5軸加工相對三軸加工而言，具有很多優(yōu)越性，比如可以擴大加工范圍，提高加工效率和加工精度等。因此，5軸加工目前在制造業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，5軸加工的刀具路徑生成方法逐漸被各大CAM軟件公司列為研究重點。作為實用性很強的MasterCAM軟件，它在其 V9版新增了比較成熟的5軸（含4軸）加工模塊，主要提供了5種生成5軸加工刀具路徑的方法，即曲線、鉆孔、拔模角面、曲面流線和多重曲面5軸加工方法，同時還有4軸加工法。本文講述了4個MasterCAM V9典型應(yīng)用實例，對于想了解這方面更多的內(nèi)容的讀者，本文將是不錯的選擇。

    MasterCAM V9的5軸模塊對于常規(guī)涉及的曲面加工已經(jīng)能夠基本夠用了，但是5軸加工有一個很現(xiàn)實的問題，那就是首先要解決后置處理程序的問題。因為5軸數(shù)控機床的配置多種多樣，有工作臺雙擺動，主軸雙擺動，工作臺旋轉(zhuǎn)與主軸擺動復合運動等多種形式，所以盡管MasterCAM V9提供了5軸加工模塊，但要使生成的刀具路徑能夠后置處理成適合某5軸機床數(shù)控系統(tǒng)加工的NC程序，首先應(yīng)開發(fā)出適應(yīng)所使用的5軸機床的后置處理程序。

    筆者在工作實踐中，通過參考相關(guān)資料，仔細研究并驗證后，開發(fā)出了適應(yīng)FIDIA T20的5軸機床后置處理程序。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用MasterCAM V9的5軸加工模塊，進行了一些較成功應(yīng)用。

一、開發(fā)FIDIA T205軸后置處理程序

    筆者利用MasterCAM V9提供的一個通用5軸后處理程序模板，即MPGEN5X_FANUC.PST，首先在充分了解模板的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，修改該程序模板的某些設(shè)置，即可得到適應(yīng)FIDIA T20系統(tǒng)的5軸后置處理程序。

    1. FIDIA T20的配置

    主軸頭雙擺動，B為主動旋轉(zhuǎn)軸，A為從動旋轉(zhuǎn)軸，B軸在XZ平面內(nèi)擺動，A軸在YZ平面內(nèi)擺動，B軸的范圍是±360°，A軸的范圍≤＋104°

    2. 修改MPGEN5X_FANUC.PST文件

    針對FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件，如圖1所示。

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圖1

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二、5軸鉆孔的應(yīng)用

    我們在實際加工中，往往需要鉆曲面上的5軸法向孔或者石油鉆頭上的5軸切削齒孔，這些孔均要在T20上進行。以前的做法是在MasterCAM中先作出這些5軸孔的軸線，然后一根一根分析計算出每根線的B、A角度，最后手工在NC文件中輸入B、A角度值。這種方法效率不高，而且容易出錯。借助MasterCAM V9中Drill5ax的5軸鉆孔功能，得到5軸鉆孔刀具路徑，然后用修改后的5軸后置處理程序進行POST，即可自動獲得鉆法線孔的NC文件。這樣不僅提高了編程效率，同時又減少了出錯機率。以圖2鉆曲面法向孔為例，說明MasterCAM V9中Drill5ax5軸鉆孔功能的應(yīng)用。

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圖2

    (1)先按曲面上的點作出曲面法向孔軸線；

    (2)生成法向孔加工刀具路徑：選擇Toolpaths－Multiaxis－Drill5ax，出現(xiàn)圖3所示對話框，點擊“Points/Lines”選項，用Endpoints方式選擇每個法向孔軸線的下端點，相當于控制了刀具軸線的方向；

    (3)選完要加工的點后，出現(xiàn)5軸鉆孔對話框，參數(shù)設(shè)置如圖4所示；

    (4)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置處理程序后處理（Post）后得到的NC文件如圖5所示。

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圖3

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圖4

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圖5

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三、5軸加工拔模角面的應(yīng)用

    比如，實際中要在如圖6所示的模具上加工扭轉(zhuǎn)槽F，其底部帶R3倒圓，槽的兩個側(cè)壁是空間扭轉(zhuǎn)直紋面。加工方法是先在三軸上粗銑該槽，留精加工余量，然后在5軸銑床上用5軸聯(lián)動方式精加工槽各面到位。考慮到槽寬及底部的R3倒圓，選用φ8(R3)銑刀加工。

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圖6

    (1)選擇Toolpaths－Multiaxis－Swarf5ax，出現(xiàn)圖7所示對話框，點擊“Chains”選項，按圖8先選H再選G來確定刀具軸線的控制方向，然后點擊“Surfaces”按鈕，選擇A、B、C、D面作為控制刀尖的曲面；

    (2)填寫完成圖7對話框后，進入Swarf5ax加工對話框圖9，選擇刀具；

    (3)點擊圖9中的“Multiaxis parameters”進入圖10參數(shù)設(shè)置對話框，按圖設(shè)置，注意刀具偏置的方向，它與你之前選擇的Chains的方向有關(guān)；

    (4)得到的刀具路徑仿真（Verify）后如圖11所示；

    (5)用修改后的MPGEN5X_FANUC.PST后置處理程序Post后得到的NC文件如圖12所示。

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圖7

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圖8

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圖9

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