隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械零部件的復(fù)雜程度也不斷加大，像一些模具類(lèi)或一些復(fù) 雜曲面造型的零件用三軸加工中心實(shí)現(xiàn)起來(lái)就會(huì)更困難。而對(duì)于特別復(fù)雜，或是形位公 差等要求比較苛刻的復(fù)雜零件加工，甚至要求一次裝夾來(lái)完成加工的的話(huà)，四軸加工中 心也不能完全滿(mǎn)足要求，這樣就需要使用五軸精工加工中心。五軸加工中心有高精度、 高效率的特點(diǎn)，工件的一次裝夾就可以完成五個(gè)自由度的加工。若配以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔 精工系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，更能夠適應(yīng)像飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、汽車(chē) 零部件等模具的加工[21]。五軸精工機(jī)床的使用，更容易實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，無(wú)需特殊的夾 具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置，避免多次重復(fù)裝夾，同時(shí)也提高了工件加工 的精度[22]。此外，由于五軸精工機(jī)床在加工中對(duì)刀具無(wú)特殊要求，所以刀具成本也進(jìn)一 步降低。這樣采用五軸精工機(jī)床加工工件可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保 證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。盡管五軸數(shù) 控機(jī)床的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，而其最常見(jiàn)、最基本的形式卻可以按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同大致分 為三大類(lèi)。
本章主要介紹了 UG的后置處理模塊以及機(jī)床控制系統(tǒng)的參數(shù)，并且根據(jù)加工中心 的相關(guān)參數(shù)制定了特定機(jī)床專(zhuān)用的后置處理器。為了驗(yàn)證后置處理器的可用性，本文采 用對(duì)具有復(fù)雜空間曲面的葉輪進(jìn)行CAM編程加工，設(shè)定一系列工序并生成刀位位置源 文件，通過(guò)剛制定的專(zhuān)用后置處理器對(duì)刀位位置源文件進(jìn)行后置處理，生成能夠直接運(yùn) 用到精工機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的精工G代碼文件。
VERICUT軟件與一般CAM軟件的區(qū)別：VERICUT是仿真加工軟件，不能生成數(shù) 控程序，但是可以模擬G代碼程序，包括子程序、宏程序、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、變量等；一般 CAM軟件只是模擬刀軌或中間文件[46]。此外VERICUT軟件能仿真機(jī)床加工，進(jìn)行碰 撞檢查，仿真后能對(duì)切削模型進(jìn)行尺寸分析，還能對(duì)切削速度進(jìn)行優(yōu)化，并輸出仿真模 型文件，以及生成工藝文件報(bào)表，這些都是一般CAM軟件無(wú)法完成的任務(wù)。
本章介紹了機(jī)床仿真技術(shù)常用到的相關(guān)軟件VERICUT的基本功能，調(diào)研V255 加工中心的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)參數(shù)。并且根據(jù)加工中心的相關(guān)參數(shù)用VERICUT構(gòu)建了機(jī)床 的虛擬仿真加工環(huán)境，通過(guò)對(duì)葉輪的仿真加工驗(yàn)證后置處理器生成的精工G代碼的可用 性，進(jìn)而驗(yàn)證后置處理器的可靠性。
立式加工中心是指主軸為垂直狀態(tài)的加工中心，其結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱，工作 臺(tái)為長(zhǎng)方形，無(wú)分度回轉(zhuǎn)功能，適合加工盤(pán)、套、板類(lèi)零件，它一般具有三個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo) 軸，并可在工作臺(tái)上安裝一個(gè)沿水平軸旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)臺(tái)，用以加工螺旋線(xiàn)類(lèi)零件。立式加工中 心裝卡方便，便于操作，易于觀察加工情況，調(diào)試程序容易，應(yīng)用廣泛。
在水力發(fā)電設(shè)備中，具備調(diào)整流量的導(dǎo)葉，以便能夠根據(jù)使用水量進(jìn)行有效率的 運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣的導(dǎo)葉具備有翼形狀(即，越接近于兩邊緣厚度越薄的板形狀)的主體部、和以從 主體部的一端面及另一端面延伸的方式設(shè)置的軸桿部。
在UG中加工模塊的主要功能是創(chuàng)建工件幾何體加工的刀具路徑[23]。但是在加工模 塊中生成的刀具軌跡路徑如果不經(jīng)后置處理就無(wú)法直接應(yīng)用到精工機(jī)床上進(jìn)行工件加工 [24]。這是因?yàn)椴煌臋C(jī)床廠家生產(chǎn)的各種機(jī)床運(yùn)行條件是不完全相同的，有些機(jī)床的旋 轉(zhuǎn)軸是水平放置，而另一些機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸為豎直放置，還有的一些機(jī)床在進(jìn)行加工時(shí)卻 可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)等。并且各種機(jī)床所使用到的控制系統(tǒng)也不盡相同，對(duì)于同一功能， 在不同的精工系統(tǒng)中其精工代碼也不完全相同。這些與特定的機(jī)床相關(guān)的信息，卻并不 包含在刀具位置源文件中。因此刀具位置源文件在進(jìn)行加工之前必須進(jìn)行相關(guān)的后置處 理，以適應(yīng)不同機(jī)床和控制系統(tǒng)的特殊要求。這種根據(jù)各種機(jī)床的參數(shù)格式化前置處理 生成的刀具位置源文件，并生成可以直接應(yīng)用于機(jī)床加工的NC代碼的過(guò)程稱(chēng)之為后置 處理[25]。
在各種CAM軟件中的前置處理中都可以生成用于零件加工的刀軌，刀軌文件中主 要包含切削點(diǎn)刀心數(shù)據(jù)的GOTO語(yǔ)句，還有可以控制機(jī)床的其他各種指令信息。但是因 為每臺(tái)機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)程序格式和指令的要求都有所不同，比如對(duì)同一行中的不同G 代碼的輸出順序可能有所不同，這樣，在前置處理過(guò)程中生成的刀軌文件就不能直接用 于機(jī)床的驅(qū)動(dòng)，所以，刀軌文件必須經(jīng)過(guò)處理計(jì)算，才能符合某一機(jī)床的控制系統(tǒng)的要 求。這個(gè)處理計(jì)算過(guò)程就是“后處理”[3(5]。后處理的過(guò)程要具備兩個(gè)基本的要素：第一是 要有刀軌文件，一般由CAM軟件生成，本文是應(yīng)用UG的CAM功能生成UG的內(nèi)部刀 軌[31]。第二是后處理器，它是一個(gè)包含機(jī)床以及控制系統(tǒng)相關(guān)信息的處理程序，它的主 要作用是讀取刀軌文件中的刀軌數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)化為能直接用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床的精工代碼。
刀柄的建立就要棍據(jù)機(jī)床所使用的不同規(guī)格的套筒，按照具體的尺寸，在VERICUT 刀具庫(kù)中進(jìn)行定義。一般先在常規(guī)的三維軟件中構(gòu)建結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的刀柄的模型，再通 過(guò)STL.等格式文件導(dǎo)入VERICUT中方式，在VERICUT軟件中定義。另外角度頭也可 以在刀具庫(kù)中定義，這時(shí)要勾選跟主軸旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)，用來(lái)控制角度頭模型是否和主軸一起 旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)有的傳統(tǒng)龍門(mén)加工中心為雙立柱結(jié)構(gòu)，存在著體積龐大、成本高昂、裝夾困難等 問(wèn)題，以致在生產(chǎn)加工時(shí)往往需要消耗大量的時(shí)間和人力因此，如何提高機(jī)床加工中心的裝夾便利性、減少耗時(shí)并降低生產(chǎn)加工成本已經(jīng) 成為本領(lǐng)域技術(shù)人員涵待解決的技術(shù)問(wèn)題。內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種機(jī)床加工中心，能夠優(yōu)化機(jī)床加工中心的結(jié)構(gòu)，從而 提高機(jī)床加工中心的裝夾便利性，減少耗時(shí)，并能起到降低生產(chǎn)加工成本的效果。
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