基于PowerMILL软件的加工参数对高速加工的影响

1 引言

    高速加工作为在现代制造业中的一项先进技术，具有高效、低耗、优质加工等优点，被广泛应用到航空航天制造业、汽车制造业、模具加工业及其他各种精密零件的加工中。高速加工的被切削材料种类繁多，包括铝合金、铜等易切削金属；也包括淬火钢、钛合金及高温合金等难加工材料；还包括碳纤维等非金属材料。

    高速加工实际上是个庞大的系统工程，与加工设备、刀具夹持系统、切削刀具及CAM设计软件都有密不可分的联系，可以说一荣俱荣、一损俱损，其中任何一个环节出现了问题，都有可能导致整个加工零件的报废。这些与高速加工相关参数条件中，有些硬件部分是很容易实现的，如配有先进CNC系统的高精度机床、高刚性及高性能的机床夹持系统、适合高速加工的优质切削刀具等。相对于这些硬件上的配置，高效的CAM设计软件则要求的更加严苛，因为由CAM设计软件产生的加工程序中涉及到各种加工参数的设定、加工条件的选取、软件各种功能的配套使用等都会直接决定被加工零件的质量好坏。在这里本文主要探的是基于PowerMILL软件中CAM设计对高速加工质量的影响。

2 加工模型对高速加工的影响

    其实PowerMILL软件本身具有良好的模型容错能力，即使输入模型中存在小的间隙，也可以产生出无过切的加工路径。如果模型中的间隙大于公差，PowerMILL将抬刀到安全Z高度，将其避开；如果模型间隙小于公差，刀具则会将沿工件表面加工，忽略间隙，因此它的安全性很高。但如果采用高速加工方式，就必须考虑到模型质量。

2.1 模型转换的影响

    现代模具制造业中经常是CAD与CAM使用不同的软件系统，每次进行数据传输都需要将模型从一种格式转换为另一种格式，而模型在反复的转换过程中便存在着转换精度的问题。因此，设计零件模型时必须确保将零件模型的公差设置得足够小，至少较精加工公差小十倍。如图1中模型是由NX设计产生模型，CAM则由PowerMILL软件完成，模型转换后出现如图2所示的较大缝隙，高速加工时刀具路径沿缝隙外侧线条加工（见图3），造成零件尺寸加工不到位。

图1 NX造型

图2 模型转换后产生缝隙

图3 高速加工时加工不到位

    要解决模型转换过程出现的问题，其中一个方法是使用直接接口。直接接口允许一个系统直接读取另一系统的文件。例如Delcam的PowerMILL就具有Catia，Pro/Engineer，Unigraphics等其它众多主流系统的直接接口；另一个有效途径就是使用交换格式，如STP、IGES等格式，如有可能，最好是让数据发送系统进行所有的转换工作，因为它可访问“主”数据。这也是在没有直接转换接口情况下，避免模型转换问题的有效途径。