基于powermill数控五轴编程探索

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1、2014.21基于Powermill数控五轴编程探索王小刚（扬州工业职业技术学院，江苏扬州225127）摘要：归纳了五轴数控编程特点，结合工程实践，运用Powermill软件进行零件加工粗、精策略的选择生成刀轨。关键词：五轴编程；加工策略；Powermill软件优秀的数控程序是实现五轴优秀加工特点的重要条件，开展数控五轴编程实践意义重大。数控编程时应首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次刀轨直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命，因此应当保证刀具轨迹光滑平稳；最后刀具载荷直接影响刀具的寿命，要尽量使刀具载荷均匀。五轴加工CAM编程系统应具有很高的计算速

2、度、较强的插补功能、全程自动过切检查及处理能力、自动刀柄与夹具干涉检查、进给率优化处理功能、刀具轨迹编辑优化功能、加工残余分析功能等。比较成熟适用于五轴加工编程的有美国EDS公司UnigraphicsNX、英国DelCAM公司的Powermill、以色列的Cimatron软件。现结合英国DelCAM公司的Powermill对五轴编程进行实践分析。1五轴编程特点相对于三轴加工编程，五轴数控编程主要体现为编程难度增加、后处理复杂。编程难度增加，三轴加工中心在加工时，刀轴方向是不会改变的，运动方式也有限，编程相对简单；五轴加工时刀具和工件的相互位置在加工过程中

3、随时调整，刀轴方向不断改变，要注意干涉。后处理要考虑的因素更多，比如参数、驱动方法和刀轴、“指定部件”和“指定检查”等因素，本文结合案例主要进行五轴数控编程的粗、精加工分析。23+2轴与钻孔加工编程分析Powermill可使通常需要进行多次单独3轴操作的零部件加工仅通过一次装夹即可完成，可直接加工倒勾形面特征或面、水平面，使用机床为HURONK2X8-FIVE、系统是sin840D、刀具有D16R08L65、D10R2、E12L120、DILL5、装夹方法为三爪卡盘。制定数控加工工艺路线，分析零件的数控加工工艺，制定加工路线和加工策略，如表1所示。图1案

4、例零件图表12.1开粗加工策略Powermill中包含有多个全新的高效初加工策略，这些策略充分利用了最新的刀具设计技术，从而实现了侧刃切削或深度切削，主要包括赛车车加工、马蹄形连接区域清除、自动摆线加工、螺旋区域清除、残留粗加工等。对三维模型零件进行初加工的主要方法称之为三维区域清除策略，三维区域清除策略也称之为水线初加工，有多个二维材料清除方法来从零件的最上层轮廓，刀具向下切入到一个指定Z高度，全部清除此区域（切面）后，再下切到下一Z高度并重复上述过程，按用户指定的Z高度一个切面一个切面地，直到零件轮廓。本案采用偏置区域加工策略，三维区域清除策略可预先

5、设置公差和余量，以通过控制刀具路径的切削精度和残留在是加工比最大刀具长度深的侧壁。3+2轴加工时，进行标准X、Y、Z变换前，可首先对主轴和/或工作台进行分度处理，重新对齐定位刀具。在3＋2轴加工中必须应用合适的刀具路径切入切出和连接以及延伸，以防止和避免出现过切。3+2轴加工的重点内容首先是变换坐标系（主要是Z向），其余方式与三轴加工相同。其次后处理时选择原始的工作坐标系。加工如图1所示零件，材质6061T4，表面粗糙度Ra3.2，要求转换并分析零件，如有需要进行必要的编辑与修补；分析零件的数控加工工艺并确定各加工阶段的刀具与加工策略；对零件进行数控编程

6、及NC仿真加工；输出零件的数控加工程序并完成工艺单；完成零件的加工。根据所给的零件图及三维造型制定数控加工工艺方案。毛坯尺寸60*108，零件最小圆角R3.5，存在倒扣面、竖直收稿日期：2014-08-1020加工工序加工内容刀具加工余量（径向/轴向）公差平面铣削毛坯上表面D16R08L65000.1开粗偏置区域加工整体D16R08L650.50.50.1半精加工偏置区域加工残留模型3+2轴D16R08L650.50.50.1精加工最佳等高精加工3+2轴D10R2000.01精加工参考线精加工斜面、平行精加工中间端面E12L120000.01钻孔5孔3个

7、，五轴联动DILL5000.012014.21材料上的材料余量，余量指定加工后材料表面上所留下的材料量，可指定一般余量，也可在加工选项中分别指定单独的轴向和径向余量，本案基本参数设置及刀轨如图2所示。较小的粗加工刀具对部件进行二次区域清除加工。残留加工将局部切除原粗加工刀具路径（参考刀具路径）无法加工到的区域或是残留模型区域，如型腔区域的剩余材料或是残留模型中的残留材料。使用残留加工方法可降低刀具载荷，使随后的精加工操作能得到更稳定的材料切除率，本例子残留加工采用偏置区域加工策略，刀轨如图3(a)所示。2.2.2精加工PowerMILL通过沿Z轴向下投影

8、一预定义线框形状到模型来产生刀具路径。标准的平行、放射和螺旋几何形状直接通过在精