消除復(fù)合刀軌技術(shù)

應(yīng)用交錯(cuò)技術(shù)，在正確的地方用單條刀軌來(lái)獲得正確的刀軌應(yīng)用形式。 模具制造商總是要碰到復(fù)雜曲
    應(yīng)用交錯(cuò)技術(shù)，在正確的地方用單條刀軌來(lái)獲得正確的刀軌應(yīng)用形式。
    模具制造商總是要碰到復(fù)雜曲面加工的挑戰(zhàn)。最適用于垂直與接近垂直曲面的刀軌類型與優(yōu)先用于水平及接近水平曲面的刀軌有相當(dāng)大的不同。有關(guān)使用何種刀軌與確切應(yīng)用場(chǎng)合的決定由CNC編程員作出。這些決定基于如何獲得成型零件最佳表面粗糙度的經(jīng)驗(yàn)與猜測(cè)。
       CAM系統(tǒng)計(jì)算是否需要螺旋刀軌、需要多少以及多大的切入角，使整個(gè)零件獲得恒定的粗糙度值。模具制造商可能選擇這些刀軌中的任何組合來(lái)加工整個(gè)零件。 
    圖2. 等高線加工。注意：淺色區(qū)域表示當(dāng)?shù)毒咴诘盾壷�間重新定位時(shí)的刀軌跳躍與復(fù)合退刀運(yùn)動(dòng)。 
    圖3. 交錯(cuò)的螺旋刀軌基于等高線切削技術(shù)，它對(duì)于整個(gè)零件刀具在Z軸以恒定增量進(jìn)刀。水平與垂直加工刀軌的組合需要更多的刀具退刀與更多的重復(fù)切削。 
    圖4. 交錯(cuò)的螺旋刀軌更有效，對(duì)于整個(gè)零件生成更一致的表面粗糙度并戲劇性的減少退刀運(yùn)動(dòng)。等高線切削路徑創(chuàng)建刀具在Z軸以恒定增量進(jìn)刀的刀軌。   圖片鳴謝Engineering Geometry Systems公司
    曲面加工的傳統(tǒng)逼近
    對(duì)于傳統(tǒng)的CAM編程，刀軌從零件側(cè)面逼近(通常是等高線切削)常見(jiàn)于垂直與接近垂直曲面；而刀軌從零件上方逼近(通常是一種投影銑削技術(shù))應(yīng)用于水平與接近水平曲面。也有沿每個(gè)曲面精確的ISO線行進(jìn)的刀軌。對(duì)于復(fù)合曲面的零件，每個(gè)曲面都有其自己的ISO線集—意味著在每個(gè)曲面之間加工時(shí)，刀具不得不退刀并進(jìn)入新的ISO線集。那樣會(huì)有許多退刀。
    模具制造商可能選擇這些刀軌中的任何組合來(lái)加工整個(gè)零件。這種方法存在的一些問(wèn)題如下：

        * 隨著刀具從一個(gè)區(qū)域到另一區(qū)域經(jīng)常地重新定位，復(fù)合刀軌需要刀具的復(fù)合退刀運(yùn)動(dòng)。零件上的曲面越多，刀具從一種類型的刀軌變到另一種時(shí)需要的退刀運(yùn)動(dòng)越多。不管機(jī)床有多么精確，由于刀具磨損、橈曲以及前道刀軌的位置，這些運(yùn)動(dòng)必定產(chǎn)生接痕。
        * 復(fù)合刀軌在設(shè)計(jì)、測(cè)試與加工時(shí)花費(fèi)更多的時(shí)間，而且對(duì)于整個(gè)零件而言，會(huì)導(dǎo)致表面粗糙度的不一致。在某一區(qū)域的一些刀軌比其它區(qū)域的刀軌獲得更好的表面粗糙度，這樣需要編程員不斷地為每一條刀軌調(diào)整加工參數(shù)。
        * 根據(jù)刀軌與CAM系統(tǒng)指定的加工標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)復(fù)合刀軌重疊時(shí)，模具上的某些區(qū)域可能需要更多的加工時(shí)間。模具制造商沒(méi)有時(shí)間去按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工。

    更好的方案
    具備智能加工能力的CAM系統(tǒng)以一種新型的刀軌解決這些問(wèn)題。這種刀軌使用單條刀軌技術(shù)來(lái)智能地應(yīng)用等高線與基于零件形狀的投影加工路徑的有機(jī)組合。
    交錯(cuò)的螺旋刀軌基于等高線切削技術(shù)，它對(duì)于整個(gè)零件刀具在Z軸以恒定增量進(jìn)刀。CAM系統(tǒng)首先分析零件曲面的斜率與形狀，然后使用粗糙度值約束來(lái)計(jì)算在等高線之間是否需要螺旋刀軌。當(dāng)?shù)毒哌�處在每個(gè)等高線切削的末端時(shí)，它移動(dòng)到任何被下一步等高線切削與交錯(cuò)螺旋切削刀軌遺漏的淺色區(qū)域，在移動(dòng)到下一個(gè)等高線切削面之前去除材料。生成具有刀具退刀次數(shù)最少(如果存在退刀的話)的與零件形狀匹配的連續(xù)切削刀軌。
    用戶簡(jiǎn)單地指定將發(fā)生交錯(cuò)的地方與獲取期望表面粗糙度的大廓形高度的大斜率值。CAM系統(tǒng)計(jì)算是否需要螺旋刀軌、需要多少以及多大的切入角，使整個(gè)零件獲得恒定的粗糙度值(參見(jiàn)圖1)。
    交錯(cuò)的螺旋刀軌產(chǎn)生：
    

        * 直接基于零件外形的最有效刀軌
        * 不管曲面的斜率怎樣，整個(gè)零件始終獲得一致的步距與光滑的表面
        * 退刀運(yùn)動(dòng)的次數(shù)有限
        * 單條導(dǎo)軌縮短了編程時(shí)間

    技術(shù)比較
    等高線切削路徑創(chuàng)建刀具在Z軸以恒定增量進(jìn)刀的刀軌。這是一種生成刀軌的快速方法，但是對(duì)于復(fù)雜曲面，在非直壁的曲面上的表面粗糙度不盡人意，而且會(huì)完全跳過(guò)淺色區(qū)域，除非Z向增量值特別小(參見(jiàn)圖2)。
    為了有效地加工水平或近似 水平區(qū)域，除了等高線導(dǎo)軌之外，CNC編程員必須創(chuàng)建附加的投影刀軌。這不僅僅是增加了另外一步處理，而是增加退刀運(yùn)動(dòng)的次數(shù)并在某些區(qū)域生成重復(fù)的加工軌跡。這是一種非常低效的零件編程方法(參見(jiàn)圖3)。
    在刀具對(duì)整個(gè)零件加工時(shí)，交錯(cuò)的螺旋導(dǎo)軌先分析復(fù)雜曲面的形狀然后智能地應(yīng)用最合適的刀軌(參見(jiàn)圖4)。
    前景展望
    精確地加工復(fù)雜曲面的能力對(duì)于模具制造商獲得成功是關(guān)鍵的。通過(guò)提供不僅產(chǎn)生優(yōu)異表面粗糙度而且節(jié)約模具制造商時(shí)間與資金的加工策略，明白這種需要的CAM軟件開(kāi)發(fā)商扮演重要角色。把智能植入產(chǎn)品的CAM系統(tǒng)不僅解決了模具制造商今日面臨的問(wèn)題，還預(yù)見(jiàn)了將來(lái)的需求。