2.1.5 典型五轴定位加工案例

图2-72是用Cimatron软件在昆山牧野公司车间加工的某客户车灯模具件。一共四家软件参与加工，客户从软件编程方便性、加工时间、加工质量、使用刀具数量和中间是否有断刀碰撞等方面综合考察软件，最后选择了Cimatron。采用牧野机床的型号为D500，是摇篮结构的五轴机床。

此案例最终编程文档所在路径为：电子资源\五轴教程练习加工\第二章练习结果\车灯模具. elt。

图2-72是零件装夹图，零件毛坯大小为68mm×80mm×123mm，材料是模具钢，一共加工4.5h，图2-73是最终加工结果。

打开文件车灯模具.elt，如图2-74所示，先看看程序是如何编制的：在程序管理器里一共有8个TP，总共使用了6把刀具，为达到技术要求分几个方向加工，是一个非常典型的五轴定位加工的例子。

下面介绍各个TP的工艺。

1）第一个TP路径主要用来开粗、半精加工和清角。开粗分两个方向，第一个程序用到了五轴定位加工，“A”轴旋转90°加工，此目的是减小粗加工的刀长，提高刀具刚性。

2）第二个TP路径主要用来对顶部曲面半精加工和清根。清根用到了五轴定位加工，主要目的是减小刀长，提高刀具刚性，加工过程中不断刀。

3）第三个TP路径用来对顶部面的精加工和清根操作。由于刀具直径小，同样清根采用了五轴定位加工，减小刀长，提高刀具刚性，从而提高加工质量和效率。

4）第四个TP路径用来对侧面紫色面的半精加工。全部采用定位加工方式，先用大刀半精加工，再用小刀半精加工，最后清根，其中用到了五轴定位加工。

5）第五个TP路径用来对根部三张面半精加工。先采用传统加工方式进行根部清理，再采用局部铣里的流线加工方式进行半精加工，全部采用了五轴定位加工方式。

6）第六个TP路径用来对根部三张面精加工。全部采用了局部铣削加工策略，用到了五轴定位加工，程序的刀轴方向和半精加工一样。

7）第七个TP路径用来精加工和清根中部槽（模型上紫色面）具体的颜色面可通过：电子资源\“彩色的面”文件夹\车灯紫色面进行查看。先采用曲面铣削加工，再采用二次清根完成曲面的加工，全部采用定位加工方式。

8）第八个TP路径用来加工最顶部的水平区域。这个TP下的程序采用的是3轴加工，刀轴不需要旋转加工。

下面介绍一个五轴定位加工程序的编制练习，图2-75是练习文档的程序管理器，在最后一个TP下创建半精加工程序。

此练习参考文档的路径为电子资源\五轴教程参考文档\第二章参考文档\定位加工练习-车灯模具. elt。

1）打开练习文档，文档名为定位加工练习-车灯模具.elt，在最下面的TP创建一个半精加工程序，加工部位是中间紫色面，如图2-76箭头所指的。

2）单击程序向导条“创建程序”按钮，选择图2-77所示的加工工艺“曲面铣削”/“精铣所有”。

3）选择零件曲面。根据规则，选取集合03-light-walls，如图2-78所示，同时选择“开启自动边界”选项，一共有79个面被选择，如图2-79所示。

检查曲面可以不用选择，零件安全保护选择“激活”选项，如图2-79所示。

4）为本程序选择刀具直径为“4”的球刀“D4R2”，如图2-80所示。

5）切换到程序参数设置对话框，单击创建坐标系右侧的“进入”按钮，如图2-81所示，打开“创建新的坐标系”对话框。

6）在坐标系创建对话框中，刀轴方向选择“固定倾斜角度”，“倾斜角度”为“35”，“倾斜方向”为“90”，如图2-82所示。

提示：两个角度是如何给出的呢？通过滑动“倾斜角度”和“倾斜方向”两个按钮先大致定义一个加工时不干涉的刀轴方向，再给一个整数值即可，不一定非得给整数值，但给整数值显得简洁。

7）其他参数按照图2-83进行设置，新坐标系名称改成“A-35”，单击“确定”，完成坐标系的创建。在参数对话框有新坐标系出现了，如图2-84所示。

8）为此程序输入其他加工参数，切入和切出点以及公差余量按照图2-85设置，刀路轨迹和平行加工延伸按照图2-86设置，其余刀路参数采用系统默认值。

9）在“程序向导”对话框中单击“机床参数”按钮，按照图2-87设置“转速”参数为“12000”，“进给”参数为“3000”，最后在“程序向导”对话框中单击“保存并计算”按钮，计算出来的程序轨迹如图2-88所示。

此练习的答案所在路径为：电子资源\五轴教程练习结果\第二章练习结果\车灯模具. elt，读者可以参考答案接着做剩余的定位加工程序。