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1 前言

     五軸加工中心以其高精度、柔性化的特點，是現(xiàn)代模具CAD/CAM加工中不可或缺的一項重要技術(shù)和手段。模具的工件形狀復(fù)雜，表面質(zhì)量要求高，特別是一些軍工產(chǎn)品，對銑削加工提出了很高的要求，而五軸加工可以在一次裝夾后，從多個面對工件進行加工，不但可以節(jié)省裝夾時間及輔助測量裝置，而且提高了加工的位置精度，所以五軸加工中心是復(fù)雜零件加工的一種不可缺少的方式。

      本文以我校VDW- 320 五軸加工中心機床為基礎(chǔ)，它系統(tǒng)采用SIEMENS840D，工作臺工作行程1000×

550×450，回轉(zhuǎn)工作臺直徑320，刀具容量為24 把，最高轉(zhuǎn)速10000r/min，其中A 軸工作范圍+30 度到- 120度，C 軸可以實現(xiàn)360 度。通過研究其對單個葉輪的實體仿真模擬技術(shù)和后置處理技術(shù)以及整個加工過程，研究開發(fā)，使機床能夠充分、合理、正確地應(yīng)用于模具及復(fù)雜零件的加工。

2 單葉片曲面零件加工工藝及后置處理

2.1 單葉片曲面零件圖

      本文以單葉片曲面零件為例，研究VDW- 320 五軸數(shù)控機床加工工藝。圖1 為單葉片曲面零件形狀、尺寸及毛坯。

     該零件由于部分曲面法向量與Z 軸夾角大于180°，不能采用兩軸半或三軸加工，只能采用四軸或五軸加工，也可采用五面體加工技術(shù)，這里為了開發(fā)驗證五軸后置處理技術(shù)，采用五軸五聯(lián)動編程技術(shù)。

2.2 單葉片數(shù)控編程

     在SurfCAM軟件環(huán)境下，進行粗加工、半精加工和精加工編程，數(shù)控編程參數(shù)見表1。

     粗加工刀具路徑，采用3axis Auto Rough，為了方便編程，坐標系設(shè)置為cview，分別設(shè)置為cview5和cview6，半精加工刀具路徑，采用3axis Planar 編程，坐標系設(shè)置為cview，分別設(shè)置為cview5 和cview6。

2.3 后置處理技術(shù)研究

     后置處理是研究軟件與機床接口的技術(shù)，正確的后置處理是機床能夠正確運行的關(guān)鍵，沒有正確的后置處理，機床將不能完成預(yù)定的加工。后置處理技術(shù)涉及機床結(jié)構(gòu)、機床控制器種類和型號及參數(shù)、編程軟件相關(guān)設(shè)置等多種內(nèi)容。

3 虛擬數(shù)控仿真

3.1 模擬環(huán)境的建立

     為了進一步驗證編程程序及后置處理結(jié)果的正確性，需要在實際機床上進行試切削加工，這樣需占用機器，浪費時間，同時又沒有安全保障，一旦程序有絲毫錯誤，將可能造成嚴重的損失。這里作者配制的虛擬模擬機床，在虛擬的環(huán)境下進行加工。虛擬的模擬機床參照實際機床的配制，通過三維造型建立機床運動模型，并建立機床的控制器驅(qū)動程序。建立的模擬機床還需配制毛坯信息及刀具信息。

3.2 虛擬仿真

     配置好機床后，就可以進行虛擬仿真了，從仿真結(jié)果看出，刀具路徑?jīng)]有錯誤，加工的形狀符合設(shè)計要求。

3.3 精度檢測

     在仿真結(jié)束后，還可進一步對加工的結(jié)果進行檢測，測量其加工精度。通過測量間距與最大加工誤差，誤差在0.01mm 左右，最大間距1.5mm。由結(jié)果可以看出，加工精度符合要求。

4 實際加工

      通過理論驗證與數(shù)控虛擬仿真檢驗后，可以進行零件的實際加工了。本零件雖然通過多次修改編程參數(shù)，但在機床上只進行了兩次試驗加工，而且只是試驗部分刀具路徑，大大減少了對機器的占用與出錯的幾率。

5 結(jié)束語

     通過對單片葉輪曲面的加工與仿真結(jié)果的檢測與對比，兩者結(jié)果幾乎一致。這說明五軸機床后置處理編制正確、虛擬仿真環(huán)境建立與開發(fā)正確、五軸程序編寫正確。

     此項技術(shù)解決了VDW- 320 五軸機床的后置處理即與軟件的接口問題，可廣泛應(yīng)用來加工各種復(fù)雜模具或機械零件。現(xiàn)在國外一些先進的機床制造商正在構(gòu)想一種全新的“加工中心”，它將是萬能型的設(shè)備，可用于車削、銑削、磨削、激光加工等，成為真正意義上的全功能的加工中心。