Cimatron CAD/CAM 在五面體加工中心上的應用

    五面體加工中心能夠保證一次裝夾后，完成多個面的加工，即：工件一次裝夾后，除安裝底面外的五個面加工，兼有立式加工中心和臥式加工中心的功能，在加工過程中可保證工件的位置公差，尺寸一致性較好。但五面體加工中心結構復雜，控制系統(tǒng)先進，造價昂貴，為了充分發(fā)揮其效率，對相應CAD/CAM軟件提出較高要求。由于Cimatron 11.0 CAD/CAM 軟件有較靈活的坐標變換功能及豐富的加工方法，較好適應五面體加工中心的要求，本文以日本OKUMA公司生產(chǎn)的MCR-BII五面體加工中心加工一箱體來具體說明Cimatron CAD/CAM 軟件在五面體加工中心的應用方法，整個加工流程圖如圖1所示。假設圖2所示箱體底面已經(jīng)加工完成，把底面作為基準面，同時也作為安裝平面，要求加工上頂面、四周大面及R面。MCR-BII五面體加工中心有帶有B、C軸的多功能銑頭，最小分度為5°, B軸角度可變范圍0 ~ 90°，C軸角度可變范圍0 ~ 360°。

圖1 五面體加工流程圖

    一、毛坯設定為在已知成型面基礎上加厚5mm，用WCUT 方式粗加工頂面及凹腔。機械坐標見圖2所示，Z軸垂直向上，坐標點即工件原點。加工范圍為上頂面最大輪廓，部分加工路徑見圖2所示。此時五面體加工中心的B、C軸角度為B=0°，C=0°，此時類似普通加工中心銑削方式。

圖 2 上頂面加工示意圖

    二、加工側面時，通過坐標旋轉得到如圖3所示的機械坐標，應用SRFPKT加工方式平行銑削側面。此時B、C軸的角度為B=90°，C=270°，銑削兩交面的R過渡面時，注意順、逆銑方式，以避免過切。其他面類同。坐標旋轉分兩個步驟：第一步驟為建立UCS坐標系，點擊Cimatron 右菜單的輔助菜單UCS，在其子菜單中點擊CREATE，建立新的UCS坐標名稱后，再進入建立UCS的幾種方式，在這里選擇ORIGN+ROT，接著選取參考坐標系即被旋轉的坐標系，指定旋轉原點，當問及是否旋轉時，選擇YES后選取UCS指定旋轉軸并確定角度、即建立新的UCS坐標系；第二步驟是建立與UCS相對應的加工機械坐標系。具體方法為點擊UCS子菜單中的ACTIVE，將選定的UCS定義為當前UCS坐標系，在UCS子菜單中選DISPLAY，將選取的UCS坐標顯示在當前屏幕上，進入NC系統(tǒng)后，當問及CREATING A　MACSYS時，選取YES，則建立與當前UCS對應的加工機械坐標系MACSYS。

圖 3 側面加工示意圖

    三、 本文值得強調(diào)的是加工前部R面的方法，由于刀具長度的限制，刀具垂直銑削行不通時，可以以一定的角度進行銑削，同時當R面上還有其他特征時，直接選擇加工范圍較麻煩，并且易造成刀具的突進，出現(xiàn)刀具與工件的碰撞現(xiàn)象，為此，需要建立一輔助參考面，見圖4所示，將要加工部分外輪廓垂直投影到輔助平面上。

圖 4 R面加工示意圖

    當用SRFPKT方式加工時，選擇投影在輔助平面上的輪廓線作為加工范圍來加工，就比較理想。加工路徑見圖4。在正式加工時，五面體加工中心B、C軸角度分別為B=45°，C=0°，如何選用刀具及加工參數(shù)不在本文討論范圍內(nèi)。

    當然，加工路徑經(jīng)過后置處理后，仍需對程序進行校核，使之符合機床性能要求，以防止在進退刀、換刀過程中出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，由以上可看出，利用Cimatron 11.0 CAD/CAM 的坐標變換功能及靈活的加工方法，可較圓滿地解決問題，使五面體加工中心的性能得以充分發(fā)揮。