任何零件的加工都离不开工艺的指导，一个好的设计师更需要对零件加工工艺有较强的认知，只有这样你设计的产品才能保证具有完美的加工流畅性。合理确定数控加工工艺对实现优质、高效、和经济的数控加工具有极为重要的作用。其内容包括选择合适的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等，只有选择合适的工艺参数及切削策略才能获得理想的加工效果。近期遇见一类零件具有较强的加工难度和复杂的工艺安排，特写此文，以便大家共同讨论。零件如图所示：
图1 零件图
该类零件的原始加工方法分为三道工序：
表1 零件原始加工方法
一道工序是指一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点）对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。也就是说原始加工方法中，需要用三台机床，至少要装夹三次，这种加工方法严重影响加工效率和生产成本，严重影响零件加工精度和各种形位公差（同轴度、对称度等），两台铣床分别对它加工时都必须做工装夹具，然而执行工序1中的车外圆时由于机床的轴向误差会在外圆柱面上产生圆跳动，这给后道工序2中的工装夹具制造带来了不少麻烦，通常都要做上好几套夹具，针对不同的圆柱面使用不同的夹具，每加工完一个零件都要花一段时间去更换夹具，等等这些弊端给生产带来了不可估量的损失。
09年8月购进一款GibbsCAM软件后，使得可以采用另外一种切削策略进行加工，GibbsCAM编程加工法，该方法只需一道工序：
表2 GibbsCAM编程加工法
下面详细介绍此方法的加工工步安排：
1.棒料毛坯装夹在主轴上（直径为110mm的铝合金棒料，通用夹具即可），主轴加工。
2.平端面、车外圆、钻孔、镗孔、钩内槽、半精车、半精镗孔（属于简单类加工）。
3.铣外圆柱面上三条螺旋槽，如图所示：
图2 铣外圆柱面上三条螺旋槽
此螺旋槽宽3.2mm，用直径为3mm的铣刀铣削，步距为0.1，总共走了3刀，以前一直考虑第一刀和剩余两刀能不能设置不同的进给量，因为第一刀是满切削，剩下两刀只走了0.1mm的余量，然而GibbsCAM软件解决了该问题，可以通过‘可变进给速率’来控制任何一个地方你所想要的任何进给量，大大的节约了加工时间。转速S2500，进给量不同的地方分别为F200、F400，加工时间3分钟。
4.铣柱面，如图所示：
图3 铣柱面
该圆柱面编程较简单，只需在YZ上的圆柱底面围绕圆柱取一段圆弧即可，直径10mm 头铣刀转速S2000，进给量F150，加工时间为1分6秒。
5.铣曲面1，如图所示：
图4 铣曲面1
该曲面采用直径10mm的球头铣刀铣削，GibbsCAM编程时采用曲面加工法，只需控制转速、进给量和加工步距即可。加工步距0.05mm，转速S2000，进给量F500，加工时间18分钟（曲面最大直径为68mm）。
6.铣平面，如图所示：
图5 铣平面
铣该平面较简单，只需在YZ面上取一条线段即可，采用直径为10mm的端铣刀，转速为S2000，进给量F120，加工时间为45秒。
主轴加工完毕，副轴伸出对接切断，开始副轴加工。
1.平端面
2.极坐标插补铣弧面，如图所示：
图6 极坐标插补铣弧面
采用直径10mm的端铣刀，XY（G17）面上进行加工，转速S2000，进给量F120，加工时间1分钟40秒。
3. 铣斜面（与水平面成50.29度角）
采用直径为10mm端铣刀，GibbsCAM利用一条直线就能编出铣斜面程序，只需在软件里面设置角度为50.29度，如图：
图8 铣斜面
4.铣圆弧面，如图所示：
图9 铣圆弧面
采用直径10mm端铣刀，转速S2200，进给量F150，加工时间为40秒。
5.铣支架，如图所示：
图10 铣支架
6.铣曲面2，如图所示：
图11 铣曲面2
采用6mm球头铣刀，转速S2500，进给量分别为F250、F450，加工时间为5分34秒。
7.铣孔。
8.精平端面。
根据比较GibbsCAM编程法加工一个完整的零件用了1小时8分42秒，之前原始加工法分三道工序用时为1小时43分钟，GibbsCAM编程加工后集中了工序，保证了零件的各种形位公差，做到了一次装夹全部加工完成，零件加工报废率减小了80%以上，减少了原始加工中的制作工装夹具的辅助时间，生产率提高了30%。CAM软件是一种工具，是一个催化剂，对于数百万设备的投入，CAM是必不可少的，在数控加工领域中，CAM的成本可以很快的从增加的收益中收回，多主轴多刀架的设备，通过CAM软件可以很有效地设置加工节拍，充分发挥双刀架的加工效率，此外，对于多座标联动的加工更是离不开CAM软件的支持。高效加工不仅仅是一种加工方式，更是一种理念，它涵盖了设备、刀具、工艺流程优化、CAM应用等多个领域范畴；单纯从一个角度出发考虑问题，往往会有山穷水尽的一刻，甚至得到事与愿违的结果。只有从实际出发，结合企业的自身状况，找出最有效的解决方案。
(审核编辑: 智汇小新)
