小型加工中心除了具有自動更加工刀具，以實現工件高度的自動化加工和復合集中化加工等能力以外。它還具有高效的加工能力。我們知道，它的主軸轉速一般都在每分鐘幾千轉甚至幾萬轉以上。這種高轉速帶來了革命性的高速加工。藉助於合適的加工刀具可以實現，以往在普通加工設備上需要幾個小時才能完成的加工，現在只需要幾分鐘即可搞定。這種加工效率在以往是難以想像的。

小型加工中心和普通的加工設備不同，它是依靠執行工件的加工程序來實現加工的。因而高速加工除了對工具機自身的剛性、進給系統的高速定位能力和與加工相關的各功能部件有著較高的要求以外，工件加工程序編制的優劣也是重要的因素。加工程序的優劣最主要的表現形式就是刀具的走刀路徑。筆者就多年從事一線數控加工的經驗，簡單介紹一下關於小型加工中心工件高速加工刀具路徑優化的一點個人看法，不當之處還請各位朋友指正。

在對工件進行高速切削時，如果刀具路徑設置的不合理，在加工過程中會引起切削負荷的突然改變，從而給工具機、刀具和工件之間帶來衝擊，嚴重時會影響加工質量甚至損傷刀具。因此對刀具路徑進行優化使之輸出平順、光滑的刀位軌跡，對小型加工中心的高速加工至關重要。

小型加工中心高速加工

一般來說，對刀具路徑優化應著重從以下幾個方面著手：一是工件轉角處的處理；二是避免刀具及工具機的過載；三是刀具軌跡間的連接；四是CAD建模時的圓角處理等幾個方面。

CAD建模時的圓角處理

一、CAD建模時的圓角處理

CAD建模是工件加工程序編制的基礎，這一步對圓角特徵的處理不應當省略，以免在小型加工中心實際加工時，因為輪廓尖角使刀具切削負載發生急劇變化，而影響高速加工。可選用較小半徑的刀具，使拐角處的刀具路徑變為光滑、平順的圓弧。

同時在保證加工方向不變的情況下，以圓滑的軌跡對走刀輪廓的內外圈進行連接，可有效避免刀具的剛性轉折移刀。此外，為提高加工效率，對刀具在z向的跳轉與連接也應進行類似的優化。

二、避免刀具及工具機的過載

無論刀具還是工具機過載都會直接影響工件的高速加工。因而這兩項內容也是刀具路徑優化重點考慮的問題。一般情況下，為避免刀具過載，對於加工窄槽的型腔，在小型加工中心進行粗加工時應避免刀具用全寬進行切削，應在在保持切削材料徑向厚度不變時，儘量採用局部往復或迴旋的刀具軌跡，使刀具的切削負載恆定不變。

避免工具機過載方面，需要對加工軌跡拐角處的加、減速動態特性進行控制。也就是說在加工拐角時提前減速，待拐角加工完成後再進行加速，這項功能可以由工具機配置的CNC數控系統控制或通過CAM編程軟體來實現。

各軌跡間的連接銜接

三、軌跡間的連接

一般的數控加工刀具軌跡之間的連接是直接沿工件原進給軌跡的法向移動，會存在軌跡尖角，這小型加工中心高速加工效率有很大影響。因為高速加工採用的切削用量很小，為使刀具軌跡之間的連接儘量圓滑，可以將移刀動作的連接由直線改為圓弧，對刀具的連接軌跡進行修改；還可以把多段刀具路徑改為光滑連續切削的迴轉環切。

四、工件轉角處的處理

由於小型加工中心傳動間隙和工具機的硬體的動態特性等因素的影響，刀具高速切削到轉角處很可能會越過工件的實際輪廓，使軌跡發生變形，從而導致工件加工精度超差。

為解決上述問題，可以從以下三點進行解決：

一是在工件外輪廓尖角外，附加曲線刀具軌跡；

二是對工件模型進行修改，將其原來的直線轉角改為圓角；

三是刀具切削至工件的轉角處時，先把工件的輪廓切出，然後在尖角輪廓外迴轉一段曲線或圓弧後，重新進行切入。