2.5　刀轴矢量控制方法

多轴数控编程的关键技术就是要灵活设置刀轴矢量。这里的刀轴矢量是指刀具轴线的方向，PowerMILL所定义的刀轴矢量是从刀具的刀柄中心到刀尖中心连线的矢量方向。刀轴矢量设置的基本原则是：确保零件倒扣部位完全切削到位，同时尽可能减少机床旋转轴的旋转范围，提高加工刚性。PowerMILL刀轴矢量控制有以下方法。

2.5.1　前倾/侧倾

沿着刀具路径前进的方向看，刀具向前倾斜的角度称为前倾角的正角度，如图2-27（a）所示。

沿着刀具路径前进的方向看，刀具向左侧倾斜的角度，称为侧倾角的正角度，如图2-27（b）所示。

如果设置这两个参数为0°，则表示刀轴垂直于被加工表面，这时候会出现球刀加工的静点切削，适当设置前倾角就可以采用侧刃切削避免这种情况出现。

另外，在侧倾角为0°的情况下，要加工很高的工件就会出现碰伤刀柄的事故，为此可以通过设置一个适当的侧倾角来使刀柄避让工件，可以避免这个情况发生。总之，根据零件结构情况，可以单独使用前倾角或者侧倾角，也可以前倾角和侧倾角一块使用。

2.5.2　朝向点

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工工件的过程中，刀轴始终朝向设置的某个固定点，即刀具指向这个固定点，如图2-28所示。

由于刀轴角度是连续变化的，可以实现五轴联动方式来加工工件。适合加工类似于球形的凸形工件，也可以结合点投影精加工策略来进行数控编程，但是一定要设置好投影范围，确保旋转轴在机床的行程范围内。

2.5.3　自点

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工工件的过程中，刀轴始终背离设置的某个固定点，即刀具离开这个固定点，如图2-29所示。

由于刀轴角度是连续变化的，也可以实现用五轴联动方式来加工工件。适合加工类似凹形具有倒扣特性的工件，也可以结合点投影精加工策略来进行数控编程，但是也一定要设置好投影范围，确保旋转轴在机床的行程范围内。

2.5.4　朝向直线

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工工件的过程中，刀轴始终朝向定义的某个固定的空间直线，即刀具指向这个直线，如图2-30所示。这个直线定义时，先要指定通过的点坐标，再定义用I、J、K表示的矢量。I表示与X平行的单位矢量，J表示与Y平行的单位矢量，K表示与Z平行的单位矢量，I、J、K取值范围为0～1（包括0和1）。

这种刀轴控制方法一般配合直线投影精加工一起使用，适合加工凸模零件，还可以编制四轴加工程序。

2.5.5　自直线

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工过程中，刀轴（或者刀尖）始终背离某空间直线，如图2-31所示。这个直线定义时，也先要指定通过的点坐标，再定义用I、J、K表示的矢量。这种刀轴控制方法一般配合直线投影精加工一起使用，适合加工凹模零件。

2.5.6　朝向曲线

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工过程中，刀轴（或者刀尖）始终指向某空间曲线。该空间曲线用参考线来定义，如图2-32所示。这个参考线定义时要合并为一条整线。这种刀轴控制方法一般配合曲线投影精加工一起使用，适合加工凸形零件。

2.5.7　自曲线

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工过程中，刀轴（或者刀尖）始终背离某空间曲线，如图2-33所示。这种刀轴控制方法一般配合曲线投影精加工一起使用，适合加工凹形零件。

2.5.8　固定方向

这个刀轴控制方法可以确保在刀具加工过程中，刀轴（或者刀尖）始终朝向某空间方向，如图2-34所示。

2.5.9　自动

这个刀轴控制方法，控制刀具加工时，刀具矢量与特定几何体直母线相平行，主要应用在SWARF和线框SWARF精加工刀路策略。加工直纹面时刀轴矢量由直纹面的母线来定义，如图2-35所示。