PowerMILL軟件在五軸加工中的應(yīng)用

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)正在被機(jī)械加工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文討論學(xué)校參加2010年全國(guó)數(shù)控技能大賽，采用PowerMILL軟件的刀具刀柄碰撞檢查功能、SWATRF加工策略在五軸數(shù)控編程中的一些應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PowerMILL軟件 碰撞檢查功能 SWATRF加工

在現(xiàn)代職業(yè)教育中，五軸聯(lián)動(dòng)加工中心機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越多，而五軸機(jī)床加工的零件編程除少數(shù)簡(jiǎn)單零件結(jié)構(gòu)（如定向鉆孔）多軸加工可以手工編程外，大部分多軸加工零件需要CAM軟件來(lái)編制加工程序。PowerMILL軟件是英國(guó)DELCAM公司開(kāi)發(fā)的一款CAM軟件。此軟件的加工策略比較多，下面介紹PowerMILL軟件一些較好的加工策略和功能。

一、刀具刀柄碰撞檢查功能

每位數(shù)控編程人員都非常清楚，在加工過(guò)程中，數(shù)控程序的安全性是首要的。如果在加工過(guò)程中發(fā)生碰撞很有可能導(dǎo)致非常嚴(yán)重的安全事故。在五軸加工比賽過(guò)程中，比賽選手的編程工作量大，而且時(shí)間有限，同時(shí)工件在加工的過(guò)程中還會(huì)有多軸聯(lián)動(dòng)加工，如圖1所示。然而在機(jī)械加工時(shí)，機(jī)床安裝的刀具不能伸出過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)引起“讓刀” 現(xiàn)象和刀具的切削震動(dòng)現(xiàn)象。所以在實(shí)際加工中，我們總是希望刀具的伸出量越短越好，盡可能地避免在加工過(guò)程中因刀具剛性問(wèn)題帶來(lái)的“讓刀” 現(xiàn)象和刀具的切削震動(dòng)現(xiàn)象。但是在加工深腔類工件和多軸類零件時(shí)，尤其是在多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，我們無(wú)法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷刀具的伸出量，如果刀具伸出量太短，刀桿或刀柄就會(huì)與工件產(chǎn)生碰撞。對(duì)于這種問(wèn)題，PowerMILL軟件為編程人員提供了刀桿、 刀柄碰撞檢查功能，而且允許定義多級(jí)夾持。以加工圖1工件為例，編程時(shí)設(shè)刀具伸出刀柄長(zhǎng)度為15mm，刀柄的尺寸和實(shí)際加工刀柄的尺寸一致，生成如圖2所示的刀具軌跡，點(diǎn)擊刀具路徑檢查功能，檢查刀具軌跡是否會(huì)發(fā)生碰撞，系統(tǒng)提示刀具在深度12.23mm時(shí)，刀柄與工件發(fā)生碰撞，并建議刀具最小伸出長(zhǎng)度為27.23mm，如圖3所示。操作人員可以根據(jù)提示安裝實(shí)際刀具的伸出長(zhǎng)度。這樣既滿足加工的要求又盡可能地縮短刀具伸出長(zhǎng)度，以減小震動(dòng)，延長(zhǎng)刀具壽命，同時(shí)保證了數(shù)控程序的安全性。PowerMILL軟件的刀具、刀柄碰撞檢查功能不僅保證了刀具的切削刃不會(huì)過(guò)切工件，而且保證了刀桿、刀具夾持部分不會(huì)與工件發(fā)生碰撞，也消除了比賽選手對(duì)程序安全性的憂慮。

二、SWARF加工策略

在曲面中，有一種特殊的曲面叫直紋曲面。它是由一條直線依某種規(guī)律移動(dòng)而產(chǎn)生的曲面，常見(jiàn)的有圓柱面，圓錐面。我們?cè)跀?shù)控比賽中也經(jīng)常會(huì)遇到這種曲面如圖4所示。在三軸機(jī)床上處理這種曲面常采用球頭銑刀或者立銑刀逐層加工如圖5所示，這樣加工出的曲面是由點(diǎn)形成的，而且接刀痕跡很大，加工時(shí)間很長(zhǎng)，型面的精度和粗糙度也不理想。

PowerMILL軟件的SWARF加工策略可以在五軸機(jī)床上實(shí)現(xiàn)用圓柱銑刀的側(cè)刃來(lái)加工型面如圖6所示，使用線接觸的原理來(lái)加工，這樣可以避免球頭銑刀或者立銑刀逐層加工出現(xiàn)的缺陷，大大縮短加工時(shí)間，同時(shí)可以提高刀具壽命，提高加工效率。

三、結(jié)束語(yǔ)

在日趨自動(dòng)化的制造業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助制造的技術(shù)，在企業(yè)和職業(yè)院校的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境中占有重要作用，而且計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)在多軸加工中發(fā)揮的編程作用是手工編程無(wú)法達(dá)到的。如果學(xué)生在校期間能掌握一門(mén)CAM軟件，那么他能夠更好地與企業(yè)的需要接軌，滿足企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋放之.數(shù)控機(jī)床多軸加工技術(shù)實(shí)用教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]朱克憶. PowerMILL多軸數(shù)控加工編程使用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

（作者單位：蘇州技師學(xué)院）