機加中的“模隨件動”加工法

（遼寧省機電工程學校，遼寧 遼陽 111004）

1 傳統銑削加工方法存在的弊端及目前數控銑削加工現狀

1.1 傳統銑削加工方法存在的弊端

在使用普通銑床對工件進行銑削加工中，若要實現工作臺X軸、Y軸的聯動進而產生非正交（既不平行于X軸也不平行于Y軸）直線刀路，從參數計算到對刀確定刀路的起始點都比較繁瑣，同時存在很大的難度，且加工的精度和效果并不理想，所以傳統加工通常都采用正交加工刀路來加工對應部位的幾何要素，但是加工部位幾何要素與其工藝基準之間存在著一定的角度關系，要想產生正交的刀路必須對其工藝基準通過找正、旋轉等手段來定位，而這個定位的過程常常要進行反復多次的調整才能實現，其過程繁瑣，尤其對于形體較大的工件不僅調整位置極不方便，要花費大量的時間，而且常常因為要完成工藝基準的定位操作而導致加工刀路超出機床工作臺的工作行程，在很多情況下還不得不借助特定的夾具來完成，即便這樣定位精度也不高，有些情況下甚至難以保證。這樣就體現出傳統的正交刀路加工方法的諸多弊端：

1.1.1 工藝基準的定位過程繁瑣，工作效率低。

1.1.2 易產生加工刀路的超程現象。

1.1.3 由于定位誤差的存在，導致加工精度降低。

1.2 目前數控銑削加工現狀

目前，數控銑床已經廣泛使用，它的功能相對普通銑床有極大的擴展、精度有大幅度的提高，而且計算機建模、自動生成程序的技術正在快速發展，這就為銑削加工的新工藝、新技術的產生和發展提供了強有力的軟、硬件保障。然而，由于受多年傳統加工定勢思維的影響，很多加工工藝方案和技術仍舊停留在原有的水平和層面，致使設備功能沒有得到充分發揮和利用，造成資源浪費。

2 “模隨件動”加工法

2.1 “模隨件動”加工法的概念

為了回避傳統的正交加工刀路帶來的各種弊端，不過于追求工藝基準的準確定位，利用數控銑床的進給系統和對刀、找正裝置對工藝基準進行測量以確定其實際位置和角度，使用CAM軟件在計算機進行相應建模，此時，所建的圖模與工件的實際位置和角度完全一致即“模隨件動”，然后生成刀具軌跡和程序，最終完成加工。

2.2 “模隨件動”加工法實例

在一工作臺的X方向工作行程為800mm、Y方向工作行程為550mm的數控銑床上加工如圖1工件上寬60mm的槽（以下簡稱槽A），其設計基準和工藝基準都是工件上寬100mm的槽（以下簡稱槽B），槽B已經加工完成。

圖1

2.2.1 傳統的加工方案

工件在工作臺上如圖2中左圖定位（圖中的虛線為數控銑床工作臺在X、Y方向的工作行程范圍），這時需將槽B調整到與工作臺Y方向成15°角，再用對刀裝置找出工件的中心O的坐標，此時槽A的方向和位置才能確定，然后在計算機上建模、生成刀路和程序、完成加工。

上述方法也可以稍加改進，調整槽B與工作臺Y方向平行，其余步驟與上述相同。不管怎樣，都需要對工藝基準槽B的角度進行細致的調整，花費較長的時間，同時還不能消除定位誤差。

圖2

2.2.2 模隨件動”加工法思路與步驟

首先，將工件以任意角度放置在工作臺的任意位置如圖2，只要保證槽B和槽A在工作行程范圍內即可，這個位置和角度的估算很容易，將工件夾緊。用對刀裝置找出工件的中心O的坐標，用G54命令進行相應坐標系設定。

其次，利用機床的進給系統對槽B的角度進行測量。將百分表吸附到機床主軸上，調整工作臺位置使百分表觸頭接觸圖3中槽B側壁的B1位置，記錄此時主軸的坐標（X1，Y1）和百分表讀數，再調整工作臺位置使百分表觸頭接觸圖3中槽B側壁B2位置并保證百分表讀數與接觸B1位置時的讀數相同，記錄此時主軸的坐標（X2，Y2）。

第三，使用CAM軟件根據測量的數據繪圖、建模。以“CAXA制造工程師”軟件為例，根據坐標（X1，Y1）和（X2，Y2）繪制一條直線即槽B的方向線，這樣便確定了槽B在工作臺上的實際角度，再依據零件圖中各幾何要素間的關系便可準確畫出各部結構。

第四，在上述建模的基礎上，選擇軟件中合適的粗、精加工方案、參數便可生成粗、精加工刀具軌跡，再進行相應的后置處理就可生成G代碼，傳輸至機床系統，實現最終加工。

“模隨件動”加工法不需要工藝基準的刻意定位，首先可以大幅度縮減定位安裝的時間，提高加工效率。其次，工件在工作臺上的位置及角度可以有多種選擇，不易出現超出工作行程的情況。另外，消除了定位誤差，提高了加工精度。

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