永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南永州 425100

1 研究背景

在機(jī)械加工中,經(jīng)常會(huì)遇到要求在零件表面上刻數(shù)字、漢字、線條或標(biāo)記等的加工內(nèi)容,這些加工內(nèi)容的加工程序通常無(wú)法通過(guò)手工編程實(shí)現(xiàn),只能利用計(jì)算機(jī)輔助制造軟件來(lái)編程。在平面上或一般曲面上進(jìn)行三軸加工已經(jīng)有文獻(xiàn)介紹,筆者研究應(yīng)用NX軟件在回轉(zhuǎn)的曲面上實(shí)現(xiàn)單線漢字四軸加工。

NX是面向先進(jìn)制造行業(yè)且緊密集成的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工程、制造軟件,提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、仿真、數(shù)控程序生成等一整套解決方案。計(jì)算機(jī)輔助制造是整個(gè)NX系統(tǒng)的一部分,以三維主模型為基礎(chǔ),具有強(qiáng)大可靠的刀具軌跡生成方法,可以完成銑削、車(chē)削、線切割等的編程。

2 單線漢字產(chǎn)生

在NX中產(chǎn)生漢字有兩種方法:通過(guò)曲線文本和通過(guò)注釋。曲線文本能產(chǎn)生空心漢字,可以沿曲線放置文本,但不能產(chǎn)生單線漢字,單線漢字必須在注釋中才能產(chǎn)生,建模模塊不能應(yīng)用注釋命令。

在制圖模塊或加工模塊選擇“插入”，在下拉菜單中選擇“注釋”,在注釋對(duì)話框(圖1)中設(shè)置文字樣式，選擇“仿宋字體chinesef_fs”(圖2),確定后返回注釋對(duì)話框,輸入所需刻字文本，即可完成創(chuàng)建注釋文本。在加工模塊用二維刻字或者三維刻字策略，即可得到三軸單線刻字(圖3)。

▲圖1 注釋對(duì)話框

▲圖2 設(shè)置文字樣式▲圖3 三軸單線刻字

3 回轉(zhuǎn)曲面單線漢字刀軌

對(duì)于三軸加工漢字，不在曲面上就可以生成刀軌，但四軸加工就必須將漢字纏繞或投影到回轉(zhuǎn)的曲面上。用注釋產(chǎn)生的漢字在纏繞或投影時(shí),漢字不是曲線,不能完成操作。對(duì)此，最簡(jiǎn)單的方法是將文字導(dǎo)出為.cgm文件,再導(dǎo)入NX,這樣注釋就轉(zhuǎn)變?yōu)榍€,可以進(jìn)行纏繞或投影操作。纏繞只能在圓柱或圓錐曲面上進(jìn)行(圖4),投影可以在任意回轉(zhuǎn)曲面上進(jìn)行(圖5)[7]。

四軸刀軌采用多軸加工的可變軸輪廓銑,選用合適的刀具,用曲線/點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。值得注意的是，在選擇曲線的時(shí)候,選擇好一條相連的曲線之后,要重新添加新集曲線,否則會(huì)不抬刀加工。投影矢量選擇“刀軸”,刀軸選擇“遠(yuǎn)離直線”,直線選擇“回轉(zhuǎn)中心線”,設(shè)置合適的加工深度,即可完成單線漢字的四軸刀路規(guī)劃(圖6)。

▲圖4 漢字纏繞▲圖5 漢字投影▲圖6 四軸刀路規(guī)劃

4 后處理程序

由于NX自帶的mill_4_axis后處理程序所產(chǎn)生的數(shù)控程序不符合筆者的要求,因此必須定制機(jī)床的后處理程序。以最常見(jiàn)的FANUC數(shù)控銑床帶A軸為例,對(duì)后處理器中必須要修改的部分進(jìn)行修改，定制得到四軸后處理程序。

運(yùn)行NX后處理構(gòu)造器,如果是英文界面,那么在Options選項(xiàng)下的語(yǔ)言中選擇“中文”(圖7)。然后新建一個(gè)后處理器,在對(duì)話框中自己確定名稱，例如FANCU_4axis_A_post,勾選“主后處理”,輸出單位選擇“毫米”,機(jī)床選擇“銑床”及“四軸帶輪盤(pán)”,控制器選擇“庫(kù)”,再選擇“FANUC_6M”(圖8),單擊確定,彈出后處理器編輯對(duì)話框(圖9)。

▲圖7 選擇語(yǔ)言▲圖8 新建后處理器

選擇“第四軸”,設(shè)置四軸參數(shù)(圖10)。選擇旋轉(zhuǎn)平面為“YZ”,文字指引線改為“A”,修改最大進(jìn)給率、軸方向、軸限制,勾選“旋轉(zhuǎn)軸可以是遞增的”,其它參數(shù)默認(rèn),點(diǎn)擊顯示機(jī)床,查看機(jī)床四軸方向(圖11)。選擇“虛擬控制器”選項(xiàng),勾選“生成虛擬控制器”(圖12),否則無(wú)法輸出代碼。完成設(shè)置,點(diǎn)擊保存,完成四軸加工后處理器的定制[1]。

▲圖9 后處理器編輯對(duì)話框▲圖10 設(shè)置四軸參數(shù)▲圖11 機(jī)床四軸方向▲圖12 生成虛擬控制器

保存新建的后處理程序后,系統(tǒng)會(huì)生成.pui、.def和.tcl三個(gè)文件。這三個(gè)文件默認(rèn)會(huì)安裝在Program FilesSiemensNX 8.5MACH esourcepostprocessor目錄下,否則,必須將以上三個(gè)文件復(fù)制到該目錄下,再選擇后處理構(gòu)造器“實(shí)用程序”菜單下的“編輯模板后處理數(shù)據(jù)文件”(圖13)。做好備份,將定制的后處理文件寫(xiě)入模板文件(圖14)。保存后退出,重啟NX,新定制的四軸加工后處理器就可以使用了(圖15)。由新四軸加工后處理器程序，可以生成數(shù)控程序(圖16)。

▲圖13 編輯模板后處理數(shù)據(jù)文件▲圖14 寫(xiě)入模板文件▲圖15 新四軸加工后處理器

▲圖16 數(shù)控程序

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明,采用筆者所述四軸加工方法，可以完成回轉(zhuǎn)零件表面刻寫(xiě)單線漢字操作。這一方法簡(jiǎn)單可行，對(duì)刻線或刻標(biāo)記、圖案等加工操作也有一定的參考價(jià)值。使用這一方法，可以提高加工效率。