基于PartMaker的車銑復合機床多刀塔同步加工設置

章偉涌 吳和良

（紹興職業技術學院，浙江紹興312000）

當今，隨著人們對日常物質生活產品需求的提高，大量新產品的涌現和更新換代，加速改變著制造領域的生產方式，正對多品種小批量生產潮流，如何提高企業生產效率，已成為企業生產管理需解決的一個新問題。近年數控技術取得突飛猛進的發展，歐洲和日本等發達國家普遍應用的復合加工技術，較好地適應了制造領域的這種潮流。復合機床是在一臺機床上能完成幾種不同的加工工藝設備，它使得過去需要在幾臺機床上完成一個工件的加工，現在只需要一臺機床就可以完成全部工序加工。我國復合機床應用才剛開始起步，而且發展很慢，加之復合加工數控程序編制難度非常大的原因，人們對這類機床還像對待以前機床一樣使用，不能充分發揮機床全部效能，造成了極大的浪費。

復合機床要配合專業數控編程軟件，才能充分發揮其高效功能。英國DELCAM公司具有30多年的CAD/CAM開發經驗，尤其在復合加工方面是CAM行業的引領者，開發的PartMaker支持多主軸、多刀塔復合機床，它具有的多刀塔同步加工技術，為進一步提高制造加工效率，提供了新的途徑［1］。

下面以一個典型零件講解PartMaker多刀塔同步加工設置方法。

1 導入CAD模型

PartMaker中導入零件模型如圖1所示。這個零件需要車削端面、外圓、外圓槽、螺紋，銑削6個平面，鉆端面6個孔。在車銑復合加工機床上，通過主軸轉移至副軸，可實現一次性裝夾的全部工序加工。

2 主、副軸選擇

首先，建立工件加工工序。點擊主菜單“查看”子菜單“設置”，在彈出“設置”窗口中，點選“主軸”和“加工功能”列表功能，在“面視窗列表”文本框中，建立主軸為控制軸的“加工內容”。同理，選擇“副軸”和“加工功能”列表中的功能，在“面視窗列表”文本框中，建立副軸為控制軸的“加工內容”（如圖2所示）。

另外，由于PartMaker實行了材料庫和刀具庫的管理，為任何加工策略自動選擇刀具，計算進給、轉速和切削深度，這可從通過“打開材料文件”和“工件管理”中選擇“材料”，在“材料文件”窗口按操作類型自動計算各工序切削工藝參數［2］。

3 選擇刀塔

復合機床可設定多個刀塔同時進行切削加工而不互相干涉。例如在車削環境能使用兩臺刀架，在同一循環加工中同時使用兩把刀具，引導刀架被指定主刀架的雙工位粗車外圓。雙工位切削可減小工件的振動，提高材料去除率，縮短加工時間。在PartMaker刀具管理中，可依據工序內容選擇刀塔和刀具（如圖3所示）。

4 材料控制處理

完成“切斷”工序后，在主菜單中選擇“加工優化”下的“插入材料控制處理”，在彈出窗口“使用副軸牽引”設定副軸夾持距離，完成副軸為控制軸的各工序加工。

5 刀具路徑

該工件全部工序和刀具路徑如圖4所示。

6 同步加工設置

該工件若采用傳統加工方法，必須在普通車床、鉆床、攻絲等多臺機床聯合完成，整個加工過程中經過多次裝卸，而且定位基準不統一，若用數控車床也無法完成所有工序。采用車銑復合加工，可摒棄傳統工藝方式加工安排，將工序進行同步加工組合管理。Part-Maker同步加工有效地重組了工序，使切削加工時間進一步大為縮短，提高了機床利用率（如表1所示）。

在主菜單“加工優化”下選擇子菜單“產生的加工表單”，產生加工表單如圖5所示。按表1同步組#1加工內容或工號進行同步加工設置，點擊“加工表單”中“方式”欄下M2S1，彈出窗口如圖6所示。

設置主軸方式:使用兩把刀具加工（M2）。設置副軸方式:使用一把刀具加工（S1）。同理，設置同步組#2方式下M1S1。設置主軸方式:使用一把刀具（M1）。設置副軸方式:使用一把刀具（S1）。

完成設置點取加工表“Sync Group↓”，產生同步加工表單如圖5所示。

表1 同步加工規劃表

從加工表單知，在復合機床上加工該工件，若按常規工序步驟一步步依次完成該工件加工需要10.96 min，在經過同步加工重組優化后，加工時間縮為6.44 min（如圖5中總時間6.44 min）;顯而易見，該零件加工時效提高了41.24%，更不要說與普通機床加工比較了。

7 仿真加工

PartMaker提供虛擬機床加工仿真。選擇主菜單“仿真”下“仿真選項”子菜單，在彈出對話框窗口中選勾“循環仿真”并按“確定”開始仿真加工。左側主軸夾持為雙工位同步加工，此時，右側副軸夾持同步進行銑削平面的切削加工，3個刀塔進行著同步組#1切削加工作業（如圖7所示）。

該工件PartMaker車銑復合加工的最終產品如圖8所示。

8 生成NC代碼

再選擇主菜單“加工優化”下“產生NC程序”子菜單，才能生成輸出該工件的全部加工程序，其中部分NC代碼如下:

9 結語

PartMaker車銑復合加工經過同步加工優化管理后，該工件加工工時縮短41%，充分發揮復合機床的多刀塔同步加工功能，大大提高了設備的利用率的同時，不僅極大地提高了企業的生產效率，而且有效降低了企業的生產成本。

［1］王振江.FeatureCAM在車銑復合機床上同步加工的應用案例［J］.模具工程，2012（7）:63 －67.

［2］PartMaker TurnMILL多軸車銑復合中心編程系統［DB/OL］.www.delcam.com.cn，2011.