MAC Machine公司的首席程序员Randy Barbe先生在获得CAM软件的最新版本一两个星期前，经销商就打电话给他，提醒他新版本的CAM软件有些新特性非常适合其工厂。Barbe先生几乎每天都会在新软件上面花一些时间，通过实例工作，并对现有的加工任务实施最有前景的刀具路径，直到充分了解它可以如何来帮助自己。

MAC Machine公司的管理层鼓励Barbe先生花时间去研究厂里软件和设备的先进功能，因为厂里的业务性质复杂。该公司专业从事先进的机械加工，主要生产外科植入系统、医疗诊断设备以及军用和商用的飞机部件和组件。该厂引以为傲的事情就是有能力承接别人不愿考虑的项目，而在这一努力中，新CAM软件的特色和能力所带来的功能绝不可小觑。

图1  单个铝坯加工成的工件

这是在2008年的情况，当时Barbe先生第一次接触到Mastercam X4(由康涅狄格州托兰镇的CNC Software公司所开发)，该软件及时地帮助他解决了航空零件制造的困难。更重要的是，Barbe先生所掌握的加工该零件的新的软件功能在稍后加工类似的元件时派上了用场，从此加工这种元件便成为该厂的一个新特长。

该复杂工件具有深、薄壁、刻纹腔等特点，必须以单个铝坯进行加工。为此，厂里需要有一种方法来安全地固定住薄壁，准确地控制需要达到深腔内部的细长刀具。在CNC Software公司和松浦(Matsuura)制作所株式会社的经销商Methods Machine Tools(位于马萨诸塞州萨德伯里镇)的帮助下，Barbe先生开发了精密数控加工工艺，使用一个五轴松浦MAM72-63V多托盘系统。他把高切削率刀具路径应用于Mastercam的CAD模型，然后引进到CAMPlete TruePath软件里，在加工之前先进行验证并优化工艺流程。客户对这一结果感到满意，松浦机械制作所为此曾宣布该厂为其2008年国际五轴机加工比赛的优胜者。

该项目是该厂生产的类似工件系列中的第一种，Barbe先生称该工件系列为“拱出件”。这些复杂的工件通常是铸件，因为其内部加工困难，但铸造模具往往在它们准备退役之前就已经断裂或磨损。这就会使制造商面临这样的问题：不断修复老龄模具或购买可能多年都无法收回成本的新模具。

MAC Machine为其客户提供了省钱的选择：从整坯料“拱出”工件。事实上，只要这些模具没有报废，许多客户就继续在车间开发加工工艺用来加工老式模具铸造出来的工件，。所以这是一个双赢的好事：客户不必担心把钱花在用于“夕阳零件”的模具上，而厂里也不必为铸件交付问题担心。此外，客户设计修改零件也不必担心有关重建模具系统的问题。

生产这种零件，关键的好处是能够使用快速去除大量残留物的刀具路径。Barbe先生说，厂里的第一个“拱出件”获了奖，但如果没有Mastercam软件的五轴刀具路径的帮助很难加工。“时机掌握得很好，因为这是当CAMplete出了第4版时，Mastercam也在其新版本中集合了先进的多轴刀具路径，”他回忆道。“如果没有这些刀具路径，我将不得不为这零件吃许多苦。整个算法都是非常有用的。”他补充说，如果该刀具路径当初不执行他所要求的方式，他可以在固体工作中进行清理，改变表面混合方式或采用其他操纵功能，以便CAM软件能生成更清洁的刀具路径。

Barbe先生还列举了其他一些CAM软件功能，它们都有助于生产“拱出件”所需的高切削率机加工：

(1)Microlifts：包含在Mastercam的二维动态铣削刀具路径中。用于型腔铣削。Microlift的特点是能把刀具缩回到很小的、用户定义的距离，0.01 in(1 in=0.254 cm)或0.02 in，而不是当程序要求动作时从型腔里完全缩回。这最大限度地减少了空切，在加工过程中尽可能多的保持刀具的工作状态，提高了生产率。

(2)对顺铣的监控：软件监控并调节刀具的吃劲状态，以避免刀具上的压力过大，特别是当它到达角落时。减少吃劲，防止撞击到死角损坏刀具或工件，或把工件撞出夹具。这对于在进给时刀具在同一方向旋转的顺铣尤其有效。

(3)夹具设计：Barbe先生使用该软件的CAD模块设计夹具，两个夹具把工件牢牢固定，按照所要求的独特行进角度推出工件，以尽量减少多轴加工中的步骤。

(4)模拟：Barbe先生可以在同一CAM编程环境中把零件、夹具以及刀具路径形象化。该软件的验证功能还提供一种颜色编码表示法，表示多少材料已经在制造中的某一指定阶段被切削掉。他将此信息保存为STL文件，这样他以后便可以调用而不必重新生成它。“我们保存了STL文件并在下一次作业中运行它们。”他解释说。“等我们做好的时候，就会有一个完整的工件视觉模型。我们使用这些文件来找到凹痕、裂口和不适当的刀具路径覆盖层。”

图2  Mastercam X4 CAM软件截图

Backplot是另一种常用的模拟功能。它可为Barbe先生提供刀具运动的所有电脑动画和最接近实际的加工时间。

Barbe先生说，这些功能都提高了车间工作的质量，比如装夹更快，周期时间更短，减少了刀具破损和机械事故。“我们一直很依赖它，以至于我们新雇用了第二个程序员，现在还要第三个。”他说。

虽然他目前还没有看到其他零件和原来获奖的“拱出件”一样复杂，但Barbe先生说他可以用大约一半的时间生产这样的部件。无论如何，他为了这种零件掌握了新的软件功能，并通过提高其他类似项目生产力，为公司节省了大量开支。总之，花时间学习是最好的投资。

除了赢得松浦株式会社的2008年国际五轴加工比赛以外，开发这个复杂航空零件的加工工艺还使得MAC Machine能够承担加工类似零件的任务，帮助客户避免更换或修理老化的铸造模具。

此零件在五轴松浦MAM72-63V上加工，用的是Mastercam X4软件生成和CAMplete TruePath软件验证的程序。无论是获奖的航空零件，还是其他“拱出件”，都具有这样的特点：洞很深，会引发刀具间隙问题。Mastercam软件的动态铣削刀具路径包括一种microlift功能，是能把刀具缩回到用户定义的很小距离，而不是完全从型腔里收回。这最大限度地减少了空切，保持刀具与工件的接触，尽量保持机加工常规状态。该程序在Mastercam X4里完成后，引入Camplete Truepath软件，经过核查和高精度优化，再投入使用。