NX多轴数控加工投影矢量和刀轴控制的使用方法及技巧

 付天翼1，陆龙福2

 （1．黄冈技师学院，湖北  黄冈  438000;2．黄冈职业技术学院，湖北  黄冈  438002）

摘要：介绍了多轴数控加工投影矢量和刀轴控制中各种类型的使用方法、适用场合以及使用技巧，以便根据不同的产品曲面型面，正确选择相适应的投影矢量和刀轴控制类型。控制刀具与曲面间的接触方式，使加工曲面型面更高效、刀具受力更合理、加工质量更高，有效保障复杂曲面的加工精度。

 关键词：刀轴控制；投影矢量；多轴数控加工  中图分类号：TG659

0  引言

 运用NX进行复杂曲面、型面的多轴数控加工时，投影矢量及其刀轴控制的优劣直接影响到加工曲面的表面质量和加工精度，特别是狭窄槽和扭曲度较高的曲面，无论是槽深还是侧面，刀具都需要变换一定角度以免造成干涉，对生成刀路轨迹的投影矢量和刀具轴的矢量控制要求较高。因此正确、合理地选择投影矢量和刀具轴矢量的控制方法是加工狭窄槽和高扭曲度曲面能否顺利进行的基本保障。本文将多轴数控加工投影矢量和刀轴控制的使用方法及技巧总结如下。

1  NX投影矢量使用方法及其技巧

 进入通用的NX／CAM模块，经过CAM初始化后，进入多轴加工( mill_ multi- aixs)的“投影矢量”选项，常用的投影矢量共有6种类型，如图1所示。

 (1)指定矢量：把驱动几何体上产生的驱动点以指定方向投影到加工的工件上。

 (2)刀轴：驱动点投影矢量和刀具主轴矢量平行。

 (3)远离点：主要用于工件外表面的五轴加工，投影矢量以点为聚焦点，离散指向工件外表面，该点位于加工材料侧（去除材料侧）反侧。

 (4)朝向点：主要用于工件内表面的五轴加工，投影矢量以点为聚焦点，离散指向工件内表面，该点位于加工材料侧同侧。

 (5)远离直线：主要用于工件外凸表面四轴加工，投影矢量以线为基准轴线，离散指向工件外凸表面，该点位于加工材料侧（去除材料侧）反侧。

 (6)朝向直线：主要用于工件内凹表面四轴加工，投影矢量以点为基准轴线，离散指向工件内凹表面，该点位于加工材料侧同侧。

2  刀轴控制方法及其技巧

 进入通用的NX／CAM模块，经过CAM初始化后，进入多轴加工(mill:_ multi-aixs)的“刀轴”选项，常用刀轴矢量控制共有18种类型，如图2所示。本文只研究常用的远离点、朝向点、远离直线、朝向直线、垂直于驱动、相对于驱动、插补矢量7种，其余的原理类似。刀轴矢量控制技巧如图3所示。

 (1)远离点：主要用于工件外表面的五轴加工，刀柄以远离所指定点方向加工工件表面，指定点位于加工材料侧（去除材料侧）的反侧，如图3(a)所示。

 (2)朝向点：主要用于工件内表面的五轴加工，刀柄以朝向该指定点方向加工工件表面，指定点位于加工材料侧（去除材料侧）的同一侧，如图3(b)所示。

 (3)远离直线：主要用于工件外凸表面四轴加工，刀柄以远离所指定的线加工工件表面，该指定直线位于加工材料侧（去除材料侧）反侧，如图3(c)所示。

 (4)朝向直线：主要用于工件内凹表面四轴加工，刀柄以朝向所指定的线加工工件表面，该指定直线位于加工材料侧（去除材料侧）同一侧，如图3(d)所示。

 (5)垂直于驱动（即朝向驱动体）：刀柄朝向驱动几何体加工工件表面。投影矢量作为“驱动曲面”材料侧垂直法向矢量的反向矢量进行计算。

 (6)相对于驱动（即远离驱动体）：刀柄远离驱动几何体加工工件表面。当驱动方法使用“曲面区域驱动方式”时，投影矢量应该选择“朝向驱动”以避免刀路轨迹投影到工件非切削区域。

 (7)插补矢量：通过几何体上产生的驱动点来定义矢量控制刀轴方向，或者调整某一驱动点刀轴的方向，以避免刀具悬空或避让障碍物，如图4所示。

3结语

 加工狭窄槽和高扭曲度的曲面时，由于曲面的扭曲度高，刀具轴方向应随着扭曲度的改变而改变，以免与侧面产生干涉。插补还能调节刀轨，保证刀具轴光顺移动，所以加工狭窄槽、高扭曲度的曲面时，投影矢量和刀轴控制方式应该选择多种类型插补方式。