高速加工刀具路径

HEATS

    高速铣削刀具路径有多种限制，当将这些限制逐一列出后，则之所以需要这些限制的原因就一目了然。  
    1. 刀具不能和零件产生碰撞  
    2. 切削负荷必须在刀具的极限负荷之内  
    3. 残留材料不能大于指定极限  
    4. 应避免材料切除率的突然变化  
    5. 切削速度和加速度必须在机床能力范围内  
    6. 切削方向（顺铣/逆铣）应保持恒定  
    7. 应避免切削方向的突然变化  
    8. 尽量减少空程移动  
    9. 切削时间应减少到最短  
    然而，在实际零件的刀具路径编制过程中，很难全部满足上述要求。事实上，在加工复杂形状的零件时，也根本无法全部满足上述要求。在这种情况下，应尽可能地满足这些要求，同时，在必要的情况下可忽视一个或多个限制。在上述限制中，有些限制相对其它限制来说显然更加重要，应首先满足这些限制。上述的这些限制是大致按其重要性而顺序列出。  
    精加工为高速加工提出了一个特殊的问题，即刀痕问题。由于零件形状的限制，对切削条件的妥协常常会在加工后的零件表面上留下可见刀痕。当然，可通过抛光的方法来消除这些刀痕，但这样就违背了我们使用高速加工的初衷。可很容易地对粗加工和半精加工进行优化处理，因为在进行过这些操作后，CAM操作者有多种选择来修改零件的形状，刀痕可通过随后的精加工来消除。  
    编程能力  
    好的高速加工程序在机床上执行得非常快，但它的产生却需花费很长的时间和大量的精力。在如模具制造这样的单件加工领域，因等待加工程序而导致机床停机的现象非常普遍。如果简单地将这种压力强加给CAM操作者，让他们更快地产生刀具路径，常常会迫使他们走捷径。其结果是所编制的程序并不经济、有效。尽管机床在继续运转，但加工速度却大打折扣。  
    显然，使用这种策略进行高速加工是不明智的。要得到最好的高速加工结果，必须提供足够强大的CAM能力，以能得到高质量的加工程序，保证机床能全负荷地进行工作。为此需：  
    • 使用具备自动高速加工功能的CAM软件。这样可减少操作者优化程序的工作量。  
    • 使用能快速计算出无过切刀具路径的CAM软件。批处理功能可将复杂程序的计算留在夜间进行。  
    • 使用高性能的计算机并经常更新配置。确保计算机具有足够内存，以提高其运行效能。  
    • 确保每台机床都配备有足够多的CAM编程人员。培训机床操作者，使他们能直接在车间进行加工编程，这样可最大限度地发挥他们的加工技能。  
    • 确保对操作者进行了适当的高速加工编程培训。  
    安排加工顺序  
    除最简单的零件外，高速加工总是牵扯到多个加工步骤。在高速加工编程中，最重要的是选取正确的加工顺序。Delcam所遇到的用户问题，有很大一部分都是策略的使用顺序问题，而不是策略本身的使用问题。尽管CAM软件如PowerMILL的自动化水平日益提高和增强，但它最终代替不了用户自己对加工零件和加工策略的理解和经验。  
    在这里我们无法详细讨论如何安排加工顺序，在此，仅给出几条安排加工顺序的基本原则：  
    • 永远同时考虑欲切除的材料，而不是仅仅考虑要加工成形的几何形状。  
    • 尽可能地将加工步骤减少到最少。  
    • 尽可能地使用连续策略，例如，偏置路径通常比平行路径好。  
    • 在可能情况下应尽量避免垂直下刀，尽量从材料外部切入材料。  
    • 在零件的一些临界区域应尽量保证不同步骤的精加工路径不重叠。这些区域如果出现路径重叠，势必会出现刀痕。  
    • 尽量不换刀，使用单个刀具精加工临界区域。刀具设置错误常常导致精加工后加工表面出现刀痕。  
    • 尽可能使用短刀具。长刀具更容易磨损。如有可能，应考虑重新定位零件方向，使用短刀具来加工不容易加工的区域。  
    结论：  
    高速加工对加工工程中的每个环节的要求都很苛刻。使用正确的物理设备是进行高速加工的基本要求，可精确指定这些物理设备的参数。很难具体指定高速加工中需要什么样的CAD和CAM功能，而CAD和CAM对高速加工的质量和稳定性具有显著影响。  
    供高速加工使用的CAD模型必须能精确地表达要加工出的模型形状，这意味着两点，其一，模型精度必须大于加工公差；其二，在可能的情况下，应将不需要进行铣削加工的模型特征从模型中删除或遮盖。  
    昂贵的高速加工设备必须配备以足够的CAM编程人员，以保证机床使用的是最好的程序。让机床加工人员在车间编制加工程序是提高编程质量的一个途径。  
确保CAM操作者和机床操作人员进行过良好的高速加工技术培训。  
    • 使用具备自动高速加工功能的CAM软件。这样可减少操作者优化程序的工作量。  
    • 使用能快速计算出无过切刀具路径的CAM软件。批处理功能可将复杂程序的计算留在夜间进行。  
    • 使用高性能的计算机并经常更新配置。确保计算机具有足够内存，以提高其运行效能。  
    • 确保每台机床都配备有足够多的CAM编程人员。培训机床操作者，使他们能直接在车间进行加工编程，这样可最大限度地发挥他们的加工技能。  
    • 确保对操作者进行了适当的高速加工编程培训。 ' G$ G5 ]+ e9 _7 o2 E5 O