基于CIMATRON的五轴3+2定位加工实践

　　选取Φ20mm2刃键槽刀，材质为硬质合金，采用粗加工环切方式(如图5)，在三轴状态下进行加工，减少了联动轴数，不仅金属去除效率高，同时还提高了加工的稳定性，在切削参数选用方面可以选用转速2300r/min，进给率1150mm/min，水平步距12mm，垂直步距0.6mm。

　　2)第2道工序

　　选取R5球刀，刀具材质为硬质合金，从图样中可以看出，该毪机模型凹陷处为凹球体，最小凹弧R24，那么采用R 5的球刀在三轴状态下即可完成加工，为此采用2次开粗加工方式(如图6)，该种加工方式的优点是在刀路生成前首先扫描前1个刀路的加工情况，在前l刀路的基础上去除尚未加工的残料，因此有效提高r加工效率，切削参数可以选用转速8000r/min，进给率2400 mm/min，水平步距0.6mm，垂直步距0.4。

　　3)第3道工序

　　选取Φ12 mm 2刃键槽刀，刀具材质为硬质合金，飞机模具加工到这一步时，因为在三轴状态下预留了部分加工不到的部位，那么为去除该部分材料，就必须将机床的其他两个旋转轴进行旋转(如图7)，采用环切方式，该种加工方式的优点是可以给后续的加工留下更均匀的余量，可以使下一把刀具在加工过程保持均匀的刀具载荷，从而保证加工出一致的丧面粗糙度，由于加工过程中刀具侧刃的切削量不大，因此切削参数可适当提高，可选用转速7000r/min，进给率1400mm/min，水平步距5mm，垂直步距0.5mm。

　　4)第4道工序

　　继续使用上道工序所选取的Φ12mm刀具，本次需要完成的是该飞机模型地面的加工余量，在这个工序我们可以使用CIMATRONE 8.0中的水平区域加工(如图8)，该种加工方式加工效率较高，捕捉轮廓线，以形偏移的方式围绕飞机模型轮廓进行加工，可以有效的避免过切，由于该部分底刃在加工过程中切削面积大于上一流程，因此切削参数可适当降低，可选用转速4 000r/min，进给率400mm/min，水平步距6 mm，垂直步距0.2 mm。

　　5)第5道工序

　　继续使用上道工序所选取的R3刀具，本次需要完成的是该飞机模型曲面部分的加工余量，在这个流程可以我们可以使用CIMATRONE 8.0中曲面铣下的“根据角度精铣”(如图9)，该策略使用斜率分析技术使被加工的曲面质量更高、更光顺；对任何几何形状包括岛屿都能生成环绕精铣刀路，保证了按照用户设定的侧向步长完全加工所有的曲面区域；因为刀具比较小，为保证高的切削线速度，切削参数可以适当加大，可选用转速10000r/min，进给率1000mm/min，水平步距0.35 mm，垂直步距0.2mm。

　　6)加工仿真

　　为了检验刀轨的正确性，防止加工中过切现象，CIMATRONE 8.0提供了强大仿真校验功能。先通过前期的毛坯设定和零件设定，利用高级校验功能可以实现仿真切削，如图10 与成品对比(图形模拟结果与成品对比)，图形模拟结果还能根据颜色区分是否过切。

　　7)后置处理

　　Cimatron软件五轴后置一般使用GPP2生成的方法，GPP2是CIMATRON公司为生成五轴机床后置开发的，生成的刀路文件可支持目前所有五轴机床的运行，同时它提供了非常丰富的定制功能，能生成任意形式的后置处理文件，从而可更好地提供支持高速加工、多轴加工的后置处理，用户需要的后处理程序都可以通过执行GPP2后生成。以下框中是生成的程序部分代码(备注：因主轴在45度斜面上，加工所需要的角度是C、B2轴复合形成)：

2 结语

　　五轴3+2定位加工可一次定位实现加工，较以往的三坐标零件加工，大大提高了加工质量和生产效率，同时提高了没备的利用率，在五轴加工中占具了绝大多数市场份额，CIMATRONE 8.0以其强大的CAM功能已成功地应用于五轴加工，较好地解决该类零件批量生产中的质量和效率问题。随着数控加工技术的小断发展，五轴和高速加工必将成为主流。而5轴机床能否发挥它的应有效能，还需要依据加工对象不同结合CAM软件的特点合理使用刀具与切削参数。