五轴加工工艺流程ppt课件
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数控加工工艺及设备PPT课件：整体叶轮五轴加工中心加工工艺编制及程序生成
表2-4-4 整体叶轮数控加工合理的装夹方案
装夹序号
装夹方法
定位基准
使用夹具
表2-4-12 学生任务6参考答案：整体叶轮五轴加工中心加工合理的装夹方案
在五轴加工中心数控回转盘上安装专用夹具 夹紧工件，工件以底部外圆柱面+底面为定位基 准，底部中心M10螺纹锁紧。
装夹序号 1
装夹方法 底部中心 M10 螺纹锁紧
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表面名称
使用刀具名称 刀尖圆弧半径 刀具半径
表2-4-11学生任务5参考答案：整体叶轮数控加工选用的刀具及
参数
序号
加工内容
使用刀具名称
刀角半径 刀具半径
五轴加工用包络毛坯的粗加工
400R C32-32-160
1
（三轴数控加工）
（Ф 32 立铣刀杆）
0.8
D8R4 （Ф 8 球铣刀）
4
4
精加工叶片
D8R4
7
（此工序可完成 9 个叶精片加的工侧叶面片和前缘面的精加工）
（Ф 8 球铣刀）
4
4
（特别说明：此工序可完成 9 个叶片的侧面和前
D6R3
8
叶轮叶根圆角清根 缘面的精加工）
（Ф 6 球铣刀）
3
3
学生任务6：填写表2-4-4 整体叶轮数控加工合理的装 夹方案
表面加工刀路生成 CAVITY_方MI式LL ZLEVEL_PROFILE
ZLEVEL_PROFILE MULTI_BLADE_ROUG H HUB_FINISH BLADE_FINISH BLADE_FINISH BLEND_FINISH
学生任务4：填写整体叶轮加工 选来自的设备及主要规格和技术参数表2-4-1 整体叶轮需加工部位及表面
五轴加工技术
坐标系变换技术
五轴加工技术简介
机械与动力工程学院
3.五轴加工中的核心技术
RTCP
Definition
RTCP，即旋转 Rotational Tool Center Point Fidia 刀具中心编程 功能，通过在 海德汉 Tool Centre Point Management NC代码中指定 Real-time Tool Center Point rotation PA 刀具中心点位 置和刀轴矢量， 数控系统可以 根据期望的刀 轴矢量，实现 对刀具中心点 的控制。
五轴加工技术简介
机械与动力工程学院
2.五轴加工技术的基本步骤
CAM Computer Aided Manufacture 解读CAD数据 设定编程坐标系 设定选择刀具 确定加工策略 刀具干涉检查与避让 加工过程仿真 输出刀位信息
五轴加工技术简介 机械与动力工程学院
2.五轴加工技术的基本步骤
双转台结构
摆头转台结构
机械与动力工程学院
1.五轴加工技术的基本概念
机床的机械零点
机械零点指机床机 械结构上的零点， 有机床本身的结构 所决定，设定后不 可更改。
五轴加工技术简介
机械与动力工程学院
1.五轴加工技术的基本概念
五轴机床的回转中心 在机床中表示方向的坐标系原点，一般是旋转 轴之间或者旋转轴与主轴的交点
Lookahead G2 blend Wihout Lookahead
1000 500
0
五轴加工技术简介 x 10
5
0
200
400
600 T:0.004s
800
1000
Lookahead 机械与动力工程学院
五轴加工技术简介
机械与动力工程学院
3.五轴加工中的核心技术
RTCP
Definition
RTCP，即旋转 Rotational Tool Center Point Fidia 刀具中心编程 功能，通过在 海德汉 Tool Centre Point Management NC代码中指定 Real-time Tool Center Point rotation PA 刀具中心点位 置和刀轴矢量， 数控系统可以 根据期望的刀 轴矢量，实现 对刀具中心点 的控制。
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2.五轴加工技术的基本步骤
CAM Computer Aided Manufacture 解读CAD数据 设定编程坐标系 设定选择刀具 确定加工策略 刀具干涉检查与避让 加工过程仿真 输出刀位信息
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2.五轴加工技术的基本步骤
双转台结构
摆头转台结构
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1.五轴加工技术的基本概念
机床的机械零点
机械零点指机床机 械结构上的零点， 有机床本身的结构 所决定，设定后不 可更改。
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1.五轴加工技术的基本概念
五轴机床的回转中心 在机床中表示方向的坐标系原点，一般是旋转 轴之间或者旋转轴与主轴的交点
Lookahead G2 blend Wihout Lookahead
1000 500
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五轴加工技术简介 x 10
5
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600 T:0.004s
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Lookahead 机械与动力工程学院
五轴数控编程基础 ppt课件
9
ppt课件
五轴机床结构简介: 双摆头
1、结构：双摆头五轴两 个旋转轴均属摆头类，B 轴旋转平面为ZX平面，C 轴旋转平面为XY平面。 两个旋转轴结合为一个 整体构成双摆头结构。
2、特点：加工过程中工 作台不旋转或摆动，工
件固定在工作台上，加
工过程中静止不动。适
合加工体积大、重量重
的工件；但因主轴在加
工过程中摆动，所以刚
性较差，加工切削量较 小。由于自身结构特点, 加工范围小。
10
ppt课件
2.五轴加工特点
11
ppt课件
3.五轴编程原则
1、为了提高加工效率，所编制程序应尽量减小机 床的运动量；
2、为了提高加工质量，所编制程序应使刀轴矢量 变化均匀，不要有突变点；如无法避免刀轴矢量 突变，则(尽a) 量减少突(b变) 点数量； (c)
3、存在多个刀路时，各刀路间衔接处，刀轴矢量 应平滑过渡；
4、在编程中使用的各种方法应该能在数学角度有 解。
(d)
(e)
(f)
12
ppt课件
4.多轴加工中工件定位与机床的关系
1、了解机床各部件之间的位置关系 2、确定工件坐标系原点与旋转轴的位置关
系 3、了解刀尖点或刀心点与旋转轴的位置关
系
13
ppt课件
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ppt课件
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ppt课件
二、五轴数控系统RTCP
16
ppt课件
非RTCP模式下操作步骤（HAAS）
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ppt课件
RTCP模式下操作步骤（DMG）
在UG软件上，编制零件加工程序 测量机床两旋转中心坐标值，并输入机床 零件安装在机床上，测量G54，并设定 程序导入机床加工 优点：零件在机床上安装位置可以任意改变，
五轴编程UG教程ppt课件
18
2刀轴插补-案例2
辅
助 造 型
旋转曲线构 建曲面
在旋转曲面 上构建曲线
网格
构建网格曲 面
如果直接在原 来的曲面上构 建曲线会出现
异常现象
利用网格曲面 作为驱动面能 够获得光顺的
刀路
面的质量 决定刀轨 的质量
19
2刀轴插补-案例2
不指定部件， 利用检查体 防止过切碰
撞
如果曲面质量 不好，指定部 件后得到的刀 轨质量不好
五轴编程学习提要
1
五轴编程学习提要（30H）
学 学习 习内 目容的：： 1了、解刀并轴会控使制用—U远G软离件点对， 朝 复向杂点零件进行五轴编程
远离直线，朝向直线。
(4H) 2、刀轴控制—插补(4H) 3、刀轴控制—侧刃驱动
(4H) 4、刀轴控制—相对矢量
(4H)
5、外形轮廓加工(2H)
2
1刀轴控制-远离点
20
2刀轴插补-案例2
箭头朝向表面 外侧，如果箭 头朝向内侧就 点击材料反向， 使其朝向外侧
21
2刀轴插补-案例2
根据需要编辑各点的刀轴方向，也可以在 需要的地方添加新的刀轴控制点
视图方向定义矢量。刀轴控制不需要很精确，只要不干涉，机床能实现就
可以了，所以这是定义刀轴方向非常方便的功能。
22
2刀轴插补-案例2
生成刀具轨迹，刀 轴偏摆量越小，加
工效率越高。
23
2刀轴插补-案例2
旋转刀轨，获得各个槽的加工程序， 两个刀轨要接起，否则会有残料
24
2刀轴插补-案例3
25
3刀轴侧刃驱动1
部件几何引导刀尖 运动，驱动面引导
刀具侧刃运动 部件选 择底面
Cimatron13五轴数控加工实用教程最新精品课件-CimatronE5x加工解决方案
5
4
消耗时间
3
2
分钟
1
0
9
Cimatron5轴加工优势
独有的微铣削加工技术
高效、高精度：可以达到0.0001mm 加工刀具直径小到0.1mm 减少剖光过程 减少模具电极数量
Cimatron5轴加工优势
领先的高效粗加工技术：采用光顺的刀路轨迹，大切深， 可以保证均匀的载荷切削，提高效率和刀具的使用寿命
易用 内置了实用的工艺参数 功能集成化：一个功能集成了多个命令 使用模板编程
7
Cimatron5轴加工优势 加工策略丰富，可以加工：
叶轮 、涡轮叶片 弯管 航空结构件 橡胶模具 刀具 泵体 轮胎模具 微铣削
8
Cimatron5轴加工优势
独有的快速预览技术：不需要计算再去模拟查看编程结果 ，可以节省大量编程时间，对于复杂的零件可以节省75% 以上的编程时间
一体化的解决方案 高效的5X 加工
CAD (高级曲面) 2X, 3X
在线支持
机床仿真
5X
培训
实施
5轴后处理
29
客户可选择的加工模块
多轴加工 高端5轴加工 超高速微铣削加工 机床仿真
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CimatronE5模块
CimatronE5轴
完整的 CAD/CAM 解决方案 通用5x ✓ 模具：定位和5x联动
提纲
Cimatron5轴加工的市场定位 Cimatron5轴加工优势 典型客户、加工案例和视频
CimatronE5轴模块 技术服务
2
5轴加工市场定位
航空航天
叶轮 叶盘 叶片 桁架
叶轮
叶盘
叶片
民用
涡轮 泵体
5轴加工市场定位
五轴加工实用讲义
五轴加工实用讲义五轴机床的结构和分类结构五轴机床定义：具有五个运动轴，可以进行五轴联动加工的数控机床。
五轴是哪五轴：直线轴是X、Y、Z三个，旋转轴是A、B、C其中的两个。
所有轴都是以加工的工件或机床的工作台为参照系的笛卡尔坐标，符合右手定则。
第四轴：单旋转机构中工作台旋转轴，或双旋转机构中的主动轴。
第五轴：单旋转机构中主轴头旋转轴，或双旋转机构中的从动轴。
分类双转台、双摆头、转台+摆头。
正交、非正交。
1不同类型五轴机床的特点1，双转台五轴特点——加工过程中工作台旋转并摆动，可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制;主轴始终为竖直方向,刚性比较好,可以进行切削量较大的加工。
适于加工——体积小、重量轻的工件，例如电极，小型模具（塑料玩具模、鞋模、较小的灯模等）。
2，双摆头五轴特点——加工过程中工作台、工件均静止；主轴在加工过程中摆动，所以刚性较差，加工切削量较小。
适于加工——体积大、重量重的工件，例如汽车保险杠、后桥等较大零件，轮胎模等。
3，转台+摆头五轴特点——加工过程中工作台只旋转不摆动，主轴只在一个旋转平面内摆动，性能介于双转台五轴和双摆头五轴之间。
适于加工——体积、重量中等的工件，例如模型、灯模、大型叶轮、大型齿轮等。
五轴机床的操作五轴机床操作特点1，比三轴机床多了两个旋转轴，单位为度（°）。
2，旋转轴的转向：主轴头转动的符合右手螺旋；工作台转动的符合左手螺旋。
3，偏心的双转台或双摆头需要测定两个旋转轴的中心距。
4，有些旋转轴需要校正初始位置。
5，摆头需要测定摆长——摆头旋转轴轴线到主轴端面（或刀具刀尖）的距离。
6，双转台需要测定转台高——旋转工作台表面到另一个旋转轴轴线的距离,。
7，加工原点位置的选择——与尽可能更多的旋转轴的轴线重合的位置。
2五轴机床操作步骤双转台：1，校正工作台角度；2，测定第五轴旋转中心坐标；3，测定转台高；4，Z轴对刀；5，校正工件；6，测定工件中心与第五轴旋转中心偏差。
海德汉 五轴定向加工编程 课件
重点：五轴编程的基本步骤和基本注意事项
难点：PLANE 功能（定义空间角）在五轴编程中的应用
项目八 五轴定向加工（3+2）
本 节 编 程 任 务 图
项目八 五轴定向加工（3+2） 一、倾斜面加工概述
倾斜面加工,又称五轴定向加工或3+2定向加工，是指机床的三个线 性轴联动，两个旋转轴摆到一定角度后在进行的加工方式。
2.2 CYCLE 19功能坐标系变换步骤
（1）在已旋转一次的坐标系中输入原点
（2）在已旋转二次的坐标系中输入原点
项目八 五轴定向加工（3+2）
二、海德汉TNC640实现倾斜面加工方式（系统功能）
2、循环19功能（CYCLE 19功能，程序控制倾斜，定义刀轴倾斜角）
2.3 CYCLE 19功能编程步骤
TNC 的“ 倾斜加工面” 功能相当于坐标变换。加工面总垂直于刀具 轴方向。
海德汉TNC640数控系统一般通过手动倾斜或者程序控制倾斜实现倾 斜面加工。
项目八 五轴定向加工（3+2）
一、倾斜面加工概述
TNC 不能倾斜工件坐标系，只摆动旋转轴（与机床有关），如果需 要确定机床轴旋转方向，适用以下条件：
二、海德汉TNC640实现倾斜面加工方式（系统功能）
2、循环19功能（CYCLE 19功能，程序控制倾斜，定义刀轴倾斜角）
2.2 CYCLE 19功能坐标系变换步骤
（1）原点在旋转中心
（2）原点不在旋转中心
项目八 五轴定向加工（3+2）
二、海德汉TNC640实现倾斜面加工方式（系统功能）
2、循环19功能（CYCLE 19功能，程序控制倾斜，定义刀轴倾斜角）
项目八 五轴定向加工（3+2）
现代数控技术课件专题六 五轴联动数控系统的理论和技术
CAD模型
刀位数据文件
CAM
（刀具参考点位
后处理
经过线性化处理
置x，y，z；刀
后的NC代码
轴方向I，J，
K）
五轴联动数控系统的理论和技术
27 2020/8/19
三、五轴联动数控加工流程和坐标变换
五轴联动加工的流程分析
工件的CAD模型
刀轴控制方法的指定
刀具路径的生成
五轴联动数控系统的理论和技术
28 2020/8/19
五轴联动加工坐标变换
二、五轴联动数控机床的分类
五轴联动数控加工中心
❖ 双摆头结构
直线进给轴： X、Y、Z 旋转轴：A(+95°～-110°)、 C(+200°～-200°) 最大进给速度：直线轴:24m/min； 旋转轴A/C:2000degrees/min 定位精度：直线轴:0.012mm； 旋转轴: ± 2" 最大主轴转速：24000rpmf 刀库容量：42
三、五轴联动数控加工流程和坐标变换
五轴联动加工的流程分析
生成的刀位点数据采用六个参数表示：x，y，z，i，j，k；其中x，y， z表示刀具参考点的位置，i，j，k表示刀轴方向矢量。刀具参考点是刀 具上的一点，相对位置固定，
简要介绍通用商业CAM功能： 可以指定加工方法：粗加工，半精加工，精加工 可以指定走刀路径策略：如行切，等高线切削等 可以指定波峰残余误差（scallop），内外公差，从而自动计算行距。 可以指定避让几何，从而避免刀具与工件的碰撞 可以进行刀具路径切削仿真，检查是否存在过切与碰撞 可以选择种类繁多的刀具，可以通过指定参数，生成用户自定义刀具。 可以同时考虑刀具及工件的装夹，更全面的避免刀具碰撞。 可以指定生成运动的类型，直线、圆弧、NURBS样条。
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1
zz
工艺分析要点
• 1.走刀路线的选择 xx
(a()a)
yy
z
zz
yy
x z
y (a)
xx
(b)
yy
曲面加工走刀路线
y
xx
zz
(c) (c)
2
工艺分析要点
• 2.刀轴控制方式的选择原则
n
常用的刀轴控制方式 ：
i
（1）垂直于表面方式
（2）平行于表面方式
（3）相对于表面方式
a v
相对于表面的刀轴控制
其中，切削速度V受刀具耐用度的限制。
进给速度 ： 要根据零件加工精度和表面粗糙度要求
以及刀具与工件材料选取。
5
工艺分析要点
4.加工工序的划分 （1）刀具集中分序法 （2）粗、精加工分序法 （3）按加工部位分序法
6
工艺分析要点5.工件装夹方 Nhomakorabea的确定 （1）尽量采用组合夹具
（2）零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍 各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量。
CAXA制造工程师基于微机平台，采用原创Windows 菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松学习和操 作，并且价格较低。
CAXA制造工程师可以生成3~5轴的加工代码，可用 于加工具有复杂三维曲面的零件。
8
1.用户界面
9
参数设置
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
3
工艺分析要点
• 3.切削条件确定 切削深度 ： （1）主要受机床、工件和刀具的刚度限制， 在刚度允许的情况下，尽可能加大切削深度， 以减少走刀次数，提高加工效率。 （2）对于精度和表面粗糙度有较高要求的零 件，应留有足够的加工余量。
4
工艺分析要点
主轴转速 ：
根据允许的切削速度V和刀具直径D选择：
（3） 夹紧力应力求通过靠近主要支承点上或 在支承点所组成的三角形内，应力求靠近切削 部位，并作用在刚性较好的地方，以减小零件 变形。
（4）零件的装夹、定位要考虑到重复安装的 一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加 工的一致性。
7
参数设置
• 以CAXA制造工程师软件为例介绍参数设置
CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发 的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维 CAD/CAM软件。
zz
工艺分析要点
• 1.走刀路线的选择 xx
(a()a)
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z
zz
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y (a)
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(b)
yy
曲面加工走刀路线
y
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工艺分析要点
• 2.刀轴控制方式的选择原则
n
常用的刀轴控制方式 ：
i
（1）垂直于表面方式
（2）平行于表面方式
（3）相对于表面方式
a v
相对于表面的刀轴控制
其中，切削速度V受刀具耐用度的限制。
进给速度 ： 要根据零件加工精度和表面粗糙度要求
以及刀具与工件材料选取。
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工艺分析要点
4.加工工序的划分 （1）刀具集中分序法 （2）粗、精加工分序法 （3）按加工部位分序法
6
工艺分析要点5.工件装夹方 Nhomakorabea的确定 （1）尽量采用组合夹具
（2）零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍 各部位的加工、更换刀具以及重要部位的测量。
CAXA制造工程师基于微机平台，采用原创Windows 菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松学习和操 作，并且价格较低。
CAXA制造工程师可以生成3~5轴的加工代码，可用 于加工具有复杂三维曲面的零件。
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工艺分析要点
• 3.切削条件确定 切削深度 ： （1）主要受机床、工件和刀具的刚度限制， 在刚度允许的情况下，尽可能加大切削深度， 以减少走刀次数，提高加工效率。 （2）对于精度和表面粗糙度有较高要求的零 件，应留有足够的加工余量。
4
工艺分析要点
主轴转速 ：
根据允许的切削速度V和刀具直径D选择：
（3） 夹紧力应力求通过靠近主要支承点上或 在支承点所组成的三角形内，应力求靠近切削 部位，并作用在刚性较好的地方，以减小零件 变形。
（4）零件的装夹、定位要考虑到重复安装的 一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加 工的一致性。
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参数设置
• 以CAXA制造工程师软件为例介绍参数设置
CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发 的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维 CAD/CAM软件。