第5章

多軸加工機床實訓(xùn)本章內(nèi)容●

5.1認識多軸加工機床結(jié)構(gòu)和控制面板●5.2機床的操作●5.3機床常用指令介紹●5.4多軸加工典型案例

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多軸加工機床實訓(xùn)5.1認識多軸加工機床結(jié)構(gòu)和控制面板1）EMCOHyperturn6659軸車銑復(fù)合（1）機床整體結(jié)構(gòu)圖及其簡介

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）機床各個軸的分布及其參數(shù)指標(biāo)機床各個軸的分布及其參數(shù)指標(biāo)，如圖5.1.2所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)（3）機床控制面板機床控制面板如圖5.1.3和5.1.4所示

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多軸加工機床實訓(xùn)2）EMCOLINEARMILL-600HD五軸聯(lián)動加工中心（1）機床整體結(jié)構(gòu)圖及其簡介

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）機床控制面板機床控制面板如圖5.1.6和5.1.7所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)5.2機床的操作實訓(xùn)操作1：EMCOHyperturn6659軸車銑復(fù)合中心的啟動、關(guān)停與基本操作1）機床的開啟（1）機床啟動前的準(zhǔn)備工作

①打開空氣壓縮機和干燥機裝置;

②開啟與機床相連接的電腦。（2）待空氣壓縮機供氣大約5分鐘后，打開電控柜上的主開關(guān)：“MAINSWITCHHAUPTSCHALTER”

（電控柜風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn)）。（3）待機床系統(tǒng)正式開啟，顯示主界面之后：

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多軸加工機床實訓(xùn)①松開“急停”按鈕

。②按住“艙門開啟”按鈕

，將機床門打開再關(guān)閉以檢查門上的安全開關(guān)功能。④按“復(fù)位”按鈕

，然后再點擊機床顯示器操作面板的“診斷”按鈕，查看是否有報警信息（如果有報警，首先要排除故障，消除報警信息，才能繼續(xù)下一步的操作）。⑤長按“AUXON”鍵

（至少一秒），輔助驅(qū)動使能開啟，機床通電工作。⑥選擇回零模式

，然后按參考點鍵

,各軸一個一個回參考點。⑥回到參考點以后，按下“JOG”鍵

切換到手動模式，將上刀塔移動到適當(dāng)位置，再按“MDA”

，再MDA模式下輸入：

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多軸加工機床實訓(xùn)S1=3000M1=03(正主軸正轉(zhuǎn)3000r/min)S2=3000M3=03(副主軸正轉(zhuǎn)3000r/min)S3=3000M3=03(上刀塔動力刀具正轉(zhuǎn)3000r/min)然后按“循環(huán)啟動”按鈕

，主軸，副主軸及上刀塔動力刀具開始運轉(zhuǎn)，給機床預(yù)熱；大約運行10分鐘后，按“復(fù)位”按鈕，停止運行。2)機床的關(guān)閉將各軸移動到適當(dāng)位置，按“AUXOFF”鍵，機床輔助驅(qū)動使能關(guān)閉，然后再按下“急?！卑粹o，最后將機床的主開關(guān)關(guān)閉。3)機床的基本操作（1）刀具庫管理

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多軸加工機床實訓(xùn)（1）刀具庫管理①刀具補償：配有兩個刀塔的機床使用兩個通道運行。這就意味著每個刀塔在每個通道中都有自己的設(shè)定，它們在尺寸上、刀位布置上都完全一樣。因此，在設(shè)置刀具及進行刀具補償時一定要注意選擇正確的通道。選擇加工平面：為計算刀補參數(shù)，事先要在編程中選擇加工平面，見表5.2.1。

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多軸加工機床實訓(xùn)②刀具類型和刀具參數(shù)，見5.2.2。

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多軸加工機床實訓(xùn)③刀具參數(shù)I舉例：車刀刀具參數(shù)如圖5.2.1所示。車刀刀具參數(shù)（5XY）N：刀具參考點；L1：刀長1；L2：刀長2；S：刀刃中心；P：刀具鼻端；R：刀具切削半徑；刀刃參數(shù)DP2指的是刀刃的定位；L1和L2參數(shù)指的是1∽8號刀刃的P點，9號指的是S點（S=P）輸入刀具參數(shù)DP1:5XY；DP2:1-9；DP3：L1刀長；DP4：L1刀長；DP6：刀刃半徑R。

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多軸加工機床實訓(xùn)L1和L2在不同平面中指定，見表5.2.2。

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多軸加工機床實訓(xùn)銑刀刀具，如圖5.2.2所示。

圖5.2.2銑刀參數(shù)銑刀刀具參數(shù)（1XY）

N：刀具參考點；L1：刀長1；R：銑刀半徑。

輸入刀具參數(shù)

DP1：1XY；DP3：刀長1；DP6：銑刀半徑

L1在不同平面的反映，見表5.2.3。

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多軸加工機床實訓(xùn)II刀具建立對于標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔和攻絲加工，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中選擇“500”刀具類型，也就是說，只需要輸入兩個刀長參數(shù)，加工平面始終是G18，在進行徑向和軸向加工時也不需要更改：車削/鉆孔/攻絲（G18）：刀具類型500，L1=X，L2=Z；進行端面銑削時（TRANSMIT），加工平面變?yōu)镚17，應(yīng)選擇刀具類型“120”；TRANSMIT（G17）：刀具類型120，L1=Z，L3=X，（L2=Y）；進行平面銑削時（TRACYL），更換到G19平面，選擇“120”；刀具類型：TRACYL，刀具類型120，L1=X，L2=Z，（L3=Y）。III刀尖位置刀尖位置必須正確地輸入，在不同程序中，G41和G42會自動選擇已輸入的刀尖位置進行刀具半徑補償。對于下刀塔上的刀尖位置定義和上刀塔布置是相對稱的，如圖5.2.3所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)（a）刀具切削刃位置的相關(guān)舉例-上刀塔b）刀具切削刃位置的相關(guān)舉例-下刀塔

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多軸加工機床實訓(xùn)④建立刀具選擇“參數(shù)”-“刀具管理”-“刀具表”-“新刀具”，參數(shù)設(shè)置如圖5.2.4所示。按照圖5.2.4所示設(shè)置好各項參數(shù)后按“確認”，然后再按“裝載”鍵，將其加載到刀具庫列表中。

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）卡盤的使用

本機床所配備的都是液壓卡盤，使用時只需要按下“合/開”按鈕，以正主軸的卡盤為例，按一下卡盤“合/開”按鈕，卡盤打開，再按一次卡盤合緊。（3）對刀

以下刀塔為例(上刀塔的對刀方式與此類似)，用試切對刀的方法，將工件坐標(biāo)系零點設(shè)置在右端面的中心處，如圖5.2.5所示；然后將此處的機械坐標(biāo)X、Z值（如圖5.2.6所示）輸入到G54偏置中去，如圖5.2.7所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)

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多軸加工機床實訓(xùn)實訓(xùn)操作2;EMCOLINEARMILL-600HD的啟動、關(guān)停與基本操作1）機床的開啟（1）機床啟動前的準(zhǔn)備工作

①打開空氣壓縮機和干燥機裝置；

②打開與機床連接的電腦。（2）待空氣壓縮機供氣大約5分鐘后，打開電控柜上的主開關(guān)：（電控柜風(fēng)扇開始運轉(zhuǎn)）。（3）待機床系統(tǒng)正式開啟，顯示主界面之后：

①松開“急?！卑粹o

：

。

②按住“艙門開啟”按鈕

，將機床門打開再關(guān)閉以檢查門上的安全開關(guān)功能。

③按“AUXON”鍵

，輔助驅(qū)動使能開啟，機床通電工作。

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多軸加工機床實訓(xùn)

④按“復(fù)位”按鈕

，然后再點擊機床顯示器操作面板的“診斷”按鈕，查看是否有報警信息（如果有報警，首先要排除故障，消除報警信息，才能繼續(xù)下一步的操作）。進行主軸預(yù)熱：切換到MDA模式下，輸入指令M234,M30,然后按“循環(huán)啟動”按鈕

，主軸開始運轉(zhuǎn)，給機床預(yù)熱；大約運行8-15分鐘后，自動停止運行，完成主軸預(yù)熱。

⑤按下“JOG”鍵

切換到手動模式，手工移動XYZ三個軸，看是否能夠正常運動。2）機床的關(guān)閉將XY軸移動到中間適當(dāng)位置，Z軸移動到機械坐標(biāo)650-670之間，然后再按下“急?！卑粹o，最后將機床的主開關(guān)關(guān)閉。

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多軸加工機床實訓(xùn)3）機床的基本操作（1）刀具庫管理

①建立刀具：選擇“Parameter”→“Toollist”→“Newtool”→“Millingtool”，參數(shù)設(shè)置如圖5.2.8所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)

②加載刀具

設(shè)置好各項參數(shù)后，然后再按“Load”→“Spindle”→“OK”鍵，將其加載到主軸，如圖5.2.9所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）對刀

采用試切對刀的方法，將工件坐標(biāo)系零點設(shè)置在工件上表面的中心處，然后將此處的機械坐標(biāo)X、Y、Z值（如圖5.2.10所示）輸入到G54偏置中去，如圖5.2.11所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)5.3機床常用指令介紹1）EMCOHyperturn665常用指令（1）M功能（通道1）

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）G代碼

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多軸加工機床實訓(xùn)（3）其他特殊功能指令

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多軸加工機床實訓(xùn)2）EMCOLINEARMILL-600HD常用指令（1）M功能、（2）G代碼（3）其他特殊功能指令

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多軸加工機床實訓(xùn)5.4多軸加工典型案例5.4.1軸的車削加工采用機床的下刀塔，進行車削加工，如圖5.4.1所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)（1）零件的三維建模用UGNX10.0軟件對零件進行三維造型，如圖5.4.2所示。（2）加工工藝分析

①選用直徑為52-140mm的鋁合金毛坯，用三爪自定心液壓卡盤夾住工件左端，伸出長度100mm；

②刀具選用35度右偏菱形機夾外圓刀。

③加工方法采用先粗加工，再精加工2步工序。

④將工件的坐標(biāo)原點設(shè)置在右端面的中心處。

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多軸加工機床實訓(xùn)精加工刀路刀路如圖5.4.4所示。（3）編寫程序通過UG軟件編程得到的粗加工刀路刀路如圖5.4.3所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速1500r/min,進給0.2mm/r,背吃刀量0.5mm。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)精加工參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速2000r/min,進給0.08mm/r,背吃刀量0.1mm。粗加工加工程序分析：N1G53G0D0B-90Z3=975//取消零點偏置，B軸和副主軸回安全點N2G40G18G90//取消刀具半徑補償，選擇G18加工平面N3DIAMON//直徑編程開啟N4SETMS(1)//選擇1號主軸N5M1=71//打開加工區(qū)沖刷閥門（冷卻液）N6G54//選擇零點偏置N7G95S1500M03//恒定速度，主軸正轉(zhuǎn)1500r/minN8G00X61.136Z15.781//快速定位到工件附件，準(zhǔn)備加工N9X49.Z3.4N10G01Z3.F0.3//開始加工，進給0.3mm/r…………

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多軸加工機床實訓(xùn)N386M05//主軸停止N387M72//關(guān)閉加工區(qū)沖刷閥門N388M30//程序結(jié)束精加工程序：N1G53G0D0B-90Z3=975N2G40G18G90N3DIAMONN4SETMS(1)N5M1=71N6G54N7G95S4500M03N8G00X61.136Z15.781N9X-1.982Z0.827N10G02X-0.438Z0.I0.8K-0.028F0.08…………N33G02X51.414Z-89.228I0.028K0.8N34G00X128.854N35Z46.176N36DIAMOFN37M05N38M72N39M30

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多軸加工機床實訓(xùn)（4）程序加工仿真

通過Vericut數(shù)控仿真軟件對程序的仿真加工結(jié)果顯示，如圖5.4.5所示，沒有產(chǎn)生碰撞、過切及其殘留現(xiàn)象，說明該程序穩(wěn)定可靠，可以實際加工。將G代碼通過電腦網(wǎng)絡(luò)共享傳輸至機床，在通道2下進行加工。

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多軸加工機床實訓(xùn)5.4.2維納斯車銑復(fù)合加工（1）導(dǎo)入模型打開EspritCAM軟件，將維納斯三維模型導(dǎo)入，如圖5.4.6所示。

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多軸加工機床實訓(xùn)（2）加工工藝分析①選用直徑為50-300的鋁合金毛坯，用三爪自定心液壓卡盤夾住工件左端，伸出長度210mm。②車削粗加工刀具選用35度右偏菱形機夾外圓刀，銑削粗加工選用直徑10mm的硬質(zhì)合金銑刀，二次粗加工和精加工選用直徑6mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀。③加工方法：先將毛坯尺寸車到48mm，然后采用定軸加工的方法對維納斯的背面和正面分別進行粗加工，再進行二次粗加工，最后聯(lián)動精加工。④將工件的坐標(biāo)原點設(shè)置在毛坯右端面的中心處。

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多軸加工機床實訓(xùn)（3）編寫程序①毛坯車削粗加工，加工參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速1500r/min，進給0.2mm/r，背吃刀量0.5mm。②維納斯背面等高粗加工，刀路刀路如圖5.4.7所示，加工參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速5000r/min,進給2800mm/min,背吃刀量0.5mm，徑向余量0.3mm，軸向余量0.3mm。

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多軸加工機床實訓(xùn)③維納斯正面等高粗加工，刀路刀路如圖5.4.8所示，加工參數(shù)設(shè)置同上。

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多軸加工機床實訓(xùn)④維納斯背面二次粗加工，刀路刀路如圖5.4.9所示，加工參數(shù)設(shè)置同上。⑤維納斯正面二次粗加工，刀路刀路如圖5.4.10所示，加工參數(shù)設(shè)置同上。

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多軸加工機床實訓(xùn)⑥維納斯精加工，刀路刀路如圖5.4.11所示，加工參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速8000r/min,進給1500mm/min,徑向余量0mm，軸向余量0mm.

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多軸加工機床實訓(xùn)加工程序分析（以精加工程序為例）：N1G53G0D0Z3=975//取消零點偏置，副主軸回安全點N2G19//選擇徑向加工N3G54//選擇零點偏置N4SPOS[1]=0//C軸回零N5G0C0//C軸定位N6M70M71//C軸分度打開，打開冷卻液N7SETMS(3)//選擇上刀塔主軸N8G94M03S8000F1500//主軸正傳8000r/min,進給1500mm/minN9DIAMOF//直徑編程關(guān)閉N10CYCLE832(0.01)//激活高速銑功能N11G0C=DC(0.)N12G0X90.Y-2.529Z.242//快速定位到加工起點N13G0X5.437N14G94G64G1X5.429Y-1.968Z.127F1500//準(zhǔn)備加工

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多軸加工機床實訓(xùn)N15G1X5.473Y-1.45Z.041N16G1X5.568Y-.94Z-.024N17G1X5.712Y-.439Z-.067N18G1X5.88Y0Z-.088N19G1X5.947Z-.089C=IC(1.271)//C軸開始分度，進行精加工…………N134104G1X23.258Y2.065N134105G1X23.472Y2.484Z-87.407N134106G0X90.//加工完畢，退到安全位置N134107Y0//Y軸回零N134108M72//關(guān)閉加工區(qū)沖刷閥門N134108M30//程序結(jié)束

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多軸加工機床實訓(xùn)（4）程序加工仿真通過EspritCAM軟件自身的仿真加工結(jié)果顯示，沒有產(chǎn)生碰撞、過切及其殘留現(xiàn)象，說明該程序穩(wěn)定可靠，可以實際加工，仿真加工結(jié)果如圖5.4.12所示將G代碼通過電腦網(wǎng)絡(luò)共享傳輸至機床，在通道1下進行加工。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)5.4.3轉(zhuǎn)子加工（1）零件的三維建模用UGNX10.0軟件對零件進行三維造型，如圖5.4.13。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)（2）加工工藝分析

①毛坯選用直徑為32∽170mm的鋁合金棒料，用三爪自定心卡盤夾住工件左端，伸出長度130mm；

②刀具選擇：粗加工選擇直徑為10mm的硬質(zhì)合金立銑刀，半精加工選擇直徑為6mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀，精加工選擇直徑為4mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀。

③加工方法：采用3+2定軸加工，先正、反面粗加工，然后半精加工，最后精加工。

④將工件的坐標(biāo)原點設(shè)置在棒料右端面的中心處。（3）編寫程序通過UG軟件編程得到的粗加工刀路刀路如圖5.2.14所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速6000r/min,進給1500mm/min,背吃刀量0.5mm，加工余量0.4mm。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)半精加工刀路刀路如圖5.4.15所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速6000r/min,進給1500mm/min,加工余量0.1mm。精加工刀路刀路如圖5.2.16所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速9000r/min,進給1000mm/min。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)（4）加工程序分析（以粗加工為例）N1TRAFOOF//刀尖跟隨關(guān)閉N2T=1//選擇1號刀具N3M6//換刀N4D1//長度補償N5FGROUP(X,Y,Z,A,C)//五軸勻速進給控制開啟N6TRAORI//刀尖跟隨開啟N7G54G0A0C0//A、C軸回到零點N8M11M81//第四軸、第五軸剎車松開N9S6000M3//主軸正傳6000r/minN10M08//冷卻液開啟N11G0X0Y0//刀具回到工件原點N12G0Z50N13G0X30Y15N14G0Z5N15CYCLE832(0.1,103)//高速加工設(shè)置N16G64//持續(xù)路徑控制開啟

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)N17G01N18F1500//進給1500mm/minN19G0A-90.C-90.//A、C軸各擺-90?N20G0G90X26.Y13.90902Z-56.72473N21X18.5N22G17G94G1X15.5…………N7011G0X26.N7012TRAFOOF//刀尖跟隨關(guān)閉N7013FGROUP()//五軸勻速進給控制關(guān)閉N7014G53G0D0Z670//Z軸回安全點N7015CYCLE832()//高速加工關(guān)閉N7016M5M9//主軸停止，關(guān)閉冷卻液N7017G0A0C0//A、C軸回零點N7018M10M80//第四軸、第五軸剎車鎖緊N7019M30//程序結(jié)

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)（5）程序加工仿真

通過Vericut數(shù)控仿真軟件對程序的仿真加工結(jié)果顯示：如圖5.4.17所示，沒有產(chǎn)生碰撞、過切及其殘留現(xiàn)象，說明該程序穩(wěn)定可靠，可以實際加工。最后將G代碼通過電腦網(wǎng)絡(luò)共享傳輸至機床，進行加工即可。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)5.4.4葉輪加工（1）零件的三維建模用UGNX10.0軟件對零件進行三維造型，如圖5.4.18所示。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)（2）加工工藝分析①毛坯選用直徑為140-300mm的鋁合金棒料，并在車床上加工出輪轂部分，用三爪自定心卡盤夾住工件左端，伸出長度240mm。②刀具選擇：粗加工選擇直徑為10mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀，精加工選擇直徑為10mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀，清角加工選擇直徑為4mm的硬質(zhì)合金球頭銑刀。③加工方法：采用五軸聯(lián)動加工，先粗加工，然后精加工，最后清角加工。④將工件的坐標(biāo)原點設(shè)置在棒料上表面的中心處。（3）編寫程序通過UG軟件編程得到的葉輪粗加工刀路刀路如圖5.4.19所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速6000r/min,進給1500mm/min，葉片余量0.2mm，輪轂余量0.2mm。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)葉片精加工刀路刀路如圖5.4.20所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速12000r/min,進給3000mm/min。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)輪轂精加工刀路刀路如圖5.4.21所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速12000r/min,進給3000mm/min。葉片根部清角加工刀路刀路如圖5.4.22所示，參數(shù)設(shè)置：主軸轉(zhuǎn)速9000r/min,進給2000mm/min。

第5章

多軸加工機床實訓(xùn)（4）加工程序分析（以輪轂精加工為例）N1TRAFOOF//刀尖跟隨關(guān)閉N2T=1//選擇1號刀具N3M6//換刀N4D1//長度補償N5FGROUP(X,Y,Z,A,C)//五軸勻速進給控制開啟N6TRAORI//刀尖跟隨開啟N7G54G0A0C0//A、C軸回到零點N8M11M81//第四軸、第五軸剎車松開N9S12000M3//主軸正