基于PartMaker的车铣复合机床多刀塔同步加工设置

章伟涌 吴和良

（绍兴职业技术学院，浙江绍兴312000）

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［1］。

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。

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”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）。

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［2］。

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）。

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。

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。Part-Maker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）。

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。

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↓”，产生同步加工表单如图5所示。

表1 同步加工规划表

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10.96 min，在经过同步加工重组优化后，加工时间缩为6.44 min（如图5中总时间6.44 min）;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。

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）。

该工件PartMaker车铣复合加工的最终产品如图8所示。

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:

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。

［1］王振江.FeatureCAM在车铣复合机床上同步加工的应用案例［J］.模具工程，2012（7）:63 －67.

［2］PartMaker TurnMILL多轴车铣复合中心编程系统［DB/OL］.www.delcam.com.cn，2011.