Vericut 协同Mastercam 在五轴加工中的应用.docx

Vericut协同Mastercam在五轴加工中的 应用作者：白银矿冶职业技术学院王飙 孙耀恒来源：智能制造2018年第2期通过Vericut协同Mastercam完成五轴数控加工中刀具干涉、碰撞、程序优化、搭建机床、 夹具设计和验证五轴后置处理文件等难题，将仿真结果应用到实际加工中，提高工作效率保证 了加工质量。近年来我国的数控系统得到了快速发展，具有代表性的数控系统相继投入到生产加工中， 如：华中数控系统、广州数控系统、铢钠克数控系统等。Vericut软件可以仿真数控车、数控 铣、多轴、车铣复合及多轴的机器人加工，可根据工作要求配置和搭建自己所需的数控系统和 机床。Vericut数控仿真软件有丰富的数据接口，与主流CAM软件可无缝链接，方便操作，提 高工作效率。为更好发挥国产五轴数控系统的优势，本文以Vericut与Mastercam无缝链接完 成五轴数控加工，解决数据接口、后置处理、五轴机床摆长测量和五轴仿真等技术问题。一、解决数据接口问题安装完VERICUT后，在安装目录cgtech8.0windowsmcamv下，找到对应Mastercam版 本文件夹，打开文件夹有4个文件，将VERICUT.dll、VericutSupport.dll和VERICUT.ft 三个文件复制到Mastercam安装目录chooks下，再把mcRes.local文件复制到Mastercam安 装目录下，添加表1中的环境变量。iiOEKHMTAil在Mastercam里添加Vericut工具按钮，选择“设置”下拉菜单中的“用户自定义”， 弹出用户自定义对话框如图1所示，选择“工具栏“选项卡，在类别选项中选择“ NETHook”， 用鼠标左键拖动Vericut图标到工具栏空白处，单击“确定”退出，完成Vericut快捷图标添 加。' IBM图二、Mastercam叶轮五轴编程Mastercam有强大的多轴加工策略，可完成叶轮、弯管等复杂零部件加工，本案例以单位 现有的五轴加工中心结合整体叶轮加工为例，介绍叶轮加工工艺和编程技巧，叶轮外形轮廓已 由数控车完成，需五轴加工中心完成叶轮叶片的粗精加工，装夹方式以叶轮的底面和孔为要点， 选择芯轴螺栓压紧方式，装夹后结果如图2所示。在Mastercam“加工”下拉菜单中选择“多轴刀路”，在弹出的多轴刀路对话框中选择 “叶片专家”，可加载叶轮加工策略，设置刀具参数时，为了便于干涉检查需添加刀柄，用户 可根据实际加工从刀具库添加所需刀柄。（1）设置加工参数：叶轮加工策略中集成了叶轮粗、精加工功能，即为：叶轮粗切、精修 叶片、精修轮毂及精修圆角。叶轮粗加工：设置粗加工切削方式，粗切策略为“与轮毂平行”，排序方式选择“单向- 由后边缘开始”，（可以保证每层的切削深度均匀和检查机床摆轴的最大运动极限），指定切 削深度和切削宽度，勾选并指定“首次切削进给率30%”，（试切第一刀按照进给速度的30%）设置粗加工参数如图3所示，定义叶轮组件定义叶轮左叶片（青色）和右叶片（洋红色）、轮 毂面（绿色），如图4所示，选择完叶片和轮毂后设定精加工余量、叶片数量及叶片加工数量， 如图5所示。囹Ei叶轮精加工：精加工叶片、轮毂和清角加工，可将粗加工刀具轨迹复制，只需修改刀具参 数和加工方式和精加工余量即可完成精加工刀具轨迹，操作简单方便。（2）刀具及切削参数。粗加工为了提高加工效率，选择e 12R 3的圆角铣刀，（圆角铣 刀粗加工可选择较大的铣削宽度和背吃刀量来提高加工效率，避免球刀加工效率低和易磨损的 缺点）精加工叶片和轮毂选择e 8R 4球刀加工，能获得很好的表面质量和加工精度，测量叶 轮根部圆角为R 2.2,清角加工选用e 4R 2锥度球刀加工，既能保证加工要求，又能提高刀 具的刚性。刀具切削参数表如表2所示，生成的加工轨迹如图69所示。w 7袖工r苫（3）摆长的测量。五轴机床为双摆台结构时，摆长为转台表面到摆轴轴线的距离。摆长有 两种方式获得，一种是机床生产厂家提供，另种方法是自己测量获得。如图10所示，用千分 表沿着X轴和Y轴方向校正A轴零位，（即保证A轴在水平面内）再用千分表校正C轴回转中心，校正完后。在相对坐标系下将X、Y、Z、A、C清零，再让A轴摆动-90°，如图11 所示，让刀具的侧刃（最好使用光电式寻边器，防止刀刃刮伤转台）接触C轴回转台的表面， 此时把相对坐标系下Y坐标的值记录下来，记为L，这个值再减去刀具半径就是A轴的回转 半径，记为K，K =（|L | -刀具半径），经测量我单位的五轴加工中心A轴回转半径K =97.326,这个数据很重要，在下面的后置处理中用到。（4）后置处理设置。根据华中848B数控系统和机床结构修改后置处理文件，机床为双摆 台AC轴结构，A轴摆动范围（-110，+40），C轴转动范围（-360,+360）。主要设置如表3、4 所示。f Jnjili!|哽:：岫to；hW.I 昼£HEIJ5F35'- E -:!：tA K-lZ 初 hf i g :救略k 何E. KIM E fcJLW fJi1jjra :wg 用馨-inRjtS I -4IIRjSi 1甥i昭WF.巽彷侦网-JWIff才、Vericut协同Mastercam无缝仿真在Mastercam软件中点击已添加的Vericut图标，在弹出的对话框中设置输出参数，具体 设置如图12所示，选择“file”选项卡，设置工作目录及文件名，选择已经加载了控制系统 和机床的项目模板，切换选项卡至“ models ”分别添加毛坯文件、模型文件和夹具文件，指定 输出模型坐标系和毛坯坐标系，具体操作如图13所示，最后添加已经生成的G代码文件并输 出文件运行Vericut仿真软件。Mastercam软件中设置的毛坯、模型、夹具和刀具全部输出到 Vericut仿真软件中（图14）。在Vericut数控仿真软件中无需其它操作，直接运行仿真即可，仿真结果如图15所示。四、结语本文详细介绍了 Vericut协同Mastercam在五轴数控加工中的应用，以华中848B系统为 例，从数据接口、叶轮加工工艺及切削参数选择后置处理到输出文件至Vericut中仿真，彻底 解决了五轴仿真难题，发挥五轴加工优势有一定的推动作用。