高速铣所具有的不同于传统加工的特殊加工工艺，使其对CAM系统提出了特殊的要求。利用DELCAM软件强大的曲面造型功能、刀具路径编辑能力以及它所具有的可支持目前已知的所有加工方式的能力进行加工路径的编程，可使加工精度和加工效率大大提高。

东风汽车有限公司商用车锻造厂是生产锻件及其模具的大型专业化生产厂家，为了适应模具生产的高质量、低成本和短周期要求，引进了一台瑞士米克朗（Mikron）高速加工中心（VCP1000Duro）用于曲轴、连杆等精密、复杂锻模的加工。根据高速铣的特点，我们应用DELCAM软件进行加工路径的编程，取得了显著的效果。

高速铣对CAM系统的要求

高速铣所具有的不同于传统加工的特殊加工工艺，使其对CAM系统提出了特殊的要求：

1、具有很高的计算编程速度。由于高速铣采用非常小的进给量和切深，故计算NC程序时需花费很长时间，要求CAM系统能实现快捷、方便的计算。较快的编程速度还可使操作人员对多种加工工艺方案进行比较，以便采取最佳方案，编辑、优化刀具轨迹，提高加工效率。

2、高速铣的重要特征之一是能够使用较小直径的刀具加工出复杂的模具。因此要求 CAM系统能够自动提示最短夹刀长度，并自动进行刀具干涉检查。

3、进给率优化处理功能。为了确保最大的切削效率及高速切削时的安全性，CAM系统应能够根据加工瞬时余量的大小，自动对进给率进行优化处理。

4、具有符合高速铣要求的丰富的加工策略。CAM系统应能实现高速铣对走刀方式的特殊要求，主要有以下几个方面：

(1) 避免走刀方向的突然变化，以防止因局部过切而造成刀具或设备的损坏；

(2)保持刀具轨迹的平稳，避免突然加速或减速；

(3)下刀或行间过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀，避免垂直下刀直接接近工件材料；

(4)行切的端点采用圆弧连接，避免直线连接；

(5)残余量加工或清根加工时，应采用多次加工或采用系列刀具从大到小分次加工的方式，避免用小刀一次加工完成；

(6)刀具轨迹编辑功能也很重要，可通过裁剪、修编的方式减少空刀，提高效率。

根据高速铣对CAM系统的要求，我们配备了英国DELCAM公司的三维设计/数控加工软件（其造型模块为PowerSHAPE、加工模块为Power-MILL)。该软件强大的曲面造型功能、刀具路径编辑能力以及它所具有的可支持目前已知的所有加工方式的能力，使之成为我们高速加工编程的强有力的工具。

高速铣编程技术

用高速铣加工锻模是一项全新的技术，只有全面掌握相应的编程技术，才能充分发挥其应有的效益。

下面以加工连杆终锻模为例，介绍我们用PowerMILL编制高速铣程序的过程和所用到的技术参数。加工一套该模具（2块）仅用3小时就全部完成。

1、粗加工编程

粗加工采用层切加偏置的方式，使用刀具MICRO100，其型号为XC1010003-82（即φ10 R3圆角端铣刀）；主轴转速为5000r/min，进给率2500mm/min；公差0.05mm；加工余量：径向为0.2mm、轴向为0.1mm；下切步距0.35mm；行距2.6mm；进刀方式为斜向进刀。

粗加工时应注意几点：

（1）由于我厂引进的高速铣自带换向减速功能，编程时加工进刀如采用螺旋方式，机床会减速进给，影响加工效率。所以采用斜线进刀方式并有效控制斜线长度，可提高进刀速度。由于是端铣刀，进刀角度不应大于5°，否则对刀具冲击较大，容易打刀。

（2）刀具路径连接参数的选择很关键，尤其对于粗加工，选择合理的连接参数可以大大减少不必要的抬高，提高加工效率。具体来说：加工时，快进高度表格中不选用绝对进给，而选用相对快进；应尽量减少掠过距离、下切距离和斜向进刀时的进刀高度；短连接应选择在曲面上，长连接和安全高度应选择掠过。

（3）根据我厂高速铣的特点，去掉粗加工中的修圆和光顺连接功能，以减少重复刀路，提高效率。

（4）走刀时由于径向比轴向更容易扎刀，所以使径向加工余量大于轴向加工余量。

（5）采用圆角端铣刀（牛鼻刀）进行粗加工，是因为它既可铣平面又能铣侧面，旋转时有极高的线速度。与平底刀比，它的侧刃不易崩刀；与球头刀比，其行距可大几倍，加工效率高得多。

（6）加工翻新模具时，一定要定义合适的毛坯，否则加工余量不均容易引起打刀。

（7）粗加工方式只宜选用一次。直接用半精加工中的等高加工方式代替残余粗加工，可将加工速度提高1倍以上。需要注意的是，后一把刀具的直径要大于或等于前一把刀具直径的1/2，否则会留下残余留量，影响下一把刀具的切削。

2、半精加工和精加工编程

（1）半精加工采用等高加工方式。使用刀具MICRO 100，其型号为XC91010-5 （直径6球头刀）；主轴转速为15000r/min，进给率3000mm/min；公差0.03mm；加工余量为0.08mm；下切步距0.2mm；进刀方式为垂直圆弧进刀。

（2）精加工采用等高加工和平行加工相结合的方式，有时也可采用最佳等高方式。使用刀具FRAISA，其型号为U5283 220（直径4球头刀）；主轴转速为19500r/min，进给率3500mm/min；公差为0.01mm；加工余量为0mm；下切步距0.1mm；进刀方式为垂直圆弧进刀。

（3）清根加工。由于连杆杆部圆角半径只有1.2mm，需要用R1刀具进行清根加工，方法是先求出R2刀具加工不到的边界，再用三维偏置加工边界里的曲面。使用刀具FRAISA，其型号为M5782-140（直径2球头刀），其它加工参数同精加工一样。

半精加工和精加工时应注意几点：

（1）采用垂直圆弧进刀，可减少下切刀路的长度。同时下切刀路和切削刀路连接时保持相切，对刀具冲击较小，可有效地保护刀具。

（2）严格按厂家提供的数据选择刀具加工时的参数，能最大程度地保护刀具。

（3）清根时不能直接用PowerMILL提供的清根程序，因为局部加工余量过大，容易打刀。要先求出残余边界，并放大2mm，再用三维偏置并由外向里进行加工，可大大提高表面质量，且不易打刀。之所以用大刀加工、小刀清根的方式精加工模具，而不用小刀一次加工完成，主要是从提高加工效率来考虑的。

（4）、精加工时应更多地采用等高加工和平行加工相结合的方式，而不采用最佳等高方式。因为最佳等高以30°自动把曲面分成陡峭和浅滩（平坦）两个部分，用等高加工陡峭部分，用三维偏置加工浅滩部分，在加工后的连接部分会有接痕，表面质量不高。而采用等高加工和平行加工相结合的方式，可以控制陡峭和浅滩两部分的边界，使之有一定的重合，加工后的连接部分无接痕，表面质量较高。并且用平行加工方式加工浅滩曲面，表面刀痕和光洁度均好于三维偏置方式，在计算刀路时，平行加工方式也远远快于三维偏置方式。为了提高加工效率，把陡峭和浅滩分界角改为20°，可以减少一定的走刀时间。

(5)刀杆碰撞检查非常重要。程序编完后，首先要进行检查，避免撞坏机床主轴；然后计算出加工时刀具的最短长度，尽可能多地夹持刀具以增加刀具加工时的强度。

提高高速铣编程的其它措施

在高速铣编程时，除了严格遵守上述要求外，还可采取一些措施提高编程速度，减少编程错误。现举例如下：

1、建立用户菜单

对于一些菜单上没有的功能，在调用时需要键入一大串英文字母，很不方便，因此建立用户菜单可以方便用户使用。具体方法：点击“我的电脑”→高级→环境变量中改HOME为c:DelcamHome，产生一个子目录pMILL2，最后生成一个user_menu的文件。这样在编辑时就可产生用户菜单，如：可加一个“刀具库”生成菜单。

2、生成“刀具库”

将厂里现有的所有刀具输入到“刀具库”中，加工时可直接从“刀具库”中调用，不仅节省建立“刀具库”的时间，还可减少错误。具体方法：在加工目录树的空白处点击右键，弹出用户菜单，选择“刀具库”生成菜单，输入每个刀具的规格及参数。

3、产生宏命令

在编制加工程序时，许多环境变量如：切入切出连接、快进高度表格、后置处理文件中的输出机床类型等，每次都要通过手工重设，浪费了大量的时间。因此我们可以定义一个宏命令来自动初始化环境参数。只要起动NC软件，用户需要的环境变量就可自动加载。需要注意的是，该宏命令文件要命名为pmlocal.mac，并放在软件缺省目录下，宏命令才能自动执行。