微銑削發展趨勢展望

從2003年4月開始，在歐洲金融共同體的支持下，一個技術研究組織（CRAFT）歷時長達24個月，開始對微型塑料組件的注射模具的微銑削（Micro Milling）項目進行研究。在Fraunhofer Institute of Production Technology（IPT），該項目涉及到從技術提供到微型加工整個過程，參與研究者包括CAD/CAM軟件供應商（Cimatron Gmbh）、銑削機床商（Kern）、刀具制造商（Magafor）以及模具制造商（Promolding B.V.，Structoform,和MMT AG），模具材料硬度達到53HRC，微型模具銑削的精度＜5μm，曲面粗糙度Ra＜0.2μm。

測試項目使用了為工模具行業提供CAD/CAM集成解決方案的Cimatron E軟件，Cimatron使用了實體曲面混合建模技術，其ACIS內核技術提供了高達1nm的內部精度。

如果導入的產品數據模型質量不好，必須在CAM操作之前進行修復。一些小的孔或者縫隙可能導致最終的加工工件質量低。與單純實體建模不同，Cimatron的混合建模擁有“為制造而設計”的功能，用來修復幾何模型，通過各種曲面功能融合縫隙并變成實體。

Magafor為此項目提供特殊的刀具，刀具直徑最小達50μm，為了順利完成切削，主軸轉速達到160000rpm。為了降低風險，防止換刀過程中產生的不連續的微型曲面，Cimatron E提供了多種加工策略。NC策略中支持斜線或螺旋下刀保證刀具最大限度的光滑和連續地進入工件。

加工過程中通過應用高速切削（HSC）策略獲得均勻一致的刀路，并使用了毛坯殘留知識防止斷刀，以對微型型腔進行開粗加工。

在這個項目中使用了多種精加工策略進行測試。并發現基于曲面的NC策略有時會產生不均勻的刀路，通過使用3D步距策略接合HSC，獲得了更好的效果。同時Cimatron E也提供了在曲面上定義U－V方向的銑削策略，這一點證明是對于微銑削最合適的精加工策略。通過對微型轉子進行U－V方向加工，產生測試型腔并獲得了很高的加工精度。

要獲得好的加工質量必須選擇正確的加工策略，但是刀路軌跡要通過后處理產生機床代碼。為了光順刀路，加工機床控制系統同時支持直線和樣條運動，同時使用縮放用來提高精度；工件的幾何形狀通過放大到大尺寸用來計算刀路軌跡，然后在后處理過程中縮回原來的大小。

為了以更加友好的用戶界面獲得這種縮放，Cimatron E的下一個版本將會支持無縫縮放計算環境，在計算環境中按照放大的進行計算，而對任何輸入或輸出包括模型、視圖、仿真、NC報告、G代碼都不會從產生任何影響。

(源自：中華機械網)