本文將介紹筆者關(guān)于高速加工的一些觀點(diǎn)及使用PowerMILL的一些高速加工方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，希望與我國從事模具高速加工的工程技術(shù)人員交流。

　　一 引言

　　高速加工技術(shù)隨著數(shù)控加工設(shè)備與高性能加工刀具的發(fā)展日益成熟，極大地提高了模具加工速度，減少了加工工序、縮短甚至消除了耗時的鉗工修復(fù)工作，從而極大地縮短了模具的生產(chǎn)周期。模具的高速加工技術(shù)逐漸成為我國模具工業(yè)技術(shù)改造最主要的內(nèi)容之一。

　　高速加工的基本出發(fā)點(diǎn)是在高速低負(fù)荷狀態(tài)下的切削，可較低速高負(fù)荷狀態(tài)下切削更快地切除材料。低負(fù)荷切削意味著可減輕切削力，從而減少切削過程中的振動和變形。使用合適的刀具，在高速狀態(tài)下可切削高硬質(zhì)的材料。高速切削可使大部分的切削熱通過切屑帶走，從而減少零件的熱變形，因此高速加工并不是簡單地使用現(xiàn)有刀具路徑，通過提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給率去實(shí)現(xiàn)。如果使用了不當(dāng)?shù)募庸げ呗裕p則會導(dǎo)致刀具壽命的降低，重則可能導(dǎo)致更加可怕的結(jié)果。

　　筆者使用英國DELCAM公司的專業(yè)高速加工軟件PowerMILL從事模具加工多年，在本篇文章中將介紹筆者關(guān)于高速加工的一些觀點(diǎn)及使用PowerMILL的一些高速加工方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，希望與我國從事模具高速加工的工程技術(shù)人員交流。文中所提出的觀點(diǎn)、所列出的數(shù)據(jù)僅代表筆者個人觀點(diǎn)，特此說明。

　　二 一些應(yīng)用技巧

　　英國DELCAM公司是世界上最早致力于高速加工工藝及CADICAM相應(yīng)技術(shù)研究的專業(yè)cAnICAM集成系統(tǒng)開發(fā)商之一。該公司也是世界上唯一擁有大型模具加工車間的CADICAM軟件系統(tǒng)開發(fā)商。PowerMILL是其一款優(yōu)秀的、獨(dú)立的、基于知識的專業(yè)三維加工軟件，它易于操作，計算速度快，完全防過切、一直被業(yè)界譽(yù)為最優(yōu)秀的高速加工軟件之一。針對PowerMILL的高速加工功能，筆者闡述以下觀點(diǎn)。

　　1.粗加工時應(yīng)注意的問題及米用的加工策略

　　PowerMILL粗加工〔區(qū)域清除)的下切或行間過渡部分應(yīng)該采用斜式下刀或圓弧下刀.并且盡量采取順銑的加工方式，刀具路徑的尖角處要采用圓角的光順處理，這樣才盡可能地保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，從而符合高速加工的需求。同時，在PowerMILL的粗加工中應(yīng)采用以下加工策略。

　　(1)盡量使用偏置加工策略而不是使用傳統(tǒng)的平行加工策略。在可能的情況下，都應(yīng)從工件的中心開始向外加工，以盡量減少全刀寬切削。

　　(2)賽車線加工(Race Line Macchining)DelCAM推出的專利高速加工方式，如圖1所示。它模擬了賽車的原理，最大化地消除了刀具路徑中的尖銳拐角，刀具保持了恒定刀具負(fù)荷和排屑率，同時盡量避免了全刀寬切削，使得刀具負(fù)荷更加穩(wěn)定，可顯著減少刀具磨損.改善加工質(zhì)量。

　　(3)擺線粗加工是DELCAM推出的另外一種高速加工方式，如圖2所示。在刀具過載的區(qū)域內(nèi)，PowerMILL采用擺線加工，可顯著提高加工效率，延長刀具壽命，減少對機(jī)床的沖擊。

　　2.殘余量加工

　　PowerMILL是基于知識的專業(yè)加工軟件，它的殘留粗加工能自動識別上一道工序的殘留區(qū)域和拐角區(qū)域，自動判別在上一道工序留有的臺階的層間進(jìn)行切削，系統(tǒng)智能地優(yōu)化刀具路徑，使用戶能夠獲得空走刀最少的優(yōu)化的刀具路徑。

　　本文將介紹筆者關(guān)于高速加工的一些觀點(diǎn)及使用PowerMILL的一些高速加工方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，希望與我國從事模具高速加工的工程技術(shù)人員交流。

　　3.精加工時應(yīng)注意的問題及采用的加工策略

　　PowrMILL精加工的連接處應(yīng)盡量采用圓弧或螺旋等方式切入切出工件，要盡量減少抬刀次數(shù)和減少刀具路徑頻繁的方向變化。同時，PowerMILL的精加工應(yīng)盡量采用以下加工策略。

　　(1)優(yōu)化平行加工，如圖4所示。在刀具路徑的尖角處采用圓角的光順處理，可顯著提高加工效率，延長刀具的壽命，減少對機(jī)床的沖擊。

　　(2)螺旋3D偏置加工，如圖5所示。它避免了平行加工策略和偏置加工策略中出現(xiàn)的頻繁方向的突然改變，從而提高加工速度，減少刀具磨損。

　　(3)最佳等高加工，如圖6所示。PowerMILL系統(tǒng)會自動利用區(qū)域分析算法對陡峭和平坦區(qū)域分別處理，計算適合等高及適合使用類似3D偏置的區(qū)域，并且同時可以使用螺旋方式，在很少抬刀的情況下生成優(yōu)化的刀具路徑，獲得更好的表面質(zhì)量。

　　(4)螺旋等高加工。沒有等高層之間的刀路移動，避免頻繁抬刀，可顯著提高加工效率。

　　(5)等粗糙度等高加工。按照殘留量，自動計算等高刀具路徑的下切步距，可顯著提高加工效率和曲面加工質(zhì)量。

　　4 清根加工

　　PowerMILL的清根方法有筆式、縫合、沿著、自動和殘余量清根等10多種，安全性好，考慮周到。

　　5.后編揮功能

　　后編輯功能是PowerMILL的強(qiáng)項(xiàng)之一，其他系統(tǒng)都無法與之媲美。它有強(qiáng)大的裁剪和重排刀具路徑的順序等功能，如移動開始點(diǎn)，可任意修改下刀位置，提高表面的加工質(zhì)量。

　　6.使用好PawerMILL的其他一些高級功能

　　(1)快進(jìn)高度的尖角處，如圖7所示。PowerMILL叫采用圓角的光順處理，可顯著減少對機(jī)床的沖擊，提高加工效率。

　　(2)刀桿和刀夾、刀具可作為一體參與刀具路徑的運(yùn)算。參見圖8.

　　(3)智能化全程過切保護(hù)

　　高速加工一旦發(fā)生過切和碰撞，后果不堪設(shè)想。傳統(tǒng)的CAM系統(tǒng)一般都是面向局部的加工方式，靠NC人員指定干涉而和保護(hù)面，采用人工或半自動的方式防過切處理，而不是全自動的過切防護(hù)，NC人員的精神壓力極易受到情緒、責(zé)任心等方面人為因素的影響，無法從根本上杜絕錯誤的發(fā)生，具有發(fā)生嚴(yán)重事故的隱患，因此傳統(tǒng)的CAM系統(tǒng)不適合應(yīng)用高速加工技術(shù)。PowerMILL采用了最新的技術(shù)，不須指定防切面和干涉面，系統(tǒng)具備智能化全程過切保護(hù)功能，即使NC人員的參數(shù)設(shè)置的不合理，系統(tǒng)也自動提示。同時，刀桿和刀夾與刀具一體參與刀具路徑的運(yùn)算，這樣完全避免了過切和碰撞的發(fā)生，消除了NC人員和機(jī)床操作者的顧慮。 PowerMILL還對刀具路徑自動優(yōu)化，這些都滿足了高速加工的需求。

　　三、結(jié)束語

　　筆者認(rèn)為高速加工程序的安全性是首要的，因此PowerMILL的智能化全程過切保護(hù)功能就顯的尤為重要。

　　其次應(yīng)該選取正確的加工順序。盡管CAM軟件如PowerMTLL的自動化水平日益提高和增強(qiáng)，但它最終代替不了用戶自己對加工零件和加工策略的理解和經(jīng)驗(yàn)，仔細(xì)安排加工順序主關(guān)重要。此外，適當(dāng)使用PowerMILL系統(tǒng)所提供的高速高效的加工策略是獲得良好加工結(jié)果的有效途徑