精雕软件轴学习第二章

1、第二章 多轴加工刀轴控制设置 多轴定位加工就是在工件坐标系下将刀轴指向相对于机床 Z 轴倾斜后形成得固定轴指 向来进行加工得 , 在加工过程中 , 刀轴指向始终就是固定不变得 ,当用户坐标系定义好后 , 刀 轴指向就固定于用户坐标系得 Z 轴平行 ( 也就就是默认得竖直刀轴控制方式 ), 因此多轴定位 加工实际上不存在刀轴得控制问题。 另一方面如果在加工过程中需要刀轴根据被加工对象作 出即时得指向调整 , 就需要在刀具路径中控制刀轴得指向 , 从而编制出五轴联动得加工刀具 路径。2、1 多轴加工刀轴介绍1、控制刀轴得作用刀轴控制就是编程时必须要考虑得一项内容 ,它就是多轴加工得核心内容 , 也

2、就是衡量 CAM软件多轴加工编程功能丰富与否得主要指标之一, 用于控制机床两个旋转轴在切削过程中得运动方式 , 合理设置刀轴可以生成简洁、 安全得多轴路径 , 大大提高零件得加工精度与切 削效率 , 用户必须根据实际加工零件特点灵活选择刀轴控制方式。刀轴具体作用有以下几个 方面 :(1) 改变刀轴方向 , 使刀具能够进入一些带有负角等难以加工得区域进行加工 ;(2) 减少刀具得夹持长度 , 在有限有效刀长下 , 增加切削深度范围 ;(3) 改变刀具路径形状 ,使加工过程更顺畅 , 提高加工效率 ;(4) 改变刀具切削状态 , 提高加工面质量。2、刀轴方向在做多轴路径编程前一定要明确刀轴得方向

3、,ES-SurfMill6 、0 软件定义得刀轴方向就 是由刀尖指向刀柄。图 2-1 刀轴方向2、2 刀轴控制方式 在【刀具路径参数】里得【刀轴方向】中 , 用户可以根据编程要求选择相应得刀轴控制 方式。图 2-2 刀轴控制方式表 1 ES-SurfMill6 、 0 软件刀轴控制一览刀轴控制方式说明实际举例竖直刀轴方向保持与当前刀具平面 得 Z 轴方向相同。使用螺旋路径加工车灯曲面法向刀轴方向始终沿着切削位置得 曲面法向。眼镜盒表面刻字沿切削方向倾斜刀轴方向与切削方向或切削方 向得侧向成一定得角度使用前倾角加工叶片面 , 避免 刀尖切削由点起始刀轴方向始终从某个几何点指 向加工面上得点 ,

4、这个几何点在 加工曲面得下面使用下部一点控制刀轴加工车灯指向点刀轴方向始终就是从某一个点 指向面上得点 , 点在面得上部通过上部一点控制刀轴加工钵盂凹腔由曲线起始加工过程中 , 刀轴方向从倾斜曲 线指向加工曲面 , 曲线在加工面 得下面通过底部曲线控制刀轴方向 , 加工医用锉刀指向曲线加工过程中 , 刀轴方向得倾斜程 度受曲线控制 , 曲线在加工面得 上面使用特殊刀具加工弯管内腔 ,通过红色曲线控制刀轴方向固定方向加工过程中 , 刀轴始终指向用户 指定得方向固定方向 , 定位加工换能器与指定轴成一固定角度刀轴方向将始终与用户指定轴 成一定定角度 , 并且刀轴总就是 与固定轴相交与 Z 轴成一定

5、角度加工红酒瓶 盖五轴线方向刀轴方向与五轴曲线上对应点得方向相同通过红色五轴曲线控制刀轴加工叶轮叶片过指定直线该刀轴控制方式只在五轴钻孔 加工中可以使用。选择该方式 , 刀轴将通过钻孔点得直线通过直线控制刀轴加工表壳镶钻孔自动系统通过曲面几何特征自动控制刀轴方向自动控制刀轴加工香水瓶2、2、 1 竖直这就是三轴加工时默认得刀轴控制方式 , 刀轴方向始终保持与当前刀具平面得Z轴方向相同。在一些场合可以选择竖直刀轴控制方式可以使用多轴加工方法生成三轴得加工路径 , 满足加工需要。图 2-3 竖直刀轴控制方式2、 2、2 曲面法向刀轴方向始终沿着切削位置得曲面法向。 换句话说 , 在切削过程中刀轴始

6、终指向导动面 法向。曲面法向就是多轴加工中最常使用得刀轴控制方式。图 2-4 曲面法向刀轴控制方式2、 2、3 沿切削方向倾斜选择该方式 , 用户可以定义刀轴沿着切削方向相对于初始刀轴倾斜一定得角度。图 2-5 沿切削方向倾斜刀轴控制方式固定沿切削方向倾斜角度就是相对初始刀轴方向而言得 , 初始刀轴方向分为曲面法向、 方向、竖直三种 , 在编程时用户可以根据需要进行选择。具体内容可分别参考相应得刀轴控 制方式。图 2-6 初始刀轴方向类型注意: 在多轴侧铣加工中 ,初始刀轴除了竖直、 固定方向外 , 还包括曲面流线方向、 垂直 于底边曲线与垂直于切削方向三种方向。图 2-7 侧铣功能中得初始刀

7、轴方向类型参数说明图例曲面流线方向选择该方式 , 刀轴方向将沿着曲 面流线方向。垂直于底边曲线选择该方式 , 刀轴方向将垂直于 底部边界曲线。垂直于切削方向选择该方式 , 刀轴方向将垂直于 切削方向。确定初始方向后 ,按要求设置倾斜角度。倾斜角度分为前倾角与侧倾角两种。具体参数 见下表。参数说明图例前倾角度该参数控制刀轴沿切削方向相对初 始刀轴向前或向后倾斜得角度。 前 倾方向就是依据切削方向判定得。 前 倾角度为正时 , 刀具沿着切削方向向 前倾斜 ; 前倾角度为负时 , 刀具沿着 切削方向向后倾斜 ; 双向往复切削 时, 倾斜方向与单向切削时保持一 致。典型情况下就是将刀轴前倾用于 避免球

8、头刀在切削浅滩表面区域时 , 刀具得切削点发生在球刀得刀尖点 （线速度为零得点 , 也称静点 ）, 一般 前倾角度设置为 15 度。侧倾角度该参数控制刀轴沿切削方向相对初 始刀轴向左或向右倾斜得角度。 倾 斜方向依据右手定则判定。 沿切削方 向瞧, 侧倾角度为正时 ,刀具向右倾 斜;侧倾角度为负时 , 刀具向左倾斜 ; 双向往复切削时 , 倾斜方向判定与单 向切削时一致。 设置侧倾角有两个作 用, 一就是用于避免在铣削零件陡峭 侧壁时 , 刀具与工件发生碰撞 ; 二就 是当刀具从零件得浅滩区域铣刀陡 峭区域时 （ 为爬坡式得铣削 ）, 允许使 用小直径刀具代替大直径刀具来进 行铣削。通常情况下

9、 , 设置侧倾角就 是为了避免刀具夹持与工件发生碰 撞。曲面流线校正刀轴方向选择该参数 , 使用曲面流线对刀轴进 行校正 , 可以使刀轴沿着曲面得流线 方向侧倾 , 这样加工时刀轴运动更加 流畅 , 残料更小。用底部边界得刀轴方向选择该参数 , 将使用与切削位置参数 对应得底部边界得刀轴方向。2、2、 4 由点起始使用该刀轴控制方式 , 刀轴方向始终由指定点指向路径点 , 在加工过程中刀轴得角度就 是连续变化得。由点起始这种刀轴控制方式适用于凸模型得加工 , 特别就是带有陡峭凸壁、 负角面得零件得加工。图 2-8 由点起始刀轴控制方式参数说明图例点该参数控制指定点得位置 , 用户可以通过以下两

10、种 方式设置点得位置 :(1) 用户可以通过 (X,Y,Z) 设置点得坐标。(2) 通过点击拾取指定点位置。侧倾角度该参数控制刀轴沿切削方向相对初始刀轴向左或 向右倾斜。注意: 指定点必须位于刀具与加工面接触点得另一侧。2、2、5 指向点使用该刀轴控制方式 ,刀轴方向始终由路径点指向指定点,与由点起始正好相反 ,在加工过程中刀轴得角度也就是连续变化得。这种刀轴控制方式适用于凹模型得加工 , 特别就是带 有型腔、负角面得凹模零件。图 2-9 指向点刀轴控制方式参数说明图例点该参数控制指定点得位置 , 用户可以 通过以下两种方式设置点得位置 :(1) 用户可以通过 (X,Y,Z) 设置点得坐 标。

11、(2) 通过点击拾取指定点位置。侧倾角 度该参数控制刀轴沿切削方向相对初始 刀轴向左或向右倾斜。注意: 指定点必须位于刀具与加工面接触点得同侧。2、2、 6 指向曲线使用该刀轴控制方式 , 加工过程中刀轴始终与刀轴曲线相交,刀轴方向由路径点指向刀轴曲线上得点。该刀轴控制方式适合加工管道类或叶轮根部时得刀轴控制图 2-10 指向曲线刀轴控制方式 参数对应方式参数用来控制刀具路径与刀轴曲线得对应方式,包括最近距离对应、 U 向参数对应、 V 向参数对应三种方式。图 2-11 参数对应方式方式说明图例最近距离对应刀轴始终通过刀轴曲线 , 刀尖点与刀轴曲 线保持最近距离。U向参数对应选择该方式 , 刀

12、具路径点沿 U方向与刀轴曲 线参数对应。V 向参数对应选择该方式 , 刀具路径点沿 V 方向与刀轴 曲线参数对应。注意 :(1) 刀轴曲线必须位于刀具与加工面接触点得同侧(2) 刀轴曲线通常为一根光滑得单条曲线。(3) 可以通过侧倾角度参数设置倾斜角度。图 2-12 倾斜角度2、2、7 由曲线起始使用该刀轴控制方式 , 加工过程中刀轴始终与刀轴曲线相交,刀轴方向由刀轴曲线上得点指向路径点。图 2-13 由曲线起始刀轴控制方式 参数对应方式参数用来控制刀具路径与刀轴曲线得对应方式,包括最近距离对应、 U 向参数对应、 V 向参数对应三种方式。图 2-14 参数对应方式方式说明图例最近距离对应刀尖

13、点与刀轴曲线始终保持最近距离。U向参数对应刀具路径点沿 U方向与刀轴曲线参数对 应。V 向参数对应刀具路径点沿 V 方向与刀轴曲线参数对 应。(1) 刀轴曲线必须位于刀具与加工面接触点得另一侧(2) 刀轴曲线通常为一根光滑得单条曲线。(3) 可以通过侧倾角度参数设置倾斜角度。图 2-15 倾斜角度2、2、8 固定方向选择该方式 ,刀轴始终指向用户指定得固定方向,类似建立一个坐标系 ,做三轴加工。图 2-16 固定方向刀轴控制方式 该参数控制指定得方向 ,用户可以通过以下两种方式设置方向 (1)通过 (I,J,K)设置指定轴方向 ; (2)通过点击拾取一个指定轴方向。图 2-17 方向设置2、2

14、、9 与指定轴成一定角度根据倾斜角度定义方式不同 ,与指定轴成一定角度分为固定值与分段设置两种刀轴控制 方式。图 2-18 与指定轴成一定角度刀轴控制方式2、 2、9、 1 固定值选择该方式 ,刀轴方向将始终与用户指定轴成固定角度,并且刀轴总就是与固定轴相交。,即这种刀轴控制方式 ,加工时表现为主动轴转到一个固定角度后不动,旋转轴参与连续加工图 2-19 固定值方式参数说明图例该参数控制指定轴得位置 , 用户 可以通过以下两种方式设置点 得位置 :点(1) 用户可以通过 (X,Y,Z) 设置 点得坐标 ;(2) 通过点击拾取指定点位置。该参数控制指定轴得方向 , 用户 可以通过以下两种方式设置

15、方 向:方向(1) 通过 (I,J,K) 设置指定轴方 向;(2) 通过点击拾取一个指定轴方 向。倾斜角度该参数控制刀轴相对指定轴得倾斜角度。2、2、 9、 2 分段设置选择该方式 ,用户可以通过定义在几个参数位置点刀轴相对指定轴得倾斜角度分段控制四轴半加工。刀轴 ,段间刀轴采用渐变方式过渡。通过定义在几个位置点刀轴相对指定轴得倾斜角度分段 控制刀轴 ,段间刀轴采用渐变方式过渡 ,图 2-20 分段设置方式参数说明图例该参数控制指定轴得位置 , 用户可以通 过以下两种方式设置点得位置 :点(1) 用户可以通过 (X,Y,Z) 设置点得坐 标。(2) 通过点击拾取指定点位置。该参数控制指定轴得方

16、向 , 用户可以通过以下两种方式设置方向 :方向(1) 通过 (I,J,K)设置指定轴方向 ;(2) 通过点击拾取一个指定轴方向。该参数控制分段设置倾斜角度时 , 倾斜角度得变化方式。沿 U 向变化选择该方式 , 将沿 U 向分段设置刀轴相对 指定轴角度。倾斜角度变化方式沿 V 向变化选择该方式 , 将沿 V 向分段设置刀轴相对 指定轴角度。倾斜角度用户可以根据需要设置倾斜角度参数位置点个数。设置个数第n点用户可以设置每一个点得参数位置与倾斜角度。2、2、 10 五轴线方向选择该方式 ,刀轴方向将与五轴曲线上对应点得方向相同。图 2-21 五轴线方向刀轴控制方式参数说明图例参数对应方式该参数控

17、制刀具路径与五轴曲线得对应方式 , 详细说明请参照参数对 应方式。优先经过竖直方 向选择该选项 , 相邻两个五轴曲线控制点间刀轴优先经过竖直方向变化;不选该选项 , 优先经过水平方向变化。方位角差值选择【优先经过竖直方向】 时, 用户可以设置该参数 ,当相邻五轴曲线控 制点刀轴方位角差值超过用户设定值时 ,将优先经过竖直方向变化 , 否 则优先经过水平方向变化。侧倾角度该参数控制 刀轴在切削 方向上相对 初始刀轴向 左或向右倾 斜得角度参数对应方式参数控制刀具路径与五轴曲线得对应方式。图 2-22 参数对应方式方式说明图例最近距离对应刀轴方向保持与路径点最近距离 对应得五轴曲线方向对应。U向参

18、数对应U向路径点得刀轴方向与五轴曲 线参数对应。V 向参数对应V向路径点得刀轴方向与五轴曲 线参数对应。2、2、 11 过指定直线该刀轴控制方式只在五轴钻孔加工中可以使用。选择该方式,刀轴将通过钻孔点得刀轴直线。图 2-23 过指定直线刀轴控制方式注意 :(1)刀轴直线必须通过钻孔点 ,每个钻孔点对应一条刀轴直线 ; (2)刀轴直线方向必须与刀轴方向一致。2、 2、12 自动选择该方式 ,系统通过曲面几何特征自动控制刀轴方向,主要应用于多轴侧铣加工 ,四轴旋转加工。图 2-24 自动刀轴控制方式注意 :五轴曲线加工时 ,用户还可以设置【优先经过竖直方向】 。选择该选项 ,相邻两个五轴曲 线控制点间刀轴优先经过竖直方向变化;不选该选项 , 有可能会经过水平方向变化 ,生成得路径不符合要求。图 2-25