CAM軟件對公司機械加工效率的提升
2021-10-22 來源：中航光電科技股份有限公司 作者： 張起宏
近些年，隨著國內工廠數控化程度的不斷提高，數控機床的應用已經非常普及，要利用好這些機床，發揮出機床自身應有的效率，CAM軟件的價值是怎么說都不為過，從零件模型的建立到數控程序的生成，從實際模擬機床加工過程到各種在線測量，都離不開CAM軟件的支持，因此，CAM軟件的選擇是數控加工中一項非常重要的工作，CAM軟件的性能直接影響零件的加工質量及加工效率。
近幾年隨著軟件的不斷更新、升級，軟件的加工策略比以前豐富了很多，也添加了很多新的加工模塊，比如車銑復合模塊，五軸加工模塊，高效加工模塊等等，總之，軟件自身功能不斷強大。隨著我公司產品的不斷更新換代，多軸加工、復雜曲面、車銑復合加工的工序越來越多，一些多腔殼體、框板類零件雖然可以手工編程，但編程效率及出錯幾率遠遠大于軟件編程，目前這部分工件也越來越依賴軟件編程， CAM軟件編程對公司重要性越來越重要。通過我近幾年的實際觀察，結合公司具體實例來說明CAM軟件對公司的重要性。
一. 拓展加工能力，優化工藝方案
這方面主要體現在五軸加工方面與車銑復合加工方面，五軸加工可以大幅度提高機加公司的產品加工能力，在先進制造中的重要性不言而喻，但復雜的五軸聯動加工編程是最大的困難，多軸加工能力是CAM軟件最大的價值體現，復雜的五軸聯動加工編程必須由CAM軟件來完成。
圖1 五軸加工中心及旋轉軸結構
前年公司引進五軸加工中心時，試切一個“S”型試切件，充分展示了五軸機床的加工能力，當時給我留下了非常深刻的印象，高效的刀路軌跡，可靠的防碰撞檢查都被無縫集成到CAM軟件中，當時我對公司的加工能力、信心提升到一個很高的高度，憑借五軸加工能力，公司今后幾乎可以勝任任何加工要求，迎接更多的復雜工件挑戰，CAM軟件為公司發展賦予了信心。
車銑復合加工可以實現復雜工件的一次裝夾完成全部加工，這樣就可以最大限度的保證工件的尺寸及相關形位公差，特別是一些核心關鍵部件，尺寸小，結構復雜，公差要求嚴，表面光潔度要求高，按照以前的工藝技術方案，帶曲面或需要多軸加工的工序一般都放在加工中心上，這類工件假如分工序加工，每次裝夾都會產生誤差，最后累積誤差會越來越大，分工序加工的方案根本無法保證圖紙要求，并且加工效率很低。車銑復合機床結合CAM軟件，實現了復合加工，不僅解決了復雜零件加工，提高了加工效率，最重要的是進一步將車削中心加工能力進一步擴展，可以實現曲面及多軸聯動加工，這樣就大大拓展了工藝加工能力，很多工件都可以采用車削中心加工，不但可以保證加工質量，而且效率也會提升很多。
工藝能力的拓展、提高，才是生產效率提升、保證產品質量的關鍵。
圖2 車銑復合機床及工件復合加工
二. 提高加工效率的提升
CAM軟件給我留下另一個深刻印象就是高效加工，這個新功能是最近幾年剛剛開法出來的新功能。以前公司最害怕大型難加工材料（包括不銹鋼，鈦合金，高溫合金）的開粗加工，特別是銑加工工序，不但加工時間長，而且刀具費用高，以前加工中心接幾批這種零件都會造成公司準時完成率大幅下降，公司也采取了一些措施，收到一定效果，但沒有本質的改變，效率提升不超過20%。
2017年，公司CAM軟件升級后，添加了高效加工模塊，根據介紹，高效加工（Volumill）是一種新的加工方式，它能充分利用刀具切削刃長度，實現高速切削，該加工方式的主要特點是：最大限度的提高材料去除率。通過使用高速刀具路徑，可以使加工高效省時，刀路順暢，提高刀具使用壽命，降低機床磨損，尤其是適合高硬材料的粗加工。
應用高效加工開粗以后，易加工金屬（銅鋁）開粗效率提高一倍以上，難加工材料（不銹鋼等黑色系金屬）提高五倍以上，并且刀具壽命（刀具加工件數）提高3-5倍以上，舉個例子：以前公司加工不銹鋼材料，φ10銑刀，每次下刀深度4mm，進給150mm/min，使用高效加工后，下刀深度20mm，進給可以給到600-1000mm，綜合效率提升我認為不止五倍。應用高效加工開粗以后，不但大幅提高了難加工材料的加工效率，并且延長了刀具壽命，降低了機床磨損，實現了三方面的共贏，是公司近些年來少有的可以大幅提升效率的技術創新，并且應用廣泛，影響深遠。
圖3 高效加工與傳統加工區別及刀具軌跡
三. 減少編程出錯幾率
以前員工編程都是使用二維圖，因員工能力的差異，每年都會出現很多批工件因識圖錯誤造成整批報廢，通常零件報廢率為8%~10%。有的工件方向識別反，有的看錯尺寸，特別是新員工，公司每年都要為此付出很大的代價，整批報廢不但造成原材料的損失，更重要的是重新投產造成交付周期的耽誤。
使用CAM軟件編程后，因為引入了工件立體圖，員工編程時可以很方便的觀察工件結構，測量相關尺寸，并且，軟件編程還有加工后毛坯與工件實體對比功能，只要進行模擬比較，可以杜絕工件加工錯誤或大范圍超差，這樣出錯的幾率會大大降低，報廢率減少到小于1%，相比較之前減少報廢率80%~90%，而且弱化了操作人員技術要求。
圖4 思美創CAM軟件及測量功能
應用CAM軟件以后，不僅對提高編程效率有幫助，對員工正確識圖、減少編程錯誤幫助也很大，減少了質量問題，也就是間接提升了加工效率。
四.結語
以上幾點都是我從公司生產實踐中總結的一些個人認知，都是能實實在在提高公司生產效率的真實案例，從以上事實中我們可以發現CAM軟件對公司生產的重要性，CAM軟件不但能解決復雜工件的編程，而且隨著新的加工模塊不斷更新，更會帶來加工能力提升與拓展，實現更復雜、更精密的加工，進而推動公司加工工藝能力的進步，真正實現通過工藝能力的提升進而帶動加工效率的提升。CAM軟件的應用可以提高大幅提高加工效率，降低成本，符合企業快速、可持續發展的需求，幫助企業實現現代化的生產與管理，提供給用戶最高質量的機械產品，增強企業競爭力。
目前，無論是西方國家“工業4.0”，還是我國的“中國制造2025”都需要先進的工業軟件作為支撐，以CAD/CAM/CAE為代表的工業軟件在企業中得應用會越來越廣泛，是企業提升創新實力，推動業務發展的重要手段。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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