随着五轴联动机床的应用越来越普遍，为复杂零部件加工提供了解决方案，避免了多次装夹，降低了夹具的成本提高产品加工精度，减少夹具的使用数量、降低刀具成本等诸多优势。大家普遍认为五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。五轴机床的运动方式是在三线性轴的基础上多增加两个旋转轴而实现的，其空间运动复杂程度较三轴有明显增加。造成NC程序比较复杂，其正确性无法保证，所以数控五轴仿真技术也显得越来越重要，利用仿真加工技术，能进行NC程序优化、缩短加工时间，检查过切、欠切，防止机床碰撞、超行程等错误。提高五轴机床加工准备时间，从而达到降低成本的目的。本文所采用的机型为850-5AXII五轴联动机床，基础模型使用NX10.0软件建模，然后再通过数据接口导入到vericut8.0软件当中。最后在vericut8.0中进行机床结构搭建参数设定及其关键技术进行了阐述。
使用UG10.0对850-5AXII五轴数控机床进行1：1的建模，通过设计模型与实物比对的方式，使最终的设计模型与实物的重合度达到96%以上，在此基础上对五轴典型零件叶轮进行编程并仿真模拟加工，并通过对叶轮的实际加工验证了模拟仿真的正确性。
1建立五轴双转台机床项目
如图1所示，为捷甬达机床厂研发的（A-C）式双转台五轴机床，该机床为高速五轴机床，适合加工复杂精密零件。测量机床工作参数，此机床由三个线性轴X、Y、Z，两个旋转轴A、C组成。具体机床硬件参数参照表1-1。
根据机床的重要工作参数构建机床仿真模型在VERICUT8.0中构建机床模型有两种方法：
（1）直接从软件内部的机床库中调用机床模型，需要考虑的问题是，所调取的机床模型的基本参数是否与实际机床一致。除了机床的摆长之外，机床本身的尺寸比例的不同也会造成干涉检查的不确定性；
（2）采用三维软件（如UG，SOLIDWORKS，CAXA等）根据现场所测的机床实际数据，对逐个部件进行建模，再将建好的三维模型导入至VERICUT8.0内装配机床。
因VERICUT8.0内部的机床库没有符合此款机型的五轴模型，采用第二种方法创建该机床的模型，具体步骤如下：
A.根据已有机床数据，在UG中进行关键运动轴分别进行建模。可在同一环境中进行建模，充分利用图层来类别各个部件，需注意要将主轴端面中心位置放置在软件的WCS坐标原点上，保证与VERICUT软件中的机床基点重合；
B.在桌面新建一个文件夹，命名为“Joint-5AXII”，再进去到UG中，将刚才的各部分组件用“STL”格式导出到该文件夹并按组件分类命名；
C.在VERICUT中建立一个新的项目，并参照图1-2建立机床的结构树;
2在VERICUT中的加工仿真
五轴联动数控加工过程中，应该防止刀轴矢量频繁变化导致的撞刀、干涉现象，由于两个旋转轴的加入，数控代码与运动轨迹都是无法人工来进行检查的，下面在VERICUT软件中进行加工检验。
程序编制好，程序清单如图2-2所示
选择所有的程序，选择正确的后处理，将后置处理的NC代码放至到“Joint-5AXII”文件夹中备用。在海德汉530系统中，具备有刀尖跟踪功能，所以摆长第5轴到第4轴旋转偏置在后处理中无需设置，只需要定义自动生成M128/M129刀尖跟踪功能开关即可。在实际机床中需要在系统输入所测得的摆长值，而在VERICUT中则把M128/M129的功能字定义好即可。
在VERICUT项目树的程序一栏中，找到刚刚后处理的程序添加到软件里。在项目树的刀具一栏中，按照工艺清单上的刀具创建好然后保存。最后按界面中启动即可开始程序的仿真加工。
1.结论
本文在VERICUT8.0环境中完成了五轴机床的搭建，仿真加工完成叶轮的全过程。这种基于G代码的仿真加工，相较于UG软件中基于刀位文件的仿真更加真实。更加有效的避免实际加工过程中因人为疏忽而造成的各类问题，如过切、漏切、碰撞等，极大的降低了加工成本，提高工作效率，对实际加工有极大帮助！
论文作者:郑新胜, 田鑫
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/8/23
标签：机床论文; 加工论文; 模型论文; 程序论文; 叶轮论文; 软件论文; 建模论文; 《工程管理前沿》2019年12期论文;