通过在整个加工程序中采用先进的高效铣削技术,与传统铣削相比,SolidCAM 的 iMachining 技术可以大大缩短循环时间,同时大大提高刀具寿命。

近年来,人们对高效铣削做出了很多贡献,这是有充分理由的。通过使用整体立铣刀、小步距、更快的进给率和更深的轴向切削深度,粗加工循环时间通常可以减少多达 80%。缺点是,由于零件特征障碍或 CAM 系统限制,切割技术通常只能在零件的某些区域使用,因此总零件周期时间的减​​少最终要适度得多。

CAM 开发商SolidCAM的 iMachining 技术可用于 2 轴 Z 平面和全 3D 加工,从而解决了这个问题。根据 SolidCAM 创始人兼首席执行官 Emil Somekh 博士的说法, iMachining 能够智能地为更广泛的切削条件生成高效刀具路径,可以将总循环时间减少多达 70% 甚至更多,并显着延长交付时间讨价还价的工具寿命。

恒定的芯片厚度是关键
能够更快地切割和提高刀具寿命的关键是保持刀具上的恒定力负载。这减少了当材料接合突然改变时发生的冲击和振动,例如,当工具撞击凹槽的角落时。在高效加工中,这通常是通过操纵刀具路径以保持刀具步距​​和进给速率恒定来实现的,这会导致切屑厚度和刀具上的力负载变化很大。因为该过程需要爬升切割,当需要重复单向通过时,这也会产生大量的空气切割时间。它倾向于将该技术的使用限制在零件的某些开放特征上。

Somekh 博士说,iMachining 采用了一种更加灵活的方法,该方法具有动态改变刀具切削角度(指刀具与材料的径向接合程度)和进给率的专利能力,以保持恒定的切屑厚度并加载到刀具上。动态进给率调整算法支持从 10 到 80 度的刀具啮合的材料切削角度。恒定的负载和切屑厚度是 iMachining 成功的关键,对于非常小的刀具和在硬质或高磨蚀性材料中的加工也是如此。

iMachining 技术向导

iMachining Technology Wizard
自动生成程序,考虑到加工过程的所有元素,包括刀具路径、进给和速度、材料可加工性、工具和机器能力。

SolidCAM 通过两个模块完成了这种刀具路径优化:

iMachining 技术向导 为 SolidCAM的iMachining 算法提供参数,以自动计算刀具路径每个点的最佳变化进给率,从而为任何库存材料、切削刀具类型和 CNC 机床保持刀具上的恒定切削力。
智能刀具路径生成器计算有效的、主要是变形的螺旋刀具路径,当用户定义的“切削角度范围”需要时,在必要时结合 D 槽摆线运动。这使 Spiral Morphing 保持其最佳效率,同时使用最干净的运动以最有效的方式连接不连续区域。
结合起来,这些模块应用极其复杂的逻辑来为任何给定的机器生成最有效的 CNC 零件程序。事实上,机器属性——最大进给率、主轴转速、HP——被向导用来为特定的机器、工具和材料获得最佳结果。

螺旋切割

智能刀具路径生成器尽可能创建螺旋形切削,以最大限度地延长刀具接合时间。在零件特征阻碍路径的情况下,它会合并这些特征并继续螺旋。

保持工具参与

Spiral Morphing 刀具路径生成器是生成最高效程序的关键促成因素。通过最大化连续螺旋切削路径,iMachining 产生了最有效的切削策略,因为刀具在更长的时间内不断地与材料接触。岛屿或凸台等零件特征会限制该技术的使用范围。然而,iMachining 刀具路径算法会自动识别这些特征,在它们周围创建次摆线刀具路径以将它们合并成一个更大的图案,然后继续围绕它们的螺旋路径以尽可能高的刀具啮合时间完成 Z 水平。

iMachining 的专利算法用于 iMachining 2D 和 iMachining 3D。iMachining 2D 用于对 2D 特征进行粗加工和精加工,有时称为棱柱几何。iMachining 3D 用于复杂 3D 表面零件的粗加工和半精加工。iMachining 2D 使用可加工特征识别功能,只需单击一个面即可轻松设置几何形状,iMachining 3D 使用其基于扇贝的粗加工提供最短的循环时间。

这种恒定负载切削策略对于延长刀具寿命至关重要。iMachining 已被证明不仅提供比任何其他刀具路径技术更好的材料去除率 (MRR),而且还惊人地延长了刀具寿命……大多数人认为,由于 iMachining 在切削速度和进给方面更具侵略性,因此它应该尽快磨损工具。那么 iMachining 是如何提供更好的刀具寿命的呢?

要理解这一点,我们首先要了解硬质合金刀具。硬质合金是一种极其坚硬的材料 - 它可以承受比大多数其他材料更高的压缩力,而且它还具有很强的耐磨性。这些因素使它成为一种很好的切削工具材料,用于切削钢、超级合金和大多数其他金属。除了非常坚硬之外,硬质合金也非常“脆”——它根本不能很好地承受拉伸力(弯曲力)。

iMachining 确保整体硬质合金刀刃锋利边缘的硬质合金基体永远不会受到拉力 - 它只会看到压缩力。因此,即使在 iMachining 所见的更高性能水平下,锋利的边缘也能抵抗微碎屑,从而显着提高刀具寿命 - 没有其他系统可以像 iMachining 一样管理这种平衡。

延长刀具寿命的另一个重要因素是能够以全切深运行刀具。过去,为了避免对易碎的工具施加太大压力,其他系统只会进行浅切以补偿过度接合。借助 iMachining,利用刀具的整个切削深度,从不过度应力,实际上将力分散到更大的区域,通过使用凹槽的整个长度而不是底部的 10%,进一步最大限度地延长刀具寿命。

关于 iMachining 及其为客户取得的惊人成功还有很多话要说,我们在这里无法做到公正。观看下面对SolidCAM的 Ken Merrit的采访,深入了解 iMachining。

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