5.3.1 精加工策略
精加工的基本要求是要获得很高的精度且光滑的加工表面质量,轻松实现精细区域的加工,如小的圆角(<1mm)、小的沟漕等。PowerMILL是一款加工策略非常丰富的CAM系统,共提供了20多种精加工策略。
1.投影精加工
投影精加工通过沿Z轴向下投影一预定义线框形状到模型来产生刀具路径。它包括平行、放射、螺旋和参考线(用户定义)精加工策略,是传统的曲面精加工方式。
2.三维偏置精加工
对许多形状来说,精加工最有效的策略是使用三维偏置精加工。使用这种策略可避免使用平行策略和偏置精加工策略中会出现的频繁方向改变,从而提高加工速度,减少刀具磨损。使用“螺旋”选项的三维偏置精加工策略后,由于刀具始终和工件表面接触并以螺旋方式运动,因此可防止刀具在切削表面留下刀痕。图5-16所示为三维偏置精加工的刀具路径示例。
3.参数偏置精加工
参数偏置精加工策略在两条参考线间进行调配,不使用恒定行距,而使用最大行距。使用此策略可显著减少三维偏置精加工策略中可能出现的尖角。图5-17所示为参数偏置精加工的刀具路径示例。
图5-16 三维偏置精加工的刀具路径示例
4.等高精加工
等高精加工是最传统经典的加工方式,PowerMILL在此等高精加工方式上的创新让人耳目一新。
(1)传统的等高精加工 传统的等高精加工是众多CAM软件中普遍采用的一种加工方式,如图5-18所示。在高速加工中运用,一定要采取圆弧切入切出连接方式以及尖角处圆弧过渡。禁止使用直接下刀的连接方式来生成高速精加工程序。
图5-17 参数偏置精加工的刀具路径示例
图5-18 传统的等高精加工
图5-19 最佳等高精加工的刀具路径示例
(2)最佳等高精加工 PowerMILL系统会自动利用区域分析算法对陡峭和平坦区域分别处理,对平坦区域实施三维偏置精加工策略,而对陡峭区域实施等高精加工策略的最佳等高精加工策略。图5-19所示为最佳等高精加工的刀具路径示例。
(3)螺旋等高精加工 PowerMILL中的另一独特的精加工策略是螺旋等高精加工策略。这种加工技术综合了螺旋精加工和等高精加工策略的优点,刀具载荷更稳定,提刀次数更少,可缩短加工时间,减小刀具损坏几率。它还可改善加工表面质量,最大限地减小精加工后手工打磨的工序。可将这种方法应用到标准等高精加工策略中,也可应用到最佳等高精加工策略中。使用此策略时,模型的陡峭区域将使用等高精加工方法加工,平坦区域则使用三维偏置精加工方法加工。螺旋等高精加工的特点是,没有等高层之间的刀具路径移动,避免频繁抬刀、进刀对零件表面质量的影响及机械设备不必要的耗损。图5-20所示为螺旋等高精加工的刀具路径示例。
(4)等表面粗糙度等高精加工 等表面粗糙度等高精加工可谓独具特色的一种加工方式,一改传统CAM软件的单一等Z轴方式,智能识别、智能转换、将大幅提高曲面加工质量,刀具路径的优化,将大幅减少加工时间。
5.清根加工
(1)自动清根 基于模型余量特征的多道往复自动清根,PowerMILL系统会自动利用区域分析算法对陡峭和平坦区域分别处理,并根据加工工艺自动在陡峭拐角处采用等高的方式来生成刀具路径,平坦区域产生沿根的刀具路径,并且沿根方向全自动从外向内往复加工,确保余量均匀,保证刀具路径的自然光滑、平稳和载荷均匀。PowerMILL的清根方式有多种方式,如图5-21所示。
图5-20 螺旋等高精加工的刀具路径示例
图5-21 自动清根方式
(2)残余量清根加工 系统可以自动比较前面加工与零件模型确定残余量边界,然后进行清根加工。除单笔清根外,其余清根方式都可利用“残余量清根”选项。图5-22所示为由外向内的3D偏置方式完成清根及残余区域加工,可以最大限度地减少人工修复。
图5-22 残余量清根加工