微铣削发展趋势展望

从2003年4月开始，在欧洲金融共同体的支持下，一个技术研究组织（CRAFT）历时长达24个月，开始对微型塑料组件的注射模具的微铣削（Micro Milling）项目进行研究。在Fraunhofer Institute of Production Technology（IPT），该项目涉及到从技术提供到微型加工整个过程，参与研究者包括CAD/CAM软件供应商（Cimatron Gmbh）、铣削机床商（Kern）、刀具制造商（Magafor）以及模具制造商（Promolding B.V.，Structoform,和MMT AG），模具材料硬度达到53HRC，微型模具铣削的精度＜5μm，曲面粗糙度Ra＜0.2μm。

测试项目使用了为工模具行业提供CAD/CAM集成解决方案的Cimatron E软件，Cimatron使用了实体曲面混合建模技术，其ACIS内核技术提供了高达1nm的内部精度。

如果导入的产品数据模型质量不好，必须在CAM操作之前进行修复。一些小的孔或者缝隙可能导致最终的加工工件质量低。与单纯实体建模不同，Cimatron的混合建模拥有“为制造而设计”的功能，用来修复几何模型，通过各种曲面功能融合缝隙并变成实体。

Magafor为此项目提供特殊的刀具，刀具直径最小达50μm，为了顺利完成切削，主轴转速达到160000rpm。为了降低风险，防止换刀过程中产生的不连续的微型曲面，Cimatron E提供了多种加工策略。NC策略中支持斜线或螺旋下刀保证刀具最大限度的光滑和连续地进入工件。

加工过程中通过应用高速切削（HSC）策略获得均匀一致的刀路，并使用了毛坯残留知识防止断刀，以对微型型腔进行开粗加工。

在这个项目中使用了多种精加工策略进行测试。并发现基于曲面的NC策略有时会产生不均匀的刀路，通过使用3D步距策略接合HSC，获得了更好的效果。同时Cimatron E也提供了在曲面上定义U－V方向的铣削策略，这一点证明是对于微铣削最合适的精加工策略。通过对微型转子进行U－V方向加工，产生测试型腔并获得了很高的加工精度。

要获得好的加工质量必须选择正确的加工策略，但是刀路轨迹要通过后处理产生机床代码。为了光顺刀路，加工机床控制系统同时支持直线和样条运动，同时使用缩放用来提高精度；工件的几何形状通过放大到大尺寸用来计算刀路轨迹，然后在后处理过程中缩回原来的大小。

为了以更加友好的用户界面获得这种缩放，Cimatron E的下一个版本将会支持无缝缩放计算环境，在计算环境中按照放大的进行计算，而对任何输入或输出包括模型、视图、仿真、NC报告、G代码都不会从产生任何影响。

(源自：中华机械网)