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如何使五轴CNC加工变得简捷


  对于采用多轴机床的模具制造商来说,开发能充分发挥这些机床能力的CNC程序堪称难题。其目的就是以最有效的方式充分利用机床附加轴的移动(工作台或刀架),同时使模具具有良好的表面光洁度。
  近年来,机床的同步移动愈加复杂,也使CAM软件系统在数学和技术方面均面临难题。加工技术的飞速发展,使可用于运行机床的高效NC程序的同步开发变得困难。
  另外,为多轴机床而设计的软件产品必须易于使用,并能纠错。由于用于这些先进机床的材料、高精度刀具和附件成本非常昂贵,因此极微小的编程错误也会造成重大损失。
  基于这些前提,CAM软件开发商所面临的难题是如何将这些强大的编程功能与容易被用户所理解的编程过程结合在一起。必须明确地阐述这些功能,才能引导用户完成编程过程,从而避免在确定刀具轨迹时产生误差。同时,不会使编程过程变得僵化或具有局限性。
  旧式思维
  为了能向用户提供多种加工方案,CAM软件开发商总是将四轴、五轴加工分解成各种可用于各种刀具轨迹的专用功能。事实上,一些CAM开发商正是以他们能提供多种专用功能而感到自豪。
  开发该类型软件的代价,是使该系统的功能变得令人难以理解。典型的终端用户只能了解并利用有限的功能。业务繁忙的CNC程序员不可能记住CAM系统的众多功能的用途,因此他们通常只根据自己最熟悉的功能进行编程,而忽视了其它功能。
  四个经过简化的步骤
  关于先进加工功能的新理念均基于一种观点,即任何五轴加工功能(无论多么复杂),都可以用几个简单步骤进行界定。模具制造商采取了屡试不爽的方法设置模具生产程序:
  (1)需要加工的区域及加工顺序。这一步骤以部件外形的复杂程度为依据,往往最容易激发技术娴熟的机械师所具有的灵感。
  (2)加工区域中刀具轨迹应具有怎样的形状?是否应使刀具根据表面的参数化线条,按前后或上下顺序进行切削,并将表面边界作为引导呢?
  (3)如何引导刀具轴,使与刀具轨迹相吻合?这一点对于表面光洁度的质量,以及是否在狭小的空间内采用较短的硬质刀具非常重要。模具制造商需要充分地控制刀具,包括刀具倾斜时产生的前后倾角。此外,必须考虑许多机床的工作台或刀架在旋转时产生的角限位。例如,铣削/车削机床的旋转程度就存在限度。
  (4)如何转换刀具的切削路径?如何在刀具轨迹的起始点,控制刀具由于复位或产生的位移以及刀具必须在加工区域之间产生的位移?转换过程产生的位移在模具生产中非常关键,它可以消除证示线以及刀具产生的痕迹(可通过此后的手动抛光将其清除)。
  新思路
  沿袭机械师在决定对复杂部件进行五轴加工时的想法,是一个更好的开发CAM软件的方法。为什么要将五轴加工功能分解,而不是为程序员开发一种熟悉且易于理解的、单一的编程过程?
  这种先进技术将消除强大的功能和易用性之间的矛盾。通过将多轴加工方法简化成一种独特的功能,可使用户很快就能熟练地充分利用产品的所有功能。CAM具有这种新功能后,可使五轴加工具有最大限度的灵活性和紧凑性。
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