一、引言

      CA D / C A M 軟件在我國（guó）機械製造業應用已經多年, 最富有經濟效益或者說最能體現其必要性的方麵, 當屬其對複雜機加工（gōng）零件的設計與數控加工編程。E U CLI D 3 是當今流行的CA D / C A M 軟件之一,它尤以曲麵設計造（zào）型和數控加工編程（chéng）等功能強大而著名。

      MIK R O N U M C 60 0 加工中心具有五軸加工能力, 並具（jù）有立臥轉換功能, 其結構（gòu）如圖1 所示。這種類型的五軸機床在編程（chéng）和後處理過程中非常具（jù）有代表性。如何用E U CLI D 3 編製合理的五軸加工程序? 所產生的數控程序是否正確? 在M IK R O N U M C6 0 五（wǔ）軸加工中心上（shàng）會得到驗（yàn）證（zhèng）。顯然（rán）這裏麵包含有極大的危險性, 整個過程的操作難點很多, 有的是不可預料的。通過在江西船用閥門廠對幾個零件的加工實踐, 探索到了解決此（cǐ）類問題的途徑, 也使E U C LI D 3 軟件經受了一次極嚴峻的（de）考驗.

二、基本（běn）原理及思想

     如圖2 所示, 利用E U CLI D 3 軟（ruǎn）件的C A D 模（mó）塊進行零件的造型設計, 然後用C AM 模（mó）塊對零件進行數控加工編程, 這樣（yàng）就可以（yǐ）得（dé）到該零（líng）件數控加工的刀位文件(C L 文件) 或APT 程序, 後處理（lǐ）程序（xù）結合機（jī）床數控係統的（de）參數配置文件, .再將刀位（wèi）文件（jiàn）或A PT 程序轉化為針對該機床的數控（kòng）加工程序。

      M IK R O N U M G6 0 0 立臥五軸加工中心除X 、Y 、Z 三個方向直線運動外, 還帶有一個擺動盤和一個旋轉工作台。擺動盤的旋轉軸與工（gōng）作台的旋轉軸（zhóu）在（zài）Y 軸方向的（de）距離和擺（bǎi）動盤的旋轉（zhuǎn）軸（zhóu）與工作台台麵的距離, 都與後處理產生的（de）N C 程序正確與否密切相關。其幾何位置關係如圖（tú）3 所示。

      按照機床結構及參（cān）數做出相應的配置, 從而獲得其加工中心（xīn）H e id en h a in 數控係統（tǒng）的配置文件。首次使用E U C LID 3為U M C 60 0 編製（zhì）加工程序之前, 可以用圖4 所示的簡單零件加工來檢驗所做的（de）配（pèi）置（zhì）文件是否正確。圖中上麵（miàn）的是毛坯, 下麵的是（shì）零件。用價10 的立銑刀將價（jià）30 柱麵銑成錐麵(五軸（zhóu）加工),然後將錐的上部銑成叻20、高（gāo）為5 的圓柱麵(三軸（zhóu）加工)。加工後檢測上部但0 圓柱偏心與否; 錐麵下端起點位置A與功3 0 圓柱麵端點B 之間的距離理論值應為4 , 測量一下實際（jì）值的誤差。加工時分立式和（hé）臥式兩種情（qíng）況來進行。用這種簡單零件的（de）試加工證明機床配置正確時, 方-可進（jìn）行較複雜的五軸加工或三軸五軸混合加工等真實零件的加工。

三、加（jiā）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（jiā）工生產中能夠得到（dào）充分（fèn）發揮, 對幾個加工零（líng）件均采用立臥兩種加工（gōng）方式（shì）。臥式加（jiā）工有利有弊, 其（qí）優點（diǎn）是: 有的零件, 如多麵體,一次裝（zhuāng）夾定位後可以加（jiā）工多個麵, 加工精度（dù）能保證; 排屑容易。其缺點是: 加工麵朝向刀具不易觀察; 刀具離工作台近（jìn）, 易發生（shēng）碰撞, 給機床帶來危險。這就要求C A M 軟件及其後處（chù）理功能相當完善(既不產生錯（cuò）誤, 又能發現問題)。

      圖（tú）sa 所示的零件, 頂部表麵為橢（tuǒ）圓麵, 頂部中間有一橢圓形的淺凹腔, 這兩個部位需要加工。毛坯形狀如圖5b 所示。零件頂部表麵采用五軸平行（háng）平麵加工, 為了真正進行五軸加工, 可使刀具軌跡與零件側麵成某一角度。凹腔部位的加工先（xiān）采用三軸型腔加工, 再（zài）采用五軸清根加工出橢圓輪廓, 看看三軸加工和（hé）五軸加工的銜接是否光滑。

      這（zhè）樣的零件在立式加工時非常（cháng）容易, 三軸加工與五軸（zhóu）加工的銜接在CA M 編（biān）程時略有技巧, 隻要方（fāng）法得當, 就能保證光滑銜接。臥式加工時, 若將零件直接裝夾在（zài）工作台回轉中心, 因工作台台麵與主軸頭相互位置的限製, 零件的（de）某些部分加工（gōng）不（bú）到。若抬高零件, 則（zé）裝夾後的剛度（dù）不夠。將零件安放在工作台的（de）邊緣較理想, 但此時零件的坐標係（xì）也移到邊緣, 需在C L 文件或A PT 程序開頭加（jiā）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的N C 程序。

      接著加工圖（tú）6 所示零件, 其側麵是由長20 的（de）線段繞一封閉曲線掃描而成, 該（gāi）線（xiàn）段在（zài）沿曲線掃描時與垂直方向的角度不斷變化, 但（dàn）在A IB I 和B ZA Z 兩段時保持角（jiǎo）度為零不變。對此零（líng）件（jiàn）側麵的加工看似簡單, 其實（shí）不然。選用C A M 中（zhōng）的“ S W A R FC U T T IN G ” 加工方式較為（wéi）合適, 編程前, 在側麵的下邊作（zuò）一（yī）曲麵, 作為被處理麵（miàn）(PR O C E SS S U R FA C E ),側麵作（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!l工時發現在A l、A Z 、B l、B Z 四（sì）點（diǎn）處刀具將零（líng）件各啃掉一（yī）塊。檢查（chá）A PT 程序後發現, A l、A Z、B Z、B I 點處（chù）刀（dāo）具矢量出現跨象限移動, 例如從第I 象限走到第（dì）1 象限, 或從第（dì）H 象（xiàng）限走到第IV 象限。這種情況對於擺頭類五軸機床不會產生任何問題, 但對於轉盤類五軸機床就會產生轉盤90。< C <l 80。的轉動, 這種動作在五軸加工中被視為線性不好（hǎo）, 會產生加（jiā）工表麵深度粗糙的問題, 直觀上類似（sì）於過切現象。解決這一問題的簡單（dān）辦法是在後處理程序中對該點附近的矢量進行處理。主動的解決（jué）辦（bàn）法是（shì）在造型時保證上述各點處的PA T C H 彼此（cǐ）相切（qiē）。在具體處（chù）理時, 經過了若幹次（cì）的嚐試, 反複的分析和加工仿真。

四、結（jié）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中經受住了嚴峻的考驗。機械製造業的機加工零（líng）件千差萬別, 其加工要（yào）求多種（zhǒng）多樣, 在做設計造型和數控編程時肯（kěn）定（dìng）會遇（yù）到這樣那樣的問（wèn）題, 在與具（jù）體的機床相連時更會碰到一些（xiē）困難, 也（yě）會發現前邊設計和編程中存在的錯誤。通過這次實踐, 學到了不（bú）少知識, 為如（rú）何正確使用E U CLI D 3 CA D / CAM 一體化軟件（jiàn）編製複雜五軸數控（kòng）機床的加工程序積累了寶貴經驗（yàn）, 希望與同行繼續探討。