1 引言

　　PowerMILL是世界上著名的功能強(qiáng)大、加工策略豐富的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)，同時(shí)也是CAM軟件技術(shù)最具代表性的、增長率最快的加工軟件。采用全新的中文Windows用戶界面，提供完善的加工策略。幫助用戶產(chǎn)生最佳的加工方案，從而提高加工效率，減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計(jì)算幾乎在瞬間完成，縮短85010的刀具路徑計(jì)算時(shí)間，對2～5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行完整的干涉檢查與排除。具有加工實(shí)體仿真功能，方便用戶在加工前了解整個(gè)加工過程及加工結(jié)果，節(jié)省加工時(shí)間。隨著高速加工技術(shù)研究的不斷深入，數(shù)控高速銑削加工得到了較大的發(fā)展，其廣泛地應(yīng)用于模具制造行業(yè)之中。尤其在高速加工中心和快走絲等現(xiàn)代高精度加工技術(shù)中的運(yùn)用尤為廣泛，取得了在同行業(yè)軟件中的良好信譽(yù)，PowerMILL簡單易學(xué)，最為重要的是它有永不過切這樣一個(gè)最大的好處。

　　PowerMILL是英國Delcam公司開發(fā)的專業(yè)化高速銑削加工軟件。其智能化過切保護(hù)、刀具過載保護(hù)、豐富的高速加工細(xì)節(jié)處理、刀桿與刀柄碰撞檢查、優(yōu)化的計(jì)算方法等優(yōu)點(diǎn)，成就了其作為基于知識(shí)的數(shù)控編程軟件行業(yè)中的領(lǐng)先地位；其專業(yè)化及獨(dú)有的高速加工策略成為高速銑削數(shù)控編程的首選。

2 PowerMILL加工策略的選擇

　　PowerMILL的加工策略中有好多種類型可供編程人員選擇，適合2～5軸的加工，尤其該軟件精加工策略的使用非常方便。主要包括4部分內(nèi)容：粗加工策略、半精加工策略、精加工策略、清根及清角加工策略。具體介紹如下：

　　2.1 粗加工策略

　　粗加工的主要目的是追求單位時(shí)間內(nèi)的材料去除率，并為后續(xù)的半精加工做準(zhǔn)備。PowerMILL的粗加工采用區(qū)域清除方式，其下切或行間過渡部分應(yīng)該采用斜式下刀或圓弧下刀，并且盡量采取順銑的加工方式，刀具路徑的尖角處要采用圓角的光順處理，這樣才可能保持刀具負(fù)荷的穩(wěn)定，減少任何切削方向的突然變化，從而符合高速加工的需求。同時(shí)在PowerMILL的粗加工中應(yīng)采用以下加工策略：①盡量使用偏置加工策略而不是使用傳統(tǒng)的平行加工策略。在可能的情況下，都應(yīng)從工件的中心開始向外加工，以盡量減少全刀寬切削；②賽車線加工(Race Line Machining)是Delcam推出的高速加工方式的專利，它模擬了賽車的原理，最大化地消除了刀具路徑中的尖銳拐角，刀具保持了恒定刀具負(fù)荷和排屑率，使得刀具負(fù)荷更加穩(wěn)定，改善加工質(zhì)量；③擺線粗加工是Delcam推出的另外一種高速加工方式。在刀具過載的區(qū)域，采用擺線加工，可顯著提高加工效率，延長刀具壽命，減少對機(jī)床的沖擊。

　　2.2 半精加工策略

　　半精加工的主要目標(biāo)是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。PowerMILL工是基于知識(shí)的專業(yè)加工軟件，它的殘留粗加工能自動(dòng)識(shí)別上一道工序的殘留區(qū)域和拐角區(qū)域，自動(dòng)判別在上一道工序留有的臺(tái)階的層間進(jìn)行切削，系統(tǒng)智能地優(yōu)化刀具路徑，使用戶能夠獲得空走刀最少的優(yōu)化的刀具路徑。

　　2.3 精加工策略

　　精加工的主要目標(biāo)是獲得幾何尺寸、形狀精度及表面質(zhì)量的工件。PowerMILL的精加工的連接處應(yīng)盡量采用圓弧或螺旋等方式切人切出工件，要盡量減少抬刀次數(shù)和減少刀具路徑頻繁方向的變化。同時(shí)PowerMILL的精加工應(yīng)盡量采用以下加工策略：①優(yōu)化平行加工，在刀具路徑的尖角處采用圓角的光順處理，可顯著提高加工效率，延長刀具的壽命，減少對機(jī)床的沖擊；②螺旋3軸偏置加工，避免了平行加工策略和偏置加工策略中出現(xiàn)的頻繁方向的突然改變，從而提高加工速度，減少刀具磨損；③最佳等高加工，PowerMILL系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)利用區(qū)域分析算法對陡峭和平坦區(qū)域分別處理，計(jì)算適合等高及適合使用類似3軸偏置的區(qū)域，并且同時(shí)可以使用螺旋方式，在很少抬刀的情況下生成優(yōu)化的刀具路徑，獲得更好的表面質(zhì)量；④等粗糙度值等高加工，按照殘留量，自動(dòng)計(jì)算等高刀具路徑的下切步距，可顯著提高加工效率和曲面加工質(zhì)量。

　　2.4 清根、清角加工策略

　　PowerMILL的清根方法有筆式、縫合、沿著、自動(dòng)、殘余量清根等，可達(dá)到十多種，安全性好，考慮周到。這種加工主要是為了加工件的外形美觀，光潔度好，并且在加工中能節(jié)約大量的時(shí)間。

3 實(shí)例應(yīng)用

　　3.1 模型的載入

　　PowerMILL能夠自身或借助于PS-Exchange（圖形格式轉(zhuǎn)換）讀人多達(dá)14種以上的常見數(shù)控軟件的圖形文件，打開“文件一輸入”模型或者直接利用PowerSHAPE模型界面進(jìn)入PowerMILL。

　3.2 各種參數(shù)的設(shè)定

　　(1)毛坯大小的設(shè)定。

　　在PowerMILL中，毛坯擴(kuò)展值的設(shè)定很重要。如果該值設(shè)得過大將增大程序的計(jì)算量，大大增加編程的時(shí)間，如果設(shè)得過小，程序?qū)⒁悦鞯拇笮闃O限進(jìn)行計(jì)算，這樣很有可能使部分型面加工不到位，所以，毛坯擴(kuò)展的設(shè)定一般要稍大于加工刀具的半徑，同時(shí)還要考慮它的加工余量。

　(2)坐標(biāo)系位置的設(shè)定。

　　建立加工坐標(biāo)系有以下原則：一般情況下應(yīng)與工作坐標(biāo)系一致；坐標(biāo)原點(diǎn)要定在有利于測量和快速準(zhǔn)確對刀的位置；根據(jù)機(jī)床坐標(biāo)系和零件在機(jī)床上的位置確定加工坐標(biāo)軸的方向。根據(jù)以上原則，通過PowerMILL用戶坐標(biāo)系功能將工作坐標(biāo)系與加工坐標(biāo)系重合，坐標(biāo)原點(diǎn)定在工件X-Y平面的分中處，Z方向可根據(jù)情況設(shè)置在工件的最高處或最低處。

　　(3)進(jìn)給率大小的設(shè)定。

　　進(jìn)給率的設(shè)定較為方便，可根據(jù)加工情況而定，一般根據(jù)加工的經(jīng)驗(yàn)和使用的刀具類型來確定，不能一概而論。

　　(4)快進(jìn)安全高度的設(shè)定。

　　快進(jìn)高度包括兩項(xiàng)：安全高度和開始高度。安全高度的設(shè)置，一般按PowerMILL安全高度重設(shè)自動(dòng)生成。相對高度設(shè)置為掠過。

　　(5)開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)的設(shè)定。

　　選擇“按毛坯中心安全高度”設(shè)置開始點(diǎn)及結(jié)束點(diǎn)，一般按默認(rèn)值就可以。

　　(6)切入切出和連接方式的設(shè)定。

　　高速加工時(shí)切入切出采用圓弧或螺旋等方式連接，也可以不設(shè)定切入切出方式，根據(jù)系統(tǒng)默認(rèn)來確定。

　　(7)刀具大小的設(shè)定和選用。

　　刀具的設(shè)定可根據(jù)加工情況進(jìn)行，在設(shè)定刀具時(shí)，最好將刀具名稱設(shè)為與刀具大小相同，這樣的命名方式有利于編程時(shí)對刀具的選用和檢查。本例選取了4把刀(D10、D6R2、D4R2、D4)。

3.3 加工策略的確定

　　根據(jù)加工要求，本例采用粗加工→半精加工→精加工→清角加工的加工順序。

　　(1)粗加工策略。

　　粗加工選用偏置區(qū)域清除加工方式，將毛坯的大部分余量去除掉，然后再進(jìn)行半精加工。

　　(2)半精加工策略。

　　半精加工采用偏置區(qū)域清除的殘留加工方式，選用φ6R3mm的圓刀，將粗加工余量均勻化，以便進(jìn)行精加工操作。

　  (3)精加工。

　　在精加工中，除非模具型面高度變化比較大，否則最好選擇平行加工。因?yàn)槠叫屑庸げ坏?jì)算速度快，而且刀具路徑光順，加工出的模具型面質(zhì)量好。但平行方式會(huì)在局部型面產(chǎn)生步距不均的現(xiàn)象。對模具型面高度變化比較大的，加工策略選用最佳等高、三維偏置等策略。

　  (4)清角、清根加工。

　　清角加工也稱為局部精加工。清角加工采用多次加工或系列刀具從大到小的加工策略。

　  (5)檢查工件，編輯程序。

　　例如：下面為二次開粗用的一段程序：

4 結(jié)束語

　　PowerMILL是Delcam開發(fā)的一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的高速CAM系統(tǒng)，它可由輸入的模型快速產(chǎn)生無過切的刀具路徑。通過以上實(shí)例，較為詳細(xì)地說明了PowerMILL在高速銑削加工中的應(yīng)用。PowerMILL系統(tǒng)操作過程完全符合數(shù)控加工的工程概念。實(shí)體模型全自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)了粗、精、清根加工編程的自動(dòng)化，編程操作的難易程度與零件的復(fù)雜程度無關(guān)，CAM操作人員只要具備加工工藝知識(shí)，只需2～3天的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，可對非常復(fù)雜的模具進(jìn)行數(shù)控編程。