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1、第五章 第一节第一节:刀具路径1（Toolpath）刀具路径1（Toolpath） 肖 耘 亚 2003/5/5 MasterCAM讲稿讲稿 CAM的概念 ?以数控机床为基础（自动加工） ?由计算机实现编程和机床控制 ?不可替代的几个因素： ?机床调整 ?工件装卸 ?工艺知识 ?加工经验 MasterCAM在CAM环节的内容 ?取档（CAD模型） ?Toolpath（生成刀具路径NCI） ?执行后处理：针对所用机床的指 令体系，生成NC程序 ?送数：传送指令，控制机床加工 ?在送数前，应完成有关准备工作 课堂上要解决的问题 ?如何编制刀具路径 ?如何确定各种参数 ?如何处理不同零件的加工 ?刀
2、具管理器的使用 ?CAM的公共管理 Toolpath菜单介绍 ?New:起始设定 ?Contour:外形铣削 ?Drill:钻孔 ?Pocket:投影加工 ?Face:面铣 串连图素再执行 Toolpath菜单介绍 ?Surface:曲面加工 ?分粗加工精加工和干涉检查 ?Multiaxis:多轴加工 ?Operations:操作管理 ?Jobsetup:工作设定 ?NextMenu 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?取档（CAD模型） ?从主菜单Toolpath进入刀具路径功 能 ?取Surface：曲面加工 ?先作Drive/check干涉检查，取两个面 ?再选Rough粗加工，进一步操作如下
3、： 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?选Pocket：挖槽式粗加工 ?系统提示：Select driveSurface ?选AllSurfacesDone,进入加工参 数对话框 ?在空白区用鼠标右键打开随动菜 单，选Get tool from library， 进入刀具管理器，选8mm的平铣刀， 确定后返回参数对话框 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?在Tool parameters页填空： ?Feed rate=1000(进给速度), Plunge=500（Z向速度）, retract=700（Z向退刀速度）, Spindle=1000（主轴转速）, coolant(冷却)选Floot 以鼠标为例的
4、刀路编制与操作 ?在Surface parameters页填空： ?Clearance=20mm(安全距离), Retract=10mm（退刀距离）, ?Feed plane=5mm（下刀点位置）, ?Stock to leave on drive=0.3mm给精 加工留的余量 ?Prompt for tool center boundary打 钩（指定加工范围） 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?在Rough pocket parameters页填空： ?Max stepdown=2mm（切削深度）, ?加工方式选Constant（等距环切） ?Stepover=75%（行距），其与Stepov
5、er distance关联 ?将Filish（精修）取消 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?全部完成后，OK，系统进一步提示： Add chain（串连图素，指定加工范 围），此时可有几种不同的串连方 式，注意操作演示 ?Done后，系统计算刀具路径，其结 果获得粗加工刀路，即完成。下一 步再做精加工。 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?取Surface：曲面加工 ?先作Drive/check干涉检查，取两 个面 ?选Rough粗加工 ?完成后，再选Finish精加工，进 一步操作如下： 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?选Finish，精加工 ?选Parallel平行加工 ?系统提示：Select dr
6、iveSurface ?选AllSurfacesDone,进入加工参数对话 框 ?在空白区用鼠标右键打开随动菜单，选Get tool from library，进入刀具管理器， 选6mm的球刀，确定后返回参数对话框 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?在Tool parameters页填空： ?Feed rate=800(进给速度), Plunge=500（Z向速度）, retract=700（Z向退刀速度）, Spindle=1200（主轴转速）, coolant(冷却)选Floot 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?在Surface parameters页填空： ?Clearance=20mm(安全
7、距离), Retract=10mm（退刀距离）, ?Feed plane=5mm（下刀点位置）, ?Stock to leave on drive=0mm不留余 量 ?Prompt for tool center boundary打 钩（指定加工范围） 以鼠标为例的刀路编制与操作 ?在Finish pocket parameters页填空： ?Cutting method取zigzag（双向铣削）, ?Max stepover=1.2mm(行距) ?Machining angle=45（平行角） ?Done后，系统计算刀具路径，其结果获 得精加工刀路，即完成。精加工路径与 粗加工路径完全不同，
8、请注意观察 第六章 第四节第四节:刀具路径的相关性及任务管理器刀具路径的相关性及任务管理器 MasterCAM总结MasterCAM总结 肖耘亚肖耘亚 2003/6/4 MasterCAM讲稿讲稿 刀具路径的相关性 ?Mastercam系统中，型腔铣削、轮廓 铣削和点位加工的刀具路径与被加工 零件的模型是相关一致的。当零件几 何 模 型 或 加 工 参 数 修 改 后 ， Mastercam能迅速准确地更新相应的 刀具路径,无需重新设计刀具路径。 利用上述功能，可把常用的加工方法 及加工参数存储于数据库中，生成操 作库，提高工作效率。 刀具路径的相关性 ?实际加工之前，从操作库中选取相似 的加
9、工方法，对其编辑修改，使其适 合当前的任务。这样可以大大提高数 控程序设计效率及计算的自动化程度。 例如，数据库中已存储有一系列的点 位加工方法（包括工序、刀具、加工 参数等），若要钻、铰、攻丝一组 孔，就可以从库中选取相似的加工方 法，适当修改后，直接加工 关于刀具路径的任务管理器 ?Mastercam的任务管理器(Operations Manager)把同一加工任务的各项操作 集中在一起。管理器的界面很简练， 清晰地列出了与当前任务相关的各个 方面。如零件的几何模型、加工使用 的刀具以及加工参数等。在管理器 内，很容易生成刀具路径，编辑、校 验刀具路径也很方便。在不同的工序 之间很容易拷贝
10、和粘贴加工参数、刀 具路径、刀具定义 关于刀具路径的任务管理器 1打开刀具路径管理器的目录树 2查看和修改各项加工参数： 3编辑刀具： 4重新选择加工面： 在完成改动后，需执行“重新计算” 5实体验证时验证参数的设置： 6.操作演示 关于后处理 在CAM中完成刀具路径的编制和操作后，一 定要执行后处理，其作用是将NCI（刀具路 径）文件）转换为指定机床的NC加工程序。 因机床不同系统不同，会出现所用指令体 系的差异，故在执行后处理时要注意选用正 确的后处理程式。留意更改后处理程式的方 法。 送数指令可在执行后处理的同时进行。 MasterCAM的总结 ?强大的零件造型功能 ?Mastercam
11、提供了设计零件外形所需的理想环境，其 强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 它的图形界面明快简练，菜单结构层次清晰，图标、 热键方便灵活，易学易用。它的视窗功能简练，可开 设多种形式的窗口，能从不同的方位观察设计。它的 分析功能实用，可分析实体的所有属性。以下是 Mastercam设计功能的概要： ?能用多种方法生成直线、圆弧、曲线和曲面等2D或 3D实体。 ?能快速生成各种形状的NURBS曲面和Parametric曲面。 MasterCAM的总结 ?强大的零件造型功能 ?可用熔接曲面（Blending）解决复杂零件设计中遇到的各 种造型问题，如三个曲面间导圆角，多曲面间光滑过渡等
12、。 ?具有灵活的曲面倒圆角功能（Fillet）。可作等半径、变半 径等多种形式的圆角过渡。 ?自动计算零件的分模线（Parting line）。设计模具很方便。 ?可快速变换曲线、曲面等实体。如平移、镜像、旋转、等 距等等。 ?Mastercam的曲线、曲面编辑功能准确可靠，如打断、修剪、 延伸等。确保设计的零件准确无误。 ?可在三维零件模型上标注尺寸及注释。 MasterCAM的总结 ?强大的零件造型功能 ?可开设多种形式的视窗。在不同的视窗内旋转实体、缩 放实体，从不同的视窗观察实体。 ?击活捕捉功能，用鼠标就能迅速、自动捕捉到需要的点。 ?可在工作平面上设置栅格大小，使用户能快速设计准确
13、 的零件。 ?分析功能可分析点坐标、两点间距、角度、曲线切矢、 曲面法矢。也可分析实体的所有属性。 ?有多种实体选择方法。如窗选、任意多边形窗选、串接 等，特别方便。 ?彩色渲染（Shading）真实逼真，可在着色后的零件模型上设 计、修改和加工零件。 MasterCAM的总结 ?型腔铣、轮廓铣和点位加工 ?Mastercam能加工非常复杂的2D、2.5D零件,也能加工简单 的2D、2.5D零件。它提供了数控加工所需的所有工具，可 迅速编制出优质可靠的数控程序。极大地提高编程者的工 作效率和数控机床的利用率。 ?型腔铣削的走刀方式很丰富，包括：ZigZag、One Way、 Constant
14、Overlap和 Pocketing等。 ?加工型腔时的入刀方法很多。除了常用的入刀方法外，还 可以选择更为高级的入刀方法，如螺旋型或Z字型入刀。使 刀具沿着螺旋型或Z字型路径渐进地切入型腔，避免刀具受 损或在型腔腹部留下切削痕迹。 ?型腔铣削还具有清角（Clear Corner）等多种特性。利用它 们，可以清除刀具在刀路转角处残留的余量。 MasterCAM的总结 ?型腔铣、轮廓铣和点位加工 ?利用Mastercam的窗选或多边形窗选方法，可以一次选 择所要加工的所有钻孔位置、轮廓和型腔（包括相互嵌 套的型腔），十分方便。 ?对型腔的内壁或型腔内孤岛的侧壁，可以设置不同的拔 模斜度，然后按设
15、置要求计算刀具路径。 ?孤岛清面功能（Island Facing）可清除型 腔内各孤岛顶 部多余的材料。 ?在精铣型腔和轮廓时，入刀路径和退刀路径可分开设置。 ?铣削轮廓时，在加工参数列表中可以同时设置多次粗加 工走刀，多次精加工走刀和多次Z向深度进给。 MasterCAM的总结 ?强劲的曲面粗加工功能 ?在数控加工中，提高粗加工的速度和效率很重要。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工 的效率和质量。例如，Mastercam有以下先进的粗加工走刀 方法： ?Z向深度确定，刀具以轮廓或型腔铣削的走刀方式粗加工 多曲面零件。 ?平行走刀或辐射走刀粗加工零件。在这种走刀方法
16、中，通 过控制刀具的Z向运动（+Z或Z方向），可以控制刀具切 入或退出曲面凹坑时的方式。即控制刀具沿着曲面陡壁切 入退出，或直接切入退出。 ?对于某些特别的粗加工，可把2D刀具路径投影在多曲面的 零件模型上，产生粗加工零件的3D刀具路径。 MasterCAM的总结 ?灵活的曲面精加工 ?Mastercam有丰富的曲面精加工功能，可以从中选 择最好的方法，加工最复杂的零件。 ?平行走刀粗加工（Parallel Finishing）刀具沿着相 互平行的方向铣削零件，可产生精练的数控铣削 程序，这种方法适用于铣削表面形状凸起的零件。 ?Mastercam能用多种方法控制精铣后零件表面的光 洁度。其中
17、，用弦差控制加工误差，刀路间距控 制刀具路径密度的方法加工的零件，其表面光洁 度无论在平缓处还是在陡斜处，都是一致的。 MasterCAM的总结 ?灵活的曲面精加工 ?辐射走刀精加工（Radial Finishing）刀具由零件 上任一点，沿着向四周散发的路径加工零件。这 种走刀方法适合于加工高度比宽度小的零件。 ?投影加工（Project Finishing）把2D图形或刀具路 径投影在零件几何模型上，产生零件的3D精加工 走刀路径。 ?流线走刀精加工（Flowline Finishing）刀具沿曲 面形状的自然走向产生刀具路径。用这样的刀具 路径加工出的零件更光滑。 ?直纹面加工（Rule
18、d Toolpath）Mastercam还提供 多种加工直纹面的特别方法。 MasterCAM的总结 ?曲面修整（Surface Clearup Machining） ?零件经粗加工后，表面仍残留有未除去的材料。若用 手工修整，需要花很多的时间和精力。Mastercam能自 动清除零件表面的剩余材料，使被加工零件的表面更 加光滑。 ?Mastercam能自动识别零件表面 有待进一步加工的区 域，自动选择合适的刀具进行修正。 ?Mastercam 的清根功能（Pencil Tracing）使刀具沿多 个曲面的交线走刀，铣削曲面交接处很难切削到的区 域。 ?Mastercam可根据用户设置，只加工
19、零件表面上斜率在规定范围 内的区域。 MasterCAM的总结 ?提高曲面加工效率的其它方法 ?可用边界线和检查面限制曲面粗加工和精加工的 加工区域。只生成零件上待加工区域的数控程 序，提高走刀效率。 ?加工表面有多个凹坑的零件时，可以选择两种不 同的走刀顺序。逐个凹坑加工：加工完一个凹坑 后，再加工另一个凹坑，直到加工完所有的凹坑。 同时加工：在给定的Z向深度，加工所有的凹 坑，然后增加Z向深度，再加工所有的凹坑，直 致Z向进给结束。 MasterCAM的总结 ?提高曲面加工效率的其它方法 ?通常，复杂曲面刀具路径的计算需花 很长时间，Mastercam的批处理功能 可帮助解决等待的烦恼。在
20、设置好加 工参数及加工条件后，批处理功能自 动执行计算命令，无需干预。为编程 人员节省了大量宝贵时间。 ?Mastercam的刀路编辑功能，可以同 时用多条边界修剪刀具路径。 MasterCAM的总结 ?提高加工过程中走刀速度的方法 ?沿切向入刀或退刀。 ?型腔铣削时，能使铣刀在相邻两条走刀路径之间光滑过渡。 ?可根据情况，自动在相邻两次走刀之间，产生园弧走刀， 光滑过渡。 ?用钻铣粗加工（Plunge roughing）能快速除去毛坯上的大量 余量。 ?可靠的刀具路径校验功能。Mastercam可模拟切削零件的整 个过程。模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和 夹具与被加工零件的干涉、碰
21、撞情况。 ?通过走刀模拟，可以估算出零件加工所需的时间。 ?对于2D刀具路径，Mastercam还提供了更准确、直观的校验 方法。 MasterCAM的总结 ?加工参数管理及优化工具 ?有时，刀具路径中会有多条极短的直线走刀指令（G01）， 或有重复的直线走刀指令。在保证编程精度的前提下， Mastercam的程序优化器（Filter）会自动把这些指令转化为 一条直线指令或一条圆弧指令，大大减小了加工程序的长 度。 ?Mastercam能自动生成加工程序清单。清单的格式可根据用 户要求修改。 ?刀具路径产生后，Mastercam 仍能分别定义刀具路径的进刀 和退刀矢量EntryExit Vec
22、tor），控制刀具切入工件或退出 切削。 ?可以对刀具路径作各种变换，如平移、旋转、镜像等。也 可以对刀具路径作复制、剪切、粘贴、合并等操作。 MasterCAM的总结 ?加工参数管理及优化工具 ?Mastercam可根据刀具库和材料库中的数据，自动 计算进给速度和主轴转速。用户也可以根据需 要，修改刀具库和材料库中的数据。 ?Mastercam随系统带有几百种标准后置文件。用户 可以从后置文件库中选择需要的后置文件，也可 根据具体的机床结构编写专用后置文件。 MasterCAM的总结 ?文件管理及数据交换文件管理及数据交换 ?Mastercam软件提供了管理文件所需 要的常用工具，如文件的存
23、取、删除、 更名、多个文件链接等。用户不必退 出Mastercam系统，就能有效地管理 各类文件。 MasterCAM的总结 ?文件管理及数据交换文件管理及数据交换 ?Mastercam的数据交换功能安全可靠。它 不仅能够利用众多的文件格式与其它 CAD/CAM系统交换数据，而且交换的 文件类型非常广泛。简单的如整数、实 数 ， 复 杂 的 如 有 界 曲 面 （ Bound Surface）、实体（Solid）等。Mastercam 内置的文件转换器有：IGES、ACIS、 DXF、CADL、VDA、STL和ASC文 本，也提供DWG文件转换器。 MasterCAM的总结 ?MasterCA
24、M 快速功能键说明 ?F1视窗放大ATt+F1=萤幕适度化 ?F2回复放大或缩小一半ATt+F2=缩小0.8倍 ?F3重画AIt+F3=切换显示游标位置之座标 ?F4分析Ait+F4=离开MasterCAM ?F5删除AIt+F5=删除视窗内的图素 ?F6档案AIt+F7=隐藏 ?F7修整AIt+F8=系统规划 ?F8绘图AIt+F9=显示座标轴 ?F9显示萤幕上的资料AIt+F10列出所有功能键之定义 ?F10列出所有功能键之定义 ?AIt+0设定工作深度（Z）AIt+J=格子规定 ?AIt+1设定绘图颜色AIt+L=设定线型及线宽 MasterCAM的总结 ?MasterCAM 快速功能键
25、说明 ?AIt+3设定限定层AIt+0操作管理 ?AIt+4设定刀具平面AIt+P=切换显示提示区 ?AIt+5设定构图面AIt+Q=删除最后的操作 ?AIt+6改变萤幕视角AIt+R=编辑最后的操作 ?AIt+A自动存档AIt+S=切换着色模式 ?AIt+B切换显示工具列AIt+T=切换显示刀具路径 ?AIt+C执行应用程式AIt+U=回上步骤 ?AIt+D设定尺寸标注之参数AIt+V=显示保护头之资料 ?AIt+E显示部份图素AIt+W=设定多重视窗 ?AIt+F设定功能表字型AIt+X=转换 ?AIt+G显示萤幕网格点AIt+Y=实体之历史记录 第六章 第二节第二节:零件加工的刀路编制实
26、例零件加工的刀路编制实例 肖 耘 亚 2003/5/26 MasterCAM讲稿讲稿 引言 ?前面我们已讲到了CAM的概念，解释了各种参数选项 的含义，演示了各种刀路/加工方式，要将这些内容融 合起来，还是要通过实例来练习 ?由于CAM走刀方式的多样性和零件加工中的复杂性， 课堂上无法穷举各种刀路加工方式的应用，通过实例 的学习，建议同学掌握CAM刀路编制过程中的灵活 性，勇于尝试，举一反三，全面领会 ?本次课程以Tiaogen为例，现给5分钟时间自己思考 ?演示两种已做好的方案，做对比 零件加工方案 ?首先注意，在CAM环节，通常并不是直接加工CAD 模型的产品，而是作为模具行业，加工对象通
27、常 都是模具（型腔） ?使用模具，首先要考虑凹凸模、缩水率、分模面 ?对凸模加工，接下来要考虑粗、精加工的划分， 在粗精加工分开的环节，若换刀，就还要考虑对 刀因素 ?在粗精加工和各环节，要考虑选刀，首先是刀的 类型，其次是刀的尺寸（直径+H） 零件加工方案 ?对粗加工，有Pocket、Parallel等各种走刀方式，要选 用合适的走刀方式，这一环节涉及一些加工经验、工艺 知识，还有下刀点、下刀方式等各种细节问题要考虑 ?粗加工后，一般在精加工前要将对刀面作精加工，这里 有几个问题，作参数选项时要特别仔细： ?对刀基准面，精度要求高 ?非完工工序，要考虑不能出废品 ?精加工时，一般先清交线，再
28、加工模具（型腔）面，一 次到位，且常用平行走刀方式 ?综合起来：粗铣顶面挖槽粗加工换刀精铣 分模面交线清角精铣凸模面修饰（投影加 工） 设分模面 ?分模面怎么设？ ?分模面应是工件的最大截面轮廓，同时，要考虑分模 方向，还要考虑合模力，不要出现缝隙，造成泄漏 ?本例中提出两个方案： ?匙柄部延长 ?匙柄部不延长 ?比较两方案的区别与优劣 乘缩水率 ?模具制造都会有个缩水的问题 ?在CAM中，缩水率通过设置比例（Scale）项来实 现 ?XformScale选项 ?缩水率一般在5%08%0之间，具体值视产品所用 材料而定 ?缩水时，要注意原点的选用，并且考虑到加工因 素，应保证Z0在最高处 凸模
29、粗加工 ?精加工前，是否用Face面铣加工来清出一个对 面，要视工件毛坯情况来定 ?作粗加工时，首先要设Check/Drive，在本例 中，该选项能体现出设置这一项的作用，具体应 用在下一道工序中介绍 ?例中设工件顶面和分模面以外的面为Check面 ?由于刀路编制时，有加工范围的概念，因而要考 虑CAD模型中增加可供串连一个范围/区域的图素 凸模粗加工 ?采用Pocket方式加工，进入参数对话框后，首先 要选用合适的刀具。包括以后作任何加工任务， 都要首先选好刀 ?本例中刀的类型：平底刀 ?刀的直径/尺寸：要与加工对象协调，故此应先测量工 件尺寸大小，本例中选用12mm平底刀 ?切削用量：与所
30、加工材质有关 ?Feed rate=1000,Plunge=300,Retract=800,Spindle=1500 ?留余量：0.6，并需指定加工范围 凸模粗加工 ?刀具与工件位置关系： ?关键是要有提（退）刀概念 ?使用绝对坐标时，要保证Z0在最高点 ?走刀路线： ?对比几种方式：Parallel/Constent/Zigzag等 ?进一步对比下刀方式与下刀点的问题 ?要不要使用螺旋下刀 ?下刀点是在加工（实体）范围内还是在范围外 ?下刀点的选择 ?对比走刀方式，合理的走刀，能提高效率且不损刀， 不合理的方式，不仅降低速度，同时也增加无谓损刀 对刀面（合模面）加工 ?对刀面精加工，与后续加
31、工精度有关，故质量要 求高 ?加工对刀面时，为保证工件表面加工时的合理性 （一致性），应设定Stock to leave on check surface=0.5以上，即加工对刀面时，不要在侧 面碰到模具面 ?选刀：思考：是用平底刀好，还是球头刀好？ ?在平面上，平底刀好，但分模面是曲面，反而不好 ?简化处理后，选球头刀，但要确保加工质量，可采取 加密走刀路线（减小Stepover值），例中取值在0.35 以下 对刀面（合模面）加工 ?加工范围： ?错误的操作，会导致彻底切光 ?关键是要指定范围：由Chain1+Chain2来完成 ?在斜面上加工时，走刀方向对切削性能有影响 交线清角 ?在工件
32、轮廓与分模面相交的位置，因其交角较 小，球头刀下不去，故应考虑清角 凸模精加工 ?要注意加工效率 ?一方向可限定加工范围 ?也可以不选All surfaces 模具的修饰（曲面投影加工） ?选回顾文字的输入方法 ?再演示曲面投影加工的操作方法 ?注意一个关键是：将加工余量设为负值 CAD/CAM Solutions for Manufacturing HSM / HSCHSM / HSC 高速高速铣削铣削 -新一代的加工技术新一代的加工技术 南京天地精英软件有限公司南京天地精英软件有限公司南京天地精英软件有限公司南京天地精英软件有限公司 王扬帆王扬帆王扬帆王扬帆 CAD/CAM Solutio
33、ns for Manufacturing 就是以更快的速度运行已有的程序？ 高速铣削是一种不同的、更好的加工复杂零件的方法！ 就是以更快的速度运行已有的程序？ 高速铣削是一种不同的、更好的加工复杂零件的方法！ HSM 高速铣削是各种先进技术发展的结果：高速铣削是各种先进技术发展的结果： 1、CNC加工中心加工中心 2、刀具、刀具/卡头卡头/材料材料 3、网络技术、网络技术 4、CAD/CAM提供的新的能力 高速铣削是指一个全新的制造环境，包括了上述的所有 方面的支持。 提供的新的能力 高速铣削是指一个全新的制造环境，包括了上述的所有 方面的支持。 什么是高速铣削（什么是高速铣削（HSM）？）？
34、 CAD/CAM Solutions for Manufacturing 1、小切量（侧向步距、小切量（侧向步距/切削深度）大约为传统加工用量的切削深度）大约为传统加工用量的1/3； RPM - Up to 80,000 rev.per min. FEED - up to 20 meter per min. 高速铣削的关键是高速铣削的关键是 改变了原有的加工策略改变了原有的加工策略 2、高速度（主轴转速、高速度（主轴转速/进给速度） 使用设备的最大允许参数进给速度） 使用设备的最大允许参数 CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的关键是高速铣削的关键是
35、 改变了原有的加工策略改变了原有的加工策略 采用HSM的效果不是看是否减少了铣削加工的时间，而是从整个生产 过程来看，降低了多少生产时间。 由于采用小切削用量会导致铣削加工时间并未减少，但减少了整个生产 时间。 下图显示：用HSM代替EDM降低了生产的时间。 CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 小切削用量小切削用量获得优良的表面质量获得优良的表面质量 在加工中，零件表面的光洁 度取决于相临刀具轨迹的大 小，采用小的侧向进给可以 减小残留高度从而得到更加 光滑的表面质量，减少抛光 的需要！ 在加工中，零件表面的光洁 度取决
36、于相临刀具轨迹的大 小，采用小的侧向进给可以 减小残留高度从而得到更加 光滑的表面质量，减少抛光 的需要！ 在过去，如果采用小的切削用量会导致加工周期过 长。但今天，由于各种条件已经允许很高加工的速 度，使得小的切削用量成为了可能！ 在过去，如果采用小的切削用量会导致加工周期过 长。但今天，由于各种条件已经允许很高加工的速 度，使得小的切削用量成为了可能！ CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 小切削用量小切削用量实现精细加工实现精细加工 高速铣削可以有效地使用精巧 的小刀具进行加工，使得模具 精细部位的加工成为可能，而
37、可以避免使用大量的嵌件和电 极（EDM）。 高速铣削可以有效地使用精巧 的小刀具进行加工，使得模具 精细部位的加工成为可能，而 可以避免使用大量的嵌件和电 极（EDM）。 加工参数：加工参数：主轴转速20,000 rpm, 刀具直径4 mm， 切削深度0.6 mm ； 主轴转速20,000 rpm, 刀具直径4 mm， 切削深度0.6 mm ； 加工效果：加工效果：减少了减少了240 个嵌入的钉杆个嵌入的钉杆. For Photo by Makino. CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 小切削用量小切削用量加工高硬度材
38、料 （如 加工高硬度材料 （如50+ Rc） 减少或避免了电极 的设计与制造，电 极的设计与制造本 身是一个费时费力 的工艺过程，而且 使用电极进行加工 也是一个费时的加 工过程！ 减少或避免了电极 的设计与制造，电 极的设计与制造本 身是一个费时费力 的工艺过程，而且 使用电极进行加工 也是一个费时的加 工过程！ 材料硬度材料硬度 : 54 to 56 Rc 槽宽槽宽: 0.047 inch 槽深槽深 : 0.315 inch 主轴转速主轴转速: 33,000 rpm 进给数率进给数率 : 150 ipm 刀具直径刀具直径: 0.047 inch 加工时间加工时间 : 35 minutes
39、CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 1、更快的电极制造：抛光时间缩短达50% 到 75% （使用0.001 inch 的步距）； 1、更快的电极制造：抛光时间缩短达50% 到 75% （使用0.001 inch 的步距）； 在进行精加工电极加工的同时，就可以 进行模具的粗放电加工； 在进行精加工电极加工的同时，就可以 进行模具的粗放电加工； 2、高质的电极制造：由于使用HSM加工使得抛光 可以省去； 2、高质的电极制造：由于使用HSM加工使得抛光 可以省去； 保证了用户可以得到几乎完全相同的电极形状， 使得用户在制造多型
40、腔模具的加工时，可以得到 形状相同的零件 保证了用户可以得到几乎完全相同的电极形状， 使得用户在制造多型腔模具的加工时，可以得到 形状相同的零件 利用电极作为负极加工来提高放电加工 的效率； 利用电极作为负极加工来提高放电加工 的效率； 小切削用量小切削用量使电极加工更高效使电极加工更高效 CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 小切削用量小切削用量使电极加工更高效使电极加工更高效 3、薄壁零件的加工成为可能3、薄壁零件的加工成为可能。 简化了工艺过程，提高了生产效率，缩短了生产时间；简化了工艺过程，提高了生产效率，缩短了生
41、产时间； 省掉了电极的设计与制造；省掉了电极的设计与制造； CAD/CAM Solutions for Manufacturing 高速铣削的加工特点高速铣削的加工特点 高速度高速度 1、减少了加工的刀具温度，刀具寿命得到极大的提高；、减少了加工的刀具温度，刀具寿命得到极大的提高； 2、减少了对冷却的要求，如使用风冷即可以达到满意的 冷却效果！ 、减少了对冷却的要求，如使用风冷即可以达到满意的 冷却效果！ 加工中的热量被刀屑迅速带走，从而加工中的热量被刀屑迅速带走，从而 CAD/CAM Solutions for Manufacturing HSM需要需要CAD/CAM系统的支持系统的支持 保
42、持恒定的刀具载荷保持恒定的刀具载荷 把进给速率变化降到最低把进给速率变化降到最低 使程序处理速度最大化使程序处理速度最大化 CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（一）先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定保持刀具载荷的恒定 1、刀具载荷的分析与优化：、刀具载荷的分析与优化： 进给速率的自动调整（根据切削体积进给速率的自动调整（根据切削体积/根据切削角度）根据切削角度） 采用自动分层加工的方法来实现加工的合理性与载荷的恒定采用自动分层加工的方法来实现加工的合理性与载荷的恒定 CAD/CAM Solutions for M
43、anufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 2、基于毛坯残留知识的加工、基于毛坯残留知识的加工 智能实现优秀合理的二次粗加工；智能实现优秀合理的二次粗加工； WCUT/WITHSTOCK+MIN.STOCK 时时检测当前状态下的毛坯状况，从而避免空走刀；时时检测当前状态下的毛坯状况，从而避免空走刀； WithStock/Opt=Remove Air CUT 时时检测当前状态下的毛坯状况，刀柄的干涉检查；时时检测当前状态下的毛坯状况，刀柄的干涉检查； Opt=ToolHolder GaugeCheck 实现
44、特定高度范围内的刀轨计算实现特定高度范围内的刀轨计算 Limit Zup/Zdown/Between CAD/CAM Solutions for Manufacturing 3、智能化的优秀斜率分析、智能化的优秀斜率分析 Cimatron先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 等高粗加工（等高粗加工（WCUT+BETWEEN LAYER）：平坦区域与陡峭 区域的自动识别，实现层间的自动再加工。获得接近零件形状的 加工结果，使精加工的加工余量更均匀，加工的表面质量更好！ ）：平坦区域与陡峭 区域的自动识别，实现层间的自动再加工。获得接近零件形状
45、的 加工结果，使精加工的加工余量更均匀，加工的表面质量更好！ CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 实现优秀的等高精加工实现优秀的等高精加工(WCUT+HORIZ.)：平坦区域与陡峭区 域的自动识别，实现灵活的垂直区域等高加工，平坦区域沿表 面加工的加工策略！ ：平坦区域与陡峭区 域的自动识别，实现灵活的垂直区域等高加工，平坦区域沿表 面加工的加工策略！ 3、智能化的优秀斜率分析、智能化的优秀斜率分析 CAD/CAM Solutions for Manu
46、facturing Cimatron先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 先进的高速铣削能力（一） 保持刀具载荷的恒定 实现特定区域内平坦区域实现特定区域内平坦区域/陡峭区域的精细加工；陡峭区域的精细加工； 3、智能化的优秀斜率分析、智能化的优秀斜率分析 CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 1、灵活有效的进刀方式、灵活有效的进刀方式 （1）轮廓切向进刀）轮廓切向进刀/退刀退刀 （2）曲面切向进刀）曲面切向进刀/退刀退刀 CAD/CAM
47、Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 1、刀路轨迹的拐角处理、刀路轨迹的拐角处理 拐角采用圆弧走刀（拐角采用圆弧走刀（All Corner: Round）；）； 拐角采用圆环式走刀（拐角采用圆环式走刀（All Corner: Loops）；）； CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 采用空间内向圆弧走刀；采用空间内
48、向圆弧走刀； 采用采用“高尔夫高尔夫”式走刀式走刀 采用空间外向圆弧走刀；采用空间外向圆弧走刀； 2、光滑的移刀方法、光滑的移刀方法 （1）行切的侧向移刀）行切的侧向移刀 123 4 CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 2、光滑的移刀方法、光滑的移刀方法 （2）环切的侧向移刀）环切的侧向移刀 空间螺旋式侧向移刀；空间螺旋式侧向移刀； CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二）
49、 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 2、光滑的移刀方法、光滑的移刀方法 （3）WCUT粗加工的粗加工的Z向移刀向移刀 螺旋式进刀；螺旋式进刀； 空间圆弧式移刀；空间圆弧式移刀； CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 2、光滑的移刀方法 （ 、光滑的移刀方法 （4）WCUT精加工的精加工的Z向移刀向移刀 采用螺旋式进刀位置采用螺旋式进刀位置空间圆弧式移刀；空间圆弧式移刀； CAD/CAM Solutions for Manufacturing Cimatron先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 先进的高速铣削能力（二） 最大限度地减少速率损失 2、光滑的移刀方法、光滑的移刀方法 （5）精加工的）精加工的Nurbs插补插补 Output Example : CAD/CAM Solutions for Ma