Cimatron软件是3D Systems公司的一款CAM/CAM软件，为工模具设计、制造，复杂零部件制造的提供了优秀的解决方案。功能模块涵盖模具设计(型腔模具、五金模具)，电极设计与编程，模具零部件数控编程，在线检测等。目前版本是发布与2018年的Cimatron14，本文重点介绍Cimatron 14中新推出的用于模具的高效切削解决方案,也是Cimatron软件在发布“微铣削”、“编程结果快速预览”后在数控编程领域的又一创新。

Cimatron14新推出高效切削解决方案，通过使用特殊刀具，在相达到在相同表面质量的前提下，提高加工效率，缩短加工时间的目的。该解决方案的创新思路是使用大曲率、变曲率半径刀具，进而且削参数中使用大切深、大的行间距，从而达到在大大缩短加工时间的情况下，等同于或高于传统加工的表面质量。

首先该高效切削解决方案，是基于“桶形”刀具结构的有效识别，参与实际编程运算。“桶形”刀具是刀具家族中的一个通用分支，即沿着刀具的纵切轮廓上由几个大的曲率半径连接，目前Cimatron粗加工、精加工编程过程中支持桶形刀具计算，包括五轴刀路。

Cimatron软件编程环境下，在选择刀具时，只需要在对话框里选择合适的刀具类型，并填入对应切削刃结构参数，即可方便生成用于实际加工的刀具，和传统刀具调用、定义方式完全相同，不会因为特殊的加工工艺带来应用上的困难。而且由于零部件结构的不同，刀具最大有效切削半径也不尽相同，为了方便选择，软件分别推荐了不同结构刀具的倾角范围，便于编程人员快速定义合适的角度，实现快速编程。关于建议的最优化的切削角度见如下描述：

最优化的切削角度，桶形刀具纵截面上拥有两个或三个半径，真正能够获得较大的切深、行间距的是对应刀具的最大半径部分参与切削，为此Cimatron添加了最有效的倾斜角度范围，给予实际编程指导：镜片形刀具最有效的倾斜角度范围 0.0～12.2 °，椭圆形刀具最有效的倾斜角度范围74.5～90.0°。基于以上理论分析，在Cimatron里对一个零件编程分如下步骤(区域)：相对平坦区域使用镜片形刀具，过度区域使用球头刀具，陡峭区域使用椭圆形刀具。

下面以一个标准试切案例，通过比对传统切削工艺和桶形刀具切削对比来说明新工艺的高效切削性能。该产品的材料是铝合金，尺寸规格为150 mm×60 mm×75 mm，左边采用传统的球头刀具Ball10，右边采用镜片形刀具10mm 和椭圆形刀具10mm。

平坦区域加工，在行间距为0.25mm和0.5mm 时，切削时间为10min和 5min。从该描述可以看出，桶形刀具在使用大的有效切削半径、大的切深，能够获得相同残留高度，且加工时间减半。

陡峭区域加工，采用传统的球头刀具Ball 10mm椭圆形刀具，直径10 mm有效切削半径为85mm。在切削深度为 0.25mm和1.0mm时，切削时间为 20 min和5 min。大的有效切削半径、大的切削行距和切削深度，加工时间是传统刀具加工的四分之一。

综上，完成整个零件加工，传统工艺为30 min，Cimatron的高效切削工艺需要10 min，效率提升明显，尤其针对复杂模具零部件加工更能体现其优势。试切案例中我们可以看到，Cimatron14通过使用桶形刀具，可以采用相对高效的切削参数，即大切深和大的行间距，从而在不失加工质量的前提大大缩短实际加工时间，充分利用宝贵的机时，真正做到了高效切削。而且没有给编程人员增加任何操作难度。唯一需要考虑的是，此切削工艺对刀具有一定的要求，与传统工艺比较，会增加一部分刀具成本，但是我们如果真正理解了它的优势所在，对加工成本中机床工时、刀具成本、人工成本进行综合分析，必将充分意识到采用此工艺给实际项目带来的收益。