如果切削刀具像電腦那樣更加智能化，就可以把它們?cè)诓煌庸l件下的性能特點(diǎn)植入軟件中。有了這些信息，就可以通過(guò)在CAM軟件的用戶界面上進(jìn)行一些調(diào)整，對(duì)所有加工任務(wù)(即使是常規(guī)加工)的加工參數(shù)進(jìn)行修改，以優(yōu)化生產(chǎn)率。 切削刀具供應(yīng)商通常會(huì)聘用經(jīng)驗(yàn)豐富的專家去訪問加工車間，并針對(duì)特定的加工任務(wù)，推薦能提高生產(chǎn)率的刀具和加工參數(shù)。如果這種加工需要不斷重復(fù)進(jìn)行，那么這種技術(shù)服務(wù)可能極具價(jià)值，但如果這種加工只是偶爾為之，那么這種服務(wù)就只具有邊際價(jià)值。 加工車間也可以參照有關(guān)的表格和規(guī)則，來(lái)修改和優(yōu)化自己的數(shù)控加工程序，但除非是針對(duì)價(jià)值很高的加工任務(wù)，否則編程人員和機(jī)械師往往沒有足夠時(shí)間去掌握和運(yùn)用這些知識(shí)。 如果切削刀具像電腦那樣更加智能化，就可以把它們?cè)诓煌庸l件下的性能特點(diǎn)植入軟件中。有了這些信息，就可以通過(guò)在CAM軟件的用戶界面上進(jìn)行一些調(diào)整，對(duì)所有加工任務(wù)(即使是常規(guī)加工)的加工參數(shù)進(jìn)行修改，以優(yōu)化生產(chǎn)率。這是由MastercamCAM軟件的開發(fā)企業(yè)一一數(shù)控軟件公司和刀具制造商伊斯卡公司得出的結(jié)論。這兩家公司合作開發(fā)的一個(gè)項(xiàng)目，使伊斯卡“防顫振(ChatterFreeCF)”和“全合一(AllInOne)”系列刀具的用戶可以充分利用伊斯卡的“高效加工(HEM)”規(guī)則，決速設(shè)置Mastercam的“動(dòng)態(tài)銑削”刀具路徑。當(dāng)用戶購(gòu)買刀具時(shí)，可以將這中。之后，用戶只需在Mastercam軟件中了解高效加工工藝和應(yīng)用要點(diǎn)，并點(diǎn)擊設(shè)置即可。 雖然這種特定的合作主要側(cè)重于型腔的高速加工，但它可能會(huì)導(dǎo)致刀具供應(yīng)商、機(jī)床制造商和控制軟件提供商在其他方面的進(jìn)一步合作，將針對(duì)特定加工設(shè)備的“智能”數(shù)據(jù)庫(kù)植入到CAM軟件包中。由于擔(dān)心打刀和損壞工件，加工人員在操作數(shù)控機(jī)床時(shí)，通常采用的切削速度都低于機(jī)床能夠達(dá)到的速度。如果他們采用了更高的切削速度，同樣出于對(duì)損壞刀具和工件的擔(dān)心，許多操作者都會(huì)減小進(jìn)給量。 這種加工方式通常并不正確。雖然在高速切削時(shí)，過(guò)大的切削力有可能損壞刀具，但主要的大敵是切削熱。高速切削―即使采用較小的切削步長(zhǎng)一一會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱。 隨著切削速度的提高，刀具以更決的速度切除工件材料，產(chǎn)生更薄的切屑，這些切屑吸收并帶走的熱量減少。這是違反直覺的，但實(shí)際上，為了產(chǎn)生能將更多熱量從刀身工件界面帶走的較厚的切屑，就需要增大進(jìn)給率。 這正是需要植入高效加工規(guī)則之處，這些規(guī)則基于實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，對(duì)進(jìn)給量、切削速度和切削步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整。在數(shù)控軟件公司和伊斯卡公司的合作項(xiàng)目中，之所以選用Mastercam的“動(dòng)態(tài)銑削”刀具路徑，就是因?yàn)樗菫槿猩顥l件下(切深一般為切削直徑的2～2.5倍)的大進(jìn)給率銑削而設(shè)計(jì)的。這就使其可以用直徑12.7mm的銑刀，以25～30mm的切深，高速銑制二維型腔。 采用“高效加工”和“動(dòng)態(tài)銑削”，切屑厚度可達(dá)25mm，并具有足夠大的體量來(lái)帶走切削熱。由此產(chǎn)生的切屑應(yīng)該具有多種顏色一一而不全是黃銅色或深藍(lán)色(五彩斑斕的顏色表明切屑在切削時(shí)被加熱，隨后又完全冷卻)。全黑色的切屑表明切削溫度過(guò)高，切屑被燒傷在這種情況下，如果用戶希望保持相同的切削速度，就必須加大進(jìn)給率，以增加切屑厚度當(dāng)利用植入CAM軟件的加工規(guī)則時(shí)，操作者無(wú)需根據(jù)直覺調(diào)整加工參數(shù)。伊斯卡的“高效加工”規(guī)則和刀具特征數(shù)據(jù)使Mastercam能夠計(jì)算出合理的切削步長(zhǎng)、進(jìn)給率和切削速度，從而在條件激進(jìn)的切削加工中保護(hù)刀具。當(dāng)操作人員將該項(xiàng)目覆蓋的某種伊斯卡刀具載入Mastercam數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，在前幾個(gè)頁(yè)面中會(huì)出現(xiàn)一些選項(xiàng)。例如，一個(gè)滑動(dòng)條允許用戶選擇一個(gè)“高效加工”系數(shù)，通過(guò)數(shù)值1～5來(lái)選擇自己所希望的型腔加工激進(jìn)程度。當(dāng)用戶移動(dòng)滑動(dòng)條時(shí)，進(jìn)給量和切削速度也基于輸入些規(guī)則和表格輸入CAM數(shù)據(jù)庫(kù)的切屑負(fù)荷和表面光潔度而不斷變化。一個(gè)下拉菜單提示用戶選擇一種切削步長(zhǎng)(5%、7%或10%)。不允許選擇更大的切削步長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈儠?huì)被認(rèn)為過(guò)于激進(jìn)，并有可能損壞刀具“高效加工”規(guī)則對(duì)“動(dòng)態(tài)銑削”界面進(jìn)行控制，并指導(dǎo)用戶選擇經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的切削參數(shù)。 采用“高效加工”規(guī)則的“動(dòng)態(tài)銑削”是一種主要用于切削鋼的高速粗加工方法，它不能用于加工耐熱高溫合金(如Inconel或鈦合金),因?yàn)檫@些工件材料的“高效加工”規(guī)則尚未制定出來(lái)，而高溫合金的加工方式與工具鋼截然不同。 現(xiàn)有的版本最適合大量加工二維型腔的加工車間(如模具制造商)。例如，美國(guó)印第安納州的一家模具車間切削加工根據(jù)目錄購(gòu)買的標(biāo)準(zhǔn)模架的A板和B板。最初，完成加工需要65分鐘。后來(lái)，該車間轉(zhuǎn)而采用伊斯卡公司的FeedMill銑刀(未采用“高效加工”工藝)進(jìn)行加工，加工循環(huán)時(shí)間縮短到45分鐘現(xiàn)在，采用“高效加工”工藝、“防顫振(CF)”立銑刀和“動(dòng)態(tài)銑削”刀具路徑，僅需15分鐘就能完成加工“高效加工”工藝還消除了密集使用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的瓶頸。該車間預(yù)期刀具壽命還能進(jìn)一步提高，因?yàn)椤案咝Ъ庸ぁ惫に囀鞘褂玫毒叩恼麄€(gè)切削刃長(zhǎng)度——而不僅僅是整體硬質(zhì)合金立銑刀的刀尖——來(lái)進(jìn)行切削。 在采用“高效加工”工藝之前，對(duì)自己的機(jī)床進(jìn)行評(píng)估至關(guān)重要例如，如果操作者選擇了某種“高效加工”系數(shù)，并希望采用12,000r/min的主軸轉(zhuǎn)速，且該程序表示，機(jī)床必須以12.7m/min(500ipm)的切削速度進(jìn)行加工，以產(chǎn)生合適的切屑負(fù)荷，對(duì)于某種機(jī)床和工件而言，這有可能實(shí)現(xiàn)，也可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果因?yàn)樽叩蹲兿蜻^(guò)多(或由于機(jī)床速度有限)，切削速度只能達(dá)到4.5m/min(180ipm)，就會(huì)造成切屑太薄和刀具燒傷。在類似這樣的情況下，就需要減小“高效加工”系數(shù)。 使用智能刀具并不能保證絕對(duì)安全。但是，即使在最高參數(shù)設(shè)置條件下使用，“高效加工”工藝也能安全達(dá)到粗加工生產(chǎn)能力。MastercamX5版本已在“動(dòng)態(tài)銑削”模塊中納入了伊斯卡智能化刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，并在2010年發(fā)布上市。