任何零件的加工都離不開工藝的指導，一個好的設計師更需要對零件加工工藝有較強的認知，只有這樣你設計的產品才能保證具有完美的加工流暢性。合理確定數控加工工藝對實現優質、高效、和經濟的數控加工具有極為重要的作用。其內容包括選擇合適的機床、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的加工難度和復雜的工藝安排，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（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點）對一個（或同時對幾個）工件所連續完成的那部分工藝過程。也就是說原始加工方法中，需要用三臺機床，至少要裝夾三次，這種加工方法嚴重影響加工效率和生產成本，嚴重影響零件加工精度和各種形位公差（同軸度、對稱度等），兩臺銑床分別對它加工時都必須做工裝夾具，然而執行工序1中的車外圓時由于機床的軸向誤差會在外圓柱面上產生圓跳動，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，每加工完一個零件都要花一段時間去更換夾具，等等這些弊端給生產帶來了不可估量的損失。

    09年8月購進一款GibbsCAM軟件后，使得可以采用另外一種切削策略進行加工，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置不同的進給量，因為第一刀是滿切削，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‘可變進給速率’來控制任何一個地方你所想要的任何進給量，大大的節約了加工時間。轉速S2500，進給量不同的地方分別為F200、F400，加工時間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 頭銑刀轉速S2000，進給量F150，加工時間為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編程時采用曲面加工法，只需控制轉速、進給量和加工步距即可。加工步距0.05mm，轉速S2000，進給量F500，加工時間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，轉速為S2000，進給量F120，加工時間為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.極坐標插補銑弧面，如圖所示：

    圖6 極坐標插補銑弧面

    采用直徑10mm的端銑刀，XY（G17）面上進行加工，轉速S2000，進給量F120，加工時間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，轉速S2200，進給量F150，加工時間為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，轉速S2500，進給量分別為F250、F450，加工時間為5分34秒。

    7.銑孔。

    8.精平端面。

    根據比較GibbsCAM編程法加工一個完整的零件用了1小時8分42秒，之前原始加工法分三道工序用時為1小時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間，生產率提高了30%。CAM軟件是一種工具，是一個催化劑，對于數百萬設備的投入，CAM是必不可少的，在數控加工領域中，CAM的成本可以很快的從增加的收益中收回，多主軸多刀架的設備，通過CAM軟件可以很有效地設置加工節拍，充分發揮雙刀架的加工效率，此外，對于多座標聯動的加工更是離不開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，它涵蓋了設備、刀具、工藝流程優化、CAM應用等多個領域范疇；單純從一個角度出發考慮問題，往往會有山窮水盡的一刻，甚至得到事與愿違的結果。只有從實際出發，結合企業的自身狀況，找出最有效的解決方案。