開發(fā)背景：

隨著人類科技的進步，如今很多產(chǎn)品對微小的系統(tǒng)組件、零件以及子裝配的需求越來越大，隨之產(chǎn)生對微小產(chǎn)品（比如醫(yī)療手術小鑷子直徑為0.6mm）和模具的需求，而這些成為制造者所面臨的挑戰(zhàn)，為了保證微銑削所產(chǎn)生的刀路高效和安全并獲得所需的曲面質量，人們需要具有新的幾何算法和加工策略的軟件。

Cimatron最早就意識到微小零件加工所遇到的這些挑戰(zhàn)，所以Cimatron加入了由歐共體組建的微銑削研究項目中，作為加工軟件的代表Cimatron與Fuaunhofer產(chǎn)品技術研究院（IPT）以及領先的機床制造商共同參與了這個項目，共同為微型產(chǎn)品的加工提出解決方案。

Cimatron提供的功能：

Cimatron是第一個能夠提供處理微型加工的商業(yè)化CAD/CAM軟件解決方案，為了滿足高精度微小零件的加工要求，在 Cimatron中可以通過創(chuàng)建一個新的刀路形式來滿足這種零件的特殊極端的條件，它允許的最小編程公差是0.0001毫米，它為模具制造者以及產(chǎn)品加工提供非常高的精度和質量，下表是Cimatron為微型加工提供的功能：

加工策略	加工工藝		備注
	主選擇	子選項
2.5軸	體積銑（粗加工）	行腔體積銑-環(huán)切	1.Cimatron微銑削支持2.5到 5軸的鉆孔加工。 2.曲面公差可以達到0.1微米，輪廓公差更高。 3.在編制程序時如果 一些曲面超出了程序的公差，系統(tǒng)會自動提示編程者回到CAD修復模型，可以修復到納米級精度。
		行腔體積銑-平行切
	輪廓銑（精加工）	開放輪廓銑
		封閉輪廓銑
		精修壁面
3軸	體積銑（粗加工）	粗加工-環(huán)切
		粗加工-平行切
		二次開粗
	曲面銑（精加工）	精銑所有
		根據(jù)角度精銑
		精銑水平區(qū)域
	局部精加工	清根銑
		筆試加工
5軸	5軸連刀
	高級5軸	葉片加工
		葉輪加工
		電極加工
		雕刻加工

客戶實例介紹：

國外客戶：

從2003年4月份開始，在歐共體的支持下，技術研究組織（CRAFT）歷時長達24個月開始對微型塑料組件的注射模具進行微銑削這個項目進行研究。在Fraunhofer Institute of Production Technology（IPT）領導下，該項目涉及到從技術提供到微型加工整個過程，包括CAD/CAM軟件供應商（Cimatron Gmbh），銑削機床商（Kern），刀具制造商（Magafor）以及模具制造商（Promolding B.V.，Structoform,和MMT AG），模具材料硬度到53HRc，微型模具銑削的精度<5um曲面粗糙度<0.2um Ra。

測試項目使用了為工模具行業(yè)提供CAD/CAM集成解決方案的Cimatron E軟件，Cimatron使用了實體曲面混合建模技術，其ACIS內核技術提供了高達1nm的內部精度。

如果導入的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型質量不好，必須在CAM操作之前進行修復。一些小的孔或者縫隙可能導致最終的加工工件質量低。與單純實體建模不同，Cimatron的混合建模擁有“為制造而設計”的功能用來修復幾何模型，通過各種曲面功能融合縫隙并變成實體。

Magafor為此項目提供特殊的刀具，刀具直徑最小達50um，為了順利完成切削，主軸轉速達到160,000rpm 。為了降低風險防止換刀過程中產(chǎn)生的不連續(xù)的微型曲面，Cimatron E提供了多種加工策略。NC策略中支持斜線或螺旋下刀保證刀具最大限度的光滑和連續(xù)地進入工件。

加工過程中通過應用高速切削（HSC）策略獲得均勻一致刀路，并使用了毛坯殘留知識防止斷刀，以對微型型腔進行開粗。

在這個項目中使用了多種精加工策略進行測試。并發(fā)現(xiàn)基于曲面的 NC 策略有時會產(chǎn)生不均勻的刀路，通過使用3D步距策略接合HSC獲得了更好的效果。同時Cimatron E也提供了在曲面上定義U－V方向的銑削策略，這一點證明是對于微銑削最合適的精加工策略。通過對微型轉子進行U－V方向加工，產(chǎn)生測試型腔并獲得了很高的加工精度。

Cimatron的微銑削技術通過識別真實的殘留微型毛坯以及具有同樣功能的開粗、二次開粗、精加工微和擺線開粗等加工策略保證刀路軌跡高效安全。5軸傾角滿足需要非常小直徑的短錐型刀進行零件的加工，以及硬度高并要求曲面質量高的材料加工。為了滿足高速銑削的要求，Cimatron采用了多種高速銑削策略例如：角部圓角連接、零重疊擺線精加工、S連刀和螺旋下刀、自適應Z層精加工和流線加工。同時Cimatron通過強大的CAD功能能夠修復微小裂縫和重疊高效處理導入的破損數(shù)據(jù)，滿足微銑削的特殊要求，同樣Cimatron E支持樣條逼近加工和流線銑削，減少加工時間，降低刀具磨損和破壞。

下圖顯示的一套轉子模具是使用Cimatron的微銑削技術來制造完成的。

刀具直徑0.05mm，主軸轉速160000rpm

為了以更加友好的用戶界面獲得這種縮放，Cimatron支持無縫縮放計算環(huán)境，在計算環(huán)境中按照放大的進行計算，而對任何輸入或輸出包括模型、視圖、仿真、NC報告、G代碼都不會從產(chǎn)生任何影響。

國內客戶：

北京阿奇夏米爾北京應用中心，成功加工出客戶所需求的直徑僅為0.1mm的高精度電子元器件（如圖1），完工成品呈半圓弧面，所用切削材質在HRC55－58之間。

這一電子元器件的加工是由米克朗HS500高速銑削加工中心完成的，配置了轉速為42000r/pm的高速主軸以及相應的微細加工刀具系統(tǒng)，并運用了CimatronE微銑削軟件。

阿奇夏米爾生產(chǎn)的米克朗HSM500高速銑削加工中心（如上圖2），專為精密電子類模具用戶和小型精密零件加工行業(yè)定制。其床身結構為龍門框架式，采用混凝土聚合物（人造大理石）制成，可有效吸收較高加速度情況下產(chǎn)生的強烈沖擊力，從而確保高度的加工精度。

總結：

通過以上兩個實例，證明了Cimatron的這套微銑削軟件是為全球首款面向微型零部件數(shù)控銑削加工的商業(yè)化應用軟件，主要應用于高精度微小零件和模具的設計與制造，可達成高效與低成本的完美結合。

CimatronE微銑削軟件可通過運用非常小的刀具（直徑小于0.1mm），加工達到0.0001mm公差的超高曲面質量。借助其內部嵌入的CAD工具，可保證高幾何算法的順暢運行，以此來勝任高精度微小零件和模具的設計與制造。