高速加工刀具路徑

高速銑削刀具路徑有多種限制，當(dāng)將這些限制逐一列出后，則之所以需要這些限制的原因就一目了然。

1. 刀具不能和零件產(chǎn)生碰撞

2. 切削負(fù)荷必須在刀具的極限負(fù)荷之內(nèi)

3. 殘留材料不能大于指定極限

4. 應(yīng)避免材料切除率的突然變化

5. 切削速度和加速度必須在機(jī)床能力范圍內(nèi)

6. 切削方向（順銑/逆銑）應(yīng)保持恒定

7. 應(yīng)避免切削方向的突然變化

8. 盡量減少空程移動(dòng)

9. 切削時(shí)間應(yīng)減少到最短

    然而，在實(shí)際零件的刀具路徑編制過(guò)程中，很難全部滿足上述要求。事實(shí)上，在加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)，也根本無(wú)法全部滿足上述要求。在這種情況下，應(yīng)盡可能地滿足這些要求，同時(shí)，在必要的情況下可忽視一個(gè)或多個(gè)限制。在上述限制中，有些限制相對(duì)其它限制來(lái)說(shuō)顯然更加重要，應(yīng)首先滿足這些限制。上述的這些限制是大致按其重要性而順序列出。

    精加工為高速加工提出了一個(gè)特殊的問(wèn)題，即刀痕問(wèn)題。由于零件形狀的限制，對(duì)切削條件的妥協(xié)常常會(huì)在加工后的零件表面上留下可見(jiàn)刀痕。當(dāng)然，可通過(guò)拋光的方法來(lái)消除這些刀痕，但這樣就違背了我們使用高速加工的初衷。可很容易地對(duì)粗加工和半精加工進(jìn)行優(yōu)化處理，因?yàn)樵谶M(jìn)行過(guò)這些操作后，CAM操作者有多種選擇來(lái)修改零件的形狀，刀痕可通過(guò)隨后的精加工來(lái)消除。

編程能力

    好的高速加工程序在機(jī)床上執(zhí)行得非常快，但它的產(chǎn)生卻需花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的精力。在如模具制造這樣的單件加工領(lǐng)域，因等待加工程序而導(dǎo)致機(jī)床停機(jī)的現(xiàn)象非常普遍。如果簡(jiǎn)單地將這種壓力強(qiáng)加給CAM操作者，讓他們更快地產(chǎn)生刀具路徑，常常會(huì)迫使他們走捷徑。其結(jié)果是所編制的程序并不經(jīng)濟(jì)、有效。盡管機(jī)床在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但加工速度卻大打折扣。

    顯然，使用這種策略進(jìn)行高速加工是不明智的。要得到最好的高速加工結(jié)果，必須提供足夠強(qiáng)大的CAM能力，以能得到高質(zhì)量的加工程序，保證機(jī)床能全負(fù)荷地進(jìn)行工作。為此需：

• 使用具備自動(dòng)高速加工功能的CAM軟件。這樣可減少操作者優(yōu)化程序的工作量。

• 使用能快速計(jì)算出無(wú)過(guò)切刀具路徑的CAM軟件。批處理功能可將復(fù)雜程序的計(jì)算留在夜間進(jìn)行。

• 使用高性能的計(jì)算機(jī)并經(jīng)常更新配置。確保計(jì)算機(jī)具有足夠內(nèi)存，以提高其運(yùn)行效能。

• 確保每臺(tái)機(jī)床都配備有足夠多的CAM編程人員。培訓(xùn)機(jī)床操作者，使他們能直接在車(chē)間進(jìn)行加工編程，這樣可最大限度地發(fā)揮他們的加工技能。

• 確保對(duì)操作者進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母咚偌庸ぞ幊膛嘤?xùn)。

安排加工順序

    除最簡(jiǎn)單的零件外，高速加工總是牽扯到多個(gè)加工步驟。在高速加工編程中，最重要的是選取正確的加工順序。Delcam所遇到的用戶問(wèn)題，有很大一部分都是策略的使用順序問(wèn)題，而不是策略本身的使用問(wèn)題。盡管CAM軟件如PowerMILL的自動(dòng)化水平日益提高和增強(qiáng)，但它最終代替不了用戶自己對(duì)加工零件和加工策略的理解和經(jīng)驗(yàn)。

在這里我們無(wú)法詳細(xì)討論如何安排加工順序，在此，僅給出幾條安排加工順序的基本原則：

• 永遠(yuǎn)同時(shí)考慮欲切除的材料，而不是僅僅考慮要加工成形的幾何形狀。

• 盡可能地將加工步驟減少到最少。

• 盡可能地使用連續(xù)策略，例如，偏置路徑通常比平行路徑好。

• 在可能情況下應(yīng)盡量避免垂直下刀，盡量從材料外部切入材料。

• 在零件的一些臨界區(qū)域應(yīng)盡量保證不同步驟的精加工路徑不重疊。這些區(qū)域如果出現(xiàn)路徑重疊，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)刀痕。

• 盡量不換刀，使用單個(gè)刀具精加工臨界區(qū)域。刀具設(shè)置錯(cuò)誤常常導(dǎo)致精加工后加工表面出現(xiàn)刀痕。

• 盡可能使用短刀具。長(zhǎng)刀具更容易磨損。如有可能，應(yīng)考慮重新定位零件方向，使用短刀具來(lái)加工不容易加工的區(qū)域。

結(jié)論：

    高速加工對(duì)加工工程中的每個(gè)環(huán)節(jié)的要求都很苛刻。使用正確的物理設(shè)備是進(jìn)行高速加工的基本要求，可精確指定這些物理設(shè)備的參數(shù)。很難具體指定高速加工中需要什么樣的CAD和CAM功能，而CAD和CAM對(duì)高速加工的質(zhì)量和穩(wěn)定性具有顯著影響。

供高速加工使用的CAD模型必須能精確地表達(dá)要加工出的模型形狀，這意味著兩點(diǎn)，其一，模型精度必須大于加工公差；其二，在可能的情況下，應(yīng)將不需要進(jìn)行銑削加工的模型特征從模型中刪除或遮蓋。

    昂貴的高速加工設(shè)備必須配備以足夠的CAM編程人員，以保證機(jī)床使用的是最好的程序。讓機(jī)床加工人員在車(chē)間編制加工程序是提高編程質(zhì)量的一個(gè)途徑。

    確保CAM操作者和機(jī)床操作人員進(jìn)行過(guò)良好的高速加工技術(shù)培訓(xùn)。

• 使用具備自動(dòng)高速加工功能的CAM軟件。這樣可減少操作者優(yōu)化程序的工作量。

• 使用能快速計(jì)算出無(wú)過(guò)切刀具路徑的CAM軟件。批處理功能可將復(fù)雜程序的計(jì)算留在夜間進(jìn)行。

• 使用高性能的計(jì)算機(jī)并經(jīng)常更新配置。確保計(jì)算機(jī)具有足夠內(nèi)存，以提高其運(yùn)行效能。

• 確保每臺(tái)機(jī)床都配備有足夠多的CAM編程人員。培訓(xùn)機(jī)床操作者，使他們能直接在車(chē)間進(jìn)行加工編程，這樣可最大限度地發(fā)揮他們的加工技能。 

• 確保對(duì)操作者進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母咚偌庸ぞ幊膛嘤?xùn)。