Cimatron CAD/CAM 在五面體加工中心上的應(yīng)用

    五面體加工中心能夠保證一次裝夾后，完成多個(gè)面的加工，即：工件一次裝夾后，除安裝底面外的五個(gè)面加工，兼有立式加工中心和臥式加工中心的功能，在加工過程中可保證工件的位置公差，尺寸一致性較好。但五面體加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制系統(tǒng)先進(jìn)，造價(jià)昂貴，為了充分發(fā)揮其效率，對(duì)相應(yīng)CAD/CAM軟件提出較高要求。由于Cimatron 11.0 CAD/CAM 軟件有較靈活的坐標(biāo)變換功能及豐富的加工方法，較好適應(yīng)五面體加工中心的要求，本文以日本OKUMA公司生產(chǎn)的MCR-BII五面體加工中心加工一箱體來具體說明Cimatron CAD/CAM 軟件在五面體加工中心的應(yīng)用方法，整個(gè)加工流程圖如圖1所示。假設(shè)圖2所示箱體底面已經(jīng)加工完成，把底面作為基準(zhǔn)面，同時(shí)也作為安裝平面，要求加工上頂面、四周大面及R面。MCR-BII五面體加工中心有帶有B、C軸的多功能銑頭，最小分度為5°, B軸角度可變范圍0 ~ 90°，C軸角度可變范圍0 ~ 360°。

圖1 五面體加工流程圖

    一、毛坯設(shè)定為在已知成型面基礎(chǔ)上加厚5mm，用WCUT 方式粗加工頂面及凹腔。機(jī)械坐標(biāo)見圖2所示，Z軸垂直向上，坐標(biāo)點(diǎn)即工件原點(diǎn)。加工范圍為上頂面最大輪廓，部分加工路徑見圖2所示。此時(shí)五面體加工中心的B、C軸角度為B=0°，C=0°，此時(shí)類似普通加工中心銑削方式。

圖 2 上頂面加工示意圖

    二、加工側(cè)面時(shí)，通過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)得到如圖3所示的機(jī)械坐標(biāo)，應(yīng)用SRFPKT加工方式平行銑削側(cè)面。此時(shí)B、C軸的角度為B=90°，C=270°，銑削兩交面的R過渡面時(shí)，注意順、逆銑方式，以避免過切。其他面類同。坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)分兩個(gè)步驟：第一步驟為建立UCS坐標(biāo)系，點(diǎn)擊Cimatron 右菜單的輔助菜單UCS，在其子菜單中點(diǎn)擊CREATE，建立新的UCS坐標(biāo)名稱后，再進(jìn)入建立UCS的幾種方式，在這里選擇ORIGN+ROT，接著選取參考坐標(biāo)系即被旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，指定旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)，當(dāng)問及是否旋轉(zhuǎn)時(shí)，選擇YES后選取UCS指定旋轉(zhuǎn)軸并確定角度、即建立新的UCS坐標(biāo)系；第二步驟是建立與UCS相對(duì)應(yīng)的加工機(jī)械坐標(biāo)系。具體方法為點(diǎn)擊UCS子菜單中的ACTIVE，將選定的UCS定義為當(dāng)前UCS坐標(biāo)系，在UCS子菜單中選DISPLAY，將選取的UCS坐標(biāo)顯示在當(dāng)前屏幕上，進(jìn)入NC系統(tǒng)后，當(dāng)問及CREATING A　MACSYS時(shí)，選取YES，則建立與當(dāng)前UCS對(duì)應(yīng)的加工機(jī)械坐標(biāo)系MACSYS。

圖 3 側(cè)面加工示意圖

    三、 本文值得強(qiáng)調(diào)的是加工前部R面的方法，由于刀具長度的限制，刀具垂直銑削行不通時(shí)，可以以一定的角度進(jìn)行銑削，同時(shí)當(dāng)R面上還有其他特征時(shí)，直接選擇加工范圍較麻煩，并且易造成刀具的突進(jìn)，出現(xiàn)刀具與工件的碰撞現(xiàn)象，為此，需要建立一輔助參考面，見圖4所示，將要加工部分外輪廓垂直投影到輔助平面上。

圖 4 R面加工示意圖

    當(dāng)用SRFPKT方式加工時(shí)，選擇投影在輔助平面上的輪廓線作為加工范圍來加工，就比較理想。加工路徑見圖4。在正式加工時(shí)，五面體加工中心B、C軸角度分別為B=45°，C=0°，如何選用刀具及加工參數(shù)不在本文討論范圍內(nèi)。

    當(dāng)然，加工路徑經(jīng)過后置處理后，仍需對(duì)程序進(jìn)行校核，使之符合機(jī)床性能要求，以防止在進(jìn)退刀、換刀過程中出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，由以上可看出，利用Cimatron 11.0 CAD/CAM 的坐標(biāo)變換功能及靈活的加工方法，可較圓滿地解決問題，使五面體加工中心的性能得以充分發(fā)揮。