当今，随着人们对日常物质生活产品需求的提高，大量新产品的涌现和更新换代，加速改变着制造领域的生产方式，正对多品种小批量生产潮流，如何提高企业生产效率，已成为企业生产管理需解决的一个新问题。近年数控技术取得突飞猛进的发展，欧洲和日本等发达国家普遍应用的复合加工技术，较好地适应了制造领域的这种潮流。复合机床是在一台机床上能完成几种不同的加工工艺设备，它使得过去需要在几台机床上完成一个工件的加工，现在只需要一台机床就可以完成全部工序加工。我国复合机床应用才刚开始起步，而且发展很慢，加之复合加工数控程序编制难度非常大的原因，人们对这类机床还像对待以前机床一样使用，不能充分发挥机床全部效能，造成了极大的浪费。
复合机床要配合专业数控编程软件，才能充分发挥其高效功能。英国DELCAM公司具有30多年的CAD/CAM开发经验，尤其在复合加工方面是CAM行业的引领者，开发的PartMaker支持多主轴、多刀塔复合机床，它具有的多刀塔同步加工技术，为进一步提高制造加工效率，提供了新的途径。
下面以一个典型零件讲解PartMaker多刀塔同步加工设置方法。
1 导入CAD模型
PartMaker中导入零件模型如图1所示。这个零件需要车削端面、外圆、外圆槽、螺纹，铣削6个平面，钻端面6个孔。在车铣复合加工机床上，通过主轴转移至副轴，可实现一次性装夹的全部工序加工。
图1 零件模型
2 主、副轴选择
首先，建立工件加工工序。点击主菜单“查看子菜单”设置，在弹出“设置窗口”中，点选“主轴和加工功能冶列表”功能，在“面视窗列表文本框中，建立主轴为控制轴的”加工内容。同理，选择“副轴和加工功能”列表中的功能，在“面视窗列表”文本框中，建立副轴为控制轴的“加工内容”(如图2所示)。
图2 工件主、副轴选择
另外，由于PartMaker实行了材料库和刀具库的管理，为任何加工策略自动选择刀具，计算进给、转速和切削深度，这可从通过“打开材料文件”和“工件管理”中选择“材料”，在“材料文件”窗口按操作类型自动计算各工序切削工艺参数。
3 选择刀塔
复合机床可设定多个刀塔同时进行切削加工而不互相干涉。例如在车削环境能使用两台刀架，在同一循环加工中同时使用两把刀具，引导刀架被指定主刀架的双工位粗车外圆。双工位切削可减小工件的振动，提高材料去除率，缩短加工时间。在PartMaker刀具管理中，可依据工序内容选择刀塔和刀具(如图3所示)。
图3 刀塔选择
4 材料控制处理
完成“切断”工序后，在主菜单中选择“加工优化”下的“插入材料控制处理”，在弹出窗口“使用副轴牵引”设定副轴夹持距离，完成副轴为控制轴的各工序加工。
5 刀具路径
该工件全部工序和刀具路径如图4所示。
图4 刀具路径
6 同步加工设置
该工件若采用传统加工方法，必须在普通车床、钻床、攻丝等多台机床联合完成，整个加工过程中经过多次装卸，而且定位基准不统一，若用数控车床也无法完成所有工序。采用车铣复合加工，可摒弃传统工艺方式加工安排，将工序进行同步加工组合管理。PartMaker同步加工有效地重组了工序，使切削加工时间进一步大为缩短，提高了机床利用率(如表1所示)。
表1 同步加工规划表
在主菜单“加工优化”下选择子菜单“产生的加工表单”，产生加工表单如图5所示。按表1同步组#1加工内容或工号进行同步加工设置，点击“加工表单”中“方式”栏下M2S1，弹出窗口如图6所示。
图5 同步加工表单
设置主轴方式：使用两把刀具加工(M2)。设置副轴方式：使用一把刀具加工(S1)。
同理，设置同步组#2方式下M1S1。设置主轴方式：使用一把刀具(M1)。设置副轴方式：使用一把刀具(S1)。
完成设置点取加工表“Sync Group引”，产生同步加工表单如图5所示。
从加工表单知，在复合机床上加工该工件，若按常规工序步骤一步步依次完成该工件加工需要10.96min，在经过同步加工重组优化后，加工时间缩为6.44min(如图5中总时间6.44min)；显而易见，该零件加工时效提高了41.24%，更不要说与普通机床加工比较了。
图6 同步设置方式
7 仿真加工
PartMaker提供虚拟机床加工仿真。选择主菜单“仿真”下“仿真选项”子菜单，在弹出对话框窗口中选勾“循环仿真”并按“确定”开始仿真加工。左侧主轴夹持为双工位同步加工，此时，右侧副轴夹持同步进行铣削平面的切削加工，3个刀塔进行着同步组#1切削加工作业(如图7所示)。
图7 三刀塔刀具同步加工仿真
该工件PartMaker车铣复合加工的最终产品如图8所示。
图8 加工成品
8 生成NC代码
再选择主菜单“加工优化”下“产生NC程序”子菜单，才能生成输出该工件的全部加工程序，其中部分NC代码如下：
O1234(LATHE_MILL)
(CREATED BY FANUC 18T TWIN
SPINDLE DEMO POST PROCESSOR)
N1(车削-主轴右端面)
G97S34M13
G30U0W0T0
T0101(ODTURN_80DEG-T2/H1)
G99G0X76.3Z1.05
G50S5000
G96S499
N23G0Z0
N24X77.0376
G73P26Q27
N26G1X77.0F0.039
N27X0
N2(车削-主轴粗车外圆)
G99G0X76.5Z0.03
G96S528
G71U0.2R0.05
G71P35Q41U0.01W0.01F0.016
N35G1X15.3555
N36Z1.8472
N37Z-3.175X25.4
N38Z-79.0067
N39Z-81.0006X21.4122
N40Z-85.344
N41Z-87.3252X25.4
N42X63.5
N43Z-88.6013X73.025
N44X92.013
G30U0W0T0
M1
N3(车削-主轴双工位粗车外圆)
G97S26M13
G30UOWOTO
T1414(ODTURN_80DEG-T3/H1)
G99G0X76.3Z0.03
G96S528
G71U0.2R0.05
G71P59Q69U0.01W0.01F0.016
N59G1X15.3555
N60Z1.8472
N61Z-3.175X25.4
N62Z-79.0067
N63Z-81.006X21.4122
N64Z-85.344
N65G2X25.3746Z-87.3252R1.9812
N66G1X63.5
N67Z-88.6013X73.025
N68Z-107.2486
N69X92.013
G30U0W0T0
M1
M35(SS STOP)
N8(铣削六边形平面-副轴)
G30U0W0
T0808(END MILL 5/8-X-T1/H2)
G98G97S1790M54
G19G0Y-38.4625Z0.3125C30.0
X9.7
G1Y24.96
G0C90.0
G1Y38.4625
G0C150.0
G1Y38.4625
G0C210.0
G1Y38.4625
G0C270.0
G1Y38.4625
G0C330.0
G1Y38.4625
G30U0W0
M24
M55(LIVE TOOL STOP)
M1
……………………………………(略)
9 结语
PartMaker车铣复合加工经过同步加工优化管理后，该工件加工工时缩短41%，充分发挥复合机床的多刀塔同步加工功能，大大提高了设备的利用率的同时，不仅极大地提高了企业的生产效率，而且有效降低了企业的生产成本。
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