一、引言

      CA D / C A M 軟件在我國（guó）機械製（zhì）造業應用已經多年, 最富（fù）有經濟效益或者說最能體現其必要性的方麵, 當屬其對複雜機加（jiā）工零（líng）件的設計與數（shù）控加（jiā）工編程。E U CLI D 3 是當今流行的CA D / C A M 軟件之一（yī）,它尤以曲麵設（shè）計造型和數控加工編程等功能（néng）強（qiáng）大而著名。

      MIK R O N U M C 60 0 加工中心具有五軸（zhóu）加工能力, 並具有立臥轉換功能, 其結構如圖1 所示。這種類型的五軸機床在編程和後處理過程中非常具有代（dài）表性。如何用E U CLI D 3 編製合理的五軸加（jiā）工程序? 所產生的數控程序是否正確? 在M IK R O N U M C6 0 五軸加工中心上會得到驗（yàn）證（zhèng）。顯然這裏麵包含有極大的危險性, 整個過程的操作難（nán）點很（hěn）多, 有的是不可預料的。通過在江西船（chuán）用閥（fá）門廠對幾個零件的（de）加工實踐, 探索到了解決此類問題的途徑, 也使E U C LI D 3 軟（ruǎn）件經受了一次極嚴峻的考驗.

二、基本原理及思想

     如圖2 所示（shì）, 利用E U CLI D 3 軟件的C A D 模塊進行（háng）零件的造型設計, 然後用C AM 模塊對零件（jiàn）進行數控加工編（biān）程, 這樣就可以得到該零件數（shù）控加工的刀位文件(C L 文件) 或APT 程序, 後處理程序結合機床數控係統的參數配置（zhì）文件（jiàn）, .再將刀位文件或A PT 程序轉化為針對該機床的數控加工程序。

      M IK R O N U M G6 0 0 立臥五軸加（jiā）工（gōng）中心除X 、Y 、Z 三個方向直線運動外, 還帶有一（yī）個擺動盤和（hé）一個旋轉工作台（tái）。擺動盤的旋轉軸與（yǔ）工作台的旋轉軸在Y 軸方向的距（jù）離和擺動盤的旋（xuán）轉軸與工作台（tái）台麵的（de）距離, 都與後處理產生的N C 程序正確與否密切（qiē）相關（guān）。其幾何位置關係如圖3 所示（shì）。

      按照機床（chuáng）結構（gòu）及參數做出相應的配置, 從而獲得其加工中心H e id en h a in 數控係統的配置（zhì）文件。首次使用E U C LID 3為U M C 60 0 編製加工程序之前, 可以用圖4 所示（shì）的簡單零件加工來檢驗所做的配置文件是否正確。圖中上麵的是（shì）毛坯, 下麵的是零（líng）件。用價10 的立銑刀將價30 柱麵銑成錐麵(五軸加工),然後將錐的上部銑成叻20、高為5 的圓柱麵(三軸（zhóu）加工)。加工（gōng）後檢測上部但0 圓柱偏心（xīn）與否; 錐麵（miàn）下端起點位置A與功3 0 圓柱麵端（duān）點B 之間的距（jù）離理論值應為4 , 測量（liàng）一下實際值的誤差（chà）。加工時分立式和臥式兩種情況來進行。用這種簡單零件的試加工證明機床配置正確時, 方-可進行較複雜的五軸加工或三軸五軸混（hún）合加工等（děng）真實零件的加工。

三、加工實例

      為保證MIK R ON U M C6 0 0 五軸立臥加工中心的功能在以後的加工生產中能夠得到充分發揮（huī）, 對幾個加工零件均采用立臥兩種加工方式。臥式加工有利有弊, 其（qí）優點是: 有的零件（jiàn）, 如多麵體,一次裝夾定位後可以（yǐ）加工多個麵, 加（jiā）工（gōng）精度能保證; 排屑容易。其缺點是: 加工麵朝向刀具不易觀（guān）察; 刀具離工作台（tái）近, 易發（fā）生碰撞, 給機床帶來危（wēi）險。這就要（yào）求C A M 軟件及其後處理功能相當完善(既不產（chǎn）生錯誤, 又能發現問題)。

      圖sa 所示的零件（jiàn）, 頂部表麵為橢圓（yuán）麵, 頂部中間有（yǒu）一（yī）橢圓形的（de）淺（qiǎn）凹腔, 這兩個部位需要加工。毛坯形狀如圖5b 所示。零件頂（dǐng）部表麵采用五軸平行平麵加工, 為了真正進行五軸（zhóu）加工, 可（kě）使刀具軌跡（jì）與（yǔ）零件側麵成某一角度。凹腔部位的加工先采（cǎi）用三軸型腔加（jiā）工, 再采用五軸清根加（jiā）工出橢圓輪廓, 看看三軸加工和（hé）五軸加工的銜接是否光滑。

      這樣的零件在立式加工時非常容易, 三軸加工與五軸加工的（de）銜接在CA M 編程時略有技巧, 隻要方法得當, 就能保證光滑銜接。臥式加工時, 若將零件直接（jiē）裝夾在工作台回轉中心, 因（yīn）工作台台麵（miàn）與（yǔ）主軸頭相互位置的限製, 零件的某些部分加工不到。若抬高零件, 則裝夾後的剛度不夠。將零件安放在工作台的邊（biān）緣較理想, 但此時零件的坐標係也移到邊緣, 需在C L 文件或A PT 程序開頭加一句“T R A N S / x, y, z ” 說明偏移量, 就能確保後處理產生準確無誤（wù）的N C 程序。

      接著加工圖6 所示零件, 其側麵是由長20 的線段繞（rào）一封閉曲線掃描而成, 該線段在沿曲線掃描時與垂（chuí）直（zhí）方向的角度不斷（duàn）變化, 但在（zài）A IB I 和B ZA Z 兩段時保持角度為零不變。對（duì）此零件側麵（miàn）的加工看似簡單, 其實不然。選（xuǎn）用C A M 中的“ S W A R FC U T T IN G ” 加工方式較為合適, 編程前, 在側麵的下邊作一（yī）曲麵, 作為被處理麵(PR O C E SS S U R FA C E ),側（cè）麵作（zuò）為驅動麵 (D R IV E S U R FA C E ), 這樣N C 程序很容易就產生了。實際力（lì）!l工時發現在A l、A Z 、B l、B Z 四點處刀具（jù）將零件各啃掉一（yī）塊（kuài）。檢查A PT 程序後發現, A l、A Z、B Z、B I 點處（chù）刀具矢量出（chū）現跨象限（xiàn）移動, 例如從第（dì）I 象限走到第（dì）1 象限, 或從第H 象限走到第IV 象限。這種情況對於擺頭類（lèi）五軸機（jī）床不會產生任何問題（tí）, 但對於轉盤類五軸機床就會產生轉（zhuǎn）盤90。< C <l 80。的轉動, 這（zhè）種（zhǒng）動作在五軸（zhóu）加工（gōng）中被視為線性不好, 會產生加工表麵深度粗（cū）糙的問題, 直觀上類似於過切現象。解（jiě）決這一問題的簡單辦法是在後（hòu）處理程（chéng）序中對該（gāi）點附近的矢量（liàng）進行處理。主動的解決辦（bàn）法是在造型時保證上述各點處的PA T C H 彼此相切（qiē）。在具體（tǐ）處理時, 經過了（le）若幹次的嚐試, 反複的分析和加工仿真。

四、結論

      E U CLI D 3 C A D / C A M 一體化軟件在工廠的真實環境（jìng）中經受住了（le）嚴（yán）峻的考驗。機械製造業的機加工零件千差萬別, 其加工要求多種多樣, 在做設計造型和數控編程時肯定會遇到這樣那樣的問題, 在（zài）與具體的（de）機床相連時更會碰到一（yī）些（xiē）困難, 也會發現前邊（biān）設計和編程中存在的（de）錯誤（wù）。通過這次實踐, 學到了不少知識, 為如何正確使用E U CLI D 3 CA D / CAM 一體化軟件編製複雜五軸數控（kòng）機（jī）床（chuáng）的（de）加工程序積累了寶貴經（jīng）驗, 希望與同行繼續探討。