一、引言 Delca......



一、 引言
Delcam Plc 是世界領(lǐng)先的專業(yè)化CAD/CAM集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商。其軟件產(chǎn)品適用于具有復(fù)雜形體的產(chǎn)品、零件及模具的設(shè)計(jì)制造。廣泛地應(yīng)用于航

空航天、汽車、 船舶、內(nèi)燃機(jī) 、家用電器、輕工產(chǎn)品等行業(yè)。Delcam Plc是當(dāng)今全世界唯一擁有大型數(shù)控加工車間的CAD/CAM軟件公司。所

有的軟件產(chǎn)品都在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的測(cè)試。使得Delcam公司最能理解用戶的問(wèn)題與需求。
五軸加工被應(yīng)用在航天業(yè)已經(jīng)多年，主要應(yīng)用在尖端軍備制造方面，由于其對(duì)航空、航天、軍事工業(yè)的重要影響，以及技術(shù)上的復(fù)雜性，西方

工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直把五軸數(shù)控系統(tǒng)作為戰(zhàn)略物資實(shí)行出口許可證制度，從前幾年的東芝事件可見(jiàn)一斑，尤其在潛艇用螺旋漿、葉輪的制造方面

發(fā)揮了巨大的作用，上圖CIMT2003展會(huì)上PowerMILL和機(jī)床商合作做的五軸葉輪加工程序（如圖1 ）。過(guò)去模具界甚少使用五軸加工，問(wèn)題是

多軸機(jī)床的價(jià)格昂貴及NC程序制作困難。近來(lái)因?yàn)槟＞呓黄诰o迫及價(jià)格壓縮，使五軸加工受到模具業(yè)的重視，將是繼高速加工機(jī)后另一個(gè)有效

工具。主要優(yōu)點(diǎn)是加工整體復(fù)雜工件時(shí)，只要一次的工件夾持定位；另一個(gè)好處在于可使用較短刀具，以確保切削精度。在PowerMILL三軸及

高速加工功能倍受推崇的今天，本文將從多個(gè)方面介紹PowerMILL展示給我們的強(qiáng)大五軸功能。
二、 PowerMILL高級(jí)五軸功能簡(jiǎn)介及功能特點(diǎn)
PowerMILL標(biāo)準(zhǔn)概念的五軸加工可選模塊，完全可以實(shí)現(xiàn)定位五軸加工方式（3+2軸）；連續(xù)五軸加工方式，五軸可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且確保加工

頭在運(yùn)動(dòng)中間或改變軸向時(shí)不與工件及夾具碰撞。
新版 PowerMILL4.5 進(jìn)一步擴(kuò)展了其固定軸 5 軸加工功能和連續(xù) 5 軸加工功能。它現(xiàn)在包含有新的 SWARF 加工功能、5 軸輪廓和裁剪功能

以及 5 軸投影加工功能。5 軸加工刀具路徑可基于通過(guò)點(diǎn)或指向點(diǎn)加工或是自直線或到直線或驅(qū)動(dòng)曲面加工產(chǎn)生。用戶可全面控制前傾和側(cè)

傾角，從而使加工安全可靠。
使用PowerMILL進(jìn)行5軸加工的另外一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)是它支持使用全范圍的不同類型的切削刀具，這些刀具包括End mill，Tapered cutter

，和Ball-nose，Tipped-radius及 Off-centre， Tipped-radius等。現(xiàn)在有些系統(tǒng)僅限于使用 Ball-nose或End mill，很顯然，僅使用這兩

種類型的刀具有時(shí)并這不是最有效的刀具選擇。
PowerMILL自動(dòng)對(duì)產(chǎn)生的全部刀具路徑進(jìn)行刀具夾持和刀具的5 軸碰撞檢測(cè)，這樣可確保加工過(guò)程中不出現(xiàn)過(guò)切，這對(duì)加工葉輪、螺旋槳、工

模具內(nèi)部的小型型腔尤其重要。
Delcam針對(duì)航空航天及模具制造五軸加工實(shí)際需求而開(kāi)發(fā)一系列加工方式，PowerMILL提供加工通過(guò)點(diǎn)或指向點(diǎn)及到直線或自直線加

工,PowerMILL可自動(dòng)調(diào)整主軸前傾角和側(cè)傾角，以獲得最佳切削條件及避免主軸與工件的碰撞。在不同的加工情況，選擇各式刀具應(yīng)用如平刀

、錐形刀，以提升加工品質(zhì)及切削效率，并且PowerMILL中的大多數(shù)加工策略都可采用五軸加工方式來(lái)實(shí)現(xiàn)（如圖2），而達(dá)到最優(yōu)化的加工工

藝，。PowerMILL用于葉輪、葉片加工的連續(xù)五軸加工技術(shù)，使五軸數(shù)控加工技術(shù)在加工連續(xù)、平滑、復(fù)雜曲面方面更加簡(jiǎn)單、更安全。
五軸加工大大的降低刀具的損耗，雖然使用高速加工機(jī)可設(shè)定快速切削 ，縮短工時(shí)，但刀具磨耗往往是只發(fā)生在刀尖，這樣做相當(dāng)可惜且浪

費(fèi) 。使用五軸加工就有所不同了，刀具除了刀尖切削外，更多時(shí)候是使用刀腹切削，所以刀具利用率提升很多。
另外powerMILL還支持懸臂多軸、機(jī)器人多軸等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的編程需要。
PowerMILL五軸功能的友好界面與方便的操作方式，學(xué)習(xí)起來(lái)非常快捷，使操作者能在很短的時(shí)間內(nèi)掌握在過(guò)去認(rèn)為非常復(fù)雜五軸編程。
五軸設(shè)備的昂貴價(jià)格使用戶對(duì)程序的安全性、可靠性、平穩(wěn)性提出了更高的要求，PowerMILL的全程防過(guò)切功能，很大程度上解決了困擾擁有

五軸設(shè)備用戶的設(shè)備安全問(wèn)題、減少編程人員及機(jī)床操作人員的心理壓力，提供了很好的安全保證，減少編程人員及機(jī)床操作人員的心理壓力

。PowerMILL產(chǎn)生的刀具路徑的穩(wěn)定性和可靠性信心十足，放心地將這些刀具路徑放加工中心上進(jìn)行無(wú)人值守加工。并且PowerMILL的五軸用戶

可以在投入很少的費(fèi)用獲得真實(shí)機(jī)床的五軸仿真功能。
三、 PowerMILL高級(jí)五軸功能在五面體加工中的應(yīng)用
5 軸加工的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是僅需經(jīng)過(guò)一次裝夾即可完成復(fù)雜形狀零件的加工（圖 4）。和多次裝夾相比，它可極大地提高加工和生產(chǎn)能力，顯
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著縮短產(chǎn)品加工周期及加工成本。 5 軸加工中，由于刀頭可進(jìn)入工件內(nèi)部，刀具方向朝向工件表面，因此可使用短刀具加工。使用短刀具加
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工可提高切削速率而不增加刀具負(fù)荷，從而可提高刀具壽命，減少刀具損壞。 使用短刀具同樣可減少在用 3 軸加工加工深型芯和型腔過(guò)程中

經(jīng)常出現(xiàn)的刀具的振動(dòng)，從而可得到質(zhì)量更高的加工表面，減少、甚至避免極其耗時(shí)的手工打磨工序。
5 軸加工的另外一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是可使用 5 軸加工來(lái)加工形狀極其復(fù)雜的通常只能通過(guò)澆鑄方法加工的形體。對(duì)于快速原形和小批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)

，和鑄造方法相比，5 軸加工能快速交貨。
對(duì)于很多具有不同復(fù)合角度的的孔系，同樣也使五軸加工極其適合的加工領(lǐng)域，如果使用三軸設(shè)備，那么每個(gè)不同的復(fù)合角度的孔都要進(jìn)行一

次裝夾，才能實(shí)現(xiàn)，而PowerMILL提供給你的五軸功能是可以自動(dòng)識(shí)別模型中的孔，包括其他CAD軟件設(shè)計(jì)的零件（如圖 5）， 并且自動(dòng)生成

加工程序，并且可以采用具有高切削性能的銑刀，用螺旋的方式，對(duì)不同孔徑的孔用同一把刀具進(jìn)行加工，很大程度上提高了加工效率及加工

質(zhì)量。
四、 PowerMILL高級(jí)五軸功能在復(fù)雜葉輪加工中的應(yīng)用
大家普遍認(rèn)為五軸數(shù)控加工技術(shù)是解決葉輪、葉片、螺旋漿等加工的惟一手段，在設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜曲面遇到無(wú)法解決的難題，就會(huì)求助五軸加

工技術(shù)。早在20世紀(jì)60年代，國(guó)外航空工業(yè)生產(chǎn)中就開(kāi)始采用五軸數(shù)控銑床。雖然隨著五軸設(shè)備的外界封鎖以及價(jià)格的逐步下降，模具行業(yè)開(kāi)

始采用五軸設(shè)備來(lái)解決問(wèn)題，但是五軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用仍然是航空、航天及其相關(guān)工業(yè)的用戶居多。葉輪葉片的加工也仍然是這部分用戶極為