MasterCAM在四軸、五軸加工中的應(yīng)用技巧

MasterCAM8.0新增加了多軸加工模塊，但在實(shí)際加工應(yīng)用中數(shù)控機(jī)床的控制器是不同的，在后置處理時(shí)，如果在MasterCAM8.0提供的后置處理文件夾Posts中找不到適合數(shù)控機(jī)床控制器的后置處理文件，或者經(jīng)過編輯某通用后置處理文件后，仍不能得到與數(shù)控機(jī)床控制器相適應(yīng)的后置處理文件，那么就無法將多軸加工模塊得到的NCI文件轉(zhuǎn)化成實(shí)際加工中可用的NC程序。
筆者在工作實(shí)踐中，通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化使某些常用、典型的四軸、五軸加工在MasterCAM8.0上得以實(shí)現(xiàn)，并且成功后置處理成適合加工實(shí)際的四軸、五軸數(shù)控銑床控制器格式的NC程序。
一、四軸加工的應(yīng)用 
     切刀成型輥的數(shù)控加工主要是通過用平銑刀和錐度成型刀在XK-715M機(jī)床（帶旋轉(zhuǎn)軸的三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床）上實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)軸上夾持的切刀成型輥相當(dāng)于第四軸——A軸，刀具在圓柱體上走空間曲線，就得到刀刃的型面。
     那么，如何建出這條卷在圓柱體上的空間曲線呢？
     首先，在MasterCAM8.0中，根據(jù)切刀理論刃口展開圖畫出不同刀具的中心軌跡展開圖，這是二維曲線。
     然后，利用主菜單的轉(zhuǎn)換→卷筒→串連，用串連的方式選取刀具軌跡曲線→然后設(shè)定卷筒直徑、旋轉(zhuǎn)軸X及曲線放置在圓柱體上的位置→確認(rèn)后再作出與卷筒直徑同樣大小的圓柱曲面，作為4軸曲線加工的導(dǎo)動(dòng)曲面，將空間曲線以投影方式投到圓柱面上進(jìn)行加工。
     雖然同樣是FANUC系統(tǒng)，但XK-715M機(jī)床和加工中心控制器的所使用的格式稍有區(qū)別，所以在用MasterCAM后處理產(chǎn)生NC程序之前需修改后置處理文件MPFAN.PST。
     方法如下：進(jìn)入文件→編輯→*.PST→找到系統(tǒng)默認(rèn)的MPFAN.PST文件，先作備份，如另存為MPFAN-1.PST文件，然后打開，找到下面清單中的變量rot_ccw_pos : 1，將其改為rot_ccw_pos : 0，并存盤。
# Rotary Axis Settings
# --------------------------
vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill
rot_on_x　: 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z
rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive 
    之后，進(jìn)入“NC管理”菜單→更改后置處理文件→選中MPFAN-1.PST文件，再對(duì)NCI文件進(jìn)行后置處理，產(chǎn)生符合XK-715M機(jī)床的NC格式。
二、 五軸加工的應(yīng)用
    以在FIDIA系統(tǒng)的T20上加工雙角度叉耳內(nèi)外形為例，說明用MasterCAM8.0實(shí)現(xiàn)T20上帶固定角度的五軸加工。
    T20的A、B角的是這樣定義的：A角繞X軸旋轉(zhuǎn)，B角繞Y軸旋轉(zhuǎn)，B角是主動(dòng)角，A角附加在B角上。T20的工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)，刀頭可以作A、B角旋轉(zhuǎn)。在MasterCAM建模時(shí)，首先要確定零件實(shí)際裝夾位置（不超過A、B角定義的范圍），構(gòu)圖面選擇要與零件實(shí)際裝夾面一致。
    加工叉耳內(nèi)外形時(shí)，實(shí)際上是T20的刀頭旋轉(zhuǎn)固定雙角度A、B角，然后走類似三軸的刀具路徑，但這種路徑相對(duì)裝夾面來說卻是三維空間線。
    分析最終產(chǎn)生的T20固定角度五軸加工NC程序，首先要加入刀頭的A、B角信息，然后再走出三維空間線。
1．在MasterCAM 8.0中獲得A、B角信息
    按照上述裝夾方式建出叉耳型面后，先作出待挖槽曲面的法失，然后在Front構(gòu)圖面（前視圖）分析該法矢的信息，其中的角度信息就是我們要求的B角值；再在3D構(gòu)圖面狀態(tài)，求出該法矢與Y軸的夾角，就得到A角的值。
2．在MasterCAM 8.0中得到實(shí)際可用的刀具路徑和NC程序
    先把待挖槽曲面定義成新的構(gòu)圖面，如Number 13，存儲(chǔ)后將刀具平面也選為13，然后象作三軸加工一樣作出刀具路徑。所得到的刀具路徑不能直接進(jìn)行后置處理，因?yàn)樗鼛щp角度，不能或不一定能后置處理成適合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把該刀具路徑經(jīng)模擬后存成幾何圖素，然后在Top構(gòu)圖面和Top刀具面的狀態(tài)下，選擇該幾何圖素，作 “Contour”加工。加工參數(shù)“計(jì)算機(jī)補(bǔ)償”和“控制器補(bǔ)償”均選“OFF”，“刀尖補(bǔ)償”選擇與上次刀具路徑一致。如此得到的新刀具路徑就相當(dāng)于幫系統(tǒng)把雙角度刀具路徑轉(zhuǎn)化成原始構(gòu)圖面（T面）中的刀具路徑，將其進(jìn)行通用后置處理后就得到T20刀頭旋轉(zhuǎn)固定A、B角后應(yīng)走的NC程序。