【译】CAM软件加工策略总结

 

原文：http://www.cnccookbook.com/CCCAMToolpaths.htm

 

      加工策略的灵活多样，是各个CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)软件之间较大的区别之一。一个CAM软件生成刀具轨迹有许多种不同的方法可选，而且这种选择将会影响到切削的速度和结果的表面光洁度。这里我试着总结一下多种不同的加工策略之间的不同之处。

      必须注意这一点，最先进的CAM软件都有这种假设：其提供的多种加工策略都是基于最大效率加工某类零件的方法。例如，插铣式粗加工用于零件的粗加工，接着再使用如往复式的二次粗加工方法，最后精加工再使用线性路径，如平行加工的方式。

      接着需要理解的一个重要的概念是刀具接触角度（Tool Engagement Angle，简称TEA）：指的是刀具在轨迹中任一点切削时被包围的刀具圆周长对应的圆心角。TEA的数值越大，表明刀具所受的压力越强（译注：实际上是切削量大了）。关于刀具受到的影响更详细的内容请参考铣削精度页面。

加工策略总结：

加工策略	描述	前提条件
限制线加工	在两曲线间生成光滑连接的基于曲面的轨迹	优点：方便，易用
行距固定	在区域中，沿区域的形状等距形成的轨迹，各圈轨迹之间的间距相等	优点：最简单、明显的加工策略，默认的方法。 生成的刀路比较一致、有规律。 缺点：在拐角处负载较高。刀具受限于刀路中拐角处的最高速度。TrueMill是突破这种限制的方法之一。
等残留量加工	参考等高加工
等高加工	典型的一种加工策略，其轨迹在一层中是沿着相同Z值的轮廓形成的。主要应用于陡峭区域，与其它加工策略一起应用。可以通过设置限制角度30度到90度来避免平面区域。	优点：很好的精加工，一层保持相同的高度。 缺点：只能加工陡峭区域。
螺旋	此方法不像其它加工方式走直线，而是沿螺旋圆弧方式走刀。
孔自动检测	CAM软件的一个特色，对于大部分功能可以忽略孔，应用专门的加工功能生成钻孔轨迹。	优点：方便，提高效率
平面加工	应用于平坦区域的精加工策略，加工斜坡时需要使用其它的加工策略。
扫描线加工	在XY平面相互平行的一系列轮廓或路径，还有沿等高方式生成的路径，各条路径间距相同。对于等高类零件，此轨迹可以有非常好的表面光洁度，通常用于精加工。
区域等距	轨迹是零件的边界等距的方式生成，等距距离相同。
平行（区域）清根加工	与清根加工方式不同，用户可以设置生成平行于清根轨迹的切削次数与行距
清根加工	早期编程中用到的最后一道精加工技术，主要用于处理角落与凹的区域。清根加工可以使用与要加工区域相同半径的刀具。 若没有清根加工或残余量加工，操作者需要手工确定需要加工的角落区域。如果有较强的残余量加工，可以不需要清根加工。	优点：很高的表面光洁度。 方便与高效。 缺点：没有残余量加工方式方便。
插铣粗加工	铣削时只沿Z轴运动的粗加工方式，非常类似于钻孔。大部分机床Z轴运动较快，可以使用较大的刀具，较快的进给速度。轨迹规划确保爬升铣削效果最好。	优点：粗加工时效率较高。 缺点：粗加工完后留下的表面不好，还需要再细致的精加工。
轮廓加工	沿着零件的轮廓走刀方式的加工。
Raster Finishing	See "Linear Machining", it's the same thing.
残余量精加工或残余量粗加工	残余量加工方式是先用一把较大的刀具做粗加工，然后再用小的刀具做精加工。这需要CAM软件知道哪些是加工剩余区域，未加工区。	优点：使用大刀具进行粗加工，减少切削时间。
实体切削技术（SMT）	SMT是由OneCNC开发的专利技术，专门用于CAM软件生成光顺的轨迹。	优点：更高的表面光洁度。更长的刀具寿命。
摆线加工	摆线加工是让刀具沿一系列圆弧慢慢前进以控制刀具接触角度（TEA）的加工技术。刀具总是沿着固定半径的圆弧上运动，因此进给速度可以更容易地进行优化。	优点：更高的进给速度。更长的刀具寿命。 缺点：摆线加工是早期的一种高速加工方式，目的是为避免尖角。相比现在新的加工策略，大圆弧循环运动有点浪费时间。
TrueMill, Volumill,自适应切削（Adaptive Clearing）及保持恒定刀具接触角（TEA）的高速加工	当刀具接近拐角时，为了限制刀具切削的TEA数值，TruMill技术允许变化行距和加快进给速度。	优点：较高的效率。因为刀具能保持工作在限定值内，缩短切削时间，延长刀具寿命。 减小刀具与机床间的压力。延长使用寿命，减小加工过程中的弯曲变形，提高精度。 与摆线加工相比，减少不必要的刀具运动轨迹。 缺点：该技术已经被SurfCAM申请专利。采取的策略与摆线加工类似。 TrueMill路径看起来可能比较奇怪或随机的，如果从整齐的角度感觉不是那么舒服。
吃水线精加工(Waterline Finishing)	参考“等高精加工”
往复式切削	此路径用于优化刀具直线运动量，常用于加工三维平面。加工中，刀具在毛坯上前后往复运动，根据需要可以加工多层。	优点：比那些基础的加工策略有稍快的切削速度。特别是单向的平面切削路径，有更好的表现。 缺点：相比传统的逆铣，往复式加工可能得不到最好的表面光洁度，而且会减少刀具寿命。

 

译注：有些是按我理解的意思翻译的，没有直译。有些名词可能翻译的不太准确，仅供参考。