加工对象和区域规划优化

在调入或生成了加工对象的几何造型之后，编程人员必须在CAM软件中以交互方式选择加工对象的几何造型以及加工区域进行数控编程计算。当然，这一过程应根据加工对象的类型来进行。CAM的加工对象可分为二维模型和三维模型，而三维模型中存在着各种类型的曲面，其与手工编程的最大区别是CAM强大的三维曲面数控加工功能。由于各种类型的加工特征同时存在于三维模型中，为提高加工效率和精度，在CAM编程中需要对加工区域进行规划。常见的需要分区域加工的情况有以下几种：

1）加工表面形状差异较大，需要分区加工。例如，加工表面由水平平面和自由曲面组成。显然，对这两种类型的加工表面可采用不同的加工方式以提高加工效率和质量，即平面部分采用平头铣刀加工，刀轨的行间距可超过刀具的半径，以提高加工效率；曲面部分则应使用球头铣刀加工，行间距应远小于刀具半径，以保证表面粗糙度。

2）加工表面不同区域尺寸差异较大，需要分区加工。例如，加工较为宽阔的型腔时，可采用大的刀具进行加工，以提高加工效率；加工较小的型腔或转角区域时，大尺寸刀具不能彻底加工，应采用较小刀具以确保加工完备。

3）加工表面要求的精度和表面粗糙度差异较大时，需要分区加工。例如，同一表面的配合部位要求加工精度较高，需要以较小的步距进行加工；加工其他精度要求较低的表面时，则可以以较大的步距加工以提高效率。

4）为有效控制加工残留高度，应针对曲面的变化采用不同的刀轨形式和行间距进行分区加工。(www.xing528.com)

图1-14 分区域精加工复杂曲面

图1-14所示为表盘模具型腔面，是分区域加工理论在复杂曲面加工中的应用。曲面加工表面粗糙度要求为Ra0.8μm，曲面过渡处的最小圆角半径为R3mm。本曲面精加工时，将曲面分成浅平面、波浪型腔面及曲面的过渡区域，对浅平面采用截面线加工方法和R10mm的平面铣刀，波浪型腔面采用等高线法和R6mm的球头铣刀，曲面过渡区域则采用R3mm的球头铣刀进行笔式切削。与采用R3mm球头铣刀进行曲面的整体精加工相比，浅平面的加工表面质量更好，整体加工效率提高近2倍。