| 盡管對高速加工的研究已有多年，但現在對高速加工還缺少一個明確簡潔的定義和解釋。高速加工的基本出發點是高速低負荷狀態下的切削可較低速高負荷狀態下切削更快地切除材料。低負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，在高速狀態下可切削高硬質的材料。同時，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。 上述這些優點僅在合適的加工策略的情況下才能實現。如果使用了不適當的加工策略，輕則會導致刀具壽命的降低，重則可能導致更加可怕的結果。有一點必須記住，這就是高速加工并不是簡單地使用現有刀具路徑，通過提高主軸轉速和進給率實現。 高速加工刀具路徑 高速銑削刀具路徑有多種限制，當將這些限制逐一列出后，則之所以需要這些限制的原因就一目了然。 1. 刀具不能和零件產生碰撞 2. 切削負荷必須在刀具的極限負荷之內 3. 殘留材料不能大于指定極限 4. 應避免材料切除率的突然變化 5. 切削速度和加速度必須在機床能力范圍內 6. 切削方向（順銑/逆銑）應保持恒定 7. 應避免切削方向的突然變化 8. 盡量減少空程移動 9. 切削時間應減少到最短 然而，在實際零件的刀具路徑編制過程中，很難全部滿足上述要求。事實上，在加工復雜形狀的零件時，也根本無法全部滿足上述要求。在這種情況下，應盡可能地滿足這些要求，同時，在必要的情況下可忽視一個或多個限制。在上述限制中，有些限制相對其它限制來說顯然更加重要，應首先滿足這些限制。上述的這些限制是大致按其重要性而順序列出。 精加工為高速加工提出了一個特殊的問題，即刀痕問題。由于零件形狀的限制，對切削條件的妥協常常會在加工后的零件表面上留下可見刀痕。當然，可通過拋光的方法來消除這些刀痕，但這樣就違背了我們使用高速加工的初衷。可很容易地對粗加工和半精加工進行優化處理，因為在進行過這些操作后，CAM操作者有多種選擇來修改零件的形狀，刀痕可通過隨后的精加工來消除。 編程能力 好的高速加工程序在機床上執行得非常快，但它的產生卻需花費很長的時間和大量的精力。在如模具制造這樣的單件加工領域，因等待加工程序而導致機床停機的現象非常普遍。如果簡單地將這種壓力強加給CAM操作者，讓他們更快地產生刀具路徑，常常會迫使他們走捷徑。其結果是所編制的程序并不經濟、有效。盡管機床在繼續運轉，但加工速度卻大打折扣。 顯然，使用這種策略進行高速加工是不明智的。要得到最好的高速加工結果，必須提供足夠強大的CAM能力，以能得到高質量的加工程序，保證機床能全負荷地進行工作。為此需： ? 使用具備自動高速加工功能的CAM軟件。這樣可減少操作者優化程序的工作量。 ? 使用能快速計算出無過切刀具路徑的CAM軟件。批處理功能可將復雜程序的計算留在夜間進行。 ? 使用高性能的計算機并經常更新配置。確保計算機具有足夠內存，以提高其運行效能。 ? 確保每臺機床都配備有足夠多的CAM編程人員。培訓機床操作者，使他們能直接在車間進行加工編程，這樣可最大限度地發揮他們的加工技能。 ? 確保對操作者進行了適當的高速加工編程培訓。 安排加工順序 除最簡單的零件外，高速加工總是牽扯到多個加工步驟。在高速加工編程中，最重要的是選取正確的加工順序。Delcam所遇到的用戶問題，有很大一部分都是策略的使用順序問題，而不是策略本身的使用問題。盡管CAM軟件如PowerMILL的自動化水平日益提高和增強，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驗。 在這里我們無法詳細討論如何安排加工順序，在此，僅給出幾條安排加工順序的基本原則： ? 永遠同時考慮欲切除的材料，而不是僅僅考慮要加工成形的幾何形狀。 ? 盡可能地將加工步驟減少到最少。 ? 盡可能地使用連續策略，例如，偏置路徑通常比平行路徑好。 ? 在可能情況下應盡量避免垂直下刀，盡量從材料外部切入材料。 ? 在零件的一些臨界區域應盡量保證不同步驟的精加工路徑不重疊。這些區域如果出現路徑重疊，勢必會出現刀痕。 ? 盡量不換刀，使用單個刀具精加工臨界區域。刀具設置錯誤常常導致精加工后加工表面出現刀痕。 ? 盡可能使用短刀具。長刀具更容易磨損。如有可能，應考慮重新定位零件方向，使用短刀具來加工不容易加工的區域。 結論： 高速加工對加工工程中的每個環節的要求都很苛刻。使用正確的物理設備是進行高速加工的基本要求，可精確指定這些物理設備的參數。很難具體指定高速加工中需要什么樣的CAD和CAM功能，而CAD和CAM對高速加工的質量和穩定性具有顯著影響。 供高速加工使用的CAD模型必須能精確地表達要加工出的模型形狀，這意味著兩點，其一，模型精度必須大于加工公差；其二，在可能的情況下，應將不需要進行銑削加工的模型特征從模型中刪除或遮蓋。 昂貴的高速加工設備必須配備以足夠的CAM編程人員，以保證機床使用的是最好的程序。讓機床加工人員在車間編制加工程序是提高編程質量的一個途徑。 確保CAM操作者和機床操作人員進行過良好的高速加工技術培訓。 仔細安排加工順序至關重要。適當使用CAM系統所提供的加工策略是獲得良好高速加工結果的最有效途徑。 |
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