PowerMILL在鏡面加工中的應用

一、    鏡面加工的概念

二、    鏡面加工的標準

三、    傳統鏡面加工的方法

四、    CNC鏡面加工的實現

五、    PowerMILL在鏡面加工中的應用

一、    鏡面加工的概念

鏡面加工——是金屬切削加工的最高境界，是提高機械部件使用壽命的最有效手段。鏡面——是機械切削加工后，得到非常好粗糙度的傳統代名詞，能清晰倒影出物品影像的金屬表面。

二、    鏡面加工的標準

無論用何種金屬加工方法加工，在零件表面總會留下微細的凸凹不平的刀痕，出現交錯起伏的峰谷現象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大鏡或顯微鏡仍能觀察到。這就是零件加工后的表面粗糙度，過去稱為表面光潔度。國家規定表面粗糙度的參數由高度參數、間距參數和綜合參數組成。

鏡面加工一般是工件表面粗糙度<0.8um的表面時，稱：鏡面加工。

三、    傳統鏡面加工的方法

獲得鏡面的機械加工方法有：去除材料方式、無切削方式（滾壓加工）。

去除材料方式有：磨削、研磨、拋光、電火花。

無切削方式有：滾壓（采用鏡面工具）、擠壓。

去除材料方式加工必須有以下先決條件：1、大額的設備投入（有些磨床價值在100萬以上）；2、熟練并經驗豐富的技術工人；3、寬敞的工作環境；4、數量龐大的冷卻、潤滑介質（油或液）；5、污染環境的廢棄物處理；6、價格昂貴的砂輪。

無切削方式滾壓（采用鏡面工具）加工必須有以下先決條件：1、專門的鏡面刀具；2、寬敞的工作環境；3、冷卻、潤滑介質（油或液）；4、加工適用范圍：內、外圓柱表面,平面、螺紋和齒輪。無法對復雜曲面進行鏡面加工。

傳統的鏡面加工方法，無論是去除材料方式還是無切削方式，都是工件機械加工完成后進行的，且受各種條件限制，延長了模具的加工流程以及加工的周期。隨著科技的發展，市場競爭的激烈化，傳統的鏡面加工方法已經無法滿足加工企業提高生產率以及競爭力的要求。

能否在工件機加工階段就做到鏡面的效果呢？

四、    CNC鏡面加工的實現

前面已經提到鏡面加工的標準是工件的表面粗糙度<0.8um，只要在機加工中做到表面粗糙度<0.8um，就達到鏡面加工的目的了。

在文獻《切削加工中影響表面粗糙度因素的分析與對策》（蘇雯¹ ， 劉海廷¹ ， 李雯露²；西安理工大學¹;陜西電大²;）中提出通過增加運動機構本身的精度、改善加工材料、合理地選擇刀具以及加工用量可以得到更好的表面粗糙度。

隨著科技的發展，超精密加工技術、超高速加工技術以及超精密高速加工設備的出現，使得機械加工的精度和表面粗糙度得到進一步的提高，使CNC鏡面加工成為可能。

五、    PowerMILL在鏡面加工中的應用

PowerMILL是一款安全、高速、高效、智能的多軸CAM編程系統。PowerMILL具有先進的加工策略及先進得法，計算速度極快，能快速生成安全優化的加工刀路；此外，PowerMILL還提供的“點分布”功能，合理地設置點分布不僅可以提高工件的表面光潔度，還可以提高加工效率。

1.   最佳等高

最佳等高方式同樣是非常適合高速加工的一種加工方法，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3D偏置的區域，如下圖：

同時，最佳等高精加工策略可以使用螺旋加工方式，在很少抬刀的情況下生成優化的刀具路徑，防止刀具在切削表面留下刀痕，獲得更好的表面質量，如下圖：

1.   PowerMILL “點分布”功能

“點分布”的原理

     下面左圖是沒有使用“點分布”的刀具路徑，右圖是使用“點分布”的刀具路徑：

從上面兩個圖對比可以明顯看出使用了點分布的路徑上關鍵點明顯增多并且更加均布。而上圖中紅色的關鍵點在刀具路徑生成為NC 代碼時就是其中的XYZ 關鍵點，正是因為有了更均布的點，才可以實現勻速加工，加工進給率基本上按照我們設定的 F值在一個很小的范圍內波動，這樣就可以更高的表面質量和更高的加工效率。如果沒有設置合理的“點分布”數值，加工過程中會出現進給率忽快忽慢的變化，從而造成機床的頻繁加減速，最后得到的是較差的加工表面和加工速度的較大損失。合理使用“點分布”，最大可以縮短39%的加工時間,同時提高工件的表面加工質量。