计算机的快速普及和推广带动了硬盘产业的快速发展，磁盘驱动架作为其关键零部件也得到了长足发展。磁盘驱动架的供应商越来越深刻地意识到：传统的设计、加工和生产方式已经难以满足其快速发展的需要，只有通过引入新的制造技术和理念才能有新的突破，才能在众多的生产竞争中取得优势地位。以某公司为例，其拥有1000多台加工中心，具有强大的生产能力，但尚处在手工编程的半自动化阶段。手工编程存在两大主要缺陷：首先，编程的速度相对较慢，效率较低；据统计，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比平均约为30:1，而数控机床不能开动的原因中有20%～30%是由于加工程序编制困难，编程所用时间较长，造成机床停机。其次，编程的质量难以保证，人为的失误难以避免。另外，该公司在样品的试制和程序调试过程中，尚停留在“事后处理”的阶段，即试加工，加工完后发现问题，修改程序再试加工，直至最终程序达到加工的要求。一旦程序出现错误，将会引起很多的事故，比如撞刀、过切等，这就导致了大量人力、财力、物力的损失。
1 磁盘驱动架加工流程分析
将虚拟加工技术应用于磁盘驱动架的设计、试制与制造很有必要。虚拟加工是针对不同的加工要求，根据实际加工情况建立数学模型，采用适当的仿真方法模拟实际加工的过程。采用计算机支持的自动NC编程技术及计算机仿真技术对避免磁盘驱动架生产过程中发生上述问题具有重要意义，同时对公司的发展也是至关重要的。
1.1 CAM选型
通过综合比较，选用EdgeCAM作为磁盘驱动架虚拟加工的平台。EdgeCAM是自动化数控编程软件，它提供多个软件接口，可以与世界上绝大多数三维CAD软件集成，如：SolidWorks、Pro/Engineer、NX、CATIA等，可以直接读取三维零件文件。EdgeCAM可以完成零件的设计和加工编程工作，具有如下功能：建立一个设计模型，或读取其它第三方软件提供的零件模型；选择生产该零件的数控设备；仿真整个加工过程；为选定的机床生成加工零件用的CNC代码；计算机与机床之间的通讯；管理刀具数据库等。
1.2 磁盘驱动架的加工流程
在加工过程中采用EdgeCAM11.0的特征加工的方法，先采用自定义特征的方法，然后对特征采用相应的加工策略，这种方法可以使得几何参数和加工轨迹实现联动。
不同类型磁盘驱动架的功能结构相同。按加工工艺主要包括基准面、头孔、定位孔、三角孔、尾孔、指尖、指根、翼尾等。除了几何相似之外，主要差别在于指根数量和翼尾形状，所以加工过程基本相同。
对于磁盘驱动架虚拟加工可以用EdgeCAM的以下5种加工策略来实现：轮廓加工（Profiling Operation）、孔加工(Hole Operation)、倒角(Champer Operation)、直接进给运动(快速进给、直线进给)、键槽铣。
其中，加工基准面是为了去除上表面余量，为后续加工定下基准；加工指尖包括两步，第一步是进行指尖开粗，为钻孔排屑提供保证；第二步是在孔加工后回刀去除毛刺；加工翼尾是为了切出翼尾形状；加工轮廓是为了保证轮廓精度；加工指根放在轮廓加工之后是为了保证轮廓加工的精度，该工序也是为钻其上的孔排屑提供保证；利用孔加工策略，可以同时加工多个相似的孔，节省加工时间；之后就可以把零件从毛坯上切割下来，加工下一个零件。
2 磁盘驱动架虚拟加工研究
在对传统虚拟加工技术改进的基础上。本文作者将接收到客户需求直至批量生产之前，企业的所有计算机仿真支持的生产制造流程统称为虚拟加工，其实现的关键技术主要包括刀具库建立、工艺编程、加工仿真、生成NC代码。
在数字化建模中，根据企业需求采用Solidworks作为其CAD平台，完成零件、毛坯、夹具、机床的三维建模，该部分不作为本文的论述内容。
2.1 刀具库的建立
由于目前EdgeCAM版本中还不支持从其它CAD软件中直接导入完全真实的刀具模型，所以只能在EdgeCAM中按照其提供的建刀方式来建立刀具模型。刀具模型的建立主要有两种方式：自定义刀具形状和设置或修改刀具的关键参数。其中，后者比较简单，可以利用给出的所有关键参数，再通过定义不同刀具类型的一些特定调整参数即可快速建立刀具，所以不再加以说明。下面以一个复杂的自定义铣刀（锣片刀）的建立过程对自定义刀具加以说明。
锣片刀是一个由多个片刀组合而成的复杂组合刀具，主要用来进行铣切加工，指根、指尖、翼尾等就是由不同组合的锣片刀铣切加工的。其定义过程如下。
(1)在EdgeCAM的Tool Store中新建刀具，设定刀具类型为铣刀，定义刀具名称80X4_SEQ（刀具直径X组合刀片数_产品名称）。
(2)根据刀具设计要求设定刀刃直径80mm，刀刃厚度5mm，刀刃齿数40，刀柄长度20mm，刀柄直径32mm。
(3)进入刀具自定义图形中，按照刀具几何尺寸绘制图形，并指定刀刃、刀柄和刀套的绘制基准(CPL)。刀刃CPL是刀具的基准，也是编程时的控制点，从这点开始定义刀刃的长度；刀柄CPL是刀柄图形定义的起始点，该点和刀刃CPL间的距离即为刀刃的长度：刀套CPL是刀套图形定义的起始点，该点和刀柄CPL间的距离即为刀柄的长度。
(4)依次定义完刀刃、刀柄和刀套图形后，选择“保存刀具图形”命令保存刀具图形。转到刀具库，自动生成刀具。重复以上步骤可以定制出所有需要的刀具。
2.2 工艺编程
为了最大限度地提高加工工艺编程的效率，采用EdgeCAM中特征关联的策略进行加工编程，从而保证当产品进行局部或细小改动时，直接映射到加工模型上，只需在设定的加工工艺上重新执行加工仿真即可。
基本步骤包括：通过自动识别或人为的特征识别，确定需要加工的特征；根据加工特征和工艺要求，选择相应的加工策略如轮廓铣、孔加工等；选择相应的加工刀具，并设定加工的切削参数。
2.3 加工仿真
加工仿真和后处理是整个虚拟加工的核心，它的质量直接决定了生产加工的质量。在进行几何仿真之前，首先将机床模型、夹具模型以及毛坯模型进行加载和定义，以便于仿真真实的加工过程，及时发现加工过程中存在的过切、碰撞以及余量等问题；在仿真加工确认无误之后，就需要进行相应的后处理，即根据机床类型和生产加工参数，进行后处理加工模板的定制。EdgeCAM提供简洁高效的定制方式，从而最大限度地定制出符合实际生产要求的机床后处理，为最终生成可以直接在该机床上执行的NC代码作好准备。
在所有单步工序仿真完成之后需对工序进行复制及工序合并才能完整地进行整个零件的加工仿真。
2.4 NC代码
在加工仿真确认无误后可以直接生成NC代码，在此过程可以合并和优化加工工序，最后根据机床的实际情况进行NC代码的生成，某一钻孔工序的NC代码如下：
3 结论
实践证实，在EdgeCAM平台上将虚拟加工技术引入磁盘驱动架加工企业，为企业的设计生产加工一体化水平的提高奠定了良好的基础，从而为企业在生产实践中不断引入先进制造技术提供了良好的契机。在本次虚拟加工实施过程中，由于企业数控机床现场控制功能没有完善，使得NC代码的调试和传输效率较低，作者在企业实施的下一步将会实现所有数控机床的联网和控制，从而进一步提升虚拟加工的效率。
(审核编辑: 智汇小新)
