五轴联动铣削加工技术探究

五轴加工在多轴联动加工中的应用是最广泛的，所谓五轴加工是指在一台机床上至少有五个坐标轴，即三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴，主要用于加工复杂的曲面、斜轮廓以及不同平面上的孔系等。因为在加工过程中，刀具与工件的位置是可以随时调整的，从而能使刀具与工件达到最佳切削状态，提高机床加工的精度和表面质量。

下面以图7.3.1所示模型为例介绍五轴联动铣削加工的一般步骤，由于本系统无法自动切除材料，所以加工结果将不在下面显示。

图7.3.1 五轴联动铣削加工

Task1．新建一个数控制造模型文件

新建一个数控制造模型文件，操作提示如下：

Step1.设置工作目录。选择下拉菜单命令，将工作目录设置至D:\Creo2.9\work\ch07\ch07.03。

Step2.在工具栏中单击“新建”按钮，弹出“新建”对话框。

Step3.在“新建”对话框中，在选项组中选中单选项，在选项组中选中单选项，在文本框中输入文件名称five_milling，取消选中复选框，单击该对话框中的按钮。

Step4.在系统弹出的“新文件选项”对话框中的选项组中选择模板，然后在该对话框中单击按钮。

Task2．建立制造模型

Stage1．引入参考模型

Step1.单击功能选项卡区域中的“组装参考模型”按钮（或单击按钮，然后在弹出的菜单中选择命令），系统弹出“打开”对话框。

Step2.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型──five_milling.prt作为参考模型，并将其打开，系统弹出“元件放置”操控板。

Step3.在“元件放置”操控板中选择选项，然后单击按钮，完成参考模型的放置，放置后如图7.3.2所示。

Stage2．引入工件

引入如图7.2.3所示的工件，操作步骤如下：

Step1.单击功能选项卡区域中的按钮，在弹出的菜单中选择命令，系统弹出“打开”对话框。

Step2.从弹出的文件“打开”对话框中，选取三维零件模型──five_workpiece.prt，并将其打开，系统弹出“元件放置”操控板。

Step3.在“元件放置”操控板中选择选项，然后单击按钮，完成毛坯工件的放置，放置后如图7.3.3所示。

图7.3.2 参考模型

图7.3.3 制造模型

Task3．制造设置

Step1.单击功能选项卡区域中的“操作”按钮，此时系统弹出“操作”操控板。

Step2.机床设置。单击“操作”操控板中的“制造设置”按钮，在弹出的菜单中选择选项，系统弹出“铣削工作中心”对话框，在下拉列表中选择选项。

Step3.刀具设置。在“铣削工作中心”对话框中单击选项卡，然后单击按钮，弹出的“刀具设定”对话框。

Step4.在弹出的“刀具设定”对话框的选项卡中设置图7.3.4所示的刀具参数，设置完毕后依次单击和按钮，返回到“铣削工作中心”对话框。在“铣削工作中心”对话框中单击按钮，返回到“操作”操控板。

图7.3.4 设置刀具一般参数

Step5.创建基准平面ADTM1。在“操作”操控板单击按钮，在弹出的菜单中选择命令，系统弹出“基准平面”对话框。选取NC_ASM_FRONT基准平面为参考平面，然后在文本框中输入数值32.5，单击“基准平面”对话框中的按钮，完成ADTM1基准面的创建，如图7.3.5所示。

Step6.创建基准点APNT0。在“操作”操控板单击按钮，在弹出的菜单中选择命令，系统弹出“基准点”对话框，选取Step5中创建的平面ADTM1以及NC_ASM_RIGHT和NC_ASM_TOP三个基准平面为参考平面，单击“基准点”对话框中的按钮，完成点APNT0的创建，如图7.3.6所示。

Step7.设置机床坐标系。在“操作”操控板单击按钮，在弹出的菜单中选择命令，系统弹出图7.3.7所示的“坐标系”对话框。按住Ctrl键依次选择NC_ASM_TOP、NC_ASM_RIGHT基准平面和图7.3.8所示的曲面1作为创建坐标系的三个参考平面，单击按钮完成坐标系的创建。在“操作”操控板中单击按钮，此时系统自动选择了新创建的坐标系作为加工坐标系。

图7.3.5 创建基准面ADTM1

图7.3.6 创建基准点

图7.3.7 “坐标系”对话框

图7.3.8 创建坐标系

Step8.设置退刀面。在“操作”操控板中单击按钮，在系统弹出“间隙”设置界面（图7.3.9）中的下拉列表中选择选项，单击文本框，在模型树中选取基准点APNT0为参考，在文本框中输入数值150，在图形区预览创建的退刀面如图7.3.10所示。

Step9.单击“操作”操控板中的按钮，完成操作设置。(www.xing528.com)

图7.3.9 设置退刀间隙

图7.3.10 创建退刀面

Task4．加工方法设置

Step1.单击功能选项卡区域中的按钮，系统弹出菜单，选择命令。

Step2.在打开的菜单中选中图7.3.11所示的复选框，然后选择命令，在弹出的“刀具设定”对话框中单击按钮。

Step3.在系统弹出的“编辑序列参数曲面铣削”对话框中设置基本加工参数，如图7.3.12所示。设置完成后，选择下拉菜单菜单中的命令。接受系统默认的名称，单击“保存副本”对话框中的按钮，然后再次单击编辑序列参数“曲面铣削”对话框中的按钮，完成参数的设置。

图7.3.11 “序列设置”菜单

图7.3.12 “编辑序列参数曲面铣削”对话框

Step4.此时系统弹出菜单，依次选择命令。

Step5.在弹出的菜单中选择命令，然后在工作区中选取图7.3.13所示的加亮曲面（即叶片的上、下表面和侧面）。选取完成后，在“选择”对话框中单击按钮。

注意：

（1）在选取曲面时，可以右击模型树中，选择命令，将工件模型设为隐藏，这样便于选取曲面。

（2）在曲面选取完成后，可以右击模型树中，选择命令，取消工件隐藏，否则不能观察动态仿真加工。

Step6.在菜单中选择命令，系统弹出“切削定义”对话框，选中单选项，如图7.3.14所示。

图7.3.13 选取的曲面

图7.3.14 “切削定义”对话框

Step7.在栏中依次选中各项，然后单击按钮调整各个曲面上的切削方向，调整结果如图7.3.15所示，单击按钮，结果如图7.3.16，单击按钮完成切削的定义。

图7.3.15 “曲面标识”调整结果

图7.3.16 预览切削方向

Task5．演示刀具轨迹

Step1.在弹出的菜单中选择命令，随后系统弹出菜单。

Step2.在菜单中选择命令，系统弹出“播放路径”对话框。

Step3.单击“播放路径”对话框中的按钮，可以观察刀具的行走路线，如图7.3.17所示。单击栏可以查看生成的CL数据，如图7.3.18所示。

Step4.演示完成后，单击“播放路径”对话框中的按钮。

Task6．加工仿真

Step1.在菜单中选择命令，系统弹出“VERICUT7.1.5 by CGTech”窗口。单击按钮，观察刀具切割工件的运行情况，运行结果如图7.3.19所示。

图7.3.17 刀具行走路线

图7.3.18 查看CL数据

图7.3.19 NC检测结果

Step2.演示完成后，单击软件右上角的按钮，在弹出的“Save Changes Before Exiting VERICUT?”对话框中单击按钮，关闭仿真软件。

Step3.在菜单中选取命令。

Step4.选择下拉菜单命令，保存文件。