Cimatron CAD/CAM 在五面体加工中心上的应用

我UG

五面体加工中心能够保证一次装夹后，完成多个面的加工，即：工件一次装夹后，除安装底面外的五个面加工，兼有立式加工中心和卧式加工中心的功能，在加工过程中可保证工件的位置公差，尺寸一致性较好。但五面体加工中心结构复杂，控制系统先进，造价昂贵，为了充分发挥其效率，对相应CAD/CAM软件提出较高要求。由于Cimatron 11.0 CAD/CAM 软件有较灵活的坐标变换功能及丰富的加工方法，较好适应五面体加工中心的要求，本文以日本OKUMA公司生产的MCR-BII五面体加工中心加工一箱体来具体说明Cimatron CAD/CAM 软件在五面体加工中心的应用方法，整个加工流程图如图1所示。假设图2所示箱体底面已经加工完成，把底面作为基准面，同时也作为安装平面，要求加工上顶面、四周大面及R面。MCR-BII五面体加工中心有带有B、C轴的多功能铣头，最小分度为5°, B轴角度可变范围0 ~ 90°，C轴角度可变范围0 ~ 360°。

图1 五面体加工流程图

    一、毛坯设定为在已知成型面基础上
    加厚5mm，用WCUT 方式粗加工顶面及凹腔。机械坐标见图2所示，Z轴垂直向上，坐标点即工件原点。加工范围为上顶面最大轮廓，部分加工路径见图2所示。此时五面体加工中心的B、C轴角度为B=0°，C=0°，此时类似普通加工中心铣削方式。
. a! `2 x( C. ~9 j) a( j* W8 |& T

图 2 上顶面加工示意图

    二、加工侧面时，通过坐标旋转得到如
& g- ?$ H7 `- D$ w    图3所示的机械坐标，应用SRFPKT加工方式平行铣削侧面。此时B、C轴的角度为B=90°，C=270°，铣削两交面的R过渡面时，注意顺、逆铣方式，以避免过切。其他面类同。坐标旋转分两个步骤：第一步骤为建立UCS坐标系，点击Cimatron 右菜单的辅助菜单UCS，在其子菜单中点击CREATE，建立新的UCS坐标名称后，再进入建立UCS的几种方式，在这里选择ORIGN+ROT，接着选取参考坐标系即被旋转的坐标系，指定旋转原点，当问及是否旋转时，选择YES后选取UCS指定旋转轴并确定角度、即建立新的UCS坐标系；第二步骤是建立与UCS相对应的加工机械坐标系。具体方法为点击UCS子菜单中的ACTIVE，将选定的UCS定义为当前UCS坐标系，在UCS子菜单中选 DISPLAY，将选取的UCS坐标显示在当前屏幕上，进入NC系统后，当问及CREATING A　MACSYS时，选取YES，则建立与当前UCS对应的加工机械坐标系MACSYS。

4 C, I, n5 H* w1 k% o" n- g( ^1 H
图 3 侧面加工示意图

    三、本文值得强调的是加工前部R面的方法，由于刀具长度的限制，刀具垂直铣削行不通时，可以以一定的角度进行铣削，同时当R面上还有其他特征时，直接选择加工范围较麻烦，并且易造成刀具的突进，出现刀具与工件的碰撞现象，为此，需要建立一辅助参考面，见图4所示，将要加工部分外轮廓垂直投影到辅助平面上。
3 `: m- m8 H- G  z) ?6 v

图 4 R面加工示意图

    当用SRFPKT方式加工时，选择投影在辅助平面上的轮廓线作为加工范围来加工，就比较理想。加工路径见图4。在正式加工时，五面体加工中心B、C轴角度分别为B=45°，C=0°，如何选用刀具及加工参数不在本文讨论范围内。
3 K( I, d7 c- v' d0 R0 u! r2 M    当然，加工路径经过后置处理后，仍需对程序进行校核，使之符合机床性能要求，以防止在进退刀、换刀过程中出现干涉现象，由以上可看出，利用 Cimatron 11.0 CAD/CAM 的坐标变换功能及灵活的加工方法，可较圆满地解决问题，使五面体加工中心的性能得以充分发挥。
( v. ?: I* M4 p5 C" v    参考文献：
    1 实用数控加工技术. 兵器工业出版社. 1995.4.
    2 Cimatron V11.0 用户手册. 南京天地精英软件有限公司
' {, p9 ?' ^- C    3 谢忠佑. Cimatron CAD/CAM 入门. 儒林图书有限公司