1 引言

　　PowerMILL是世界上著名的功能強大、加工策略豐富的數控加工編程軟件系統，同時也是CAM軟件技術最具代表性的、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，快速產生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計算幾乎在瞬間完成，縮短85010的刀具路徑計算時間，對2～5軸的數控加工包括刀柄、刀夾進行完整的干涉檢查與排除。具有加工實體仿真功能，方便用戶在加工前了解整個加工過程及加工結果，節省加工時間。隨著高速加工技術研究的不斷深入，數控高速銑削加工得到了較大的發展，其廣泛地應用于模具制造行業之中。尤其在高速加工中心和快走絲等現代高精度加工技術中的運用尤為廣泛，取得了在同行業軟件中的良好信譽，PowerMILL簡單易學，最為重要的是它有永不過切這樣一個最大的好處。

　　PowerMILL是英國Delcam公司開發的專業化高速銑削加工軟件。其智能化過切保護、刀具過載保護、豐富的高速加工細節處理、刀桿與刀柄碰撞檢查、優化的計算方法等優點，成就了其作為基于知識的數控編程軟件行業中的領先地位；其專業化及獨有的高速加工策略成為高速銑削數控編程的首選。

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間內的材料去除率，并為后續的半精加工做準備。PowerMILL的粗加工采用區域清除方式，其下切或行間過渡部分應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荷的穩定，減少任何切削方向的突然變化，從而符合高速加工的需求。同時在PowerMILL的粗加工中應采用以下加工策略：①盡量使用偏置加工策略而不是使用傳統的平行加工策略。在可能的情況下，都應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荷和排屑率，使得刀具負荷更加穩定，改善加工質量；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，減少對機床的沖擊。

　　2.2 半精加工策略

　　半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表面精加工余量均勻。PowerMILL工是基于知識的專業加工軟件，它的殘留粗加工能自動識別上一道工序的殘留區域和拐角區域，自動判別在上一道工序留有的臺階的層間進行切削，系統智能地優化刀具路徑，使用戶能夠獲得空走刀最少的優化的刀具路徑。

　　2.3 精加工策略

　　精加工的主要目標是獲得幾何尺寸、形狀精度及表面質量的工件。PowerMILL的精加工的連接處應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和減少刀具路徑頻繁方向的變化。同時PowerMILL的精加工應盡量采用以下加工策略：①優化平行加工，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系統會自動利用區域分析算法對陡峭和平坦區域分別處理，計算適合等高及適合使用類似3軸偏置的區域，并且同時可以使用螺旋方式，在很少抬刀的情況下生成優化的刀具路徑，獲得更好的表面質量；④等粗糙度值等高加工，按照殘留量，自動計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、殘余量清根等，可達到十多種，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，并且在加工中能節約大量的時間。

3 實例應用

　　3.1 模型的載入

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

　3.2 各種參數的設定

　　(1)毛坯大小的設定。

　　在PowerMILL中，毛坯擴展值的設定很重要。如果該值設得過大將增大程序的計算量，大大增加編程的時間，如果設得過小，程序將以毛坯的大小為極限進行計算，這樣很有可能使部分型面加工不到位，所以，毛坯擴展的設定一般要稍大于加工刀具的半徑，同時還要考慮它的加工余量。

　(2)坐標系位置的設定。

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

　　(3)進給率大小的設定。

　　進給率的設定較為方便，可根據加工情況而定，一般根據加工的經驗和使用的刀具類型來確定，不能一概而論。

　　(4)快進安全高度的設定。

　　快進高度包括兩項：安全高度和開始高度。安全高度的設置，一般按PowerMILL安全高度重設自動生成。相對高度設置為掠過。

　　(5)開始點與結束點的設定。

　　選擇“按毛坯中心安全高度”設置開始點及結束點，一般按默認值就可以。

　　(6)切入切出和連接方式的設定。

　　高速加工時切入切出采用圓弧或螺旋等方式連接，也可以不設定切入切出方式，根據系統默認來確定。

　　(7)刀具大小的設定和選用。

　　刀具的設定可根據加工情況進行，在設定刀具時，最好將刀具名稱設為與刀具大小相同，這樣的命名方式有利于編程時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。

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

　　(2)半精加工策略。

　　半精加工采用偏置區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。因為平行加工不但計算速度快，而且刀具路徑光順，加工出的模具型面質量好。但平行方式會在局部型面產生步距不均的現象。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 結束語

　　PowerMILL是Delcam開發的一個獨立運行的高速CAM系統，它可由輸入的模型快速產生無過切的刀具路徑。通過以上實例，較為詳細地說明了PowerMILL在高速銑削加工中的應用。PowerMILL系統操作過程完全符合數控加工的工程概念。實體模型全自動處理，實現了粗、精、清根加工編程的自動化，編程操作的難易程度與零件的復雜程度無關，CAM操作人員只要具備加工工藝知識，只需2～3天的專業技術培訓，可對非常復雜的模具進行數控編程。