第二章 第2章 PowerMILL刀轴矢量控制方法

      刀轴矢量将保持通过一个读者设定的固定点，刀具将保持指向该固定点。在加工过程中，刀具轴的角度是连续变化的，它的现实方式是机床主轴头将连续运动，而刀具的刀尖部位保持相对静止，如图2-16所示。

　　在刀轴对话框中，选择朝向点选项后，对话框内容如图2-17所示。

      朝向点这种刀具轴矢量控制方法适用于凸模型的加工，特别是带有陡峭凸壁、带有负角面特征的零件的加工，而零件上的负角面特征的精加工往往会使用投影精加工策略来计算刀具路径，因此，多数情况下，朝向点选项是配合点投影精加工策略一起使用的，这方面的例子将在第三章中介绍，下面介绍一个使用朝向点刀轴矢量控制方法来加工凸模型的例子。
      例2-2　编制凸模零件侧壁精加工刀具路径                                                                   
　　如图2-18所示零件，要求编制零件陡峭侧壁精加工刀具路径。

［数控编程工艺思路］
      如图2-18所示零件是一个带深长陡峭侧壁的凸模零件。该零件侧壁最深处达到216mm左右。拟采用等高精加工策略编制侧壁型面的精加工刀具路径。由于刀具长度的限制（在本例中，选用刀具悬伸长为60mm的球头刀），在加工到侧壁深处时刀具夹持会与零件顶部相碰撞，这个例子拟采用朝向点的刀轴矢量控制方法来使刀具及其夹持偏离工件，从而避免碰撞。
［详细操作过程如下］
步骤一打开加工项目文件
      （１）复制加工项目文件到本地硬盘：复制*:\Source\ch2\2-2 tmx文件夹到E:\ PM MA2012目录下。
      （２）打开加工项目：在下拉菜单条中，执行“文件”à“打开项目”，打开“打开项目”对话框，选择E:\ PM MA2012\2-2 tmx文件夹，单击“确定”按钮，完成项目打开。
      在本加工项目文件中，已经设置好了毛坯、快进高度、切削用量以及起始点和结束点等参数，并创建了一把直径为20mm的球头铣刀及其夹持，如图2-19所示。

步骤二 创建陡峭侧壁的加工边界
      在PowerMILL资源管理器中，右击边界树枝，在弹出的快捷菜单条中选择“定义边界”à“浅滩”，打开浅滩边界对话框，按图2-20所示设置边界1的生成参数。

设置完参数后，单击“应用”按钮，系统计算出图2-21所示边界。

 

[小提示]如果单击“应用”按钮后，未能创建出边界线，请使用默认参数重新计算一遍毛坯，然后再次计算边界　　
      单击“取消”按钮完成边界1的创建。

步骤三计算三轴等高精加工刀具路径
      （1）在PowerMILL综合工具栏中，单击刀具路径策略按钮，打开策略选取器对话框，在精加工选项卡中选择等高精加工，单击“接受”按钮打开等高精加工表格，按图2-22所示设置侧壁型面精加工参数。　

      在等高精加工表格的策略树中，单击剪裁树枝，调出剪裁选项卡，按图2-23所示设置刀路剪裁参数。

      在等高精加工表格的策略树中，双击切入切出与连接树枝，将它展开。单击连接树枝，调出连接选项卡，按图2-24所示设置连接参数。

      设置完参数后，单击“计算”按钮，系统计算出图2-25所示刀具路径。

 

      （2）为了查看刀具在铣削到侧壁深处时刀具夹持与工件的位置关系，在绘图区刀具路径上如图2-26所示位置单击，以选中刀具路径单段，然后右击鼠标，在弹出的快捷菜单条中选择“刀具路径：bn20-cbjing”，系统接着弹出快捷菜单条，选择“自最近点仿真”，系统立即将刀具附加到刀具路径上，如图2-27所示。

      如图2-27所示，三轴加工时刀具轴处于垂直状态，刀具在切入零件侧壁较低部位时，刀具夹持与零件侧壁发生碰撞。下面改变刀轴指向以避免发生碰撞。

      步骤四调整刀轴矢量，计算五轴加工刀具路径
      单击等高精加工表格中的重新编辑参数控钮，激活表格参数。在等高精加工表格的策略树中，单击刀轴树枝，调出刀轴选项卡，按图2-28所示设置刀轴参数。

      在图2-28所示刀轴对话框中，勾选显示刀轴复选框，此时可以在绘图区看到所设置的点（x=230，y=190，z=-300）在模型中的位置，如图2-29所示，如果位置不合适，可以即立更改点的坐标值。

      设置完参数后，单击“计算”按钮重新计算刀具路径，如图2-30所示。

      如图2-30所示，刀具轴在加工过程中会保持朝向设定的点，从而使刀具轴倾斜，刀具夹持偏离工件顶部，避免碰撞的发生。
      单击“取消”按钮关闭等高精加工表格。
      请读者特别留意这一点：在刀具路径的仿真过程中，读者可以很明显地看到刀具刀尖部位运动相对较小，而机床主轴则运动频繁、运动范围大。因此，从机床使用的角度来考虑，对于形状尺寸较小的零件，使用这样的加工方式是不太有利的，因为旋转轴变化太大、太频繁了。但对于大尺寸的零件，主轴旋转就不会显得过于频繁。
［技巧］本例为读者编程提供另一种新的思路。即，在实际加工过程中，我们总是希望不要使用悬伸量过长的刀具来加工，因为悬伸量过长的刀具会大大降低加工尺寸精度和表面质量。在编制深长侧壁特征的精加工刀路时，使用朝向点或自点刀轴矢量控制方法计算五轴加工刀具路径，就可以做到使用短悬伸量的刀具来完成此类特征的加工。

步骤四保存项目文件
      在PowerMILL下拉菜单条中，执行“文件”à“保存项目”，保存该项目文件。