浅谈多轴加工时机床A轴参数的设置

1 引言

　　在现代制造系统中，发展数控技术已经成为一个国家发展国民经济、提高综合国力和国家地位的重要途径。随着我国国防事业和汽车产业的高速发展，零件的复杂程度和精度要求也越来越高，简单的两轴和三轴数控加工已经满足不了高精高强度的复杂产品的加工要求．多轴化、柔性化、高速高精化已成为今后数控技术发展的趋势。

2 叶片零件的工艺分析

　　如图1所示．该单叶片零件的加工工艺一般为常用的三轴轮廓铣削和四轴往复铣削相结合的加工方式，纯粹的三轴加工方法不能满足零件的加工需要，加工设备为四轴联动立式加工中心(X轴、Y轴、Z轴和A轴)。粗加工一般采用四轴定位，三轴轮廓铣削去除毛坯余量。然后再通过四轴联动，球头刀具环绕叶片曲面切削实现叶片曲面精加工，加工过程中主要是A轴和X、Z轴联动切削，同时Y轴作辅助运动，任何时刻刀具轴线始终指向A轴回转中心。

3 叶片零件在UG软件中的编程

　　由于叶片的粗加工不涉及四轴联动切削．在此主要以叶片精加工为例介绍四轴加工程序的生成过程。具体步骤如下：

　　(1)在叶片右端面圆心位置建立工件坐标系。水平向右设定为x轴正方向，垂直向上设定为Z轴正方向；安全平面根据毛坯大小设定高出毛坯20mm；加工部件为整个叶片，根据实际毛坯大小设定好加工毛坯；选用直径为10mm的球头刀加工。

　　(2)在UG 3.0中创建操作，类型选择“MILL-MULTI—ZXIS”多轴铣操作，子类型选择“VARIABLE—CONTOUR”变轴铣，通过显示几何体，可见选择对象为整个叶片，为了避免有过切现象，可选择右侧圆柱面为干涉检查面；选择驱动方式为“曲面区域”，以叶片圆周曲面为驱动面；刀轴选择“离开直线”，可通过点和矢量方式选择圆柱轴线作为参考线；投影矢量选择“刀轴”，切削方向设定为从左至右缠绕切削，通过残余波峰高度设置步进方式，残余波峰高度值为0.002；部件精加工余量为0；加工时需要考虑进刀退刀的问题，在非切削参数设置界面，选择”手动”定义逼近、离开、快速运动的设置。

　　(3)后置处理。通过UG-CAM模块生成刀轨后，我们需要选择相应的后置处理程序将刀具路径生成机床加工的NC程序，普通的三轴铣削采用软件自带的后处理程序即可满足要求，但是由于多轴加工机床结构E的差异以及系统参数的设置不同，软件自身后处理产生的NC程序有可能不能适应每一台机床加工，所以我们需根据机床结构及相应参数设置专门定制相对应的机床后处理程序。

　　这时我们可利用UG软件提供给用户的一个专门定制后处理程序的后处理构造器，根据自己机床的结构和系统参数设置定义适合自己机床的NC加工程序。选择UG后处理工具一后处理构造器一新建后处理文档，选择4Axis—with Rotary Table(四轴带转台)机床类型，设定后处理单位：公制，在机床参数设置中定义，第四轴旋转平面为YZ平面，名称为A轴：同时还可定义A轴最小和最大转角，两种设置可供选择：

　　①O° -360°，生成的NC程序中A轴转角值将在O° 一360°之间；

　　②如果选择A轴转角可叠加选项(This Rotary AxisCan Be Incremental)，这时生成的NC程序中A轴角度将以360° 的倍数持续增加，正方向为正值，负方向为负值。为了不让A轴角度溢出，这时需定义第四轴字单位的最大和最小值，可将A轴转角数据设置成尽可能的大。定义完成后保存建立的后处理文档将会生成3个不同后缀名的文件(new—post．pui、new_post．tcl、new—post．def)，我们即可利用刚产生的new—post．pui文件将刀轨生成机床加工的NC程序，最后完成加工。

4 机床A轴参数设置

　　FANUCl8i数控系统#1006和#1008参数影响A轴转动方向及转角显示，二者均为“位轴型”数据类型，#1006和#1008参数设置后都必须切断一次电源。其中主要是1006.0、1006.1和1008.0、1008.1、1008.2的设置影响A轴。一般将1006.0=1、1006.1=0，此参数将定义旋转轴为A轴，1008.2=1定义A轴按每转移动量循环显示。此时1008.0(设置旋转轴的循环显示功能是否有效，0：无效：1：有效)，1008.1(设定绝对指令时轴的旋转方向，0：距目标较近的方向；1：指令值指定的方向)将有四种组合，结合NC程序的两种后处理方式，最后将有8种结果产生。

　　4.1 A轴转角叠加。NC程序中A轴转角在-999999—+999999之间变化

　　(1)1008.1=0、1008.0=0：程序运行时，角度按指令值显示，A轴就近旋转，不发生过切现象；但是，如果另一程序A轴起始角较大(如25000)，程序开始运行时先转到绝对角度(25000)后才开始执行后面程序段，空行程时间过长，效率不高；

　　(2)1008.1=0、1008.0=1：程序运行时，角度0°—360° 间循环显示，A轴就近旋转，不发生过切现象；如果另一程序A轴起始角较大(如25000)，程序开始运行时不必先转到绝对角度(25000)，直接转到对应角度(25000—2*n*π)后运行后面程序，加工效率较高；

　　(3)1008.1=1、1008.0=0：程序运行时，角度按指令值显示，A轴就近旋转，不发生过切现象；与情形①相似；

　　(4)1008.1=1、1008.0=1：程序运行时，角度0°-360° 间循环显示，但A轴只能向正旋转，不能就近，切削时极易发生过切现象；不可取。

　　4.2 A轴转角不叠加。NC程序中A轴转角在-360° ～+360° 之间变化

　　(1)1008.1=0、1008.0=0：程序运行时，角度按指令值显示，A轴不就近旋转，当角度从350° 至-7° 变化时，A轴反转，发生过切现象；不可取；

　　(2)1008.1=0、1008.0=1：程序运行时，角度0° -360° 间循环显示，A轴不反转，按就近旋转，不发生过切现象；

　　(3)1008.1=1、1008.0=0：程序运行时，角度按指令值显示。A轴不就近旋转，当角度从350°至-7° 变化时，A轴反转，发生过切现象；不可取；

　　(4)1008．1=1、1008．0=1：程序运行时，角度0°  ～360° 间循环显示。A轴不就近旋转，当角度从350°至-7°变化时，A轴反转，发生过切现象；不可取。

5 结语

　　结合UG后置处理和上述8种实际切削情形，笔者根据实践总结出不管NC程序以何种方式生成，A轴角度在何种范围内变化，机床A轴参数最合适的设置为：1006.0=1、1006.1--0、1008.0=1、1008.1=0、1008.2=1。