一、前言

　　高速加工切削系統(tǒng)主要由高速切削的高速加工中心、高性能的刀具夾持系統(tǒng)、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM軟件系統(tǒng)，因此說(shuō)高速加工是一項(xiàng)龐大的工程。

　　高速加工設(shè)備的大量應(yīng)用，對(duì)編程系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，價(jià)格昂貴的高速加工設(shè)備對(duì)軟件提出的更高的要求--安全性、有效性。高速加工走刀速度是常規(guī)加工的10倍或更高，任何編程過(guò)程的失誤如過(guò)切、干擾、碰撞等都會(huì)造成非常嚴(yán)重的事故，而且由于高速運(yùn)動(dòng)，無(wú)法靠人工急停來(lái)預(yù)防，高速加工設(shè)備是非常貴重的設(shè)備，任何意外事故都會(huì)給企業(yè)造成不可估量的損失，需要CAM系統(tǒng)必須具備全自動(dòng)的(而不能是半自動(dòng)或人工的)防過(guò)切，防碰撞功能，確保NC指令的絕對(duì)安全性，是對(duì)高速加工設(shè)備提出的一個(gè)基本要求。另外要保證刀具路徑的光滑平穩(wěn)，來(lái)確保零件加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等部件的壽命，以及刀具在切削過(guò)程中載荷均勻性。

　　二、高速加工的加工方式

　　POWERMILL是基于知識(shí)、基于工藝特征的、有多種獨(dú)有加工方式、全程防過(guò)切、適用于高速加工的一款智能化CAM系統(tǒng)。本文從高速加工所要求的各項(xiàng)條件及POWERMILL適合高速加工的功能、安全防護(hù)措施來(lái)展開(kāi)討論。高速加工一般可分為：以去除余量為目的的粗加工、殘留粗加工及以獲取高質(zhì)量的加工表面及細(xì)微結(jié)構(gòu)為目的的半精加工，精加工、鏡面加工等

　　1. 粗加工

　　高速加工的粗加工所應(yīng)采取的工藝方案是：高切削速度、高進(jìn)給率和小切削量的組合，POWERMILL的粗加工(區(qū)域清除)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，從而減少切削速度的降低，并且盡量采取順銑的加工方式。

　　圖1

　　POWERMILL粗加工中的賽車(chē)線加工方式，是本人綜觀多種加工軟件中所獨(dú)有的一種極為適合高速加工原理的加工方式，其基本原理(如圖1)：把刀具路徑看成賽車(chē)在跑道內(nèi)高速行駛，賽車(chē)可以偏離跑道的中心，從而產(chǎn)生類(lèi)似于賽車(chē)在跑道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路徑，賽車(chē)可以在不失速率的情況下來(lái)轉(zhuǎn)彎。增加了刀路運(yùn)動(dòng)的光滑性、平衡性，避免刀路突然轉(zhuǎn)向，頻繁的切入切出所造成的沖擊。圖2是用POWERMILL的賽車(chē)線粗加工方式產(chǎn)生的單層刀具路徑。

　　圖2

　　殘留粗加工也是只有部分CAM所擁有的一個(gè)高級(jí)加工功能，POWERMILL能自動(dòng)識(shí)別上一刀的殘留量，對(duì)零件進(jìn)一步進(jìn)行殘留粗加工及對(duì)上次粗切的優(yōu)化功能。上刀粗切中，由于零件存在非平面區(qū)域，那么就會(huì)留有臺(tái)階，使殘留余量不盡均勻，系統(tǒng)可以判別然后在層間切削，盡可能使余量保持均勻，進(jìn)而生成優(yōu)化的粗加工刀具路徑，讓你得到的是沒(méi)有空走刀的刀具路徑，深色路徑為殘留粗加工刀具路徑。

　　圖3

　　POWERMILL粗加工中另外一個(gè)特有加工功能，自動(dòng)擺線加工選項(xiàng)，擺線加工(圖4)是利用刀具沿一滾動(dòng)的圓的運(yùn)動(dòng)來(lái)逐次、逐層對(duì)零件表面進(jìn)行高速、高效、小切量的切削，以前對(duì)高速加工的要求是，必須保證使用比傳統(tǒng)加工方法小的行距和下切步距。最新切削刀具技術(shù)和CAM技術(shù)的發(fā)展，使得下切步距大小不再受到限制，采用擺線加工方式可可在高速加工中采取大下切步距，擺線加工還能減少全刀寬切削，并且其產(chǎn)生的刀具路徑始終是光滑、平穩(wěn)的，POWERMILL的智能余量識(shí)別功能，能在大加工量、全刀寬、拐角等區(qū)域自動(dòng)判定，自動(dòng)采用擺線加工方式。從而使擺線加工方式在大余量的粗加工中得以應(yīng)用。圖5是用粗加工中擺線加工選項(xiàng)生成的刀具路徑。

　　圖4

　　圖5

　　Powermill粗加工中的區(qū)域過(guò)濾選項(xiàng)也是僅部分CAM軟件所擁有的高級(jí)加工功能，亦即對(duì)于不具備中心切削能力的刀具，基于知識(shí)、基于工藝特征的POWERMILL系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)過(guò)濾掉刀具盲區(qū)干涉的區(qū)域的粗加工路徑，而避免事故的發(fā)生。另外Powermill粗加工的連接方式：螺旋下刀、之字形下刀、沿輪廓斜向下刀都非常適合高速加工的加工要求，編程時(shí)可以選用，盡可能避免直接下刀。另外粗加工中，必須使用偏置加工策略，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(kāi)始向外加工，以盡量減少全刀寬切削。