軸加工相對三軸加工而言，具有很多優越性，比如可以擴大加工範圍，提高加工效率和加工精度等。因此，5軸加工目前在製造業的應用越來越廣泛，5軸加工的刀具路徑生成方法逐漸被各大CAM軟體公司列為研究重點。作為實用性很強的MasterCAM軟體，它在其 V9版新增了比較成熟的5軸（含4軸）加工模組，主要提供了5種生成5軸加工刀具路徑的方法，即曲線、鑽孔、拔模角面、曲面流線和多重曲面5軸加工方法，同時還有4軸加工法。本文講述了4個MasterCAM V9典型應用實例，對於想瞭解這方面更多的內容的讀者，本文將是不錯的選擇。

MasterCAM V9的5軸模組對於常規涉及的曲面加工已經能夠基本夠用了，但是5軸加工有一個很現實的問題，那就是首先要解決後置處理程式的問題。因為5軸數控機床的配置多種多樣，有工作臺雙擺動，主軸雙擺動，工作臺旋轉與主軸擺動複合運動等多種形式，所以儘管MasterCAM V9提供了5軸加工模組，但要使生成的刀具路徑能夠後置處理成適合某5軸機床數控系統加工的NC程式，首先應開發出適應所使用的5軸機床的後置處理程式。

筆者在工作實踐中，通過參考相關資料，仔細研究並驗證後，開發出了適應FIDIA T20的5軸機床後置處理程式。在此基礎上應用MasterCAM V9的5軸加工模組，進行了一些較成功應用。

一、開發FIDIA T205軸後置處理程式

筆者利用MasterCAM V9提供的一個通用5軸後處理程式範本，即MPGEN5X_FANUC.PST，首先在充分瞭解範本的結構和內容的基礎上，修改該程式範本的某些設置，即可得到適應FIDIA T20系統的5軸後置處理程式。

1. FIDIA T20的配置

主軸頭雙擺動，B為主動旋轉軸，A為從動旋轉軸，B軸在XZ平面內擺動，A軸在YZ平面內擺動，B軸的範圍是±360°，A軸的範圍≤＋104°

2. 修改MPGEN5X_FANUC.PST文件

針對FIDIA T20的配置修改MPGEN5X_FANUC.PST文件，如圖1所示。

圖1

二、5軸鑽孔的應用

我們在實際加工中，往往需要鑽曲面上的5軸法向孔或者石油鑽頭上的5軸切削齒孔，這些孔均要在T20上進行。以前的做法是在MasterCAM中先作出這些5軸孔的軸線，然後一根一根分析計算出每根線的B、A角度，最後手工在NC檔中輸入B、A角度值。這種方法效率不高，而且容易出錯。借助MasterCAM V9中Drill5ax的5軸鑽孔功能，得到5軸鑽孔刀具路徑，然後用修改後的5軸後置處理程式進行POST，即可自動獲得鑽法線孔的NC檔。這樣不僅提高了編程效率，同時又減少了出錯機率。以圖2鑽曲面法向孔為例，說明MasterCAM V9中Drill5ax5軸鑽孔功能的應用。

圖2

(1)先按曲面上的點作出曲面法向孔軸線；

(2)生成法向孔加工刀具路徑：選擇Toolpaths－Multiaxis－Drill5ax，出現圖3所示對話方塊，點擊“Points/Lines”選項，用Endpoints方式選擇每個法向孔軸線的下端點，相當於控制了刀具軸線的方向；

(3)選完要加工的點後，出現5軸鑽孔對話方塊，參數設置如圖4所示；

(4)用修改後的MPGEN5X_FANUC.PST後置處理程式後處理（Post）後得到的NC檔如圖5所示。

圖3

~
圖4

图5

三、5軸加工拔模角面的應用

比如，實際中要在如圖6所示的模具上加工扭轉槽F，其底部帶R3倒圓，槽的兩個側壁是空間扭轉直紋面。加工方法是先在三軸上粗銑該槽，留精加工餘量，然後在5軸銑床上用5軸聯動方式精加工槽各面到位。考慮到槽寬及底部的R3倒圓，選用φ8(R3)銑刀加工。

圖6

(1)選擇Toolpaths－Multiaxis－Swarf5ax，出現圖7所示對話方塊，點擊“Chains”選項，按圖8先選H再選G來確定刀具軸線的控制方向，然後點擊“Surfaces”按鈕，選擇A、B、C、D面作為控制刀尖的曲面；

 
圖7

 
圖8 

(2)填寫完成圖7對話方塊後，進入Swarf5ax加工對話方塊圖9，選擇刀具；

(3)點擊圖9中的“Multiaxis parameters”進入圖10參數設置對話方塊，按圖設置，注意刀具偏置的方向，它與你之前選擇的Chains的方向有關；

(4)得到的刀具路徑仿真（Verify）後如圖11所示；

(5)用修改後的MPGEN5X_FANUC.PST後置處理程式Post後得到的NC檔如圖12所示。

 
圖9

 
圖10

 
圖11

 
圖12

 四、4軸加工的應用

在實際中往往要在某旋轉體上加工溝槽形狀，利用MasterCAM V9自帶的回轉功能，通過Contour中置換X或Y軸的功能，可以簡單地將三軸問題轉換成4軸刀具路徑。

假設有如圖13所示的某軌跡CAD二維展開圖，我們進行如下的步驟：

(1)生成刀具路徑：選擇Toolpaths－Contour－Chain，選擇圖13所示的圖素，串連方向如該圖所示；

圖13

(2)之後進入圖14所示的對話方塊，注意將Ratory Axis選中，進入圖15所示的對話方塊，設置置換Y軸的參數，Ratory diameter設置成展開圖的理論直徑，置換軸的依據是想要刀具軸線與什麼軸平行，就置換那個軸；

 
圖14

 
圖15

(3)置換Y軸的參數設置好後，進入圖16所示的Contour parameters對話方塊，注意設置刀具的加工深度，把它設置成相對Ratory diameter理論旋轉直徑的數值；

 
圖16

(4)產生的刀具路徑軌跡如圖17所示，仿真（Verify）後如圖18所示；

 
圖17

 
圖18

(5)用MasterCAM V9自帶的Mpfan.pst後置處理後的NC程式如圖19所示。

 
圖19

五、結束語

MasterCAM V9中關於4軸、5軸加工方面的內容還很豐富，值得去深入研究的東西還有很多，而且還應該在實踐中不斷積累經驗，使編制的程式更加優化，不斷提高編程效率、加工效率和加工品質