PowerMILL软件在高速加工中的应用

作者：同济大学 余陈鑫

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... 摘要： PowerMILL多年来一直被誉为最先进的高速加工软件，在高速加工方面的其中一个特别优势是其极快的计算和重复计算速度。 关键字： PowerMILL；高速加工；刀具 在高速加工中，小的切削步距和切削深度意味者NC程序比传统加工要大得多。但PowerMILL软件能提供很高的计算速度，产生初始刀具路径，特别是重新计算相关策略，因而高效率地快速产生这些大程序。除此之外，PowerMILL还提供的一系列特别适用于高速加工的加工策略。例如，刀具能在层与层之间做阶梯式下切而不是垂直下切；水平的或垂直圆弧切入切出等，这些功能使刀具能高速地切入切出工件。另外一个重要的功能是允许使用环连接加工路径，而不用方形连接，从而减少进给速度变化。 PowerMILL软件的后处理器可产生NURBS加工NC代码。PowerMILL软件中最新的高速控制器具有NURBS选项，允许用一系列曲线运动而不是大量的短的直线运动来进行精加工。这样过程控制不再是速度瓶颈，因而加工速度就更加提高。由于每一段NURBS运动更长，机床控制器能向前看得更远，这样，使得路径设计和进给速率设置更加智能化。同时，使用曲线路径比使用一系列直线路径有更少的速度调整如减少，减速。 PowerMILL软件在高速加工中发挥了举足轻重的作用，它具有有很多的优点： （1）PowerMILL是一独立运行的世界领先的CAM系统，它是Delcam的核心多轴加工产品。PowerMILL可通过IGES、VDA、STL和多种不同的专用直接接口接受来自任何CAD系统的数据。它功能强大，易学易用，可快速、准确地产生能最大限度发挥CNC数控机床生产效率的、无过切的粗加工和精加工刀具路径，确保生产出高质量的零件和工模具。 （2）PowerMILL功能齐备，适用于广泛的工业领域。Delcam独有的最新5轴加工策略、高效初加工策略以及高速精加工策略，可生成最有效的加工策略，确保最大限度地发挥机床潜能。 （3）PowerMILL计算速度极快，同时也为使用者提供了极大的灵活性。 （4）PowerMILL提供了多种高速精加工策略，如三维偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。这些策略可保证切削过程光顺、稳定，确保能快速切除工件上的材料，得到高精度、光滑的切削表面。 PowerMILL软件在高速加工中的应用一般可分为：以去除余量为目的的粗加工、残留粗加工及以获取高质量的加工表面及细微结构为目的的半精加工，精加工、镜面加工等。 高速加工的粗加工所应采取的工艺方案是：高切削速度、高进给率和小切削量的组合，POWERMILL的粗加工（区域清除）尽可能地保持刀具负荷的稳定，减少任何切削方向的突然变化，从而减少切削速度的降低，并且尽量采取顺铣的加工方式。POWERMILL高速粗加工中的赛车线加工方式（如图1所示），增加了刀路运动的光滑性、平衡性，避免刀路突然转向，频繁的切入切出所造成的冲击。 POWERMILL软件高速粗加工中另外一个特有加工功——自动摆线加工选项。摆线加工（如下图）是利用刀具沿一滚动的圆的运动来逐次、逐层对零件表面进行高速、高效、小切量的切削。以前对高速加工的要求是，必须保证使用比传统加工方法小的行距和下切步距。最新切削刀具技术和CAM技术的发展，使得下切步距大小不再受到限制，采用摆线加工方式可可在高速加工中采取大下切步距，摆线加工还能减少全刀宽切削，并且其产生的刀具路径始终是光滑、平稳的，POWERMILL的智能余量识别功能，能在大加工量、全刀宽、拐角等区域自动判定，自动采用摆线加工方式。从而使摆线加工方式在大余量的粗加工中得以应用。另外Powermill粗加工的连接方式：螺旋下刀、之字形下刀、沿轮廓斜向下刀都非常适合高速加工的加工要求，编程时可以选用，尽可能避免直接下刀。另外粗加工中，必须使用偏置加工策略，而不是使用传统的平行加工策略。在可能的情况下，都应从工件的中心开始向外加工，以尽量减少全刀宽切削。 高速精加工的基本要求是要获得很高的精度、光滑的零件表面质量，轻松实现精细区域的加工。而POWERMILL的丰富切入切出及连接方式极大限度的满足了高速加工的要求，特别在精加工中采用切入切出工艺方案，就能高速高效的获得高质量，高精度的加工表面。同时POWERMILL是一款高速精加工策略非常丰富的CAM系统，对许多形状来说，精加工最有效的策略是使用三维螺旋策略。使用这种策略可避免使用平行策略和偏置精加工策略中会出现的频繁的方向改变，从而提高加工速度，减少刀具磨损。 POWERMILL软件具有很强的干涉检查及后编辑功能，这对于高速加工来说意义非常重大。在编程过程中，你可以用你要用于加工的实际刀具长度，刀夹尺寸进行干涉检查，系统可以根据你的设置快速检查刀具、刀柄、夹具是否干涉。实际加工过程中刀具、刀柄、夹具的干涉碰撞是高速加工操作者最为担心的问题，PowerMILL提供精确的刀具、刀柄、夹具的干涉检查，自动截掉发生碰撞的刀具路径与指令，并可以给出不发生碰撞的最短夹刀长度，指导操作者最优化备刀准备，具有非常实用的意义。在高速加工状态下，完全避免过切和刀具夹持碰撞检查更加重要，因为任何这样的损坏都将更加严重。高的运转速度使操作者在加工中发现任何问题都无法停机，因而加工前一定要用ViewMILL 检查刀具加工路径及仿真检查进行结果校验。在高速加工状态下，刀具碰撞和过切问题显得更加严重。PowerMILL 的刀具夹持碰撞检查和过切避免功能消除了NC 程序员对此的忧虑。 另外，在使用PowerMILL软件进行高速加工时，必须注意一些细节上的问题。在高速半精加工中，为得到合理的刀具路径，应注意以下几点： (1)计算残留边界时所用的余量，应跟开粗加工所留的余量一致。 (2)用残留边界等高加工中的凹面时，应把“型腔加工”取消掉。 (3)铣削过程中尽量减少提刀次数，提高工作效力。 (4)当孔上表面为斜面时，精加工孔壁必需把斜面提高，否则刀具会刮伤精加工过的斜面。 (5)注意切入的方法。下部封闭区域的型腔时，一般选用斜向切入。而上部开放部分，则采用水平圆弧切入。 在使用PowerMILL软件精加工中，为保证加工质量应注意以下几点： (1)精加工余量必须均匀，一般径向留余量0.15～0.3mm，轴向留余量0.05～0.15mm。 (2)当采用偏置区域清除精加工平面时，毛坯的Z向最小值应该等于该平面的Z值，否则平面加工后高度方向尺寸误差较大。 (3)当等高精加工时当刀具起刀点位置比较乱时，可使用编辑中的移动开始点方法来改正。 (4)为保证在浅滩边界处平行和等高两种走刀路径接刀良好，在许可的情况下一般在平行走刀时把浅滩边界向外三维偏移2mm左右。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/12/2006)