v2010-03_ToolAlignments

1、PowerMILL 2010 Five Axis 3. 刀轴调整3. 5轴刀轴调整简介对于机床主轴或工作台同时需要进行线性运动和旋转轴运动的5轴加工，PowerMILL提供了多个有效的刀轴调整方法和加工策略。5轴加工可通过一次装夹加工完毕使用3轴加工需多次装夹才能加工的零件。可使用5轴控制器来重新调整定位刀具，使刀具能沿Z轴下切到3轴加工方法无法直接加工的深型腔底部或倒勾形面区域。5轴加工时，除进行常规的过切检查外，系统还提供了多个额外选项，确保不同策略间机床、主轴或刀具不和加工零件发生碰撞。进行5轴加工编程时，任何情况下都必须对产生的路径进行十分仔细的直观检查。 5轴刀轴调整和加工选项Pow

2、erMILL刀轴的缺省设置为供3轴加工使用的垂直选项，其它选项仅对具有多轴授权的用户有效。刀轴方向表格可通过点击主工具栏中的刀轴图标 调出，也可直接从支持5轴加工的加工策略表格中调出。注：某些策略在使用球头刀或球形刀具时仅支持多轴刀轴调整。 前倾侧倾 范例1前倾角为刀具沿刀具路径方向的指定角度；侧倾角为和刀具路径方向垂直方向的指定角度。如果这两个角度的设置均为零，则刀具方向将为刀具路径的法向。刀具路径的法向为刀具路径产生过程中将其投影到曲面数据上时的方向。对参考线精加工而言，此方向始终为垂直的；对投影精加工而言，其方向随投影方向的改变而改变。 · 删除全部并重设表格。· 产

3、生一毛坯并严格按照下图手工输入相应值。 · 重设快进高度和开始点和结束点表格。· 右击浏览器中的模型选项，从弹出菜单选取产生平面自毛坯，在Z高度为0处产生一平面。· 产生一直径为5，长度为25的球头刀 BN5。· 产生一平行精加工策略，设置公差为0.02，余量为0，行距为5，角度为0，样式双向，长/短连接掠过，并将该刀具路径重新命名为 BN5-Vertical 。· 计算并取消表格。· 动态仿真刀具路径。在此我们产生了一刀具垂直于加工平面的平行刀具路径。· 右击浏览器中的刀具路径 BN5-Vertical ，从弹出菜单中选取

4、设置，打开原始的平行精加工表格。· 复制 此刀具路径并将它重新命名为BN5-Lead30。· 选取表格中的刀轴页面，点击刀轴图标 ，打开刀轴方向表格。· 定义刀轴为前倾侧倾，前倾角设置为 -30。· 接受此刀轴方向表格。· 计算刀具路径并取消表格。· 动态模拟刀具路径。在此我们产生了一平行刀具路径，刀轴方向沿刀具路径呈 -30° 倾斜。使用双向选项可使刀轴方向在每条路径末端自动改变方向。· 右击浏览器中刀具路径 BN5-Lead30 ，从弹出菜单选取设置选项，打开平行精加工表格。· 点击编辑刀具路径图标

5、，从打开表格中将样式由双向改变为单向。· 计算并取消表格。可见，将样式设置为单向后，刀轴方向始终保持不变。· 右击浏览器中的刀具路径 BN5-Lead30 ，从弹出菜单中选取设置选项，打开刀具路径表格。· 复制 刀具路径并将它重新命名为 BN5-Lean45。· 选取刀轴图标 ，打开刀轴方向表格。· 定义刀轴为前倾侧倾，前倾角度设置为0，侧倾角度设置为 45。· 接受此刀轴方向表格。· 计算刀具路径并取消表格。· 动态模拟刀具路径。在此我们产生了一刀轴方向侧倾于刀具路径方向 45° 度的平行刀具路径。如果

6、在表格中直接应用了双向策略，那么刀轴将会在相反路径方向向相反方向侧倾。 可通过编辑一个单向刀具路径来产生一具有恒定侧倾方向的双向策略。通过在浏览器中右击相应刀具路径，从弹出菜单选取编辑-重排选项，从弹出表格中点击改变方向图标来修改单向策略。原始刀轴方向将不受影响，保持不变。· 右击浏览器中的刀具路径，从弹出菜单选取编辑-重排选项，打开刀具路径列表表格。· 点击改变方向图标 ，我们可看到正如PowerMILL警告方框中所说的，刀轴方向并没有改变。.改变方向· 点击确定，关闭 PowerMILL 警告对话视窗。· 保存项目为： D:userstraining

7、COURSEWORKPowerMILL_ProjectsLeadLean-EX1前倾/侧倾范例2· 删除全部并重设表格。· 从目录:- D:userstrainingCOURSEWORKPowerMILL-Projects3+2example 输入第一章中保存的项目。 · 定义一直径为15mm 的球头刀 BN15。· 使用用户坐标系ztop175_A，类型-模型，计算一圆柱体毛坯· 激活用户坐标系 ztop175_A。· 在快进高度表格中选取用户坐标系 - ztop175_A ，然后点击计算。· 在刀具开始点和结束点表格中设

8、置 使用绝对，开始点和结束点的坐标位置均为 X-100 Y0 Z10 。· 在主工具栏中设置刀轴 - 前倾侧倾值为0，这将迫使刀具方向和加工策略的投影方向一致。· 切入切出连接 设置如下： Z高度: - 掠过 15 下切 5 切入/切出: - 垂直圆弧: 角度 90 半径 6 连接: - 短长安全: 掠过 · 选取刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 严格按照下面的3个图在平面投影精加工表格和刀轴表格中输入相应值。· 设置方位角 270· 设置仰角50· 参考线方向 U· 计算此刀具路径，然后取消

9、并关闭表格。· 动态模拟此刀具路径并观察相应的刀轴方向。由于前倾和侧倾均为0，因此刀轴方向为投影方向。刀具路径从下面的角落开始逐渐向上，最后到达中心，在此也由于前倾和侧倾均为0， 因此我们可使用连接策略。为比较应用效果，我们将在相同的区域使用平行精加工策略产生一不同的加工策略，在此，刀轴将和平行精加工策略的向下投影方向呈 40 度侧倾。· 按模型最大最小限定义一毛坯，随后按下面值修改毛坯：X最小 -70 X最大 -57.5 Y最小 -50 Y最大 50· 选取刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 确认无边界被激活。· 打开平行

10、精加工表格和刀轴表格，严格按照下图在表格中输入相应的值。· 计算此刀具路径，然后取消并关闭表格。可见，刀具路径从下角落开始逐步以顺铣方式（单向）向上到达中心。由于侧倾角度设置为40，因此在此不适合于使用双向策略。 · 沿Y轴方向查看刀具路径并依次动态模拟两条刀具路径，比较不同前倾/侧倾选项设置所产生的结果。注：由于我们在平行策略中设置了合适的侧倾选项（40度的侧倾角），因此两条刀具路径的刀轴具有相同的方向。前倾/侧倾是为单向刀具路径设计，其主要用来使刀轴及机床工作台和零件的陡峭区域保持一定的角度，从而使它们远离这些区域。下一范例中的零件的下半部形状的加工，是一个在使用前倾/

11、侧倾方法定位刀轴中应用合适侧倾值典型例子 。前倾/侧倾范例 3· 删除全部并重设表格。· 从目录 D:userstrainingPowerMILL_Datafive_axisjoint_5axismc输入模型joint5axis.dgk。· 按零件尺寸产生毛坯并将毛坯在X轴和Y轴方向延伸 15mm 。· 定义一直径为 25mm 的球头刀 (bn25)。· 点击快进高度表格中的计算。· 在开始点表格中设置毛坯中心安全Z高度，结束点表格中设置最后一点安全高度。· 按以下参数修改切入切出连接 ： Z高度: 掠过 45 下切 10

12、连接: 掠过 · 选取刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 打开线性投影精加工和刀轴表格，严格按照下面几个图在表格中输入相应数据。· 设置方位角0· 设置仰角0· 计算此刀具路径，然后取消并关闭表格。. 注：下面将继续加工此零件的上半部分。朝向 自点此选项允许产生5轴加工刀具路径的过程中基于用户定义的点来定向刀轴。 刀轴的实际方向相对于刀具路径的预览图案，而不是实际的刀具路径。朝向点选项适合于加工外部形状（如型芯），而自点选项适合于加工内部形状（如型腔）。视窗中的当前模型的上半部分非常适合于选取朝向点选项进行加工。注：上图和第

13、8页具有下图的方向条件-朝向/自直线。· 按照下面给定参数设置切入切出和连接表格 ： Z高度: - 掠过 45 下切 10 切入; - 水平圆弧 半径 6.0 角度 90 切出: - 垂直圆弧 半径 6.0 角度 90 延伸; - 向内/向外 延伸移动 距离 30 连接; - 掠过· 点击刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 打开点投影精加工和刀轴表格，严格按照下图在表格中输入相应数据。· 设置仰角: 开始 90 & 结束 0· 计算此刀具路径，然后取消并关闭表格。注：刀具定位点在投影精加工焦点之下约10mm，这样可保

14、证加工过程中主轴相对于机床工作台有一定的仰角，从而避免碰撞发生。上图是对刀具路径的始端和末端进行过过切处理后的结果。朝向自线这些选项允许产生5轴加工刀具路径的过程中基于用户定义的直线来定向刀轴，直线由通过适当XYZ坐标位置的矢量方向定义。在此范例中，实际的刀轴方向朝向刀具路径的预览图案，而不是最后的刀具路径。 朝向直线选项适合于加工外部形状（如型芯），而自直线选项适合于加工内部形状（如型腔）。· 删除全部。· 从目录 D:userstrainingPowerMILL_Datafive_axisCasing 输入模型 from-line-model.dgk。· 产生

15、一直径为 12mm ，长度为55，刀柄直径12，长度40，第一夹持底部直径25，顶部直径40，长度40；第二夹持顶部底部直径40，长度60，伸出90 的球头刀。· 按模型限界定义毛坯（使用方框）。· 点击安全高度表格中的计算。· 同时将开始点和结束点设置为毛坯中心安全高度。· 设置全部切入切出和延伸为无，Z高度掠过距离和下切距离为5，连接:- 短/长分界值 6，短圆形圆弧 ，长缺省掠过。· 点击刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 打开直线投影精加工和刀轴表格，严格按照下图在表格中输入相应的值。· 设置方位

16、角0· 设置仰角90· 勾取显示刀轴方框，显示相对于模型的刀轴方向。刀轴自直线(红色)对齐 自直线投影的精加工策略 · 点击预览按钮，查看策略，最后点击计算。 · 关闭直线投影精加工表格。下图是最后得到的结果。 包括倒勾形面区域在内的全部内部形状都可通过组合此刀轴设置（自直线）和直线投影精加工策略加工。· 保存项目为：D:userstrainingCOURSEWORKPowerMILL_ProjectsCameraCasing 朝向自曲线此选项允许产生5轴加工刀具路径的过程中基于用户定义的曲线（参考线）定向刀轴。注：下面章节对用于此范例的投影曲

17、面精加工将做更详细的介绍。· 删除全部。· 从目录 D:userstrainingPowerMILL_Datafive_axisImpeller 输入模型impeller+Curve.dgk 。· 产生一空的参考线并将它重新命名为 Align2Curve。 · 选取图形视窗中随模型输入的定向曲线，· 从局部参考线 (Align2Curve)菜单中选取插入模型，复制它，将它作为参考线段。 参考线 (定向曲线)· 产生一直径为3，长度为35的球头刀BN3-LR ，刀柄和夹持数据如下： 刀柄 顶部底部直径 3 长度 25 夹持 1 顶部直径

18、 15- 底部直径 10 长度 50 夹持 2 顶部底部直径 15 长度 35 伸出 50· 由模型限界产生一圆柱体毛坯。· 设置切入切出为垂直圆弧距离0角度90半径3，全部连接设置为掠过。· 点击快进高度表格中的计算。· 在开始点和结束点表格中将开始点和结束点均设置为毛坯中心安全高度。· 从主菜单选取查看工具栏命令。 · 在命令视窗中键入以下3行： EDIT SURFPROJ AUTORANGE OFF EDIT SURFPROJ RANGEMIN -1 EDIT SURFPROJ RANGEMAX 1这将使投影仅在已选曲面的 1m

19、m 内有效。注：第4章将更详细地介绍曲面投影范围方面的内容。· 点击命令视窗左上角的十字叉，关闭命令视窗。· 选取靠近投影曲面策略所需使用的参考线附近的下部叶片曲面。· 选取刀具路径策略图标 ，在新的策略表格中选取精加工选项。· 打开投影曲面精加工和刀轴表格，严格按照下图在表格中输入相应数据。方向 向内行距 - 1加工顺序 - 单向开始角 - 最大 U 最小 V· 点击预览按钮，查看策略预览，最后点击计算，产生刀具路径。 · 关闭此曲面投影精加工表格。可见在进行所选的加工策略（投影曲面）的过程中，刀轴始终和所选参考线（曲线）对齐。&#

20、183; 右击当前曲面投影精加工策略，从弹出菜单选取设置，重新打开表格。· 点击表格中的复制选项。 · 选取靠近投影曲面策略所需使用的参考线附近的上侧叶片曲面。· 打开投影曲面精加工和刀轴表格，严格按照下图在表格中输入相应数据。刀具路径名称 - BN3-UPR-Blade-FIN参考线方向 - V开始角 - 最小 U 最大 V· 点击预览按钮，查看策略预览，最后点击计算，产生刀具路径。 · 关闭此曲面投影精加工表格。可见在进行所选的加工策略（投影曲面）的过程中，刀轴始终和所选参考线（曲线）对齐。· 从主下拉菜单中选取查看工具栏命令。&

21、#183; 在命令视窗中键入以下行，恢复到缺省的投影范围： EDIT SURFPROJ AUTORANGE ON固定方向 （10.0的教程中有两个不同模型）此选项允许用户将刀轴设置为用户指定的矢量角度方向。在此，我们将使用这种选项来对范例模型的倾斜凹陷部分进行精加工。 矢量和角度转换表固定方向刀轴设置 矢量角度对应关系下表列出了角度方向和XY平面（Z=0）矢量之间的关系。角度 矢量(度) (I J K) 0 1 0.0000 0 5 1 0.0875 0 10 1 0.1760 0 15 1 0.2680 0 20 1 0.3640 0 25 1 0.4660 0 30 1 0.5770 0 35 1 0.7000 0 40 1 0.8390 0 45 1 1.0000 0 50 1 1.1920 0 55 1 1.4280 0 60 1 1.7320 0 65 1 2.1450 0 70 1 2.7470 0 75 1 3.7320 0 80 1 5.6710 0 85 1 11.4300 0 90 0 1.0000 0 Tan (Angle) = (opposite) 1 通过输入适当的值，定义沿刀轴