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1 前言

     五軸加工中心以其高精度、柔性化的特點，是現代模具CAD/CAM加工中不可或缺的一項重要技術和手段。模具的工件形狀復雜，表面質量要求高，特別是一些軍工產品，對銑削加工提出了很高的要求，而五軸加工可以在一次裝夾后，從多個面對工件進行加工，不但可以節省裝夾時間及輔助測量裝置，而且提高了加工的位置精度，所以五軸加工中心是復雜零件加工的一種不可缺少的方式。

      本文以我校VDW- 320 五軸加工中心機床為基礎，它系統采用SIEMENS840D，工作臺工作行程1000×

550×450，回轉工作臺直徑320，刀具容量為24 把，最高轉速10000r/min，其中A 軸工作范圍+30 度到- 120度，C 軸可以實現360 度。通過研究其對單個葉輪的實體仿真模擬技術和后置處理技術以及整個加工過程，研究開發，使機床能夠充分、合理、正確地應用于模具及復雜零件的加工。

2 單葉片曲面零件加工工藝及后置處理

2.1 單葉片曲面零件圖

      本文以單葉片曲面零件為例，研究VDW- 320 五軸數控機床加工工藝。圖1 為單葉片曲面零件形狀、尺寸及毛坯。

     該零件由于部分曲面法向量與Z 軸夾角大于180°，不能采用兩軸半或三軸加工，只能采用四軸或五軸加工，也可采用五面體加工技術，這里為了開發驗證五軸后置處理技術，采用五軸五聯動編程技術。

2.2 單葉片數控編程

     在SurfCAM軟件環境下，進行粗加工、半精加工和精加工編程，數控編程參數見表1。

     粗加工刀具路徑，采用3axis Auto Rough，為了方便編程，坐標系設置為cview，分別設置為cview5和cview6，半精加工刀具路徑，采用3axis Planar 編程，坐標系設置為cview，分別設置為cview5 和cview6。

2.3 后置處理技術研究

     后置處理是研究軟件與機床接口的技術，正確的后置處理是機床能夠正確運行的關鍵，沒有正確的后置處理，機床將不能完成預定的加工。后置處理技術涉及機床結構、機床控制器種類和型號及參數、編程軟件相關設置等多種內容。

3 虛擬數控仿真

3.1 模擬環境的建立

     為了進一步驗證編程程序及后置處理結果的正確性，需要在實際機床上進行試切削加工，這樣需占用機器，浪費時間，同時又沒有安全保障，一旦程序有絲毫錯誤，將可能造成嚴重的損失。這里作者配制的虛擬模擬機床，在虛擬的環境下進行加工。虛擬的模擬機床參照實際機床的配制，通過三維造型建立機床運動模型，并建立機床的控制器驅動程序。建立的模擬機床還需配制毛坯信息及刀具信息。

3.2 虛擬仿真

     配置好機床后，就可以進行虛擬仿真了，從仿真結果看出，刀具路徑沒有錯誤，加工的形狀符合設計要求。

3.3 精度檢測

     在仿真結束后，還可進一步對加工的結果進行檢測，測量其加工精度。通過測量間距與最大加工誤差，誤差在0.01mm 左右，最大間距1.5mm。由結果可以看出，加工精度符合要求。

4 實際加工

      通過理論驗證與數控虛擬仿真檢驗后，可以進行零件的實際加工了。本零件雖然通過多次修改編程參數，但在機床上只進行了兩次試驗加工，而且只是試驗部分刀具路徑，大大減少了對機器的占用與出錯的幾率。

5 結束語

     通過對單片葉輪曲面的加工與仿真結果的檢測與對比，兩者結果幾乎一致。這說明五軸機床后置處理編制正確、虛擬仿真環境建立與開發正確、五軸程序編寫正確。

     此項技術解決了VDW- 320 五軸機床的后置處理即與軟件的接口問題，可廣泛應用來加工各種復雜模具或機械零件。現在國外一些先進的機床制造商正在構想一種全新的“加工中心”，它將是萬能型的設備，可用于車削、銑削、磨削、激光加工等，成為真正意義上的全功能的加工中心。