SolidCAM高效加工解决方案--iMachining解读

    在传统的深切削慢进给加工策略中，由于采用较大的切削深度所以刀具、机床受载荷比较高；较慢的进给速度造成排屑不容易，加工缓慢；所以整体加工效率比较低。

    在HSM高速加工中，通常都是以小的切深、大的进给进行加工，就是我们平时所说的小吃快进，HSM可以缩短生产的周期，但是单个加工工序的时间并没有缩短。

    iMachining高效加工策略（HPC）可以实现大切深、大进给进行加工，并且可以实现动态调整。使用iMachining不仅可以缩短我们生产的周期，而且单个工序的加工时间也得到了大幅度的缩短。

    高效加工（HPC）与高速加工（HSC）不同的是，他并不只限于提高切削速度和进给速度，而是把优化材料切除率放在首位，旨在通过提高单位时间的材料切除量和降低加工时间（基本时间和辅助时间）来进一步低加工费用。iMachining生成的所有刀路轨迹都是通过接触角来计算，接触角是指当刀具旋转轴为Z方向时，根据刀具和毛坯材料接触圆弧大小来定义接触角度，刀具会严格按照这个角度进行切削，不会超过我们设定的最大切削角。这种方式与我们之前定义的“行间距”有很大的不同，接触角方式可以使每次切削的毛坯更加的均匀（如图1所示）。并且所生成的路径步距是不恒定的。也就是说是以变化的路径步距进行加工。可以根据我们目标零件的形状自动产生摆线与螺旋组合的刀路轨迹。高的进给速度可以根据接触角的改变进行动态的调整；并且通过进给速度的调整和优化，保证了大切削深度的安全性。

 图1

    众所周知，在实际加工过程中为了在局部区域内保证最短时间完成加工，通常会使用螺旋的方式来完成切削，这些区域大多是没有加工到的地方，显然摆线加工的方式最为适用。摆线式高速加工过程中，刀具处于动态的全方位切削，刀体沿周边受力均匀，因此，刀具疲劳破坏的可能性就非常小；刀具向前切削材料也伴随着向后的空走刀，这样刀具有充分的时间冷却，同时，还能自动带走切屑，从而大大改善切削条件，而且摆线刀路可以避免刀具被工件材料包埋时的情况发生，但是摆线方式会延长加工时间，在整个摆线过程中大约会有30％到50％的时间是不切削的，所以为了即提高加工效率又缩短加工时间，iMachining提供了摆线与螺旋相组合的刀具路径解决方案。（如图2所示）

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    我们先看下面图3所示，对于加工图形中边缘槽部分，我们传统的做法通常是以深切削慢进给进行加工，或者是用高速加工。一层一层地从外面往里面进行加工，那么他就必须分为多层进行加工（如图4所示）。

图3

图4

    但当你使用iMachining。那么你将会得到这样的刀具路径（如图5所示）。通过组合的刀具路径先以摆线的加工方式对边界区域进行加工，再以环绕的加工方式对残料区进行快速地去除残料。他的进给、速度、和步距会自动地进行调节。并且不磨削、不跳刀；光顺的刀具路径，使加工得更快更深不成问题。iMachining加工策略适合所有的加工，优化的转速和进给，避免发生断刀。由于传统的深切削慢进给刀具和机床的受载较大，排削的不容易等因素，因此iMachining加工策略与传统的深切削慢进给相比，大大的提高了加工效率和表面质量。

图5

    在高速加工中，采取的工艺方案通常是以高切削速度、高进给率和小切削量的组合，铣削的关键特征就是必须拥有高的主轴转速和高的进给速度，并且具有较短的刀具长度和圆弧连接的光顺刀路轨迹。高速加工中可以优化机床的加工性能，提高生产流程的稳定性。可以缩短整体的加工时间，但由于小切削用量的使用，使单个工序的加工时间并没有减少；而且高速加工对硬件的性能要求比较高，机床的承受载荷比较小，而且刀具磨损比较严重。iMachining加工策略通过接触角和进给速度的自由控制，自动产生摆线和环绕相组合的刀具路径，在iMachining中，提供了四种不同的进给速度（如下所示），iMachining所产生的加工代码，它的进给速度是不断进行变化的。通过最大最小接触角的控制确保了刀具负载的稳定，光顺的刀具路径避免任何切削方向的突然变化，减少切削速度的降低，从而可以实现大切深、大进给进行加工。

    X99.947 Y49.105 F1556.18 (CA=27.)
    X100.263 Y48.827 F1885.95 (CA=22.) 
    X100.574 Y48.523 F1556.18 (CA=27.)
    X100.88 Y48.191 F1504.86 (CA=28.)
    X101.18 Y47.826 F1971.41 (CA=21.)
    X101.481 Y47.411 F2170.02 (CA=19.)
    X101.774 Y46.946 F1971.41 (CA=21.)
    X101.917 Y46.683 F2065.64 (CA=20.)