四轴加工
MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧
一、四轴加工的应用
卫生巾切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。
那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？
首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。
然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。
虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。
方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量
rot_ccw_pos : 1，将其改为rot_ccw_pos : 0，并存盘。
# Rotary Axis Settings
# --------------------------
vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill
rot_on_x : 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z
rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive
之后，进入“NC管理”菜单→更改后置处理文件→选中MPFAN-1.PST文件，再对NCI文件进行后置处理，产生符合XK-715M机床的NC格式。
二、五轴加工的应用
以在FIDIA系统的T20上加工双角度叉耳内外形为例，说明用MasterCAM8.0实现T20上带固定角度的五轴加工。
T20的A、B角的是这样定义的：A角绕X轴旋转，B角绕Y轴旋转，B角是主动角，A角附加在B角上。T20的工作台不旋转，刀头可以作A、B角旋转。在MasterCAM建模时，首先要确定零件实际装夹位置（不超过A、B角定义的范围），构图面选择要与零件实际装夹面一致。
加工叉耳内外形时，实际上是T20的刀头旋转固定双角度A、B角，然后走类似三轴的刀具路径，但这种路径相对装夹面来说却是三维空间线。
分析最终产生的T20固定角度五轴加工NC程序，首先要加入刀头的A、B 角信息，然后再走出三维空间线。
1．在MasterCAM 8.0中获得A、B角信息
按照上述装夹方式建出叉耳型面后，先作出待挖槽曲面的法失，然后在Front构图面（前视图）分析该法矢的信息，其中的角度信息就是我们要求的B 角值；再在3D构图面状态，求出该法矢与Y轴的夹角，就得到A角的值。
2．在MasterCAM 8.0中得到实际可用的刀具路径和NC程序
先把待挖槽曲面定义成新的构图面，如Number 13，存储后将刀具平面也选为13，然后象作三轴加工一样作出刀具路径。所得到的刀具路径不能直接进行后置处理，因为它带双角度，不能或不一定能后置处理成适合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把该刀具路径经模拟后存成几何图素，然后在Top构图面和Top刀具面的状态下，选择该几何图素，作“Contour”加工。加工参数“计算机补偿”和“控制器补偿”均选“OFF”，“刀尖补偿”选择与上次刀具路径一致。如此得到的新刀具路径就相当于帮系统把双角度刀具路径转化成原始构图面（T面）中的刀具路径，将其进行通用后置处理后就得到T20刀头旋转固定A、B角后应走的NC程序。
MasterCAM V9在4轴和5轴加工中的应用
一、开发FIDIA T205轴后置处理程序
笔者利用MasterCAM V9提供的一个通用5轴后处理程序模板，即MPGEN5X_FANUC.PST，首先在充分了解模板的结构和内容的基础上，修改该程序模板的某些设置，即可得到适应FIDIA T20系统的5轴后
置处理程序。
1. FIDIA T20的配置
主轴头双摆动，B为主动旋转轴，A为从动旋转轴，B轴在XZ平面内摆动，A轴在YZ平面内摆动，
B轴的范围是±360°，A轴的范围≤＋104°
2. 修改MPGEN5X_FANUC.PST文件
针对FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件，如图1所示。
图1
二、5轴钻孔的应用
我们在实际加工中，往往需要钻曲面上的5轴法向孔或者石油钻头上的5轴切削齿孔，这些孔均要在T20上进行。以前的做法是在MasterCAM中先作出这些5轴孔的轴线，然后一根一根分析计算出每根线的B、A角度，最后手工在NC文件中输入B、A角度值。这种方法效率不高，而且容易出错。借助MasterCAM V9中Drill5ax的5轴钻孔功能，得到5轴钻孔刀具路径，然后用修改后的5轴后置处理程序进行POST，即可自动获得钻法线孔的NC文件。这样不仅提高了编程效率，同时又减少了出错机率。以图2钻曲面法向孔为例，说明MasterCAM V9中Drill5ax5轴钻孔功能的应用。
图2
(1)先按曲面上的点作出曲面法向孔轴线；
(2)生成法向孔加工刀具路径：选择Toolpaths－Multiaxis－Drill5ax，出现图3所示对话框，点击“Points/Lines”选项，用Endpoints方式选择每个法向孔轴线的下端点，相当于控制了刀具轴线的方
向；
(3)选完要加工的点后，出现5轴钻孔对话框，参数设置如图4所示；
(4)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置处理程序后处理（Post）后得到的NC文件如图5所示。
图3
图4
图5
三、5轴加工拔模角面的应用
比如，实际中要在如图6所示的模具上加工扭转槽F，其底部带R3倒圆，槽的两个侧壁是空间扭转直纹面。加工方法是先在三轴上粗铣该槽，留精加工余量，然后在5轴铣床上用5轴联动方式精加工槽各面到位。考虑到槽宽及底部的R3倒圆，选用φ8(R3)铣刀加工。
图6
(1)选择Toolpaths－Multiaxis－Swarf5ax，出现图7所示对话框，点击“Chains”选项，按图8先选H再选G来确定刀具轴线的控制方向，然后点击“Surfaces”按钮，选择A、B、C、D面作为控制刀尖
的曲面；
(2)填写完成图7对话框后，进入Swarf5ax加工对话框图9，选择刀具；
(3)点击图9中的“Multiaxis parameters”进入图10参数设置对话框，按图设置，注意刀具偏置
的方向，它与你之前选择的Chains的方向有关；
(4)得到的刀具路径仿真（Verify）后如图11所示；
(5)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置处理程序Post后得到的NC文件如图12所示。
图7
图8
图9
图10
图11
图12
四、4轴加工的应用
在实际中往往要在某旋转体上加工沟槽形状，利用MasterCAM V9自带的回转功能，通过Contour 中置换X或Y轴的功能，可以简单地将三轴问题转换成4轴刀具路径。
假设有如图13所示的某轨迹CAD二维展开图，我们进行如下的步骤：
(1)生成刀具路径：选择Toolpaths－Contour－Chain，选择图13所示的图素，串连方向如该图所
示；
图13
(2)之后进入图14所示的对话框，注意将Ratory Axis选中，进入图15所示的对话框，设置置换Y轴的参数，Ratory diameter设置成展开图的理论直径，置换轴的依据是想要刀具轴线与什么轴平行，就
置换那个轴；
图14
图15
(3)置换Y轴的参数设置好后，进入图16所示的Contour parameters对话框，注意设置刀具的加
工深度，把它设置成相对Ratory diameter理论旋转直径的数值；
图16
(4)产生的刀具路径轨迹如图17所示，仿真（Verify）后如图18所示；
图17
图18
(5)用MasterCAM V9自带的Mpfan.pst后置处理后的NC程序如图19所示。
图19
五、结束语
MasterCAM V9中关于4轴、5轴加工方面的内容还很丰富，值得去深入研究的东西还有很多，而且还应该在实践中不断积累经验，使编制的程序更加优化，不断提高编程效率、加工效率和加工质量。
MasterCAM在叶片零件四联动数控加工应用
一、引言
数控加工是一种可编程的柔性加工方法。数控机床正向着高速、高精、高柔性、复合化的方向发展，其费用相对较高，故适用于精度高，形状复杂的零件的加工，而叶片零件公差带小，其型面多为复杂的空间曲面，需要制造专用的工装夹具，成批量生产要求精确复制，一直是数控加工的应用对象。
二、四联动NC机床
四轴联动加工技术主要应用于加工具有较为复杂曲面的工件，与三轴联动加工相比，四轴联动加工可以加工出更高质量、更复杂的曲面，主要适用于飞机、模具、汽车等行业的特殊加工，目前已经普及国产四坐标机床。如下左图所示四坐标立式NC机床是在三个线性平动轴的基础上增加一旋转轴。其运动链为：
三、叶片的结构特点
从叶片的结构来看，其叶身型面部分为复杂的空间曲面，各部分的曲率、扭转变化较大，是典型的薄壁件。由于其为动力等装置的重要部件，工作条件较为恶劣，对零件本身的精度和质量提出的很高的要求。型面的加工质量直接影响其工作性能，从而可能影响整机的性能。叶片的材料要求有很高的质量—强度比，加工中难切削，切削抗力大，引起的变形也大。由于其截面形状，在叶盆和叶背方向上抵抗变形的能力也不同，进排边缘处又较薄，加工中的形变很复杂。对数控加工提出了很高的要求。在实际加工中，
多采用以下的加工流程：
四、叶片的CAD建模
Mastercam是美国CNC Software公司开发的一套CAD/CAM 软件，最早的版本为V3.0，可用于DOS。由于其诞生较早，兼具CAD软件和CAM软件的重要功能，发展至今无疑是CAD/CAM软件中的一枝奇葩，有很高的市场占有率。软件的CAD功能可以绘制2D和3D图形，构建自由曲面的功能更是远远胜于同类的CAD 软件；软件的CAM功能方便直观，可以直接在点、线、曲面、实体上产生刀轨，其后置处理文件是一种用户回答式的自由修改文件，默认的后置处理文件Mpfan.pst与FANUC控制系统的NC机床无缝集成。
1、构建截面线
按设计给定数据绘制出各个平面上的截面线，叶盆和叶背上的型线均为自由曲线，进排气边缘为一段圆弧，将各曲线光滑过渡，并保证各段曲线的连续。根据给定的扭转角将各个平面上的曲线通过Xform—Rotate命令进行旋转，得到一组空间曲线，如下图所示。
2、构建曲面
将所得到的截面线通过Create(创建)—Surface(曲面)—Loft（举升）操作，可以得到叶片的叶身型面，截面的数量将影响曲面的光顺性，调整各数据点的对齐方式，和曲面公差，得到如下图所示的三阶
NUBS曲面。
五、叶片的CAM加工
叶片型面加工可在三坐标、四坐标、五坐标数控机床上加工完成，所采用的刀具有球头刀、平底刀、牛鼻刀、环形刀、鼓形刀、锥形刀等，可根据曲面陡峭程度、机床主轴自由度、加工要求选择适合的刀具。
1、四坐标数控机床型面加工的优势
在以往的型面加工中多采用三坐标加工，其特征是加工轴线始终不变。
即平行于Z坐标轴。三坐标曲面加工是通过逐行走刀来完成加工的。刀具沿各切削行的运动，近似地包络加工曲面，行距是影响加工质量和效率的主要因素。
过大的行距将使表面残余过大，后续工序的工作量变大，过小的行距会使加工程序和时间的成倍增加。其中走刀方式和零件相对刀具的姿态是影响行距的重要因素。
以下是三坐标常用的几种走刀方式，如下图所示：图一是沿截面方向走刀，这种走刀方式可以获得较好的轮廓度，行距受到的影响也小，但是刀具切削点是不断地剧烈变化的，加工余量相对也处下不断的
变化，对刀具和机床都产生不利影响。
图二是沿切削方向走刀的，有较高的效率，在实际中应用较多。但是随着曲面切削点的法矢和刀具轴线（Z坐标轴）的夹角增大，表面残余增大，曲面的陡峭程度和其在夹具上的安装方位对行距很敏感。
图三是环切方式，是前两种方式的综合，主要应用于边界受限的型面加工，从内到外环切时，刀具切削部位的四周可以受到毛坯的刚性支持，有利减少变形。
四轴联动加工则可解决上述问题，有效地控制刀具和曲面切削点法矢的夹角，从而使切削余量相对均匀，在型面扭转较大的叶片加工中有明显的优势；同时一次完成了叶盆、叶背、进排气边缘的加工，具
有较高的加工精度。
2、叶片的型面加工
叶片的型面为自由曲面，毛坯为模锻件，需要进行半精加工和精加工。在半精加工中可以根据被加工的面生成偏置面。利用Mastercam中Toolpaths(刀具路径)—Multiaxis（多轴加工）—Msurf5ax（五轴曲面加工）,选用曲面驱动，Cut Pattern(切削模式)、Tool Axis Control(刀轴控制)、Cut Surfaces（切削曲面）都选择被加工曲面。选用直径为12的球刀加工，半精加工步距取1mm，精加工步距取0.3mm，余量为0.2mm，螺旋式走刀。精加工的刀轨路径如下图：
3、加工仿真
为了检验刀轨的正确性，防止加工中过切现象，Mastercam提供了强大仿真校验功能。先通过Jobstup(毛坯设置)设置毛坯尺寸，利用Verify(校验)功能仿真切削，如下图：
4、后置处理
Mastercam系统分为主处理程序和后置处理程序两大部分。主处理程序针对加工对象，加工系统建立3D模型，计算刀具轨迹，生成NCI文件（刀具路径文件）。NCI文件是一个用ASCII码编写包括NC程序的全部资料的文件。后置处理系统配置了适应单一类型控制系统的通用后处理，该后置处理提供了一种功能数据库模型，用户根据数控机床和数控系统的具体情况，可以对其数据库进行修改和编译，定制出适应某一数控机床的专用后置处理程序。其文件的扩展名为PST，定义了切削加工参数、NC程式格式、辅助指令，接口功能等。默认的MPFAN.PST是内定成适应FANUC控制器的通用格式，如FANUC3M、FANUC6M、FANUC0-M
等。
通过Post processing （后置处理）操作，系统自动产生NC程式，如下：
UG四轴加工讲解
UG四轴加工讲解 A.零件的建模：梅花滚筒ф100×300 1）建模时要特别小心：在草图上作出梅花的曲线后，采用缠绕的方法使曲线附着在圆柱上。 2）图案的深度是5mm，而不在同一平面上的曲线拉伸后成的是片体。所以采用片体修剪，缝合成实体，再与圆柱求差的方法。因而最初拉伸时可以开始为-２结束为８，上下多２mm。 3）要保证图案的深度，在作修剪圆片体时，草图YZ平面上的ф100的圆心向-Z平移5mm即可。 4）注意修剪片体时的方法，采用曲线修剪省事，先修剪原点的圆柱片体，再作平移5mm的片体，在修剪这个平移5mm的片体。最后缝合成实体。 5）作出第一个实体后，采用变换的方法（实例特征不支持）作出其他七个。 6）最后与圆柱体求差。 B.加工过程： C.加工参数： 1）粗加工 切削模式：跟随周边，步距：%刀具平直，平面直径百分比：20，每一刀的深度：1， 【切削层】类型：用户定义，已测量从：顶层，范围深度：5.0 其他默认就行。 其结果如下： 对其进行变换，结果： 加工 序号 加工工序加工方法投影矢量刀轴刀具部件 余量 公差转速 r/min 进给 mm/min 1 粗加工型腔铣无Z轴T1B8 0.5±0.05 1000 300 2 精加工腔可变轴指向直线离开直线T2D6 0 ±0.01 2000 150 3 精加工侧壁可变轴指向直线离开直线T2D6 0 ±0.01 2000 150
中 其中，CA VITY_MILL_1_1为第一个（即原始生成的） CA VITY_MILL_2_1为将CA VITY_MILL_1_1轴向（+X）平移100复制 出来的。其他6个刀轨为“绕直线旋转”“Multiple Copies”（多重复制） 出来的。 2）精加工腔（采用可变轴铣，即4轴联动） a.采用边界的驱动方式来限制刀具的切削区域 创建的边界 生成的刀轨 边界只能创建在平面上，所以刀轨在上下显得余量很大 b.其他采用精加工的默认参数即可。 c.将刀轨复制平移，然后Multiple Copies。 3）精加工侧壁
轴联动加工中心后置处理的编写与验证
轴联动加工中心后置处理的编写与验证 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
五轴联动加工中心后置处理的编写与验证 五轴联动加工中心后置处理的编写与验证摘要：本文针对瑞士MIKRON UCP710工作台双摆动式五轴联动加工中心机床的运动原理，以及Heidenhain iTNC430控制系统的特点，阐述运用UG软件中后处理工具——UG POSTBUID 3.4.1，定制适合ucp 710五轴后处理的开发思路，并且通过VERICUT模拟软件进行模拟验证成功。目前成功开发出来的五轴后处理已在本校实训中心MIKRON UCP710五轴机床中得以全面应用，顺利地完成了各种3～5轴的零件加工。 关键词：五轴加工中心 UG Postbuld VERICUT 1、任务的来源 2001年冬，本中心购置了一台由瑞士MIKRON品牌的五轴联动加工中心，型号为——UCP710。如图1所示，此机床为工作台双摆动结构，（俗称：Table—Table双摆台）。通过X/Y/Z三个线性轴、定轴A轴的摆动和转动轴C轴的转动实现五轴联动加工。该机床的控制系统是德国的Heidenhai iTNC 430。目前，后置处理文件是计算机辅助制造软件中CAM与机床控制系统之间沟通的桥梁，是实现多轴加工的关键之一。同时本中心现配有CAD/CAM软件——UG，为了让UCP710早日投入到教学与生产加工，我们必须解决后置处理的问题。 现在国内多轴机床后置处理程序的开发已慢慢开始发展，但很多的资源还要通过国外进行技术支持。即使客户选购能够实现多轴加工编程的软件，但还要额外支付昂贵的后置开发费用才能实现软件与机床的“通讯”。开发通用的编写后置处理工具软件，可以有效地保证NC程序正确性，提高编程人员的后置处理技术以及效率，还可以把零件加工信息（如图号、工序号、刀具规格、程序加工时间等参数）嵌入NC程序中，提高加工的安全性，增加程序的可读性，减少操作人员的人为加工误差。 2、UCP710 post开发的过程 目前，常用的后置处理方法主要有以下两种： 第一种，利用CAD/CAM软件的通用后置处理模块，定义的运动方式，通过选取/软件提供的机床标准控制系统，定义某一类型或某台的后置处理。如PowerMILL的PM—post 模块，UG的UG POSTBULD模块； 第二种，利用VC++计算机语言，按的运动方式和控制系统的编程规范，归纳出计算空间点坐标的数学公式，通过编制专用的后置处理程序并生成可执行文件，定义的后置处理。 在这我们只对第一种方法进行讨论。 首先在做后置前要熟悉机床参数。 1）Mikron UCP710的机床技术参数： X axis 710mm
四轴加工理论讲解
四轴加工理论讲解 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
四轴加工典型案例教程 第1节四轴机床结构特点与工作原理 1.四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标 2.四轴加工特点： (1).三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长 (2).提高自由空间曲面的精度、质量和效率 (3).四轴与三轴的区别;四轴区别与三轴多一个旋转轴，四轴坐标的确立及其代码的表示 Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴 X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向 3.直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴 A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码） B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码） XYZ+A、XYZ+B、两种形式四轴 XYZ+A适合加工旋转类工件、车铣复合加工 XYZ+B工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品
四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必须对产品进行分析，确定四轴机床。 第2节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 1.三轴加工的缺点：1.刀具长度过长，刀具成本过高 2.刀具振动引发表粗糙度问题 3.工序增加，多次装夹 4.刀具易破损 5.刀具数量增加 6.易过切引起不合格工件 7.重复对刀产生累积公差 2.四轴优点：1.刀具得到很大改善2.加工工序缩短装夹时间 3.无需夹具 4.提高表面质量 5.延长刀具寿命 6.生产集中化 7.有效提高加工效率和生产效率 3.四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具 4.四轴应运的典型零件：凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工 5.四轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案： (1).四轴工件坐标系的确立、四轴G代码NC程序表示 (2).各种不同机台复杂零件的装夹 (3).加工辅助线、辅助面的制作 (4).四轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿 (5).加工过程中刀具碰撞问题 (6).刀轨的校验及其仿真加工 (7).不同四轴机器，不同刀轨和后处理 第3节结合案例讲解软件的综合使用技巧和新增功能的使用
四轴联动加工中心弧齿锥齿轮展成加工的CAM研究
摘要 弧齿锥齿轮结构的复杂性和独特性，给其设计与制造带来一定的困难。我国传统弧齿锥齿轮加工方法主要是利用格里森机床。而数控技术是弧齿锥齿轮加工的一个发展趋势。 本文将数控多轴联动加工与弧齿锥齿轮加工技术相结合，基于三维工程软件强大的造型功能及相关接口技术，利用VC++创建参数输入人机界面及软件数据传输通道，尝试开发基于四轴加工中心的弧齿锥齿轮数控加工方法。 所做工作包括：利用UG的建模功能生成铣刀盘：并创建刀具库；根据铣刀盘的结构、类型和被加工齿轮的特征建立数学模型，再根据假想平顶齿轮原理和展成加工方法，计算刀位轨迹并利用VC++实现刀位轨迹的参数化；进而在UG／CAM环境下模拟仿真：最后采用特殊的后处理技术，生成适合在四轴联动加工中心下加工弧齿锥齿轮的数控代码。 关键词：弧齿锥齿轮：加工中心：铣刀盘；展成加工Abstract 1绪论 1．1引言 目前，弧齿锥齿轮(图1—1)广泛应用在各种高速重载的相交轴传动中，特别是航空、航海、汽车、飞机、工程机械车以及各种精密机床等行业。它具有传动重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点。因此，弧齿锥齿轮的设计与制造在机械行业中占有相当重要的地位。 弧齿锥齿轮理论是由美国Gleason公司的科学家E．威尔德哈泊(E．wilhaber)、M．L．巴斯特尔(M．L“Baxter)等人提出。后来瑞士的奥利康(Oerlikon)公司和德国的克林根贝格(Klingelnberg)公司也拥有了自己的弧齿锥齿轮技术，并各自制定了自己的标准，通常分别简称为“格”制、“奥”制和“克”制。其中最瞩目的是格里森公司(G1eason)推出的弧齿锥齿轮。其主要特点是：齿线为段圆弧，齿形较复杂，制造较难，承载能力高，运转平稳，噪声小，磨齿后可以用于高速转动。它在Y225、Y2290等专用机床l二用多刃面铣刀加工而成，齿坯相对于旋转的刀具滚动而成一齿槽后，刀具退回并转到原始位置，同时齿坯分度。 1主动轮2从动轮 图1-1弧齿锥齿轮 随着计算机技术和数字控制技术的发展，高精度电子传动的实现，为高精、高效和柔性化的弧齿锥齿轮加工开辟了新的途径。Nc技术的应用极大简化了机床结构和加工计算，目前仍只有少数国家拥有该方面技术，国内在这方面研究仍处于探索阶段，因此开展弧齿锥齿轮Nc加工研究具有重要理论意义和实际意义。 1．2弧齿锥齿轮的国内外发展与现状 1．2．1国外发展与现状 国外对弧齿锥齿轮的研究处于领先地位，特别是德国、美国和只本等几个工业发达国家。
四轴加工理论讲解
UG8、5四轴加工典型案例教程 第1节四轴机床结构特点与工作原理 1、四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标,分别为3个直线坐标与1个旋转坐标 2、四轴加工特点: (1)、三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长 (2)、提高自由空间曲面的精度、质量与效率 (3)、四轴与三轴的区别; 四轴区别与三轴多一个旋转轴,四轴坐标的确立及其代码的表示 Z轴的确定:机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴 X轴的确定:与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴,远离主轴轴线的方向为正方向 3、直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴 A轴:绕X轴旋转为A轴(G代码) B轴:绕Y轴旋转为B轴(G代码) XYZ+A、XYZ+B、两种形式四轴 XYZ+A 适合加工旋转类工件、车铣复合加工 XYZ+B 工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品 四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工,加工前我们必须对产品进行分析,确定四轴机床。
第2节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 1、三轴加工的缺点:1、刀具长度过长,刀具成本过高 2、刀具振动引发表粗糙度问题 3、工序增加,多次装夹 4、刀具易破损 5、刀具数量增加 6、易过切引起不合格工件 7、重复对刀产生累积公差 2、四轴优点:1、刀具得到很大改善2、加工工序缩短装夹时间 3、无需夹具 4、提高表面质量 5、延长刀具寿命 6、生产集中化 7、有效提高加工效率与生产效率 3、四轴加工主要应运的领域: 航空、造船、医学、汽车工业、模具 4、四轴应运的典型零件:凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型、汽车配件、其她精密零件加工 5、四轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案: (1)、四轴工件坐标系的确立、四轴G代码NC程序表示 (2)、各种不同机台复杂零件的装夹 (3)、加工辅助线、辅助面的制作 (4)、四轴加工刀具与工件点接触,非刀轴中心的补偿 (5)、加工过程中刀具碰撞问题 (6)、刀轨的校验及其仿真加工 (7)、不同四轴机器,不同刀轨与后处理 第3节结合案例讲解软件的综合使用技巧与UG8、5新增功能的使用麻花钻四轴加工及其UG8、5多轴驱动的讲解 1、UG多轴驱动的应用,四轴加工的基本流程
加工中心M指令
Ｍ０0: 程序暂停 条件：程序中需有M00指令码 状况：?(1) 程序暂停且黄色指示灯亮。 ??（2）主轴停止,三轴停止。 ?（３）切削液停止。 (4) 自动吹气停止。 ??(5)按CＹCLE SART可再启动. M０1:选择性停止 条件：选择性停止切换开关OＮ 状况: （１) 程序暂停且黄色警示灯亮 （２) 主轴停止，三轴停止,程序暂停. ??（3) 切削液停止。 ?(4）自动吹气停止。 ?（5）功能执行中，若前单节为Ｍ1９时需保持有效。?(６) 按ＣYＣLE SＴARＴ可再启动。 M０２Ｍ3０:程序终结 状况: (1）程序终结显示黄灯 （2) 主轴停止，三轴停止，程序暂停 ??(3）切削液停止 (4) 自动吹气停止 ?(５）按CYCLE STＡRＴ可再启动 MＯ３: 主轴正传 M04: 主轴反转 M0５: 主轴运转停止 M0６：?自动换刀 M０7:?自动吹气 M08: 切削液开 Ｍ０9 ：?切削液关 M10：自动吹气停止 M13 :?主轴正传且切削液开 Ｍ１4：主轴反转且切削液关
M15：底盘冲屑ＯN M16:?底盘冲屑ＯＦF Ｍ19: 主轴定位 M２1：X轴镜像开 Ｍ２2:?Y轴镜像开 M２3: X Ｙ轴第四轴镜像关闭 M24：?第四轴镜像开 M２５：?第四轴锁定（夹紧） M2６: 第四轴放松 M29：快速刚性攻牙 条件：?（1）主轴必须夹刀 ?（2)高、低档必须确认 状况:?(1）范例 ??M03 S1000主轴正转，转速为1000rpm ?M２9 S1000?宣告主轴进入快速刚性攻牙状态,且主轴转速为1000rｐm。 ???注意:此时得ｓ1０00不得使用于作换挡使用 ??G98G8４Z-１０0、R２、Ｆ１00０：主轴开始执行正转得快速刚性攻牙。 （2)于范例中M29S1０0０之主轴转速，使用者不得作为换挡得依据，否则会影 响 快速刚性攻牙得功能及工件。 M４３：尾座伸出 M44:尾座缩回? M４8：深孔钻冷却液有效 Ｍ4９:排屑机反转 M50:排屑机正转 M５1：排屑机停止 Ｍ54:刀长量测吹气
三轴、四轴、五轴加工中心、卧加
三轴、四轴、五轴加工中心、卧式加工中心的区别。 五轴加工中心、四轴、三轴加工中心区别、立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A 轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转（图）。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A 轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。 主轴回转的立式五轴加工中心立式加工中心的主轴重力向下，轴承高速空运转的径向受力是均等的，回转特性很好，因此可提高转速，一般高速可达1,2000r/min以上，实用的最高转速已达到4,0000转。主轴系统都配有循环冷却装置，循环冷却油带走高速回转产生的热量，通过制冷器降到合适的温度，再流回主轴系统。X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈，双向定位精度在微米级以内。由于快速进给达到40～ 60m/min以上，X、Y、Z轴的滚珠丝杠大多采用中心式冷却，同主轴系统一样，由经过制冷的循环油流过滚珠丝杠的中心，带走热量。卧式五轴加工中心此类加工中心
四轴加工
MasterCAM在四轴、五轴加工中的应用技巧 一、四轴加工的应用 卫生巾切刀成型辊的数控加工主要是通过用平铣刀和锥度成型刀在XK-715M机床（带旋转轴的三坐标数控机床）上实现的。旋转轴上夹持的切刀成型辊相当于第四轴——A轴，刀具在圆柱体上走空间曲线，就得到刀刃的型面。 那么，如何建出这条卷在圆柱体上的空间曲线呢？ 首先，在MasterCAM8.0中，根据切刀理论刃口展开图画出不同刀具的中心轨迹展开图，这是二维曲线。 然后，利用主菜单的转换→卷筒→串连，用串连的方式选取刀具轨迹曲线→然后设定卷筒直径、旋转轴X及曲线放置在圆柱体上的位置→确认后再作出与卷筒直径同样大小的圆柱曲面，作为4轴曲线加工的导动曲面，将空间曲线以投影方式投到圆柱面上进行加工。 虽然同样是FANUC系统，但XK-715M机床和加工中心控制器的所使用的格式稍有区别，所以在用MasterCAM后处理产生NC程序之前需修改后置处理文件MPFAN.PST。 方法如下：进入文件→编辑→*.PST→找到系统默认的MPFAN.PST文件，先作备份，如另存为MPFAN-1.PST文件，然后打开，找到下面清单中的变量 rot_ccw_pos : 1，将其改为rot_ccw_pos : 0，并存盘。 # Rotary Axis Settings # -------------------------- vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill rot_on_x : 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive 之后，进入“NC管理”菜单→更改后置处理文件→选中MPFAN-1.PST文件，再对NCI文件进行后置处理，产生符合XK-715M机床的NC格式。 二、五轴加工的应用 以在FIDIA系统的T20上加工双角度叉耳内外形为例，说明用MasterCAM8.0实现T20上带固定角度的五轴加工。 T20的A、B角的是这样定义的：A角绕X轴旋转，B角绕Y轴旋转，B角是主动角，A角附加在B角上。T20的工作台不旋转，刀头可以作A、B角旋转。在MasterCAM建模时，首先要确定零件实际装夹位置（不超过A、B角定义的范围），构图面选择要与零件实际装夹面一致。
五轴加工中心和三轴四轴的区别
五轴加工中心介绍及其和三轴、四轴的区别 太空模具网 2010-9-3 16:16:00 阅读：825次 【字体：大中小】 立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。 立式五轴加工中心 这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C 轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴
FANUC0i-MB加工中心增加第四轴实例
FANUC 0i-MB加工中心增加第四轴实例 通过实例介绍了FANUC 0i－MB加工中心增加第四轴的方法。 胜赛思一嵘泰（扬州）精密压铸有限公司目前使用3轴加工中心，一套夹具只能一面加工工件，操作人员频繁更换夹具，影响工件定位精度， 而且随着企业发展，加工产品不断更新，对机床要求日益提高。为此决定 添加第四轴（旋转工作台），提高机床加工能力和产品加工精度。 1．准备工作 添加工作台之前，应确认加工中心是否有第四轴控制功能以及选择相关的硬 件。 （1）加工中心使用FANUC 0i-MODEL B系统，该系统可同时控制4个轴，再调出相关PLC程序，发现R637.3和G100.3均是控制第四轴的信号，见图1， PLC程序也支持第四轴控制。 （2）目前3轴（X、Y、Z）使用R系列伺服放大器，因此第四轴亦必须选 择β系列。 2．安装
（1）硬件连接 根据检查结果和产品加工要求，选择TVRNC-170旋转工子台（台湾谭兴精工企业有限公司生产），其他主要硬件包括FANUC βi SV20 A06B-6130-H002伺服放大器、相对式编码器FANUCβ8lis 3000RPM伺服电机；SMC锁紧电磁阀和压力3关；Barufu接近开关以及数据光纤、刹车电阻组件等辅材，硬件主 线见图2。 （2）参数设定 连接好硬件，打开加工中心电源，使PARAMETER WRIT（参数可修改状态） =1，按以下步骤设定参数值。 ①启动第四轴功能。设定参数：#9900=4；#1010=4（CNC 受控轴数）；#8130=4
（总控制轴数）；#9943.3=1（控制轴扩张），重新启动电源。 ②其他参数设定见下表。 表
加工中心四轴加工中
加工中心四轴加工中，对刀时将XYZ的实际坐标输入到指定坐标系后此时第四轴的角度值也得输入到指 定坐标系？ ( ⊙ o ⊙ )是的，分两种情况：1、你的加工中心为立式，4轴为附加型（可以拆装的），你的工件不是 装在4轴转盘上，可以不指定4轴坐标系。因为你就没有用。2、你装在转盘上了，你以回零点状态找正 ，始终不操作4轴。不过这样很危险，建议不用。 如果是卧式加工中心，必须在G54-59中指定4轴。 基于FANUC β 伺服电动机系列的I/ O LINK 轴的数控机床第四轴分度头电气设计 马晓东黄锟健《现代制造工程》2005（8） 摘要介绍基于FANUC 0i-mate β 系列的I / O LINK 轴在数控机床第四轴电气设计中的应用，并分析介绍分度头的工作原理，其数控功能的实现和一些相关设置连接。通过实际投产证明，基于FANUC I / O LINK 轴的第四轴设计应用能够满足加工及其设计要求，并且该设计与传统方案相比应用成本较低，性能稳定，特别适合企业设备数控化更新改造。 多面体一次装夹数控加工成形已受到用户的高度重视，但机床性能的增强导致成本随之增长。传统方案是选用具有四轴（或以上）联动功能的高档CNC
系统，虽然其控制功能强大，但价格昂贵。为此又发展到三轴CNC 系统加挂标准PMC 轴驱动模块来实现第四轴功能，使成本投入较前者有所降低。本文提供了一种性能可靠、成 本投入更加优化，并且在实际生产中得以验证的三轴CNC 系统的第四轴电气设计方案———基于FANUC 0i—mate β 系列的I / O LINK 轴数控机床第四轴分度头电气设计方法，并阐述I / O LINK 轴特点及其在第四轴分度头电气设计应用中的关键技术问题。 1 第四轴分度头动作分析及设计要求 一般情况下数控铣床或加工中心有X、Y、Z 三个基本轴，其他旋转、进给轴为第四轴，后者可以实现刀库定位，回转工作台、分度头的旋转定位，更高级的系统还可以与基本轴进行插补运算，实现四轴、五轴联动。一般多面体加工，如涡轮式空压机壳体的四面孔、槽的加工可以由第四轴分度头功能来完成，一次装夹就可以完成多道工序，其加工精度、效率得以显着的提高，以下以分度头旋转分度控制来说明。一般数控分度头的分度运动是伺服电动机通过联轴器驱动一组蜗轮蜗杆，从而使分度头旋转分度。本文提出 的设计要求：分度精度（系统）< 0. 05o，点位控制、能手动、自动运行程序，可回零。分度头的夹紧是通过一组气压夹紧装置来实现，夹紧动作的发出由一电磁阀控制。 2 数控系统选用 本文的方案是选用在中低档数控系统中有良好信誉的FANUC 0i Mate-MB 系统，并增加β 伺服电动机系列的I / O LINK 轴来实现第四轴功能。该系统采用了FSSB 技术，容易增加控制轴数，能够很好地满足设计及加工要求。FANUC I / O LINK 是一个串行接口，将CNC、单元控制器、分布式I / O 机床操作面板或Power Mate 连接
四轴加工理论讲解
四轴加工理论讲解 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
U G8.5四轴加工典型案例教程第1节四轴机床结构特点与工作原理 1.四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标 2.四轴加工特点： (1).三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长 (2).提高自由空间曲面的精度、质量和效率 (3).四轴与三轴的区别;四轴区别与三轴多一个旋转轴，四轴坐标的确立及其代码的表示 Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴 X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向 3.直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴 A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码） B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码） XYZ+A、XYZ+B、两种形式四轴 XYZ+A适合加工旋转类工件、车铣复合加工 XYZ+B工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品
四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必须对产品进行分析，确定四轴机床。 第2节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 1.三轴加工的缺点：1.刀具长度过长，刀具成本过高 2.刀具振动引发表粗糙度问题 3.工序增加，多次装夹 4.刀具易破损 5.刀具数量增加 6.易过切引起不合格工件 7.重复对刀产生累积公差 2.四轴优点：1.刀具得到很大改善2.加工工序缩短装夹时间 3.无需夹具 4.提高表面质量 5.延长刀具寿命 6.生产集中化 7.有效提高加工效率和生产效率 3.四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具 4.四轴应运的典型零件：凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工 5.四轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案： (1).四轴工件坐标系的确立、四轴G代码NC程序表示 (2).各种不同机台复杂零件的装夹 (3).加工辅助线、辅助面的制作 (4).四轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿 (5).加工过程中刀具碰撞问题 (6).刀轨的校验及其仿真加工 (7).不同四轴机器，不同刀轨和后处理 第3节结合案例讲解软件的综合使用技巧和UG8.5新增功能的使用
第一周四轴理论讲解机床结构工作原理典型零件的工艺方案
第一周四轴理论讲解机床结构工作原理典型零件的工艺方案 第一节四轴机床结构特点与工作原理 25min 1、四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标 2、四轴加工特点： (1)三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长 (2)提高自由空间曲面的精度、质量和效率 (3)四轴与三轴的区别; 四轴区别与三轴多一个旋转轴，四轴坐标的确立及其代码的表示 Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴 X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向 3、直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴 A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码） B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码） XYZ+A、 XYZ+B、两种形式四轴 XYZ+A 适合加工旋转类工件、车铣复合加工 XYZ+B 工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品 四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必须对产品进行分析，确定四轴机床。 第二节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 20min 1、三轴加工的缺点： (1)刀具长度过长，刀具成本过高 (2)刀具振动引发表粗糙度问题 (3)工序增加，多次装夹 (4)刀具易破损 (5)刀具数量增加 (6)易过切引起不合格工件 (7)重复对刀产生累积公差 2、四轴优点： (1)刀具得到很大改善 (2)加工工序缩短装夹时间 (3)无需夹具 (4)提高表面质量 (5)延长刀具寿命 (6)生产集中化 (7)有效提高加工效率和生产效率 3、四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具
5轴加工中心与四轴三轴介绍
五轴加工中心与四轴三轴区别 立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。 立式五轴加工中心 这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
另一种是依靠立式主轴头的回转（图）。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z 轴360度，成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。 主轴回转的立式五轴加工中心 立式加工中心的主轴重力向下，轴承高速空运转的径向受力是均等的，回转特性很好，因此可提高转速，一般高速可达1,2000r/min以上，实用的最高转速已达到4,0000转。主轴系统都配有循环冷却装置，循环冷却油带走高速回转产生的热量，通过制冷器降到合适的温度，再流回主轴系统。X、Y、Z三直线轴也可采用直线光栅尺反馈，双向定位精度在微米级以内。由于快速进给达到40～
加工中心(四轴)技术文件(10.26)
数控加工中心操作工（四轴） 一、竞赛内容 数控加工中心操作工（四轴）职工组竞赛内容参照现行《加工中心操作工国家职业标准》二级，结合企业生产经营实际情况制定，高级别涵盖低级别要求。竞赛采用两种数控系统，职工组限定1人报发那科系统，1人报西门子系统，1人自选系统。两种系统的不同型号将不再区分。 （一）理论知识竞赛 1、试题范围 理论知识竞赛覆盖国家职业标准所涉及的知识点，以加工中心操作工有关的专业知识为主，其它相关知识为辅。 内容涵盖机械制图，机械基础，液压与气动，电气控制基础等基础知识；数控机床及工作原理（组成、结构、传动、控制系统、伺服驱动等），数控加工工艺（加工工艺规范、工件装夹、刀具及切削参数选择），编程技术（程序格式、常用指令、子程序、固定循环、变量编程、自动编程、多轴加工、复合加工）等专业知识；与加工中心操作工相关的新技术、新设备、新工艺、新材料，以及职业道德、安全生产等相关知识。 主要参考资料：中国劳动和社会保障出版社，《数控加工基础》、《加工中心操作工高级》、《加工中心操作工（技师高级技师）》。 2、试题类型 试题类型为判断题、单选题、多选题。 3、竞赛时间及方式 理论竞赛时间为90 分钟，采用闭卷形式使用答题卡答题。参赛选
手自带答题用计算器、2B铅笔、橡皮、深色钢笔或水笔。 4、命题方式 国家题库抽取与专家命题相结合。比赛采用明题形式。提前30天左右公布一定数量的样题。正式比赛时，样题内容占70%左右，专家封闭命题占30%左右。 5、计分方法 卷面满分为100分，得分乘以20%计入总成绩。 （二）操作技能竞赛 操作技能竞赛以实际操作为主。设备、工量具的正确使用及安全文明生产等操作规范在竞赛过程中进行考查。 1、试题范围 操作技能竞赛将根据赛题的要求，使用大赛规定的加工中心（四轴）、刀具、量具、工具、附件，以及CAD/CAM软件、通讯软件等，完成零件的加工、配合，要求尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、结构要素等等均符合赛题要求。 2、竞赛时间 操作技能竞赛时间为300分钟，在竞赛期间可以同时使用加工中心（四轴）和计算机。 3、命题方式 本次比赛采用明题形式，提前二周左右公布3套赛题。正式比赛由大赛组委会技术部（或聘请的公证人员）在公布的赛题中任意抽取一套。 4、场次与设备安排 操作技能竞赛时间安排1天为3场，根据实际报名人数对场次做相应调整。赛前，抽签确定选手出场次序、机床（系统）型号和工位号，
四轴加工理论讲解
UG8.5四轴加工典型案例教程 第1节四轴机床结构特点与工作原理 1.四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标 2.四轴加工特点： (1).三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长 (2).提高自由空间曲面的精度、质量和效率 (3).四轴与三轴的区别; 四轴区别与三轴多一个旋转轴，四轴坐标的确立及其代码的表示 Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴 X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向 3.直线坐标X轴Y轴Z轴 旋转坐标A轴、B轴 A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码） B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码） XYZ+A、XYZ+B、两种形式四轴 XYZ+A 适合加工旋转类工件、车铣复合加工 XYZ+B 工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品 四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必
须对产品进行分析，确定四轴机床。 第2节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 1.三轴加工的缺点：1.刀具长度过长，刀具成本过高 2.刀具振动引发表粗糙度问题 3.工序增加，多次装夹 4.刀具易破损 5.刀具数量增加 6.易过切引起不合格工件 7.重复对刀产生累积公差 2.四轴优点：1.刀具得到很大改善2.加工工序缩短装夹时间 3.无需夹具 4.提高表面质量 5.延长刀具寿命 6.生产集中化 7.有效提高加工效率和生产效率 3.四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具 4.四轴应运的典型零件：凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工 5.四轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案： (1).四轴工件坐标系的确立、四轴G代码NC程序表示 (2).各种不同机台复杂零件的装夹 (3).加工辅助线、辅助面的制作 (4).四轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿 (5).加工过程中刀具碰撞问题
四轴实验报告
目录 一、实验目的 (2) 二、实验原理 (2) 三、实验设备 (3) 四、实验步骤 (3) 1、认识MAHO MC50卧式加工中心 (3) 2、熟悉夹具 (4) 3、设计图案 (4) 4、NC代码生成 (7) 5、加工成果图 (8) 五、实验心得 (9)
一、实验目的 (1)通过实验的实际加工，以达到进一步掌握数控加工的基本原理和数控编程的基础知识。 (2)学习并掌握Mastercam软件的基本建模方法、刀具设置及路径仿真功能，能根据所学的数控编程知识对Mastercam软件后处理所生成的NC代码进行必要的修改，以更好地满足数控机床的实际加工生产。 (3)学习并掌握数控机床组合夹具的使用及刀具的装夹。 (4)熟练掌握数控机床的操作方法，包括程序的输入、工件坐标系的建立、自动对刀等操作，了解MAHO MC50加工中心的组成、功能与基本操作等知识。 (5)练习操作MAHO MC50加工中心，并导入Mastercam生成的NC代码加工程序，加工复杂零件。 二、实验原理 本实验的操作平台为四轴卧式数控加工中心。数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。 本实验通过数控机床的控制系统控制加工中心刀具加工出零件要求的尺寸。MAHO MC50是四轴联动卧式加工中心，可以在X轴、Y轴、Z轴和B轴四轴方向上运动，可以满足本实验中复杂曲线的加工。 实验中使用Mastercam X6软件建模、设计刀具路径及仿真，最后生成可执行的NC程序代码，经必要修改后输入数控系统。由于加工平台的输入装置出现故障，只能采用手动程序输入方式。因此本实验要求所建立模型在不过于复杂的条件下尽可能的实现多种加工方式。 因此它的综合加工能力较强，工件一次装夹好后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。
加工中心操作工(四轴应用技术)赛项
加工中心操作工（四轴应用技术）赛项 技术文件 1.赛项技术描述 1.1.技能说明 铣类加工中心是当代数控机械加工中的主要装备，亦是智能制造的核心设备之一，其在装备制造、航空、航天、兵器、船舶、工程机械、电子电器等制造领域，均不可或缺。本赛项选取四轴加工中心的操作技能比赛为主体，重点考核内容如下： ·读识图能力，及对机械产品整体的理解。 ·产品的简单工艺和零部件的铣加工工艺（2、3、4轴加工、工件装夹、刀具应用、冷却方法等）。 ·零部件的三维建模和工艺模型处理。 ·零部件的手工编程与CAM编程、刀具应用技术。 ·加工实操。 ·零部件测量、检验。 ·简单装配。 ·操作规范及劳动安全。 1.2. 能力要求与考核范围 本赛项是对四轴加工中心应用技能的展示与评估。除现场考核的实践操作方面的能力外，由于现场设备的限制，针对加工中心操作工应用技术其它方面考核，通过理论比赛完成。 1.1.1.理论知识要求及范围
具备以下理论知识： ·机械图纸的读识图能力。 ·多轴加工知识。 ·数控机床知识（含加工中心维护保养知识）。 ·智能制造先进理念、实现手段、技术发展方向及应用 ·材料和工艺等知识。 ·切削刀具知识。 ·CAD/CAM知识。 ·安全生产与环境保护知识。 ·职业道德与质量管理知识。 理论比赛参考书： ·《数控系统使用说明书》（各控制系统厂家） ·《数控机床编程与操作》（各控制系统厂家） ·《金属切削原理与刀具》机械工业出版社 ·《数控综合加工技术案例·分析·点评》机械工业出版社 1.1. 2.实操 技术标准：参照国家职业资格三级要求，结合国内企业应用水平适当增加了考核难度。试件四轴加工要素明显，不仅有多轴定位加工，还有三轴、四轴联动加工。试件借鉴了企业产品特征，为组合体部件，可实现设定功能，观赏性强。试件加工要素包括：平面、孔系、槽型、圆弧、螺纹和特型加工等要素。试件加工含单件及组合件（配合件）加工。尺寸和位置精度不高于IT6级，表面粗糙度不超
MASTERCAM四轴加工实例教程
1 4.1 加工任务概述加工任务概述加工任务概述加工任务概述利用图4-1 所示的“福”字图片，通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。具体步骤如下：1）把图片中的“福”字转化成Mastercam 可读入的Autodesk 格式，或利用Mastercam9.1 自带的功能，直接可以把图片格式转换成线条。2）经过编辑后，得到我们加工笔筒所需要的线条图形，再把图形缠绕在直径为95mm 的圆筒上3）通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。图图图图4-1 未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式经过图片转换，再加上修饰花边，加工后即为如图4- 2 效果。多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书————四轴加工四轴加工四轴加工四轴加工 2 图图图图4-2 经过图片转换经过图片转换经过图片转换经过图片转换、、、、修饰后的加工效果修饰后的加工效果修饰后的加工效果修饰后的加工效果 4.2 工艺方案工艺方案工艺方案工艺方案笔筒的加工工艺方案如表4-1 所示。1））））工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计表表表表4-1 笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案工序号工序号工序号工序号加工内容加工内容加工内容加工内容加
工方式加工方式加工方式加工方式机床机床机床机床刀具刀具刀具刀具夹具夹具夹具夹具10 下料φ100×120 20 车：车外圆及长度至尺寸车卧式车床30 车：车内孔至尺寸车卧式车床40 铣：铣福字图案铣立式加工中心雕刻刀（或1mm 中心钻）专用心轴笔筒毛坯如图4-3 所示，材质为铝镁合金5050。在实际加工中，毛坯已没有夹持余量，不可能再用三爪夹持笔筒外圆的方法加工，但可设计一阶梯芯轴，用三爪夹持心轴，找正后，把笔筒套入芯轴，并用顶尖顶牢，由于实际加工过程中，切削力很小，笔筒内孔与芯轴之间为精密配合，顶尖顶牢后，预紧力完全满足加工切削力的要求。装夹方案设计如图4-4 所示。北京市北京市北京市北京市工贸技师工贸技师工贸技师工贸技师学院学院学院学院机 电分院机电分院机电分院机电分院 3 图图图图4-3 笔筒毛坯半剖视图笔筒毛坯半剖视图笔筒毛坯半剖视图 笔筒毛坯半剖视图图图图图4-4 笔筒加工示意图笔筒 加工示意图笔筒加工示意图笔筒加工示意图2））））芯轴设计芯轴设计芯轴设计芯轴设计经测量，笔筒的内孔直径为φ80.01mm，故芯轴直径选用φ80h5 （0.015 0 + ），最小间隙为0.01mm，最大间隙为0.025mm，可以满足装配加工要求。芯轴设计方案如图4-5 所示。多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实