【正文】 圖416 （2）設(shè)定刀具，并設(shè)置第一把刀具的夾持和刀柄部分。 （3）設(shè)置開始點和結(jié)束點的位置。（4）單擊快進高度按鈕，設(shè)置參數(shù)計算刀具安全高度。 （5）單擊進給和轉(zhuǎn)速按鈕，設(shè)置進給和轉(zhuǎn)速按鈕。（6）單擊刀具路徑按鈕，打開刀具路徑選項，選擇偏置區(qū)域加工并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。 （7）右擊刀具路徑進行刀具的過切和碰撞檢查，并確定無誤。 （8）進行刀具路徑的加工仿真。 圖417 圖418經(jīng)過粗加工后得以后得到如圖417所示的刀具路徑，得到如圖418所示的加工結(jié)果。，去除了大量的毛坯，接著進行二次粗加工，選用偏置區(qū)域清除加工策略，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后，對零件進行二次粗加工。進行加工仿真后得到進一步的刀具路徑并且得到更加接進零件的加工結(jié)果。 圖419 圖420 ，對零件的大平面進行精加工。采用平行平坦面精加工對其表面進行精加工，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后對零件進行模擬加工仿真。最終得到如圖419所示的刀具路徑和圖420所示的加工結(jié)果。，采用輪廓精加工策略，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后對零件進行加工仿真最終得到如圖421所示的刀具加工路徑，并且得到如圖422所示的加工結(jié)果，其表面光順，加工精度較高。最后經(jīng)后置處理得到零件加工NC程序二。 圖421 圖422 零件三為一個凸模零件，其加工區(qū)域為零件的所有表面，并且其淺灘區(qū)域與陡峭區(qū)域區(qū)分明顯。它的加工工藝過簡要過程如表423所示。工步 工步名稱加工區(qū)域加工策略刀具部分切削參數(shù)轉(zhuǎn)速/（R/MM）進給量（MM/MIN）行距/MM1粗加工零件整體偏置區(qū)域清除D10R0端銑刀100070062二次粗加工零件整體偏置區(qū)域清除D6R0端銑刀1000150033精加工零件整體最佳等高加工D4R2球頭刀200030004清角光順零件整體最佳等高加工D2R0球頭刀30004000 表423加工步驟：1.（1）轉(zhuǎn)換零件一模型后，將零件輸入到POWERMILL軟件中并設(shè)定毛坯，如圖424所示。 圖424 （2）設(shè)定刀具，并設(shè)置第一把刀具的夾持和刀柄部分。 （3）設(shè)置開始點和結(jié)束點的位置。（4）單擊快進高度按鈕，設(shè)置參數(shù)計算刀具安全高度。 （5）單擊進給和轉(zhuǎn)速按鈕，設(shè)置進給和轉(zhuǎn)速按鈕。（6）單擊刀具路徑按鈕，打開刀具路徑選項，選擇偏置區(qū)域加工并設(shè)置相關(guān)參數(shù)。 （7）右擊刀具路徑進行刀具的過切和碰撞檢查，并確定無誤。 （8）進行刀具路徑的加工仿真。經(jīng)過粗加工后得以后得到刀具路徑，得到如圖425所示的加工結(jié)果。 圖4252. 粗加工完成以后，去除了大量的毛坯，接著進行二次粗加工，選用偏置區(qū)域清除加工策略，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后，對零件進行二次粗加工。進行加工仿真后得到進一步的刀具路徑并且得到更加接進零件的加工結(jié)果如圖426和427。，采用最佳等高策略對其進行精加工，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后對其進行仿真加工，加工結(jié)果刀具路徑如圖429所示，加工結(jié)果如圖430所示。 圖427 圖428，采用最佳等高加工策略，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后對零件進行加工仿真最終得到如圖431所示的刀具加工路徑，并且得到如圖432所示的加工結(jié)果，其表面光順，加工精度較高。最后經(jīng)后置處理得到零件加工NC程序三。 圖429 圖430 圖431 圖432程序一、% G90T1S1500M3 刀具路徑名稱: 1 輸出: 單位: MM 刀具坐標(biāo): 刀尖 刀具編號: 1 刀具ID: d18r0 冷卻: Standard 標(biāo)距長度: 毛坯: 最小X: 最小Y: 最小Z: 最大X: 最大Y: 最大Z: 坐標(biāo)系: 激活用戶坐標(biāo)系 開始點 刀尖: X: Y: Z: 建議長度： 槽數(shù): 1 刀具: 端銑刀 直徑: 安全: 刀具切削移動: 安全無過切 刀具切入切出: 安全無過切 刀具連接: 安全無過切 夾持切削移動: 安全無碰撞 夾持切入切出: 安全無碰撞 夾持連接: 安全無碰撞 刀具路徑: 偏置區(qū)域清除 行距: 公差: 余量: 刀具路徑狀態(tài): 長度: 時間: 0/40/30 提刀: 131...00程序二、%G90T1S1000M3 刀具路徑名稱: d10r0chu 輸出: 單位: MM 刀具坐標(biāo): 刀尖 刀具編號: 1 刀具ID: d10r0 冷卻: Standard 標(biāo)距長度: 毛坯: 最小X: 最小Y: 最小Z: 最大X: 最大Y: 最大Z: 坐標(biāo)系: 激活用戶坐標(biāo)系 開始點 刀尖: X: Y: Z: 建議長度： 槽數(shù): 1 刀具: 端銑刀 直徑: 安全: 刀具切削移動: 安全無過切 刀具切入切出: 安全無過切 刀具連接: 安全無過切 夾持切削移動: 安全無碰撞 夾持切入切出: 安全無碰撞 夾持連接: 安全無碰撞 刀具路徑: 偏置區(qū)域清除 行距: 公差: 余量: 刀具路徑狀態(tài): 長度: 時間: 1/13/12 提刀: 244....G1X0..G1X0程序三、%G90T1S1500M3 刀具路徑名稱: d10r0chu 輸出: 單位: MM 刀具坐標(biāo): 刀尖 刀具編號: 1 刀具ID: d10r0_1 冷卻: Standard 標(biāo)距長度: 毛坯: 最小X: 最小Y: 最小Z: 最大X: 最大Y: 最大Z: 坐標(biāo)系: 激活用戶坐標(biāo)系 開始點 刀尖: X: Y: Z: 建議長度： 槽數(shù): 1 刀具: 端銑刀 直徑: 安全: 刀具切削移動: 安全無過切 刀具切入切出: 安全無過切 刀具連接: 安全無過切 夾持切削移動: 安全無碰撞 夾持切入切出: 安全無碰撞 夾持連接: 安全無碰撞 刀具路徑: 偏置區(qū)域清除 行距: 公差: 余量: 刀具路徑狀態(tài): 長度: 時間: 0/33/20 提刀: 333......5. 結(jié)論和展望有關(guān)高速加工技術(shù)的研窿可以追溯到20世紀(jì)30年代，則德國物理學(xué)家索羅門（Car,）博士所提出并獲得德國專利的高速切削技術(shù)（Machine with High Cutting Speed），有的資料也稱之為索羅門原理，即每一種被加工材料都有一個臨界切削速度，在切削速度達到臨界速度之前，切削溫度和刀具磨損隨著切削速度增大而增大，而當(dāng)切削速度達到普通切削速度的5~6倍時，切削刃口的溫度開始隨著切削速度增大而降低，刀具磨損隨切削速度的增大而減小。在塑性材料粗加工過程中，傳統(tǒng)的加工方式可以稱為“重切削”方式，即設(shè)置較大的背吃刀量ap、較大的側(cè)吃刀量ae 和較低的進給速度f，從而可以獲得較大的材料去除率，提高加工效率。其不足之處在于，刀具磨損和耗損較大，對工具系統(tǒng)的強度和剛性要求較高。高速加工方式也被稱為“輕切削”方式，即設(shè)置較小的背吃刀量ap、較小的側(cè)吃刀量ae和較高的進給量f。實踐證明，隨著切削速度的提高，切屑形態(tài)從帶狀、片狀到碎屑狀演化，所需單位切削力在初期呈上升趨勢，而后急劇下降，高速切削比常規(guī)切削要輕快，切削質(zhì)量和對工具系統(tǒng)的保護都比較好。到目前為止，理準(zhǔn)線界還未能對高速加工形成一個一致的概念。在談到是否達到高速加工時，一般用以下兩個指標(biāo)來衡量：一是高轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速達到12000r/min；二是快進給量，每分鐘幾十米甚至幾百米。作為切削加工的一和種極具潛力的發(fā)展趨勢，高速加工方式具有如下優(yōu)勢。1） 切削效率高。高速切削的材料去除率通常是常規(guī)切削和3~5倍。2） 刀具切削狀況好。切削力小，主軸軸承、刀具和工件受力均小。慢于切削速度高，吃刀量很小，剪變形區(qū)窄，變形系數(shù)減小，切削力降低大概30%~90%.3） 刀具和工亻受熱影響小。切削產(chǎn)生的熱量大部分被高速流出的切屑帶走，故工件和刀具熱變形小，有效地提高了加工精度。4） 工件表面質(zhì)量好。首先被吃刀量與側(cè)吃刀量小，工件表面質(zhì)量好，其次切削線速度高，機床激振頻率遠高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因而工藝系統(tǒng)振動很小，容易獲得較高的表面質(zhì)量。5） 可完成硬度高達40~62HRC淬硬鋼的加工。如采用帶有特殊涂層（TIALN）的硬質(zhì)合金刀具，在高線轉(zhuǎn)速、大進給和小切削量的條件下，完成高硬度材料和淬硬鋼的加工，不僅效率高出電加工的3到6倍，而且可以獲得較 高的表面質(zhì)量（），基本上不用鉗工拋光。高速加工所涉及的不僅僅是數(shù)控編程的問題。事實上，高速切削技術(shù)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涵蓋了機床材料的研究及選用技術(shù)、機床結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造技術(shù)、高性能CNC控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高效冷卻、高精度和大功率主軸系統(tǒng)、高精度快速進給系統(tǒng)、高性能刀具夾持系統(tǒng)、刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造技術(shù)、高效高精度測試測量技術(shù)、高速切削機理、高速切削工藝以及適合高速加工的編程軟件與編程策略等諸多相關(guān)的硬件和軟件技術(shù)。只要在這些技術(shù)充分發(fā)展的基礎(chǔ)上，建立起來的高速切削技術(shù)才具有真正的意義。所以，要發(fā)揮出高速切削的優(yōu)越性能，必須是CAD/CAM系統(tǒng)、CNC控制系統(tǒng)、數(shù)字通信、機床、刀具和工藝等技術(shù)的完美結(jié)合。 在數(shù)控編程方面，具備以下特征的刀具路徑才能滿足高速加工的要求。1） 保持恒定的刀具切削負載，即刀具路徑的銑削用量是沒有突變的、均勻的。2） 保持恒定的切削和切寬。3） 保持機床許可的加工速度和加速度。4） 控制切削方向。5） 避免尖角轉(zhuǎn)向。保證最小的空程時間。保持最小的切削時間。： 即賽車線加工刀具路徑，在遠離零件輪廓區(qū)域生成賽車線走刀路徑。與傳統(tǒng)的刀路相比，優(yōu)勢在于：（1） 減少了輪廓偏置路徑，機床走刀路徑簡單化；（2） 路徑光順化處理，適于高速機床走刀。在零件外輪廓的拐角處，刀具路徑倒圓處理。與傳統(tǒng)刀路相比，優(yōu)勢在于；（1） 避免了刀具路徑各段銳角連接，減少機床運行時的加減速；（2） 路徑拐角倒圓角，適于高速機床走刀，同時減少刀具切削負載的突變。擺線移動刀具路徑 3. 在零件的狹窄槽、腔區(qū)域，變單線條刀具路徑為螺旋線路徑。與傳統(tǒng)刀路相比，優(yōu)勢在于：（1）螺旋線路徑實際上減少了行距，避免發(fā)生全刃切削；（2）路徑光順化處理，適于高速機床走刀。修圓拐角刀具路徑 ，刀具路徑倒圓處理。與傳統(tǒng)刀路相比，優(yōu)勢在于：（1） 路徑光順化，零件加工表面質(zhì)量優(yōu)良；（2） 光順的恨具路徑，適于高速機床走刀。 刀具路徑沿指定的開始參考線向結(jié)束參考線三維偏置。與傳統(tǒng)刀路相比，優(yōu)勢在于：（1） 刀路根據(jù)曲面特征輪廓線生成，走刀痕跡滿足要求；（2） 提刀少，刀路光順。、二維或三維的曲線。邊界的作用如下：（1）限制刀具路徑徑向加工范圍，實現(xiàn)局部加工。限制加工范圍可以用限制毛坯大小以及使用邊界兩種方法來實現(xiàn)，而后一咱方法的應(yīng)用更加廣泛。（2）邊界可以用于裁剪刀具路徑。（3）邊界可以轉(zhuǎn)換為參考線。參考線可以被稱為引導(dǎo)線，用來引導(dǎo)產(chǎn)生刀具路徑，從而控制加工方向和順序。，在角落部位會因為刀具直徑過大無法切入而留下余量待清除。很自然的會想到，要用一把較小直徑的刀具進行角落處的精中工，這就是清角策略。，變換刀具路徑允許對刀具路徑進行平移、旋轉(zhuǎn)、和鏡像、陣列等操作。 本文只是對POWERMILL高速數(shù)控加工編程軟件的一部分進行了研究，對于其中的某些方面，如宏的產(chǎn)生和應(yīng)用、多軸加工、機床和選項文件和模擬仿真、機床和刀具加工中磨損等問題，限于時間和精力未予研究，希望廣大學(xué)者們對這些課題能加以重視，也能從更加優(yōu)化刀具路徑的方面上對其進行深入研究。中國的先進制造業(yè)還在繼續(xù)發(fā)展中，希望廣大學(xué)者的研究能將中國先進制造業(yè)提到更高的水平。 參考文獻[1]