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)，因此說高速加工是一項龐大的工程。

　　高速加工設(shè)備的大量應(yīng)用，對編程系統(tǒng)的要求越來越高，價格昂貴的高速加工設(shè)備對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，任何編程過程的失誤如過切、干擾、碰撞等都會造成非常嚴(yán)重的事故，而且由于高速運動，無法靠人工急停來預(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)必須具備全自動的(而不能是半自動或人工的)防過切，防碰撞功能，確保NC指令的絕對安全性，是對高速加工設(shè)備提出的一個基本要求。另外要保證刀具路徑的光滑平穩(wěn)，來確保零件加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等部件的壽命，以及刀具在切削過程中載荷均勻性。

　　二、高速加工的加工方式

　　POWERMILL是基于知識、基于工藝特征的、有多種獨有加工方式、全程防過切、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條件及POWERMILL適合高速加工的功能、安全防護(hù)措施來展開討論。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粗加工中的賽車線加工方式，是本人綜觀多種加工軟件中所獨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在跑道內(nèi)高速行駛，賽車可以偏離跑道的中心，從而產(chǎn)生類似于賽車在跑道內(nèi)的運動路徑，賽車可以在不失速率的情況下來轉(zhuǎn)彎。增加了刀路運動的光滑性、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所擁有的一個高級加工功能，POWERMILL能自動識別上一刀的殘留量，對零件進(jìn)一步進(jìn)行殘留粗加工及對上次粗切的優(yōu)化功能。上刀粗切中，由于零件存在非平面區(qū)域，那么就會留有臺階，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粗加工中另外一個特有加工功能，自動擺線加工選項，擺線加工(圖4)是利用刀具沿一滾動的圓的運動來逐次、逐層對零件表面進(jìn)行高速、高效、小切量的切削，以前對高速加工的要求是，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的智能余量識別功能，能在大加工量、全刀寬、拐角等區(qū)域自動判定，自動采用擺線加工方式。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生成的刀具路徑。

　　圖4

　　圖5

　　Powermill粗加工中的區(qū)域過濾選項也是僅部分CAM軟件所擁有的高級加工功能，亦即對于不具備中心切削能力的刀具，基于知識、基于工藝特征的POWERMILL系統(tǒng)會自動過濾掉刀具盲區(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)從工件的中心開始向外加工，以盡量減少全刀寬切削。