淺談高速加工對CAM軟件的要求二

1) 應避免走刀時刀具軌跡的突然變化，保持加工過程中刀具軌跡的平穩(wěn)和連續(xù)性，避免突然的加速或減速，導致因局部過切而造成刀具和設備的損壞；
2) 下刀或刀行間過渡部分采用斜式下刀或圓弧下刀，避免直上直下下刀。當 刀具與被加工曲面成 90 o時，意味著刀具的刃口只有很少一部分在工作，這樣，刀具的使用壽命大大縮短了。同時，在給定轉速下時，刀具的刀尖相比全刀寬切削時移動較短的距離，導致材料去除率也降低；
3) 行切的端點采用圓弧連接，避免直線連接；
4) 除非必須使用，應盡量避免全刀寬切削；
5) 殘余量加工或清跟加工時，應采用多次加工或采用系列刀具從大到小分次加工，避免用小刀一次加工完成；
6) 為了避免多余的空刀造成重復計算，對 CAM 系統(tǒng)的刀具軌跡編輯優(yōu)化功能要求很高，通過這些功能對刀具軌跡進行鏡像、復制、旋轉等操作，還可以精確裁減空刀數(shù)量以提高效率。此外，還可以對零件的局部變化進行編程和計算，無須每一次都對整個模型重新編程。
5. CAM 系統(tǒng)應該具有嶄新的編程方式：
    雖然采用高速加工設備后，對編程人員的需求量增加，但是 CAM 系統(tǒng)的使用將是越來越簡單和方便化，應更貼近于車間加工操作人員，而不是更多地依靠技術工程師坐在設計中心的大樓里編寫“理論”程序。隨著 CAM 技術智能化水平提高，出現(xiàn)了新一代獨立運行的 CAM 專業(yè)系統(tǒng)，面向對象是實體加工方式而非傳統(tǒng)的曲面局部加工方式，編程人員只需輸入加工工藝就可以完成自動化的編程操作，程序編制的復雜程度與零件的復雜程度無關，只與加工工藝有關，故非常易于掌握和學習。
    英國 Delcam 公司是全球著名的 CAD/CAM 軟件產品的開發(fā)商和供應商，它旗下的數(shù)控編程系統(tǒng) PowerMILL 是眾所周知的獨立運行的 CAM 軟件，除了可以完全無縫連接地接受 Delcam 公司的 CAD 系統(tǒng)（ PowerSHAPE ）的數(shù)據(jù)以外，它還可以利用 PS-Exchange （ Delcam 公司的數(shù)據(jù)轉換軟件），或通過 IGES 、 VDA 、 STL 和多種不同的專業(yè)直接接口接受來自任何 CAD 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 PowerMILL 功能強大、易學易用，可以快速準確地產生能最大限度發(fā)揮 CNC 高速加工機床生產效率的、無過切的粗加工和精加工刀具路徑，確保生產出高質量的零件和產品。由于篇幅的關系，在這里無法完整地敘述 PowerMILL 的各種功能，本文只是從加工工藝的角度出發(fā)，簡單列舉幾個 PowerMILL 所具備的高速加工工藝策略，看看它是如何保證最大化發(fā)揮機床、刀具和數(shù)控系統(tǒng)功能和加工效率的。
1. 高效區(qū)域加工策略：
    PowerMILL 的這種加工方法的基本點是盡可能地保證刀具負荷的穩(wěn)定，盡量減少切削方向的突然變化。為了實現(xiàn)上述目標， PowerMILL 在區(qū)域清除加工中用偏置加工策略取代了傳統(tǒng)的平行加工策略。
2. 賽車線加工：
    這是 Delcam 擁有專利權的加工策略。在此策略中，隨刀具路徑切離主形體，初加工刀路將變得越來越平滑，這樣可以避免道路突然轉向，從而降低機床負荷，減少刀具磨損，實現(xiàn)高速加工。
3. 擺線加工：
   這是 PowerMILL 的另一種全新的加工方式。這種加工方式以圓形移動方式沿指定路徑運動，逐漸切除毛坯中的材料，從而避免刀具的全刀寬切削。這種方法可以自動調整刀具路徑，以保證安全有效的加工。
4. 自動擺線加工：
    它組合了偏置加工策略和擺線加工策略。在需要切削大量材料的地方自動使用擺線加工策略，而在其它情況下使用偏置加工策略，避免了使用傳統(tǒng)偏置加工策略中可能出現(xiàn)的高切削負荷。
5. 殘留粗加工：
   PowerMILL 引入了殘留模型的概念，可以極大地加快計算速度，提高加工精度并確保每把刀具都能進行最高效率的切削。這種方法尤其適用于需要使用多把尺寸減少的刀具進行切削的零件。
6. 高速精加工：
    PowerMILL 提供了諸如三維偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略，這些加工策略可以保證切削過程光順、穩(wěn)定，確保能快速切除工件上的材料，得到高精度、光滑的切削表面。
7. 變余量加工：
    PowerMILL 提供的這種加工策略可以分別為加工工件設置軸向余量和徑向余量，尤其適用于類似平底型腔零件這樣具有垂直角的工件。在航空工業(yè)中加工這類零件時，通常使用初加工策略加工出型腔底部，留下垂直的薄壁供后續(xù)工序加工。
8. 側刃（ SWARF ）加工：
    這種技術使用刀具的側刃而不使用刀尖進行加工，因此可以得到更加光滑的加工表面。它廣泛地應用在復合零件和鈑金零件的精加工上，也可以用在加工航空航天工業(yè)的復雜的型腔零件。
    除了以上各種高速加工策略以外， PowerMILL 還支持諸如固定 5 軸和連續(xù) 5 軸高速加工方法，包括曲面投影加工、驅動曲面加工、銑槽加工、多軸鉆孔等。在最大發(fā)揮刀具性能的要求下，提供刀具路徑的修園功能、刀具路徑編輯、刀具夾持碰撞檢查等加工方法，支持包括球頭刀、端銑刀、鍵端銑刀、錐度端銑刀、圓角偏心端銑刀和刀尖圓角端銑刀在內的全部刀具類型。使用刀尖圓角端銑刀還可以加工倒勾型面。
    Delcam 公司自成立之日起就一直致力于發(fā)展高速加工理論和技術。除了自己擁有大型數(shù)控車間（ 6 到 8 臺 3 軸到 5 軸的高速加工機床，用于檢驗一個 CAM 軟件在投放到市場前的實用性）以外，一直同全球著名的機床制造廠商如 DMG 、 Bridgeport 、 Cincinnati Milacron, 、 Haas 、 Mazak 、 Mikron 等，刀具供應商 Mitsubishi Carbide 、 SANDVIK 等，數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商 Siemens 等和機器人制造商 KUKA 等建立和發(fā)展著良好的合作關系，因為 Delcam 知道，沒有這些廠商的支持與協(xié)作，沒有加工平臺的實踐，單靠閉門造車來開發(fā) CAM 軟件是無法真正滿足廣大用戶要求的。同這些合作伙伴在一起， Delcam 要向用戶推出的是 “集機床、刀具、數(shù)控系統(tǒng)和 CAD/CAM 編程軟件” 為一體的整體解決方案。這就是 Delcam 公司（及 PowerMILL 軟件）和其它同類型 CAM 軟件公司最大的區(qū)別！