一些CimatronE 五轴加工中灵活的刀具倾角的策略

小黄豆

本文提纲：1、CimatronE 5轴市场应用状况
　　2、灵活的刀具倾角策略在5轴编程中的重要作用
　　3、详细介绍CimatronE 5轴灵活刀具倾角策略
　　4、结束语
# r; _7 ?, _# o- u: x# Z　　近几年来，根据制造业的不断需求，Cimatron公司从E7版本开始在产品线上增加了超强的5轴产品加工模块；由于 Cimatron公司对市场的敏锐把握，Cimatron用户（包括教育用户）数量一直以直线上升态势发展，行业涉及航空、航天、军工、汽车和医疗器械，软件的功能提高了客户的产品质量和生产效率，得到了客户的一致好评，为他们创造了前所未有的价值。持续技术革新，把5轴加工能力保持在世界一流水准用以高端产品加工是Cimatron集团公司永不改变的目标。
  S4 V$ Q- K% ^2 l; w2 a　　CimatronE 5轴刀具倾角策略在编程的重要作用：
　　下面的图片是CimatronE产品加工里5轴的编程界面，图片“刀轴控制”实际就是刀具的倾角控制，位置和曲面路径（曲面路径就是加工工艺策略）相邻，它起着很重要的作用，编制程序时是必须要考虑的一项内容，它决定刀路是否合理甚至决定是否能够生成刀路轨迹，使用者必须根据实际零件特点灵活选择倾角策略。

　　CimatronE 5轴灵活刀具倾角策略详细介绍：
　　我们说CimatronE刀轴倾角策略灵活，是因为它根据目前市场产品加工的特点，给出了多达11个选项的倾角策略，见上图所示，这些选项允许用户编程工程师根据实际的零件的特点，灵活选择倾角策略以便达到理想的加工效果。下个图表对倾角策略的功能进行了归纳，并举出了实际加工的实例。
　　倾斜策略汇总
) U) H2 F6 I4 d6 t& {! i　　项目/序号 倾斜策略  策略描述  图片说明  实际举例  实际举例说明
- ~. a2 ?% b7 `$ p4 X, y3 b, r* Q& w　　1 没有倾斜，保持和曲面垂直  刀轴方向和面的法向成零角度    使用端刃加工绿色面
7 ]( E1 }0 [; H2 F! d) x4 V　　2 相对切削方向倾斜  刀轴方向和切削方向或切削方向的侧向成一定的角度    使用前倾角加工叶片面，避免刀尖切削
+ d: e4 F1 [/ b. `- G" ~　　3 根据角度倾斜  刀轴将从面的法向以一定角度倾斜至某个坐标轴或直线，倾斜方向为侧倾    刀轴和Z轴成一定角度，可以避免刀尖加工大力神杯下部曲面。
　　4 以固定角度倾斜至轴
( ^" f' J3 ^) o1 T' V; U; C　　刀轴将以某一个坐标轴或直线通过设置的角度倾斜至面的法向    绕着X轴倾斜0度，图示X轴是零件的轴向
/ b% [! h' S3 x* n) n9 g  S　　5 绕轴倾斜  刀轴在面的法向基础上绕某一个坐标轴或者直线倾斜一定角度，前倾或者后倾   使用牛鼻子刀具加工叶片面，刀轴绕Z轴旋转10度，图示Z向是夹盘的轴向
　　6 通过点倾斜
4 d& d4 S& X6 I, e( |8 }　　刀轴方向始终是从某一个点指向面上的点，点在面的上部    通过足球外的一个点来控制刀轴，加工里腔面
　　7 通过曲线倾斜  在加工过程中，刀轴方向的倾斜程度受曲线控制，根据不同的辅助选项，可有6个不同的结果。    使用特殊刀具，通过红色直线控制刀轴方向来加工弯管里腔
8 N. t5 {/ g% c" s1 U  _　　8 通过直线倾斜  刀轴方向趋于所选的直线方向，根据不同的辅助选项，可有2个不同的结果。    加工叶片圆角时，使用图中绿色直线控制刀轴方向
　　9 从点向外倾斜  刀轴方向始终从某个几何点指向加工面上的点，这个几何点在加工曲面的下面    加工顶部曲面，使用通过底面的中心点来控制刀轴方向
　　10 从曲线向外倾斜  加工过程中，刀轴方向从倾斜曲线指向加工曲面，曲线在加工面的下面，根据辅助选项的不同，可有5种结果    加工叶片根部圆角面，使用叶片底部红色曲线控制刀轴
9 ]. [4 ]# K" d8 S0 `; H7 R0 x1 X　　11 相对于叶轮切削层的倾斜  刀轴方向和叶轮流道面法向一致，可以通过辅助选项改变倾角值    加工流道使用此倾斜方式，结合干涉检查把流道加工到位。

5 F2 |; o& m; f- i5 A+ {

项目/序号	倾斜策略	策略描述	图片说明	实际举例	实际举例说明
1	没有倾斜，保持和曲面垂直	刀轴方向和面的法向成零角度			使用端刃加工绿色面
2	相对切削方向倾斜	刀轴方向和切削方向或切削方向的侧向成一定的角度			使用前倾角加工叶片面，避免刀尖切削
3	根据角度倾斜	刀轴将从面的法向以一定角度倾斜至某个坐标轴或直线，倾斜方向为侧倾			刀轴和Z轴成一定角度，可以避免刀尖加工大力神杯下部曲面。
4	以固定角度倾斜至轴	刀轴将以某一个坐标轴或直线通过设置的角度倾斜至面的法向			绕着X轴倾斜0度，图示X轴是零件的轴向
5	绕轴倾斜	刀轴在面的法向基础上绕某一个坐标轴或者直线倾斜一定角度，前倾或者后倾			使用牛鼻子刀具加工叶片面，刀轴绕Z轴旋转10度，图示Z向是夹盘的轴向
6	通过点倾斜	刀轴方向始终是从某一个点指向面上的点，点在面的上部			通过足球外的一个点来控制刀轴，加工里腔面
7	通过曲线倾斜	在加工过程中，刀轴方向的倾斜程度受曲线控制，根据不同的辅助选项，可有6个不同的结果。			使用特殊刀具，通过红色直线控制刀轴方向来加工弯管里腔
8	通过直线倾斜	刀轴方向趋于所选的直线方向，根据不同的辅助选项，可有2个不同的结果。			加工叶片圆角时，使用图中绿色直线控制刀轴方向
9	从点向外倾斜	刀轴方向始终从某个几何点指向加工面上的点，这个几何点在加工曲面的下面			加工顶部曲面，使用通过底面的中心点来控制刀轴方向
10	从曲线向外倾斜	加工过程中，刀轴方向从倾斜曲线指向加工曲面，曲线在加工面的下面，根据辅助选项的不同，可有5种结果			加工叶片根部圆角面，使用叶片底部红色曲线控制刀轴
11	相对于叶轮切削层的倾斜	刀轴方向和叶轮流道面法向一致，可以通过辅助选项改变倾角值			加工流道使用此倾斜方式，结合干涉检查把流道加工到位

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　　结束语：
　　从上个表里可以看出，不同的倾角策略功能是不同的，不同的零件选择了不同的倾角策略，多项的倾角策略给工程师对于不同的零件的编程提供了极大的便利。
# C6 {: B+ r, Y　　值得一提的时，选择倾角策略很多时候需要做一些CAD的工作，比如做一些控制刀轴倾角的点、直线和曲线（干涉检查还要做一些面）等等，CimatronE 5轴CAM环境中内置有CAD功能，可以帮助编程者很好的完成这项工作，不像其它软件不能把CAD功能集成在CAM环境下，在编程时显得十分麻烦，这也是CimatronE 5轴倾角策略灵活的一个主要原因。

JINR

就UG来说也能实现上面的功能，只是操作起来有些不同而已