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5轴加工相对三轴加工而言，具有很多优越性，比如可以扩大加工范围，提高加工效率和加工精度等。因此，5轴加工目前在制造业的应用越来越广泛，5轴加工的刀具路径生成方法逐渐被各大cam软件公司列为研究重点。作为实用性很强的mastercam软件，它在其 v9版新增了比较成熟的5轴（含4轴）加工模块，主要提供了5种生成5轴加工刀具路径的方法，即曲线、钻孔、拔模角面、曲面流线和多重曲面5轴加工方法，同时还有4轴加工法。本文讲述了4个mastercam v9典型应用实例，对于想了解这方面更多的内容的读者，本文将是不错的选择。
mastercam v9的5轴模块对于常规涉及的曲面加工已经能够基本够用了，但是5轴加工有一个很现实的问题，那就是首先要解决后置处理程序的问题。因为5轴数控机床的配置多种多样，有工作台双摆动，主轴双摆动，工作台旋转与主轴摆动复合运动等多种形式，所以尽管mastercam v9提供了5轴加工模块，但要使生成的刀具路径能够后置处理成适合某5轴机床数控系统加工的nc程序，首先应开发出适应所使用的5轴机床的后置处理程序。
笔者在工作实践中，通过参考相关资料，仔细研究并验证后，开发出了适应fidia t20的5轴机床后置处理程序。在此基础上应用mastercam v9的5轴加工模块，进行了一些较成功应用。
一、开发fidia t205轴后置处理程序
笔者利用mastercam v9提供的一个通用5轴后处理程序模板，即mpgen5x_fanuc.pst，首先在充分了解模板的结构和内容的基础上，修改该程序模板的某些设置，即可得到适应fidia t20系统的5轴后置处理程序。
1. fidia t20的配置
主轴头双摆动，b为主动旋转轴，a为从动旋转轴，b轴在xz平面内摆动，a轴在yz平面内摆动，b轴的范围是±360°，a轴的范围≤＋104°
2. 修改mpgen5x_fanuc.pst文件
针对fidia t20的配置修改mpgen5x_fanuc.pst文件，如图1所示。
图1
二、5轴钻孔的应用
我们在实际加工中，往往需要钻曲面上的5轴法向孔或者石油钻头上的5轴切削齿孔，这些孔均要在t20上进行。以前的做法是在mastercam中先作出这些5轴孔的轴线，然后一根一根分析计算出每根线的b、a角度，最后手工在nc文件中输入b、a角度值。这种方法效率不高，而且容易出错。借助mastercam v9中drill5ax的5轴钻孔功能，得到5轴钻孔刀具路径，然后用修改后的5轴后置处理程序进行post，即可自动获得钻法线孔的nc文件。这样不仅提高了编程效率，同时又减少了出错机率。以图2钻曲面法向孔为例，说明mastercam v9中drill5ax5轴钻孔功能的应用。
图2
(1)先按曲面上的点作出曲面法向孔轴线；
(2)生成法向孔加工刀具路径：选择toolpaths－multiaxis－drill5ax，出现图3所示对话框，点击“points/lines”选项，用endpoints方式选择每个法向孔轴线的下端点，相当于控制了刀具轴线的方向；
(3)选完要加工的点后，出现5轴钻孔对话框，参数设置如图4所示；
(4)用修改后的mpgen5x_fanuc.pst后置处理程序后处理（post）后得到的nc文件如图5所示。
图3
图4
图5
三、5轴加工拔模角面的应用
比如，实际中要在如图6所示的模具上加工扭转槽f，其底部带r3倒圆，槽的两个侧壁是空间扭转直纹面。加工方法是先在三轴上粗铣该槽，留精加工余量，然后在5轴铣床上用5轴联动方式精加工槽各面到位。考虑到槽宽及底部的r3倒圆，选用φ8(r3)铣刀加工。
图6
(1)选择toolpaths－multiaxis－swarf5ax，出现图7所示对话框，点击“chains”选项，按图8先选h再选g来确定刀具轴线的控制方向，然后点击“surfaces”按钮，选择a、b、c、d面作为控制刀尖的曲面；
(2)填写完成图7对话框后，进入swarf5ax加工对话框图9，选择刀具；
(3)点击图9中的“multiaxis parameters”进入图10参数设置对话框，按图设置，注意刀具偏置的方向，它与你之前选择的chains的方向有关；
(4)得到的刀具路径仿真（verify）后如图11所示；
(5)用修改后的mpgen5x_fanuc.pst后置处理程序post后得到的nc文件如图12所示。
图7
图8
图9
图10
图11
图12
四、4轴加工的应用
在实际中往往要在某旋转体上加工沟槽形状，利用mastercam v9自带的回转功能，通过contour中置换x或y轴的功能，可以简单地将三轴问题转换成4轴刀具路径。
假设有如图13所示的某轨迹cad二维展开图，我们进行如下的步骤：
(1)生成刀具路径：选择toolpaths－contour－chain，选择图13所示的图素，串连方向如该图所示；
图13
(2)之后进入图14所示的对话框，注意将ratory axis选中，进入图15所示的对话框，设置置换y轴的参数，ratory diameter设置成展开图的理论直径，置换轴的依据是想要刀具轴线与什么轴平行，就置换那个轴；
图14
图15
(3)置换y轴的参数设置好后，进入图16所示的contour parameters对话框，注意设置刀具的加工深度，把它设置成相对ratory diameter理论旋转直径的数值；
图16
(4)产生的刀具路径轨迹如图17所示，仿真（verify）后如图18所示；
图17
图18
(5)用mastercam v9自带的mpfan.pst后置处理后的nc程序如图19所示。
图19
五、结束语
mastercam v9中关于4轴、5轴加工方面的内容还很丰富，值得去深入研究的东西还有很多，而且还应该在实践中不断积累经验，使编制的程序更加优化，不断提高编程效率、加工效率和加工质量。
