【正文】
xity of the motion between the tool and the workpiece,it is more difficult to get the programming of the NC machining than the the post processing is the main constraint in improving the effectivity of the machining tool just because of the difficult redevelopment,technique secrecy and so on.Based on resolving the two problems above,some relative research is done in this is one methods to realize the post processing :It is the redevelopment of the general module based on the pro/e.The research of the paper have some important significance at resolving the problem of and improving the effectivity of NC machining programmingKey words: NC machining programming。coordinatetransformation。在復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工方面,五軸聯(lián)動加工更是具有三軸加工所不能比擬的的優(yōu)勢。2)對于直紋面的加工,五軸加工可以采用側(cè)銑的方式一刀成型,加工質(zhì)量和加工效率高。4)五軸加工中刀具相對于工件具有良好的切削狀態(tài)。因此,五軸加工技術(shù)一直是數(shù)控加工領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一[15]。因為許多先進(jìn)武器裝備的制造,如飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克等的關(guān)鍵零件,都離不開高性能數(shù)控機(jī)床的加工。在此對數(shù)控編程技術(shù)的各方面內(nèi)容做一簡單概述。其后MIT組織美國各大飛機(jī)公司共同開發(fā)了APTII。以后又幾經(jīng)修改和充實(shí)。為此,在APT的基礎(chǔ)上,世界各國發(fā)展了帶有一定特色和專用性更強(qiáng)的APT衍生語言[3]。1975年,法國達(dá)索飛機(jī)公司引進(jìn)CADAM系統(tǒng),為己有的二維加工系統(tǒng)CALIBRB增加二維設(shè)計和繪圖功能,1978年進(jìn)一步擴(kuò)充,開發(fā)了CATIA系統(tǒng)。目前應(yīng)用較為廣泛的數(shù)控編程系統(tǒng)有APT一IV/SS、CADAM、CATIA、EUKLID、UGNX、INTERGRAPH、Pro/Engineer、MasterCAM、Cimatron E、Edge CAM等。要完成復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程,必須要用自動編程軟件來實(shí)現(xiàn)。復(fù)雜形狀零件幾何建模的主要技術(shù)內(nèi)容包線曲面創(chuàng)建及編輯技術(shù)、實(shí)體建模技術(shù)和特征建模技術(shù)等。刀具軌跡生成是復(fù)雜形狀零件數(shù)控加工中最重要同時也是研究最為廣泛的內(nèi)容,能否生成有效的刀具軌跡直接決定了加工的可能性、質(zhì)量和效率。零件實(shí)際加工之前,對所編制的數(shù)控加工程序進(jìn)行加工仿真驗證是十分的,特別是在多軸加工編程中,其作用更為突出。數(shù)控加工仿真通過軟件模擬加工環(huán)境、刀具路徑與材料切程來檢驗并優(yōu)化加工程序[3],可以有效地避免上述問題,提高編程效率與質(zhì)量。有效的后置處理對于保證加工質(zhì)量、效率與機(jī)床可靠運(yùn)行具有重要作用[3]。在以M系統(tǒng)中,考慮到具體機(jī)床的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)不同以及以M編程的獨(dú)立性,其自動生成的是相對于工件坐標(biāo)系的刀位文件,這個過程稱為前置處理。因此,這時需要設(shè)法把刀位文件轉(zhuǎn)換成特定數(shù)控機(jī)床能夠識別并且能夠執(zhí)行的數(shù)控程序,這個過程稱為后置處理[2]。機(jī)床運(yùn)動變換的作用就是根據(jù)具體的機(jī)床運(yùn)動結(jié)構(gòu)將刀位文件中的刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為機(jī)床各運(yùn)動軸的運(yùn)動數(shù)據(jù)。加工過程中,只有當(dāng)?shù)段稽c(diǎn)實(shí)際運(yùn)動為直線時,才能與編程精度相符合。因此,應(yīng)對該誤差進(jìn)行檢驗,若超過允許誤差時應(yīng)作必要修正。在多軸加工中,由于回轉(zhuǎn)半徑的放大作用,其合成速度轉(zhuǎn)換到機(jī)床坐標(biāo)時,會使平動軸的速度變換很大,超出機(jī)床伺服能力或機(jī)床、刀具的負(fù)荷能力。數(shù)控加工程序生成是指根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令格式將機(jī)床運(yùn)動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)機(jī)床程序代碼。自20世紀(jì)50年代由美國麻省理工學(xué)院設(shè)計APT語言以來,后置處理就成為編程的重要組成部分。1980年IBM公司為解決APT刀位源文件的處理推出了DAPP(Design Aid Post Processor)系統(tǒng),系統(tǒng)包括輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊等,可以利用它生成所需后置處理。隨著CAD/CAM一體化技術(shù)的出現(xiàn)及迅速發(fā)展。cessing)模塊。近年來,國內(nèi)對后置處理理論與技術(shù)也進(jìn)行了深入研究,取得了一定的成果。程筱勝,劉壯[10]對南京航空航天大學(xué)的超人CAD/CAM系統(tǒng)的通用后置處理系統(tǒng)進(jìn)行了研究,開發(fā)了具有交互式圖形系統(tǒng)用面的通用后置處理程序。在后置處理的有關(guān)技術(shù)方面,劉雄偉[13]探索了典型配置多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床后置處理的算法。韓向利,袁哲俊[11]對五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的后置處理算法原理和后置處理配置文件參數(shù)進(jìn)行了探索和設(shè)計。B軸特殊雙轉(zhuǎn)臺五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床后置處理算法。周艷紅、周濟(jì)[12]提出了通過后置處理實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床幾何誤差軟件補(bǔ)償?shù)脑砗退惴ā硒P民[14]研究了基于UG/open GRIP下的DMU60M特殊雙轉(zhuǎn)臺數(shù)控機(jī)床后置處理程序的開發(fā)。陳輝、王知行[10]基于UG/Post后置處理器,開發(fā)了并聯(lián)機(jī)床的后置處理。特別是在五軸加工領(lǐng)域,由于刀具與工件相對運(yùn)動以及機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,使得編程與后置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度更大。本文的研究對于如何提高五軸加工編程質(zhì)量和解決后置處理問題,具有一定的實(shí)際意義。五軸加工工藝的內(nèi)容包括機(jī)床選擇、刀具選擇、走刀路線規(guī)劃、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和進(jìn)給速度等[3]?,F(xiàn)對五軸加工工藝的其它內(nèi)容作簡單介紹。對于各種刀具的使用特點(diǎn)簡介如下[3]:平底立銑刀[(a)所示]在多坐標(biāo)加工中的應(yīng)用有側(cè)銑和端銑兩種方式。端銑方式在保證刀具不與型面干涉的前提下,盡可能使平底立銑刀底部貼近被加工表面進(jìn)行加工,從而改善切削條件,并有效抑止行間殘余高度。球頭刀[(c)所示]加工的刀具中心軌跡是由零件輪廓沿其外法線方向偏置一個刀具半徑而成。但是,球頭刀對于加工對象的適應(yīng)能力很強(qiáng),且編程與使用也較方便,是多軸加工的常用刀具。鼓形刀[(e)所示]多用來對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等零件中與安裝面傾斜的表面進(jìn)行三坐標(biāo)加工。鼓形刀不適于加工內(nèi)緣表面。對于底部狹窄的通道等情況的加工,采用錐形刀可在滿足結(jié)構(gòu)空間限制的情況下增加刀具的剛度,從而提高加工效率與精度。切削深度的提高會降低刀具使用壽命,但是影響不大。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中,一般的取值范圍為。提高也是提高生產(chǎn)率的一個措施,但與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。另外,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系,例如用立銑刀銑削模具鋼時,可采用120m/min左右。(r/min)主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來選定。進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。進(jìn)給速度與每齒進(jìn)給量有關(guān)。工件材料強(qiáng)度和硬度越高,選取的越小,反之則越大:硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量應(yīng)大于高速鋼銑刀。進(jìn)給速度的選擇,還需要注意零件加工的特殊情況。加工外圓弧時,切削點(diǎn)的實(shí)際進(jìn)給速度小于編程值。若刀具半徑與圓弧路徑的半徑接近時,實(shí)際進(jìn)給速度將變得很大,有可能損傷刀具和工件。 n一機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,r/min。 一每齒進(jìn)給量,mm/r Dc一刀具直徑,mm合理選擇切削用量的原則是,粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定。切削用量各要素中,任一要素的增加都會使刀具的耐用度下降,但影響程度不同,影響最大的是切削速度,切削速度稍一提高,刀具壽命就會有明顯的降低,其次是進(jìn)給速度,最小的是吃刀量。五軸數(shù)控加工刀具軌跡生成是數(shù)控編程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,主要方法如下:l)參數(shù)線法曲面參數(shù)線加工方法[]是多坐標(biāo)數(shù)控加工中生成刀具軌跡的主要方法,特點(diǎn)是切削行沿曲面的參數(shù)線分布,即切削行沿u線或v線分布,適用于網(wǎng)格比較規(guī)整的參數(shù)曲面的加工。不足之處是當(dāng)加工曲面的參數(shù)線分布不均勻時,切削行刀具軌跡的分布也不均勻。截平面法使刀具與曲面的切觸點(diǎn)軌跡在同一平面上。 截平面法加工的刀具跡 a)繞z軸旋轉(zhuǎn)的截平面 b)平行于x軸的截平面 c)任意角度截平面3)回轉(zhuǎn)截面法回轉(zhuǎn)截面法加工方法[]是采用一組回轉(zhuǎn)圓柱面去截取加工表面,截出一系列交線,刀具與加工表面的接觸點(diǎn)就沿著這些交線運(yùn)動完成曲面加工。 4)投影法投影法加工方法[]是使刀具沿