任何零件的加工都離不開工藝的指導(dǎo)，一個(gè)好的設(shè)計(jì)師更需要對零件加工工藝有較強(qiáng)的認(rèn)知，只有這樣你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品才能保證具有完美的加工流暢性。合理確定數(shù)控加工工藝對實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、和經(jīng)濟(jì)的數(shù)控加工具有極為重要的作用。其內(nèi)容包括選擇合適的機(jī)床、刀具、夾具、走刀路線及切削用量等，只有選擇合適的工藝參數(shù)及切削策略才能獲得理想的加工效果。近期遇見一類零件具有較強(qiáng)的加工難度和復(fù)雜的工藝安排，特寫此文，以便大家共同討論。零件如圖所示：

    圖1 零件圖

    該類零件的原始加工方法分為三道工序：

    表1 零件原始加工方法

    一道工序是指一個(gè)（或一組）工人，在一臺(tái)機(jī)床上（或一個(gè)工作地點(diǎn)）對一個(gè)（或同時(shí)對幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。也就是說原始加工方法中，需要用三臺(tái)機(jī)床，至少要裝夾三次，這種加工方法嚴(yán)重影響加工效率和生產(chǎn)成本，嚴(yán)重影響零件加工精度和各種形位公差（同軸度、對稱度等），兩臺(tái)銑床分別對它加工時(shí)都必須做工裝夾具，然而執(zhí)行工序1中的車外圓時(shí)由于機(jī)床的軸向誤差會(huì)在外圓柱面上產(chǎn)生圓跳動(dòng)，這給后道工序2中的工裝夾具制造帶來了不少麻煩，通常都要做上好幾套夾具，針對不同的圓柱面使用不同的夾具，每加工完一個(gè)零件都要花一段時(shí)間去更換夾具，等等這些弊端給生產(chǎn)帶來了不可估量的損失。

    09年8月購進(jìn)一款GibbsCAM軟件后，使得可以采用另外一種切削策略進(jìn)行加工，GibbsCAM編程加工法，該方法只需一道工序：

    表2 GibbsCAM編程加工法

下面詳細(xì)介紹此方法的加工工步安排：

    1.棒料毛坯裝夾在主軸上（直徑為110mm的鋁合金棒料，通用夾具即可），主軸加工。

    2.平端面、車外圓、鉆孔、鏜孔、鉤內(nèi)槽、半精車、半精鏜孔（屬于簡單類加工）。

    3.銑外圓柱面上三條螺旋槽，如圖所示：

    圖2 銑外圓柱面上三條螺旋槽

    此螺旋槽寬3.2mm，用直徑為3mm的銑刀銑削，步距為0.1，總共走了3刀，以前一直考慮第一刀和剩余兩刀能不能設(shè)置不同的進(jìn)給量，因?yàn)榈谝坏妒菨M切削，剩下兩刀只走了0.1mm的余量，然而GibbsCAM軟件解決了該問題，可以通過‘可變進(jìn)給速率’來控制任何一個(gè)地方你所想要的任何進(jìn)給量，大大的節(jié)約了加工時(shí)間。轉(zhuǎn)速S2500，進(jìn)給量不同的地方分別為F200、F400，加工時(shí)間3分鐘。

    4.銑柱面，如圖所示：

    圖3 銑柱面

    該圓柱面編程較簡單，只需在YZ上的圓柱底面圍繞圓柱取一段圓弧即可，直徑10mm 頭銑刀轉(zhuǎn)速S2000，進(jìn)給量F150，加工時(shí)間為1分6秒。

    5.銑曲面1，如圖所示：

    圖4 銑曲面1

    該曲面采用直徑10mm的球頭銑刀銑削，GibbsCAM編程時(shí)采用曲面加工法，只需控制轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和加工步距即可。加工步距0.05mm，轉(zhuǎn)速S2000，進(jìn)給量F500，加工時(shí)間18分鐘（曲面最大直徑為68mm）。

6.銑平面，如圖所示：

    圖5 銑平面

    銑該平面較簡單，只需在YZ面上取一條線段即可，采用直徑為10mm的端銑刀，轉(zhuǎn)速為S2000，進(jìn)給量F120，加工時(shí)間為45秒。

    主軸加工完畢，副軸伸出對接切斷，開始副軸加工。

    1.平端面

    2.極坐標(biāo)插補(bǔ)銑弧面，如圖所示：

    圖6 極坐標(biāo)插補(bǔ)銑弧面

    采用直徑10mm的端銑刀，XY（G17）面上進(jìn)行加工，轉(zhuǎn)速S2000，進(jìn)給量F120，加工時(shí)間1分鐘40秒。

    3. 銑斜面（與水平面成50.29度角）

    采用直徑為10mm端銑刀，GibbsCAM利用一條直線就能編出銑斜面程序，只需在軟件里面設(shè)置角度為50.29度，如圖：

    圖8 銑斜面

    4.銑圓弧面，如圖所示：

    圖9 銑圓弧面

    采用直徑10mm端銑刀，轉(zhuǎn)速S2200，進(jìn)給量F150，加工時(shí)間為40秒。

    5.銑支架，如圖所示：

    圖10 銑支架

    6.銑曲面2，如圖所示：

    圖11 銑曲面2

    采用6mm球頭銑刀，轉(zhuǎn)速S2500，進(jìn)給量分別為F250、F450，加工時(shí)間為5分34秒。

    7.銑孔。

    8.精平端面。

    根據(jù)比較GibbsCAM編程法加工一個(gè)完整的零件用了1小時(shí)8分42秒，之前原始加工法分三道工序用時(shí)為1小時(shí)43分鐘，GibbsCAM編程加工后集中了工序，保證了零件的各種形位公差，做到了一次裝夾全部加工完成，零件加工報(bào)廢率減小了80%以上，減少了原始加工中的制作工裝夾具的輔助時(shí)間，生產(chǎn)率提高了30%。CAM軟件是一種工具，是一個(gè)催化劑，對于數(shù)百萬設(shè)備的投入，CAM是必不可少的，在數(shù)控加工領(lǐng)域中，CAM的成本可以很快的從增加的收益中收回，多主軸多刀架的設(shè)備，通過CAM軟件可以很有效地設(shè)置加工節(jié)拍，充分發(fā)揮雙刀架的加工效率，此外，對于多座標(biāo)聯(lián)動(dòng)的加工更是離不開CAM軟件的支持。高效加工不僅僅是一種加工方式，更是一種理念，它涵蓋了設(shè)備、刀具、工藝流程優(yōu)化、CAM應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域范疇；單純從一個(gè)角度出發(fā)考慮問題，往往會(huì)有山窮水盡的一刻，甚至得到事與愿違的結(jié)果。只有從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合企業(yè)的自身狀況，找出最有效的解決方案。