五軸刀具軌跡設計的關鍵點

　　在進行刀具軌跡設計之前，CAD三維模型的系統精度盡可能設置高一些，尤其是在不同的CAD系統之間進行模型轉換時，優先采用CATIA(*.model)格式、Parasolid(*.x_t)格式進行數據轉換，其次采用IGES格式進行數據轉換，當使用IGES格式時，系統精度一般不應低于0.01mm，尤其在進行五軸高速切削精密零件時模型的精度、刀具插補精度對刀具軌跡的輸出有著重要影響。

　　空間曲面軸加工涉及的內容比較多，尤其是五軸加工時更明顯。進行五軸加工時涉及加工導動曲面、干涉面、軌跡限制區域、進退刀及刀軸矢量控制等關鍵技術。四軸五軸加工的基礎是理解刀具軸的矢量變化。四軸五軸加工的關鍵技術之一是刀具軸的矢量(刀具軸的軸線矢量)在空間是如何發生變化的，而刀具軸的矢量變化是通過擺動工作臺或主軸的擺動來實現的。對于矢量不發生變化的固定軸銑削場合，一般用三軸銑削即可加工出產品，五軸加工關鍵就是通過控制刀具軸矢量在空間位置的不斷變化或使刀具軸的矢量與機床原始坐標系構成空間某個角度，利用銑刀的側刃或底刃切削加工來完成。刀具軸的矢量變化控制一般有如圖3所示的幾種方式：

　�、貺ine:刀具軸的矢量方向平行于空間的某條直線形成的固定角度方式;

　�、赑atternSurface:曲面法向式為刀具軸的矢量時刻指向曲面的法線方向;

　�、跢rompoint：點位控制刀具軸的矢量遠離空間某點;Topoint：刀具軸的矢量指向空間某點;

　�、躍warfDriver：刀具軸的矢量沿著空間曲面(曲面具有直紋性)的直紋方向發生變化;

　�、莸毒咻S矢量連續插補控制。從上述刀具軸的矢量控制方式來看，五軸數控銑削加工的切削方式可以根據實際產品的加工來進行合理的刀具軌跡設計規劃。

　　UGII/ContourMilling三軸高速等高分層粗銑削時，刀具軌跡之間的圓弧過渡。高速銑削加工的支持：系統提供的等高分層加工應用于高速銑削場合，在轉角處以圓角的形式過渡，避免90度急轉(高速場合對導軌和電機容易損壞)，同時采用螺旋進退刀，系統還提供環繞等多種方式支持高速加工刀具軌跡的生成策略。UGII/VariableAxisMilling可變軸銑削模塊支持定軸和多軸銑削功能，可加工UGII造型模塊中生成的任何幾何體，并保持主模型相關性。該模塊提供多年工程使用驗證的3~5軸銑削功能，提供刀軸控制、走刀方式選擇和刀具路徑生成功能。刀具軸矢量控制方式、加工策略。

　　UGII/SequentialMilling順序銑模塊可實現控制刀具路徑生成過程中的每一步驟的情況、支持2~5軸的銑削編程、和UGII主模型完全相關，以自動化的方式，獲得類似APT直接編程一樣的絕對控制、允許用戶交互式地一段一段地生成刀具路徑，并保持對過程中每一步的控制、提供的循環功能使用戶可以僅定義某個曲面上最內和最外的刀具路徑，由該模塊自動生成中間的步驟、該模塊是UGII數控加工模塊中如自動清根等功能一樣的UGII特有模塊，適合于高難度的數控程序編制。如圖4所示分別為三軸聯動與五軸聯動加工刀具軌跡示意圖及產品加工實物。