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數(shù)控加工工藝性及Cimatronit軟件的工藝特點
（作者未知） 2009/7/31
一、 引言
數(shù)控加工是現(xiàn)代制造的重要組成部分，它和傳統(tǒng)的機加工工藝有較大的區(qū)別。傳統(tǒng)的機加工通常是加工→測量→再加工的模式，其加工工藝在某種程度上有一定的隨意性，且和人員的經(jīng)驗有很大的關(guān)系。數(shù)控加工是通過計算機控制刀具做精確的切削加工運動，是完全建立在復(fù)雜的數(shù)值運算之上的，能實現(xiàn)傳統(tǒng)的機加工無法實現(xiàn)的合理、完整的工藝規(guī)劃。盡管如此，因為人腦并不擅長于直接進行復(fù)雜、精確的數(shù)值計算，所以，手工編程也只能完成一些簡單的數(shù)控程序，對較復(fù)雜的零件加工就顯得無能為力了。自從有了CAM軟件之后，一切問題變得迎刃而解，CAM軟件的設(shè)計師們利用數(shù)學(xué)工具和計算機圖形技術(shù)，把人們常用的加工工藝融入其中，給數(shù)控加工帶來了全新的制造模式，不僅解決了編程計算的難題，還擔(dān)負起編制數(shù)控加工工藝的重任，逐步形成了具有數(shù)控加工和編程特點的工藝體系。
二、下刀工藝規(guī)劃
下刀工藝規(guī)劃是整個數(shù)控加工工藝中的重要組成部分。毛坯實體域的粗加工、零件表面精加工以及高速銑削采用不同的下刀方式對刀具壽命、工件精度至關(guān)重要。在Cimatronit軟件中，表面精加工有垂直、法向、切線和反向切線下刀等多種方式，實體域加工有垂直、螺旋兩種下刀方式，以及圓弧和法向兩種切削進刀方式。
螺旋下刀適用于立銑刀直接在實體域中加工。垂直下刀在實體域中只適用于鍵槽刀，在實體域外也適用于立銑刀。
三、粗加工工藝
隨著數(shù)控機床性能的提高，綜合加工能力大大加強，加工工序進一步集中，人們已經(jīng)不再局限于把數(shù)控機床看作專門用于作精密加工的設(shè)備，直接用棒料、方料或板料毛坯在數(shù)控機床上加工已經(jīng)越來越普遍，因此，是否具有實用高效的粗加工工藝解決方案，已經(jīng)成為CAM軟件的重要功能指標之一。為了適應(yīng)對毛坯的直接數(shù)控加工，大多數(shù)軟件都有各自的粗加工工藝解決方案，粗加工的目的是去除大面積余量以及使殘留的毛坯盡可能接近工件的形狀。Cimatronit軟件提供的等高切削加工方式具有較好的工藝性，它在做粗加工時，采取兩個工藝步驟：第一步，根據(jù)最高、最低加工深度和每刀加工深度，在加工區(qū)域內(nèi)，以環(huán)切或行切的方式，對所有能加工的實體域均采用等高切削，因為每個層間的層降量是相同的，所以，刀具是以最快的時間去除毛坯中的大部分余量，對于斜面留下的臺階狀的余量和高度在層之間的島嶼留下的余量，將在第二步中繼續(xù)加工。第二步，根據(jù)MIN 2D DIST參數(shù)，軟件會自動判別上一步每層留下的余量在水平方向投影大于該參數(shù)的區(qū)域，進而單獨對這些區(qū)域做進一步的細分加工，從而使殘留毛坯每層留下的余量在水平方向投影都控制在MIN 2D DIST參數(shù)以內(nèi)，這一過程也稱為層間加工。這種粗加工的工藝策略對編程員來說是最簡單的，因為他要做的就是控制加工后表面精度的數(shù)值，至于哪些層之間留下的余量需要加工完全由軟件控制。同時，加工的效率也是最高的，因為，如果采用一步加工的話，要么精度達不到要求，要么加工時間太長。
四、殘留區(qū)域加工工藝
加工是針對毛坯進行的。在CAM軟件中，加工前都需要定義一個毛坯，用于和零件比較確定加工對象。原始毛坯比較容易確定，問題是刀具在加工之后留下的毛坯難以確定。在實際加工中，經(jīng)常采用先用大刀具加工以獲得較高的加工效率，后用小刀具加工以獲得較高的精度的工藝方法。大刀具在刀路的拐角處，型面的交接處，曲面的凹陷處，狹窄的溝槽間等部位都會因刀具切削不到而形成殘留下來的未加工區(qū)域。這些區(qū)域依靠人工交互定義非常困難，其大小形狀很難精確描述，且分布凌亂。因此，對殘留毛坯的自動定義，也是CAM軟件重要的技術(shù)指標之一。
Cimatronit軟件具有自動定義殘留毛坯的能力，任何一次加工后的形狀都能作為下一次加工的毛坯，并能輸出形成一個毛坯文件，這個功能對幾個人同時并行工作非常有用。
有了上述功能，編程員能夠非常輕松地編寫出高效率的對殘留區(qū)域加工的程序。例如，以大小兩把刀具用等高切削作粗加工，所要做的工作就是，把大刀具做好的程序，復(fù)制后進行編輯，打開使用毛坯(With Stock)選項，在Servers中更換刀具，重新執(zhí)行一遍即可。這個過程無需定義任何加工區(qū)域，就能實現(xiàn)對未加工區(qū)域的加工，不會產(chǎn)生空走刀。對圖9所示的零件進行粗加工后，換一把小刀具加工的情況。因為是把上次加工后留下的形狀作毛坯，因此，刀具只在未加工的區(qū)域產(chǎn)生刀軌，其他地方就不會加工了。
Cimatronit軟件除了上述基于殘留毛坯概念的加工方法外，還有一種直接做清根加工的方法也很有特色，其加工的工藝策略是：用兩把刀具的直徑來判斷出未加工區(qū)域后，進而對區(qū)域斜率進行分析，并將加工區(qū)域分為垂直區(qū)域和水平區(qū)域，對垂直區(qū)域采用螺旋式加工，對水平區(qū)域作水平環(huán)切。這種（未完，下一頁）
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