为适应残酷的市场竞争，中国制造业企业正在进行全速重组。同时不断引进新的技术和高科技人才也成了企业的重大战略之一。今后企业间产品的竞争将逐渐转变为人才的竞争和技术的竞争。
作为现代先进制造技术之一的CAM技术已逐渐被企业认识和采用，并正以前所未有的速度被普及应用。本文为CAM技术应用系列文章之二。笔者为从事CAM技术应用多年的工程技术人员，有一些切身体验希望能给大家带来一点帮助。
本人主要使用的是以色列Cimatron软件。其加工技术广泛应用于航空、航天、汽车、模具、家电、玩具、军事和医药等行业。其突出技术优势在业界久负盛名。应用多年有很多感触，本文重点介绍其四大技术之一——基于毛坯残留知识的加工。
什么是基于毛坯残留知识的加工？简单讲就是基于残留毛坯的加工。在Cimatron软件中，一旦你指定初始毛坯，并设定之后的加工为基于残余毛坯的方式，系统在计算下一步刀轨时总是基于上一步加工后的残余毛坯。 另外因为有了当前毛坯信息，可以优化随后产生的刀具轨迹。同时可做动态加工仿真，并且分析最终零件与当前毛坯的差别，并用彩色云图表示。
下面详细列出基于毛坯残留知识的主要应用。
1、首先应定义初始毛坯信息。用户可以通过包容矩形框、定义长方体、定义任意柱体和基于毛坯零件等方式定义任意形状的毛坯。图1中为常用长方体毛坯。
图1
图2
2、系统在计算下一步刀轨时总是基于上一步加工后的残余毛坯。如图2所示，系统正准备做第二步初加工，之前首先将上一步加工后剩余的毛坯计算出来。
3、利用毛坯信息可以优化随后生产的刀迹轨迹。
（1）祛除空切。如果没有残余毛坯信息，将会产生一些空走刀，而实际这些空走刀位置的材料在前面工序已切除掉。如下图所示。
图3
（2）刀具运动干涩检查。系统可根据毛坯信息自动检查出因快速移刀造成与工件的碰撞，以及刀具（含刀柄）加工时与工件的碰撞。如果因快速移刀造成干涩，系统将自动沿Z轴先回到安全高度再平行移刀；如果因刀具（含刀柄）加工时与工件干涩，系统加工到最大可加工位置后将不再执行当前刀轨，并继续计算其它刀轨。同时自动分割刀迹轨迹并建议用新的加工刀具来加工，从而避免因干涉而使一些区域未加工到。
（3）根据毛坯信息，自动平衡刀具载荷。刀具载荷是否均匀并且恒定在一合理范围之内，直接影响到刀具寿命和加工效率。另外恒定的刀具载荷也是高速铣削的基本要求之一。因此对刀具载荷的平衡显得尤其重要。 分页Cimatron可根据毛坯信息，计算切削体积和切削角度，并据此适当对切削速度进行调整。从而实现当载荷较大时切削速度降低，载荷较小时切削速度提高，载荷正常时速度回到正常值。
图4
另外Cimatron也可根据毛坯厚度，自动分多层加工以降低刀具载荷。 如下图所示，系统在计算左侧刀轨时，发现左侧余量较大，如果用一层加工显然刀具载荷较大。系统根据相应参数自动将刀轨分为多层，使每层加工时的载荷趋于稳定。这样处理不用降低切削速度，尤其适用于高速铣削。
图5
4、在精加工前后，利用毛坯信息，运行自动清根程序计算清根刀轨。首先系统根据当前的刀具（刀具直径必须比上一把刀小）计算出需要清根的区域（如图6所示），然后对区域进行斜率分析，将待加工区域分成水平和垂直区域。对于垂直区域采用螺旋式加工；对于水平区域采用水平环切。如下图7所示：
图6
图7
5、利用毛坯信息，分析每一工序或最终零件与当前毛坯的差别。并得到直观的彩色余量云图。下图即为实际加工生成的零件与理论零件比较之后生成的彩色余量云图。从图中可直观看出余量分布情况。 毛坯残留知识允许用户在任何时间检查实际的毛坯余量，因而在把加工过程结果送交加工车间之前，用户完全可以对结果进行详细的检查，系统提供了单步刀轨检查，仿真模拟检查和结合毛坯知识的色表彩图检查，来保证加工结果的正确性。 因此将基于毛坯残留知识的加工充分应用到实际加工中，具有深远的意义。
