一、引言

      CA D / C A M 軟件在我國（guó）機械製造業應（yīng）用已經多（duō）年, 最富有經濟效益或者說最能（néng）體現其必要性的方麵, 當屬其對複雜機（jī）加工（gōng）零件（jiàn）的設計（jì）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,它尤以曲麵設計造型和數控加工編程等功能（néng）強大而著名。

      MIK R O N U M C 60 0 加工中（zhōng）心具有五（wǔ）軸加工能力, 並具有立臥轉換功能, 其結構如圖（tú）1 所示。這種類型的五軸機床在編程和後處理過（guò）程中非常具有代表性。如何用E U CLI D 3 編製合理的五軸加（jiā）工程序? 所產生的數控程序（xù）是（shì）否正確? 在M IK R O N U M C6 0 五軸加工中心上會得（dé）到驗證。顯然這（zhè）裏麵包（bāo）含有極大（dà）的危險性, 整個過程的操作難點（diǎn）很多, 有的是不可預料（liào）的。通過在江（jiāng）西船用閥門廠對幾個零件的加工實踐, 探索到了解決此類問題的（de）途徑, 也使E U C LI D 3 軟件經受了（le）一次極嚴（yán）峻的考驗.

二、基本原理及思想

     如圖2 所示（shì）, 利用E U CLI D 3 軟件的C A D 模（mó）塊進行零件的造型設計, 然後用C AM 模塊對零件進行數控加工編程, 這（zhè）樣就可以得到該零件數控加工的刀位文件(C L 文件) 或APT 程序, 後處理程序結（jié）合機床數控係統的參數配置文件, .再將刀位文件或A PT 程序轉化為針（zhēn）對該機床的數控加工程序。

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

      按照機床結構及參數做出相應的（de）配置, 從而獲得其加工中心H e id en h a in 數控係統的配（pèi）置文件。首次使用E U C LID 3為U M C 60 0 編（biān）製加工程序之（zhī）前, 可以用圖4 所示的簡單零件加工來檢驗所做的配置（zhì）文件是否正確。圖中上麵的是毛坯, 下麵的是零（líng）件。用價10 的立（lì）銑（xǐ）刀將價30 柱麵（miàn）銑成（chéng）錐（zhuī）麵(五（wǔ）軸（zhóu）加工),然後（hòu）將錐的上部銑成叻20、高為5 的圓柱麵(三軸加工)。加工後檢測（cè）上部但0 圓柱偏（piān）心與否; 錐麵（miàn）下端起點位置（zhì）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（shí）際值的誤差。加工時分立式和臥式兩種情（qíng）況（kuàng）來進行（háng）。用這（zhè）種簡單零件的試加（jiā）工證明機床配置正確（què）時, 方-可進行較複雜的五軸加（jiā）工或三軸五軸（zhóu）混合加工等真實零件的加工。

三、加工實例

      為保證MIK R ON U M C6 0 0 五軸立臥加工中心的功能在（zài）以後的加工生產中能夠得到充分發揮, 對幾個加工零件均（jun1）采用立臥兩種加工方式。臥式加工有利有弊, 其優點是: 有的（de）零件, 如多麵體,一次裝夾定位後可以加工多個麵, 加（jiā）工精度能保證; 排屑容易。其缺（quē）點是: 加工麵朝向刀具不易觀察; 刀具離工作台近, 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（hòu）處理功能相當完善(既不產生錯誤, 又能發現問題)。

      圖sa 所示的零件, 頂（dǐng）部表麵為橢圓麵, 頂部中（zhōng）間有一橢圓（yuán）形的淺凹腔, 這兩個部位需要加工。毛（máo）坯形狀如圖5b 所示。零件頂部表麵采用五軸平行平麵加工, 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。凹腔部位的加工先采用三軸型腔加工, 再采用五軸清根加工出橢圓輪廓, 看看三（sān）軸加工和五軸（zhóu）加工的銜（xián）接是否光滑。

      這樣的零件在立式加工時非常容易, 三軸（zhóu）加工與五軸加工的銜接在CA M 編程時略有技巧, 隻要方法得當, 就能保證光滑銜接。臥式加工時, 若將零件直（zhí）接裝夾（jiá）在工作台回轉中心, 因工作台台麵與主軸頭相互位置的限（xiàn）製（zhì）, 零件的某些部分加（jiā）工不到。若抬高零件, 則裝夾後的剛度不夠。將零（líng）件安放在工作台（tái）的邊緣較理想, 但此時（shí）零件的坐標（biāo）係也移到邊緣, 需在C L 文件或A PT 程序開頭加一句（jù）“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（chéng）序。

      接著加工圖6 所示零件, 其側麵（miàn）是由長20 的線段繞一封閉曲線掃描而成, 該線段在沿曲線掃描時與垂直方（fāng）向的角度不斷變化, 但（dàn）在A IB I 和B ZA Z 兩段時保持角度為零不變。對此零件側麵的加工看似簡單, 其實不然。選用C A M 中的“ S W A R FC U T T IN G ” 加工（gōng）方式較為合（hé）適, 編程前（qián）, 在（zài）側麵的（de）下邊（biān）作一曲（qǔ）麵, 作為被處理麵(PR O C E SS S U R FA C E ),側麵作為驅動麵 (D R IV E S U R FA C E ), 這樣N C 程（chéng）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 四點（diǎn）處刀具將零件各啃掉（diào）一塊。檢查（chá）A PT 程序後發現（xiàn）, A l、A Z、B Z、B I 點處刀具矢量出現跨象限移動, 例如從第I 象限（xiàn）走到第1 象（xiàng）限（xiàn）, 或從第H 象限走到第IV 象限。這種（zhǒng）情況對於擺頭類（lèi）五軸機床（chuáng）不會產生任何（hé）問題（tí）, 但對於轉（zhuǎn）盤類五軸機床（chuáng）就會產生轉盤（pán）90。< C <l 80。的轉動, 這種動（dòng）作在五軸加工中被視為線性不好, 會產生加工表麵深度粗糙的問題, 直觀上（shàng）類似於過（guò）切現（xiàn）象。解（jiě）決這一問題的簡單辦法是在後處理程序中對該點附（fù）近的矢量（liàng）進行處理。主動的解決辦法是在造型時保證上述（shù）各點（diǎn）處的PA T C H 彼此（cǐ）相切。在具體處理（lǐ）時（shí）, 經過了若幹次的嚐試（shì）, 反複（fù）的分析和（hé）加工（gōng）仿真。

四、結論

      E U CLI D 3 C A D / C A M 一體化軟件在工廠的真實環境（jìng）中經受住了嚴峻的考驗。機械製造業的機加工零件千差萬別, 其加工（gōng）要求多種多樣, 在做設計造型和數控編程時肯定（dìng）會遇到這樣那樣的問題（tí）, 在與具體的機（jī）床相（xiàng）連時更會碰到一些困難, 也會發現（xiàn）前邊設計和編程中（zhōng）存在的錯誤。通過這次實踐（jiàn）, 學到了不少知識, 為如何正確使（shǐ）用E U CLI D 3 CA D / CAM 一體化（huà）軟件編製複雜五軸數控機床的加工程序積累了寶貴經驗, 希望與（yǔ）同行繼（jì）續探（tàn）討。