nx cam多轴加工编程实践教程

《nx cam多轴加工编程实践教程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、21第1章多轴加工基础第1章多轴加工基础主要内容l多轴加工概述l多轴加工常见机床类型l多轴加工的优点l多轴加工常用数控系统l多轴加工刀具种类l多轴加工应用学习目标通过对多轴加工常见机床类型、常用数控系统、刀具种类和多轴加工的优点的介绍，初步了解多轴加工的应用。1.1多轴加工概述多轴加工可理解为在4轴（至少包含一个回转轴）及以上的数控设备上完成定向或联动加工。随着制造技术的发展，当前多轴数控加工设备越来越多地应用在航空航天、汽车等行业。多轴加工设备的种类很多，结构类型和控制系统都各不相同。多轴加工与3轴加

2、工编程相比，作为加工程序的NC代码的主体即是众多的路径坐标点，控制系统通过坐标点来控制刀尖参考点的运动，从而加工出需要的零件形状。在3轴加工编程的过程中，只需要通过对零件模型按照加工策略进行计算，在零件上得到点位数据即可。而在多轴加工中，不仅需要计算出点位坐标数据，还需要得到坐标点上的矢量方向数据，这个矢量方向在加工中通常用来表达刀具的刀轴方向，这就要求在编程中要考虑更多的因素及复杂的运算。目前，这项工作最经济的解决方案是通过计算机和CAM软件来完成，众多的CAM软件都具有这方面的能力。但是，这些软件在

3、使用和学习上难度比较大，编程过程中需要考虑的因素比较多，能使用CAM软件编程的技术人员成为多坐标加工的一个瓶颈因素。即使利用CAM21第1章多轴加工基础软件，从目标零件上获得了点位数据和矢量方向数据之后，并不代表这些数据可以直接用来进行实际加工。因为随着机床结构和控制系统的不同，这些数据如何能准确地解释为机床的运动，是多坐标联动加工需要着重解决的问题。因此，仅仅利用CAM软件计算出点位数据和矢量方向并不能真正地满足最终的加工需要（这些点位数据和矢量方向数据就是前置文件），还需要利用另外的工具将这些前置文

4、件转换成适合机床使用的加工程序，这个工具就是后处理。1.2多轴加工常见机床类型以五坐标联动的铣削机床为例，从结构类型上看，分为双转台、双摆头、单摆头+单转台三大类，每大类根据机床运动部件的运动方式的不同而有所不同。以直线轴Z轴为例，对于立式设备来说，人们编程时习惯以Z轴向上为正方向，但是有些设备是通过主轴头固定而工作台向下移动、刀具相对向上移动为Z轴正方向移动；有些设备是工作台固定而主轴头向上移动、刀具向上移动。在刀具参考坐标系和零件参考坐标系的相对关系中，不同的机床结构对三坐标加工中心没有什么影响，但

5、是对于多轴联动的设备来说就不同了，这些相对运动关系的不同对加工程序有着不同的要求。由于机床控制系统的不同，对刀具补偿的方式和程序的格式也都有不同的要求。加工中心一般分为立式加工中心和卧式加工中心。3轴立式加工中心最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。多轴数控加工中心具有高效率、高精度的特点，工件在一次装夹后能完成5个面的加工。如果配置5轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，非常适于加工汽车零部件、飞机结构件等工件的成型模具。根据回转轴形

6、式，多轴数控加工中心一般可分为以下几种方式：（1）双转台结构。（2）双摆头结构。（3）单摆头+单转台结构。1.2.1双转台结构双转台结构类型的机床是一个工作台做回转运动，另一工作台做偏摆运动，回转工作台附加在偏摆工作台上，随偏摆工作台的运动而运动，如图1-1所示。其中，回转工作台通常称为机床的第5轴，而偏摆工作台称为机床的第4轴。图1-2所示为一典型的双旋转工作台5轴联动铣床。这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴结构比较简单，刚性非常好，制造成本比较低。但工作台一般不能设计太大，承重也较小，特别

7、是当A轴回转角度≥90°时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。双转台结构类机床的特征如下：21第1章多轴加工基础（1）3个直线轴建立在笛卡儿坐标系上，符合右手法则。（2）旋转轴平行于直线轴，即A轴平行于X轴，C轴平行于Z轴。（3）旋转轴轴线正交。（4）工件在旋转工作台上。（5）第一个旋转轴作为机床的第4轴，它的旋转改变了第二个旋转轴的定向；第二个旋转轴作为机床的第5轴，它的旋转不改变第一个旋转轴的定向。（6）刀具的初始方向为Z轴的负方向。图1-1双转台机床结构图图1-2双转台机床1.2.2双摆头结

8、构双摆头结构类型的机床是通过主轴头在两个方向的旋转来实现5轴联动加工，如图1-3所示。图1-4所示是一台双旋转主轴头的龙门5轴联动铣床结构。图1-3双摆头机床结构图图1-4双摆头机床21第1章多轴加工基础这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴加工非常灵活，工作台也可以设计得非常大。在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，而采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一