多轴数控加工技术

　　书中用转台四轴联动数控铣削双线圆柱凸轮、转台四轴定向联动加工圆形螺杆、双转台五轴定向联动加工笨风轮、叶轮模块创建刀路五轴加工分流叶轮、三轴车铣复合加工抛物线联轴器、四轴车铣复合加工椭球螺纹固定轴套和定制后处理器七个项目，诠释了四轴、五轴和车铣复合加工的刀路创建、后处理器建构和仿真加工验证。每个加工项目由学习目标、工学任务、相关知识、相关实践和思考与练习题五个环节组成，一个项目专门构建后处理器。项目内容由易到难、由单一到综合形成梯度，循序渐进。

　　周保牛，男，常州机电职业技术学院数控技术与应用专业教授，多年从事数控技术方面的教学与科研，具备较为丰富的教学经验、科研经验及教材编写经验。

项目一 转台四轴联动数控铣削双线圆柱凸轮
一、学习目标
二、工学任务
三、相关知识
（一）选用转台四轴联动数控镗铣床
1．机床结构
2．机床工艺能力及主要技术参数
（二）创建四轴联动加工关键技术
1．可变轴轮廓铣工序
2．驱动方式与曲线/点驱动
3．投影矢量与刀轴投影矢量
4．刀轴与远离/朝向直线刀轴
四、相关实践
（一）编制圆柱凸轮四轴加工工艺
1．分析图样选用加工设备及工装
2．拟定加工方案划分加工工序
（二）创建刀具轨迹
1．确定编程方案
2． 建模及准备工作
3．创建粗铣凸轮余弦槽刀轨
4．创建粗铣凸轮直线圆弧相切槽刀轨
5．创建精铣凸轮槽刀轨
6．创建刻双线字刀轨
（三）后处理生成NC代码程序
（四）操作加工
1．宇龙软件仿真加工
2．VERICUT软件仿真加工
3．实际机床加工
思考与练习题
项目二 转台四轴定向联动加工圆形螺杆
一、学习目标
二、工作任务
三、相关知识
（一）创建加工曲面刀具轨迹关键技术
1．多轴定向加工与联动加工
2．曲面驱动方式
3．垂直于驱动体投影矢量
4．四轴垂直于驱动体刀轴
5．四轴垂直于部件刀轴
6．四轴相对于部件刀轴
7．四轴相对于驱动体刀轴
四、相关实践
（一）编制加工工艺
1．分析图样选用加工设备
2．拟定加工方案划分加工工序
（二）创建刀具轨迹
1．确定编程方案
2．创建3+1定向粗加工工序
3．创建四轴联动半精加工工序
4．创建四轴联动精加工工序
（三）仿真加工
1．后处理
2．宇龙．仿真加工
3．VERICUT仿真加工
思考与练习题
项目三 双转台五轴定向联动加工笨风轮
一、学习目标
二、工学任务
三、相关知识
（一）选用五轴数控铣镗床
1．双转台五轴数控铣镗床
2．摆头转台五轴数控铣镗床
3．双摆头五轴数控铣镗床
4．五轴机床的联动与定向加工方式
（二）创建多轴加工刀轨关键技术
1．指定刀轴3+2定向加工
2．使用主MCS局部坐标系的3+2定向加工
3．侧刃驱动体刀轴
4．相对于矢量刀轴
5．双4轴在部件上刀轴
6．双4轴在驱动体上刀轴
四、相关实践
（一）编制工艺
1．分析图样选用工装
2．拟定加工方案
（二）拟定编制方案及准备工作
1．拟定编程方案
2．准备工作
3．创建工件坐标系
4．创建工件几何体
5．创建刀具
（三）创建工序
1．精铣顶面
2．粗钻铣定位孔
3．精钻铣定位孔
4．精铣顶齿侧面
5．精铣底齿侧面
6．精铣外圆
7．粗铣顶面同轴孔系
8．精铣顶面大孔
9．锥孔大头倒角
10．精铣锥孔
11．粗铣槽
12．半精铣槽左侧
13．半精铣槽底
14．精加工左右槽侧槽底
15．割断
（四）仿真加工
1．后处理
2．仿真加工
思考与练习题
项目四 叶轮模块创建刀轨五轴加工分流叶轮
一、学习目标
二、工学任务
三、相关知识
（一）叶轮加工技术
1．分析结构工艺性能
2．优选加工方法
（二）叶轮加工模块
1．多叶片粗加工
2．叶片精加工
3．轮毂精加工
4．叶根圆角精加工
5．插补矢量刀轴
（三）几种刀轴
1．插补角度至部件/驱动刀轴
2．垂直于部件刀轴
3．垂直于驱动体刀轴
4．相对于部件刀轴
5．相对于驱动体刀轴
6．朝向点/远离点刀轴
三、相关实践
（一）制订叶轮加工方案
1．分析零件图样及模型
2．拟定加工编程方案
（二）准备工作
1．导入叶轮文件
2．进入叶轮模块
3．建立工件坐标系
4．创建工件几何体
5．创建叶轮几何体
6．创建刀具
（三）创建工序
1．3+2定位型腔铣开粗
2．粗铣轮毂
3．精铣小圆锥
4．包覆精加工
5．精铣叶片
6．精铣轮毂
7．精铣叶根圆角
8．整体叶轮刀轨及动态模拟结果
（四）操作加工
1．后处理
2．宇龙仿真加工
3．VERICUT仿真加工
思考与练习题
项目五 三轴车铣复合加工抛物线联轴器
一、学习目标
二、工学任务
三、相关理论知识
（一）编制车铣复合加工工艺
1．XZC三轴动力刀架车铣复合机床加工能力
2．选用车铣复合机床
3．编制车铣复合加工工艺原则
（二）创建刀轨
1．创建几何体
2．创建刀具
3．创建工序
4．切削区域
5．粗车切削策略
6．精车切削策略
7．车削刀轨设置
8．车削余量
9．车削拐角
10．车削轮廓类型
11．车削轮廓加工
12．车削进刀/退刀
13．车槽
14．车螺纹
15．进给率和速度
四、相关实践
（一）编制加工工艺
1．分析零件工艺性能
2．确定加工方案
（二）创建右端刀轨
1．准备工作
2．创建几何体
3．创建刀具
4．创建粗车右端外轮廓刀路
5．创建外轮廓精车刀路
6．创建车右端外槽刀路
7．创建车右端外螺纹刀路
（三）创建左端刀轨
1．创建左端主工件坐标系
2．创建车削左端工件几何体
3．创建车削左端车削工件几何体
4．创建加工左端刀具
5．创建车削左端面刀路
6．创建粗车左端外轮廓刀路
7．创建左端外轮廓精车刀路
8．创建铣削左端几何体
9．创建水平刀具铣削左端面槽刀路
10．创建垂直刀具铣削左柱面槽刀路
（四）后处理
1．开始事件头HEAD连接车削加工方法
2．开始事件头HEAD连接水平铣削加工方法
3．开始事件头HEAD连接垂直铣削加工方法
4．后处理右端刀路
5．后处理左端刀路
（五）加工
1．宇龙数控仿真加工
2．VERICUT仿真加工
思考与练习题
项目六 四轴车铣复合加工椭球螺纹固定轴套
一、学习目标
二、工学任务
三、相关知识
（一）编制车铣复合加工工艺
1．选用车铣复合机床
2．编制车铣复合加工工艺原则
（二）孔加工固定循环
1．中心线孔加工固定循环
2．任意位置孔加工固定循环
四、相关实践
（一）编制加工工艺
1．分析零件工艺性能
2．确定加工方案
（二）创建右端刀轨
1．准备工作
2．创建几何体
3．创建刀具
4．创建车右端面刀路
5．创建右端钻中心线孔刀路
6．创建右端外轮廓粗车刀路
7．创建右端粗镗刀路
8．创建右端精镗刀路
9．创建车右端外轮廓精车刀路
10．创建右端车外槽刀路
11．创建车右端外螺纹刀路
12．创建右端垂直刀具铣键槽刀路
（三）创建左端刀路
1．创建几何体
2．创建刀具
3．创建车左端面刀路
4．创建左端外轮廓粗车刀路
5．创建左端粗镗孔刀路
6．创建左端精镗孔刀路
7．创建左端外轮廓精车刀路
8．创建左端铣削工件几何体
9．创建垂直刀具铣削扳手座刀路
11．创建水平刀具钻削端面孔刀路
（四）后处理
1．补全所需加工方式
2．将各工序内部粘贴在相应加工方式下
3．开始事件挂机头
4．后处理刀路
（五）加工
1．VERICUT仿真加工
思考与练习题
项目七 定制后处理器
三、相关知识
(一)后处理原由
1．后处理的必要性
2．后处理器要求
3．表示后处理器的三个文件
（二）刀路与事件及程序行
1．程序起始序列
2．工序起始序列
3．刀轨
4．工序结束序列
5．程序结束序列
四、相关实践
（一）创建FANUC转台四轴顺序换刀机床后处理器
1．搜集后处理数据
2．制定后处理方案
3． 创建后处理器
4．设定机床数据
5．设定程序头
6．顺序换刀
7．设定初始化程序行与加工方式判别
8．设置刀具半径补偿方式
9．设置运动方式
10．程序尾设定
11．程序段号设定
12．修改NC程序文件扩展名
13．保存文件
14．验证
（二）创建SIEMENS840D双转台五轴随机换刀机床后处理器
1．搜集后处理数据
2．制定后处理方案
3． 创建后处理器文件
4．设定机床数据
5．设定程序头
6．设置刀轨开始
7．随机换刀
8．设置初始移动
9．设置第一次移动
10．设置逼近移动
11．设置运动
12．设置工序结束序列
13．设置程序结束序列
14． 设定程序段号
15．修改NC程序文件扩展名
16．另存文件
17．验证
（三）创建XZC三轴动力刀架车铣复合机床后处理器
1．搜集后处理数据
2．制定后处理方案
3．创建XZ两轴车削后处理
4． 创建XZC三轴卧式铣削后处理
5． 创建XZC三轴立式铣削后处理
6． 链接XZC三轴车铣复合后处理
思考与练习题