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 付天翼1，陸龍福2

 （1．黃岡技師學(xué)院，湖北  黃岡  438000;2．黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北  黃岡  438002）

摘要：介紹了多軸數(shù)控加工投影矢量和刀軸控制中各種類型的使用方法、適用場(chǎng)合以及使用技巧，以便根據(jù)不同的產(chǎn)品曲面型面，正確選擇相適應(yīng)的投影矢量和刀軸控制類型�？刂频毒吲c曲面間的接觸方式，使加工曲面型面更高效、刀具受力更合理、加工質(zhì)量更高，有效保障復(fù)雜曲面的加工精度。

 關(guān)鍵詞：刀軸控制；投影矢量；多軸數(shù)控加工  中圖分類號(hào)：TG659

0  引言

 運(yùn)用NX進(jìn)行復(fù)雜曲面、型面的多軸數(shù)控加工時(shí)，投影矢量及其刀軸控制的優(yōu)劣直接影響到加工曲面的表面質(zhì)量和加工精度，特別是狹窄槽和扭曲度較高的曲面，無論是槽深還是側(cè)面，刀具都需要變換一定角度以免造成干涉，對(duì)生成刀路軌跡的投影矢量和刀具軸的矢量控制要求較高。因此正確、合理地選擇投影矢量和刀具軸矢量的控制方法是加工狹窄槽和高扭曲度曲面能否順利進(jìn)行的基本保障。本文將多軸數(shù)控加工投影矢量和刀軸控制的使用方法及技巧總結(jié)如下。

1  NX投影矢量使用方法及其技巧

 進(jìn)入通用的NX／CAM模塊，經(jīng)過CAM初始化后，進(jìn)入多軸加工( mill_ multi- aixs)的“投影矢量”選項(xiàng)，常用的投影矢量共有6種類型，如圖1所示。

 (1)指定矢量：把驅(qū)動(dòng)幾何體上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)以指定方向投影到加工的工件上。

 (2)刀軸：驅(qū)動(dòng)點(diǎn)投影矢量和刀具主軸矢量平行。

 (3)遠(yuǎn)離點(diǎn)：主要用于工件外表面的五軸加工，投影矢量以點(diǎn)為聚焦點(diǎn)，離散指向工件外表面，該點(diǎn)位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）反側(cè)。

 (4)朝向點(diǎn)：主要用于工件內(nèi)表面的五軸加工，投影矢量以點(diǎn)為聚焦點(diǎn)，離散指向工件內(nèi)表面，該點(diǎn)位于加工材料側(cè)同側(cè)。

 (5)遠(yuǎn)離直線：主要用于工件外凸表面四軸加工，投影矢量以線為基準(zhǔn)軸線，離散指向工件外凸表面，該點(diǎn)位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）反側(cè)。

 (6)朝向直線：主要用于工件內(nèi)凹表面四軸加工，投影矢量以點(diǎn)為基準(zhǔn)軸線，離散指向工件內(nèi)凹表面，該點(diǎn)位于加工材料側(cè)同側(cè)。

2  刀軸控制方法及其技巧

 進(jìn)入通用的NX／CAM模塊，經(jīng)過CAM初始化后，進(jìn)入多軸加工(mill:_ multi-aixs)的“刀軸”選項(xiàng)，常用刀軸矢量控制共有18種類型，如圖2所示。本文只研究常用的遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、垂直于驅(qū)動(dòng)、相對(duì)于驅(qū)動(dòng)、插補(bǔ)矢量7種，其余的原理類似。刀軸矢量控制技巧如圖3所示。

 (1)遠(yuǎn)離點(diǎn)：主要用于工件外表面的五軸加工，刀柄以遠(yuǎn)離所指定點(diǎn)方向加工工件表面，指定點(diǎn)位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）的反側(cè)，如圖3(a)所示。

 (2)朝向點(diǎn)：主要用于工件內(nèi)表面的五軸加工，刀柄以朝向該指定點(diǎn)方向加工工件表面，指定點(diǎn)位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）的同一側(cè)，如圖3(b)所示。

 (3)遠(yuǎn)離直線：主要用于工件外凸表面四軸加工，刀柄以遠(yuǎn)離所指定的線加工工件表面，該指定直線位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）反側(cè)，如圖3(c)所示。

 (4)朝向直線：主要用于工件內(nèi)凹表面四軸加工，刀柄以朝向所指定的線加工工件表面，該指定直線位于加工材料側(cè)（去除材料側(cè)）同一側(cè)，如圖3(d)所示。

 (5)垂直于驅(qū)動(dòng)（即朝向驅(qū)動(dòng)體）：刀柄朝向驅(qū)動(dòng)幾何體加工工件表面。投影矢量作為“驅(qū)動(dòng)曲面”材料側(cè)垂直法向矢量的反向矢量進(jìn)行計(jì)算。

 (6)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)（即遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)體）：刀柄遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)幾何體加工工件表面。當(dāng)驅(qū)動(dòng)方法使用“曲面區(qū)域驅(qū)動(dòng)方式”時(shí)，投影矢量應(yīng)該選擇“朝向驅(qū)動(dòng)”以避免刀路軌跡投影到工件非切削區(qū)域。

 (7)插補(bǔ)矢量：通過幾何體上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)來定義矢量控制刀軸方向，或者調(diào)整某一驅(qū)動(dòng)點(diǎn)刀軸的方向，以避免刀具懸空或避讓障礙物，如圖4所示。

3結(jié)語

 加工狹窄槽和高扭曲度的曲面時(shí)，由于曲面的扭曲度高，刀具軸方向應(yīng)隨著扭曲度的改變而改變，以免與側(cè)面產(chǎn)生干涉。插補(bǔ)還能調(diào)節(jié)刀軌，保證刀具軸光順移動(dòng)，所以加工狹窄槽、高扭曲度的曲面時(shí)，投影矢量和刀軸控制方式應(yīng)該選擇多種類型插補(bǔ)方式。