第二章 第2章 PowerMILL刀轴矢量控制方法

      自曲线定义刀轴矢量通过一条读者定义的曲线。同朝向曲线相类似，用于控制刀轴矢量的曲线需要预先使用参考线工具创建出来。刀轴矢量控制方式为自曲线控制时，在加工过程中，刀具刀尖部分保持连续运动，而机床的主轴头部分保持相对静止，如图2-83所示。

      在刀轴对话框中，选择自曲线选项后，对话框内容如图2-84所示。

例2-9 U形槽零件外表面精加工                                                            
　　如图2-85所示零件，要求编制零件内部型面的精加工刀具路径。

 

［数控编程工艺思路］
      如图2-85所示零件是一个U形槽零件。这个零件加工的困难之处在于，零件内型面最深处为160mm，并且整个零件的形状比较特殊，如何使用较短的刀具规划出行距均匀的刀具路径来是本例的重点。
［详细编程操作步骤］
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\2-7 from curve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”→“打开项目”，打开“打开项目”对话框，选择E:\ PMMA2012\2-7 from curve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16mm的球头铣刀及其刀具夹持。

步骤二 创建边界
    （1）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”→“轮廓”，打开轮廓边界对话框，按图2-86所示设置参数。

      单击轮廓边界对话框中的“应用”按钮，系统计算出图2-87所示边界。

      单击轮廓边界对话框中的“取消”按钮，关闭轮廓边界对话框。
      （2）水平投影边界：为增强边界的准确性，将三维边界投影为水平线。双击边界树枝，展开其分枝，右击边界1，在弹出的快捷菜单条中选择“编辑”→“水平投影”。
      （3）偏置边界：为了减小加工范围，将边界向内部偏置。再次右击边界1，在弹出的快捷菜单条中选择“编辑”→“变换”→“偏置…”，打开边界编辑工具条和偏置对话栏。
      在偏置对话栏中的距离栏输入-5（负数向边界内偏置，正数向边界外偏置），回车。单击边界编辑工具条中的勾按钮 ，完成编辑的边界1如图2-88所示。 

步骤三创建用于控制刀轴矢量的曲线   
      （1）选择曲线：在查看工具栏中，单击线框显示按钮   ，显示出模型的线框要素来。在绘图区选择图2-89所示的曲线。

      （2）在PowerMILL资源管理器中，右击参考线树枝，在弹出的快捷菜单条中选择“产生参考线”，系统即产生一条名称为1，内容为空的参考线。
      双击参考线树枝，展开其分枝，右击参考线1，在弹出的快捷菜单条中，选择“插入”→“模型”，创建出图2-90所示的参考线1来。

步骤四计算三轴三维偏置精加工刀具路径
      （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三维偏置精加工，单击“接受”按钮打开三维偏置精加工表格，按图2-91所示设置精加工参数。　

      在三维偏置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2-92所示设置连接参数。

      在三维偏置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2-93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2-94所示刀具路径。

      （2）参照练习2-2步骤三第（2）小步的操作方法，将刀具附加到刀路上，如图2-95 所示，可见刀具夹持会与零件发生碰撞。

      下面改变刀轴指向以避免发生碰撞。

步骤五计算五轴精加工刀具路径
      单击三维偏置精加工表格中的重新编辑参数控钮，激活表格参数。在三维偏置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2-96所示设置刀轴参数。

      设置完参数后，单击三维偏置精加工表格中的“计算”按钮重新计算刀具路径，如图2-97所示。

      如图2-97 所示，刀具轴在加工过程中会保持通过设定的曲线，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”按钮关闭三维偏置精加工表格。
      请读者注意，如图2-97所示刀路，还存在有两个问题，一是三维偏置刀路存在有两个方向的走刀，会在型面上留下交叉纹路，对于一些要求严格的模具零件，这种交叉纹路是不允许存在的。另一个问题是，加工过程如由于频繁更改走刀方向，导致机床主轴头（或工作台）运动过频，范围过大，这也是不太好的。下面通过加入一根引导线来解决这两个问题。

步骤六进一步优化五轴精加工刀路
      （1）取消激活刀路bn16-jing：在PowerMILL资源管理器中的刀具路径树枝下，右击刀路bn16-jing，在弹出的快捷菜单条中选择“激活”。
      （2）创建一条用于引导刀路的参考线：在绘图区选择图2-98所示三张曲面，在PowerMILL资源管理器中右击参考线树枝，在弹出的快捷菜单条中选择“产生参考线”，系统即产生出一条名称为2，内容为空的参考线。
      右击参考线2，在弹出的快捷菜单条中选择“插入”→“模型”，系统即将所选的三张曲面边界转换为参考线。

      在查看工具栏中，单击普通阴影按钮    ，将模型隐藏，可见参考线2如图2-99所示。在PowerMILL资源管理器中，右击参考线2，在弹出的快捷菜单条中选择“编辑”à“分离已选”，将参考线2分离为若干段。
在绘图区拉框选择如图2-100所示段，单击键盘中的DEL键，将它们删除。

      在PowerMILL资源管理器中，再次右击参考线2，在弹出的快捷菜单条中选择“编辑”→“合并已选”，系统即将参考线2合并为一整段，如图2-101所示。
      （3）修改精加工参数：在PowerMILL资源管理器中的刀具路径树枝下，右击刀路bn16-jing，在弹出的快捷菜单条中选择“激活”，将它激活。
      再次右击刀路bn16-jing，在弹出的快捷菜单条中选择“设置”，打开三维偏置精加工表格。单击编辑参数按钮 ，按图2-102所示设置。

      单击“计算”按钮，系统计算出图2-103所示刀路。

步骤七保存项目文件
      在PowerMILL下拉菜单条中，执行“文件”→“保存项目”，保存该项目文件。