活的进退刀定义,如图4-21所示。
图4-21进退刀定义
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