近10 年來摇皿，我國模具工業(yè)的發(fā)展突飛猛進浪读，這要歸功于國家對模具工業(yè)發(fā)展的高度重視以及模具工業(yè)人才培訓(xùn)流译、軟硬件工具的飛速發(fā)展封字。無論是現(xiàn)在的生產(chǎn)實踐還是未來發(fā)展趨勢黔州，數(shù)字化都是模具工業(yè)發(fā)展的必由之路，在這方面周叮，以高精尖的航空航天領(lǐng)域的模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r最具代表性辩撑。

　　隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展和普及界斜，數(shù)字化已經(jīng)應(yīng)用到了模具制造的全過程仿耽，包括數(shù)字化設(shè)計、加工各薇、分析以及制造過程中的信息管理项贺，即模具的CAD/CAE/CAM/DNC 技術(shù)。有實力的模具企業(yè)正在不斷提高模具的設(shè)計峭判、制造水平开缎，逐漸將工作重點轉(zhuǎn)向大型、精密糠管、復(fù)雜及長壽命模具的開發(fā)與研制妙帆。隨著行業(yè)內(nèi)的良性競爭以及對質(zhì)量、效率要求的不斷提高罐葫，數(shù)字化技術(shù)水平也在不斷提高兵雪。快速原型設(shè)計屋迄、高速加工晒茁、鏡面加工、微銑削答海、標(biāo)準(zhǔn)化率和逆向工程等概念捷嘁、術(shù)語在模具制造領(lǐng)域大家都已耳熟能詳，也足以說明數(shù)字化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用壁万。

　　從CAD/CAM 軟件應(yīng)用看鳍彪，一體化的設(shè)計、制造軟件逐漸被行業(yè)認(rèn)可荔鸵，比單純的設(shè)計或編程工具容易被用戶接受刊愚。所謂的一體化設(shè)計、制造仑乌，是指從模具設(shè)計百拓、加工、電極設(shè)計和加工完全由一個軟件完成晰甚，減少了設(shè)計衙传、編程間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和錯誤决帖，提高了制造效率和質(zhì)量，這也會給企業(yè)的管理帶來不少好處蓖捶。以色列Cimatron 公司的CimatronE 軟件就是典型的模具一體化設(shè)計地回、制造軟件。

　　CimatronE 的快速分模技術(shù)一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位俊鱼。首先刻像，基于混合造型理論，在分模過程中不必區(qū)分模型的實體并闲、曲面屬性便可自動分模细睡，避免了數(shù)據(jù)模型處理的繁瑣過程，同時也提高了分模的成功率和效率帝火。其次簿馍，CimatronE 提供了專業(yè)的分模工具，可以實現(xiàn)分模線的預(yù)覽东镶、分析以及分模面自動生成等功能忆帐。友好的用戶界面更人性化，易學(xué)易用橱墨，大大提高了分模的質(zhì)量和效率梢纫。

　　從標(biāo)準(zhǔn)化角度看，C i m a t r o n E提供了豐富的模具標(biāo)準(zhǔn)庫和標(biāo)準(zhǔn)模架捕砖。標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架的使用有利于提高企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度和生產(chǎn)率汤浊。

　　軟件系統(tǒng)是實現(xiàn)設(shè)計、制造一體化的基本手段并能支持并行工程灵吃。在確定模具的型芯抛伏、型腔的同時便可以開始模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)控編程，不需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和模型的進一步處理灵界。CimatronE 的數(shù)控編程功能代表了當(dāng)今數(shù)控編程領(lǐng)域的先進技術(shù)鳍泥，是真正的基于毛坯殘留知識的加工，能支持高速加工溉委、微銑削加工鹃唯，具有強大的五軸加工和多軸機床后置處理能力以及機床仿真功能，確保了加工的高效瓣喊、高質(zhì)和高安全性坡慌。

　　高速加工編程時加工方法的選擇

　　隨著高速加工中心的引進，模具企業(yè)開始應(yīng)用高速加工解決方案來實現(xiàn)高精藻三、高效模具的制造洪橘。采用高速銑削加工編程與數(shù)控伺服系統(tǒng)、加工材料和所用刀具等方面有關(guān)棵帽。使用CAM 系統(tǒng)進行數(shù)控編程時熄求，除去刀具選擇渣玲、切削用量以及合適的加工參數(shù)可以根據(jù)具體情況設(shè)置外，加工方法的選擇就成為高速加工數(shù)控編程的關(guān)鍵弟晚。如何選擇合適的加工方法來較為合理忘衍、有效地進行高速加工的數(shù)控編程，需要考慮以下幾個方面的問題：

　∏涑恰（1）高速加工中心具有前視或預(yù)覽功能枚钓，在刀具需要進行急速轉(zhuǎn)彎時加工中心會提前進行預(yù)減速，在完成轉(zhuǎn)彎后再提高運動速度粟宣。機床的這一功能主要是為了避免慣性沖擊過大喳卫，從而導(dǎo)致慣性過切或損壞機床主軸而設(shè)置的。有些高速加工中心盡管沒有這一功能也能較好地承受慣性沖擊盗闯，但這種情況對于機床的主軸也是不利的蕴嘹，會影響主軸等零件的壽命。在使用CAM 進行數(shù)控編程時球灰，要盡一切可能保證刀具運動軌跡的光滑與平穩(wěn)。

　∑砑妗（2）由于高速加工中刀具的運動速度很高迂溉，而刀具通常又很小，這就要求在加工過程中保持固定的刀具載荷痒跌，避免刀具過載狡舞。因為刀具載荷均勻與否會直接影響刀具的壽命，對機床主軸等也有直接影響牍猫，在刀具載荷過大的情況下還會導(dǎo)致斷刀骇另。

　　（3）采用更加安全和有效的加工方法與迅速進行安全檢查校驗與分析随静。例如：進行刀柄八千、夾頭干涉檢查, 保證刀路軌跡的安全；并設(shè)置程序代碼如下：

　　RE-EXECUTION WILL BEDUE TO PROCEDURE BEINGSUSPENDED燎猛；

　　* P R O C E D U R EE X ECUT ION S TA RT T I M E:08/10/2004.13:59:30恋捆；

　　* S e e S e t : N C S p e c i a lApprox. Faces；

　　* =================重绷；

　　* ENTRY POINT:X=-65.30,Y= 2.20沸停，Z=20.00；

　　* ENTRY POINT:X=-33.64昭卓，Y=56.20愤钾，Z=15.00；

　　* ENTRY POINT:X=-38.17候醒，Y=56.20能颁，Z=10.00室奏；

　　* ENTRY POINT:X=-38.23，Y=56.20劲装，Z=5.00胧沫；

　　* ENTRY POINT:X=0.00008,Y=-51.80，Z=0.00000卢女；

　　* P ROC.O P T I M I Z AT IONSTART TIME:08/10/2004.13:59:31

　　* T H E C U R R E N T S E TOF HOLDERS GOUGE S THESTOCK智础；

　　* HOLDER 1 SHOULD BE RAISED TO 34.88 ABOVE THECUTTER TIP（刀柄1 應(yīng)高出刀尖34.88mm）；

　　* E X I S T ING CUT T E R S SCANNOT AVOID GOUGING（當(dāng)前刀具無法避免干涉）留绞；

　　* PROC. OPTIMIZATIONEND TIME: 08/10/2004.13:59:41助安；

　　* PROCEDURE EXECUTIONEND TIME : 08/10/2004.13:59:41。

　　高速加工編程采用的編程策略

　　1 采用光滑的進哩啼、退刀方式

　　在C i m a t r o n 系統(tǒng)中, 有多種多樣的進莽裤、退刀方式，如在走輪廓時馒易，有輪廓的法向進店烛、退刀，輪廓的切向進砖军、退刀和相鄰輪廓的角分線進辱甫、退刀等。在進行高速加工時應(yīng)盡量采用輪廓的切向進蒋令、退刀方式以保證刀路軌跡的平滑店诗。加工曲面時刀具可以實現(xiàn)Z 向垂直進、退刀音榜，曲面法向的進庞瘸、退刀，曲面正向與反向的進赠叼、退刀和斜向或螺旋式進擦囊、退刀等。在實際加工中梅割，用戶可以采用曲面的切向進刀或更好的螺旋式進刀霜第，而且螺旋式進刀切入材料時，如果加工區(qū)域是上大下小的户辞，螺旋半徑會隨之減小以進刀到指定深度泌类，有些CAM 系統(tǒng)具有基于知識的加工功能，在檢查刀具信息后發(fā)現(xiàn)刀具存在盲區(qū)時底燎，螺旋加工半徑不會無限制減小刃榨，以避免撞刀。這些都為程序的安全性提供了周全的保障双仍。

　　2 采用光滑的移刀方式

　　這里所說的移刀方式指的是行切中的行間移刀寺斟、環(huán)切中的環(huán)間移刀以及高加工的層間移刀等虫棚。普通C A M 軟件中的移刀大多不適合高速加工的要求，如在行切移刀時溪胖，刀具多是直接垂直于原來行切方向的法向移刀黔琢，致使刀具路徑中存在尖角；在環(huán)切的情況下肤不，環(huán)間移刀也是按原來軌跡的法向直接移刀寻癌，也致使刀路軌跡存在不平滑情況；在等高線加工中的層間移刀時豌腮，也存在移刀尖角绪封。這些會導(dǎo)致加工中心頻繁的預(yù)覽減速影響了加工的效率甚至使高速加工不成為高速加工。

　　高速加工中采用的切削用量都很幸А（側(cè)向切削用量和深度切削用量很欣ぁ），移刀運動量也會急劇增加膨吼，因此必須要求C A M 產(chǎn)生的刀路軌跡中的移刀平滑棺氢。在支持高速加工的Cima t r o n 系統(tǒng)軟件中，則提供了非常豐富的移刀策略允瞧，包括：

　〖蛉怼（1）行切光滑移刀。

　　· 行切的移刀直接采用切圓弧連接述暂。這種方法在行切切削用量（行間距）較大的情況下處理得很好，在行切切削用量（行間距）較小的情況下會由于圓弧半徑過小而導(dǎo)致圓弧接近一點建炫，即近似為行間的直接直線移刀畦韭，從而也導(dǎo)致機床預(yù)覽減速，影響加工的效率肛跌，對加工中心也不利艺配。

　　· 行切的移刀采用內(nèi)側(cè)或外側(cè)圓弧過渡移刀。這種方法在一定程度上會解決在前面采用切圓弧移刀的不足衍慎。但是在使用非常小的刀子（Φ 0.6mm 的球頭刀）進行精加工時转唉，由于刀路軌跡間距非常小（側(cè)向切削用量為0.2mm）稳捆，使得這種方法也不夠理想赠法。這時用戶可以考慮采用下述的更為高級的移刀方式。

　　· 切向的移刀采用高爾夫球竿頭式移刀方式乔夯。

　『锉觥（2）環(huán)切的光滑移刀。

　　· 環(huán)切的移刀采用環(huán)間的圓弧切出與切入連接醇疮。這種方法的弊端是在加工3D 復(fù)雜零件時漆埋，由于移刀軌跡直接在2 個刀路軌跡之間生成圓弧卤撬，在間距較大的情況下會產(chǎn)生過切。因此這種方法一般多用于2.5軸的加工您窒，在加工中所有的加工都在一個平面內(nèi)柄楼。

　　· 環(huán)切的移刀采用空間螺旋式移刀。該種移刀方法由于移刀在空間完成翻萨，避免了上述方法的弊端翅陪。

　　（3）層間的空間螺旋移刀精者。在進行等高加工時又信，用戶要采用螺旋式等高線間的移刀，確保切削載荷的平穩(wěn)性杰笛、均衡性抛冗。

　　3 采用光滑的轉(zhuǎn)彎走刀

　　采用光滑的轉(zhuǎn)彎走刀與進行光滑的移刀一樣，對保證高速加工的平穩(wěn)與效率同樣重要最岗。

　∨恋ā（1）圓角走刀。這種走刀方式并不是什么新的走拐角方式般渡，一般C A M 系統(tǒng)都有提供懒豹。該方式較適合高速加工，用戶可予以采用驯用。

　×郴唷（2）圓環(huán)走刀。這種方法是較為高級的走拐角方式蝴乔，就像駕駛高速行駛車在高速公路上跑時记餐，要想在不損失速率的情況下轉(zhuǎn)彎和保證轉(zhuǎn)彎更平穩(wěn)以及沿著立交環(huán)島來轉(zhuǎn)彎一樣。這種方法在走銳角彎路時效果特別明顯薇正。

　　4 采用更適合高速加工的加工方法

　　Cimatron 先進的CAM 系統(tǒng)提供了許多更適合高速加工的加工方法片酝。使用這種方法進行輪廓加工時，刀具一邊沿輪廓切削挖腰，一邊在縱向進刀雕沿，這保證了刀具載荷的穩(wěn)定，刀路軌跡也自然平滑场时。采用擺線式加工是利用刀具沿一滾動圓的運動來逐次對零件表面進行高速與小切量的切削荡西。采用這種方法可以有效地進行零件上窄槽和輪廓的高速小切量切削，對刀具具有很好的保護作用两猛。進行零件的精加工時蹲楷，在加工中心支持N u r b s 代碼的情況下，應(yīng)采用N u r b s 編程。這樣產(chǎn)生的刀路軌跡的數(shù)據(jù)量不僅少茬蒿，而且刀具運動也更光滑磺则、平穩(wěn)、高效附扭。

　　5 利用CAM 內(nèi)在的優(yōu)良功能

　　許多C A M 系統(tǒng)都有很多高級的加工能力牧俩，充分利用和挖掘這些能力將極大地改善加工的效果。

　　粗切時使用具有層間二次粗加工優(yōu)化的功能叔寓。在等高線粗切中妨迈，由于零件上存在斜面，在斜面上會留有臺階穷窃，導(dǎo)致殘留余量不盡均勻呈枉。這會對后續(xù)的加工帶來不利影響，如刀具載荷不均勻埃碱。盡管系統(tǒng)具有載荷的分析與優(yōu)化功能猖辫，但畢竟將影響加工的效率和質(zhì)量，因此砚殿，在進行粗切時啃憎，用戶應(yīng)選擇具有優(yōu)良的層間二次粗加工功能，在粗切時就得到了余量均勻的結(jié)果似炎，為后續(xù)加工提供了更有利的條件辛萍，也提高了加工的效率。

　　在最后階段對零件進行清根時羡藐，利用具有斜率分析的清根算法贩毕，對陡峭拐角和平坦拐角區(qū)別對待，即對陡峭拐角的清根使用等高線一層一層清根仆嗦，對平坦區(qū)域采用沿輪廓清根耳幢，這樣可以更好地保護刀具，獲得更好的表面質(zhì)量欧啤。

　　在等高線精加工時，應(yīng)使用螺旋式改變進刀位置的方式螃浑，以避免在固定位置留有進刀痕跡倍挚，保證加工結(jié)果的整體優(yōu)良。

　　在編程過程中诵城，應(yīng)利用有效的刀柄干涉檢查功能绪忙，確保刀具的安全性。要選擇具有毛坯殘留知識加工的系統(tǒng)慷组，這種系統(tǒng)的干涉檢查更為合理肘渔，因為系統(tǒng)能將刀具信息與上次加工的殘留毛坯進行校驗。

　　用戶可以利用Cimatron 系統(tǒng)提供的結(jié)果校驗工具進行余量可視化分析溢棱，加快作出進一步調(diào)整加工策略和進行補充加工的決定繁莲。

　　我們可以利用C i m a t r o n 系統(tǒng)具有的自動化編程機制独府，制定結(jié)合工廠實際的加工模板，提升加工的效率與可靠性拢胆。同時可以針對高速機床的控制系統(tǒng)編制適合高速加工的后置處理婆沟，指導(dǎo)NC 程序生成正確加工代碼。

　　微銑削是加工微小零件和高精密零件的一種全新的加工技術(shù)猛计，可獲得高精度的加工結(jié)果唠摹，有效公差可達0.0001m m，最小刀具直徑可達0.1m m奉瘤。微銑削除了面向微細(xì)零件外勾拉，還能夠?qū)ΤＲ?guī)或者大型模具的細(xì)小幾何特征進行高精密加工，得到鏡面效果的超高精度的表面質(zhì)量盗温。微銑削加工可以替代電火花加工藕赞，提高模具制造效率。

　　五軸加工除應(yīng)用于復(fù)雜的零件加工外肌访，也逐漸應(yīng)用于復(fù)雜模具找默、大型模具、深腔模具加工吼驶，部分取代了電火花加工惩激。應(yīng)用策略為定位加工開粗，聯(lián)動精加工蟹演。通過五軸加工工藝的應(yīng)用风钻，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短交付周期酒请，大大提高了企業(yè)的行業(yè)競爭力缎选。

　　五軸加工與普通的三軸加工相比有本質(zhì)區(qū)別，安全性對五軸加工極為重要陕牲，編程階段就必須考慮加工機床的運動情況否胜、行程（直線、角度等）芒极、運動方向（直線運動忽愧、旋轉(zhuǎn)運動等）。由于用于五軸加工的模具大多具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜户挟、材料價格較高脑苫、工期長以及機床價格昂貴的特點，一旦出現(xiàn)事故會大大提高制造成本中痴，給企業(yè)帶來巨大損失舱踊，所以對于大型模具加工的安全要求非常高。CAM 軟件發(fā)展到今天，在安全性上采用了多方面措施：編程階段有干涉過切檢查膳膝、刀長計算诬絮、線框刀路模擬、實體刀路模擬以及機床仿真等手段让腹。以上所有策略都僅限于編程階段的理論檢查远剩，最為重要的是機床后置處理階段的工作是否做得完善、準(zhǔn)確無誤骇窍，如果后置處理出現(xiàn)問題瓜晤，那么前面的編程無論多么完善，都會在實際加工中出現(xiàn)問題腹纳，所以后置處理在整個軟件服務(wù)階段占據(jù)非常重要的位置痢掠。有時軟件功能很強，但技術(shù)支持能力不夠嘲恍，也會給用戶帶來效率或直接的經(jīng)濟損失足画。所以企業(yè)在選擇軟件解決方案時，既要考查軟件的功能佃牛，又要關(guān)注軟件企業(yè)的售后服務(wù)能力淹辞。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，我國的模具企業(yè)已經(jīng)開始將先進的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于模具制造俘侠，包括民用象缀、航空航天等領(lǐng)域。而且近幾年發(fā)展迅速钦将，部分企業(yè)已經(jīng)有了較好的業(yè)績促弯，甚至開始走出去到歐美市場承接訂單。但是數(shù)字化技術(shù)的普及還有待深入阱纷、提高诲厚，我們的模具行業(yè)發(fā)展水平尤其是復(fù)雜、大型的高精尖模具與歐美一些國家辞唤、日本相比還有很大差距蔽曙。應(yīng)當(dāng)大力開展模具數(shù)字化制造技術(shù)的研究開發(fā)，使數(shù)字化制造技術(shù)普遍應(yīng)用于模具工業(yè)为巾，用來改造傳統(tǒng)的模具工業(yè)肢钙，這是我國模具工業(yè)發(fā)展的大勢所趨，國家山毛、企業(yè)和從業(yè)于模具行業(yè)的各類人員都應(yīng)給予高度重視。

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