巧用 Autodesk PowerMill “点分布”打造属于你的高光时刻

“高光时刻”是这两年比较热门的词汇，我们都梦想着属于自己的高光时刻，走上人生的巅峰。别人的高光时刻是这样的：

图片来源于网络

而属于我们机械人的高光时刻是这样的： 

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镜面——是指机械切削加工后，得到非常好粗糙度的传统代名词，能清晰倒影出物品影像的金属表面。镜面加工——是金属切削加工的最高境界，是提高机械部件使用寿命的最有效手段之一。

传统的减材铣削方式，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现犬牙交错的峰谷现象，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度，过去称为表面光洁度。镜面加工一般是工件表面粗糙度<0.8um 的表面时，称：镜面加工。要达到镜面加工的效果，机床、刀具、冷却方式、编程软件一个都不能少。简单的说需要：高的线速度，低的进给，选择合适的切削液等，还必须配合 CAM 软件优化的刀路算法！

PowerMill 是 Autodesk 旗下数字化制造的高端 CAM 软件之一，支持 2~5 轴铣、车及机器人离线编程。同时还具备增材制造模块，以实现增减材一体化。PowerMill 也是最早提出“点分布”概念的 CAM 软件。其强大的 “点分布”功能，不仅可以提高工件的表面光洁度，而且还可以显著提升加工效率。如车灯模具的反光碗、电镀件、光学仪器等表面质量要求很高的工件，多采用“点分布”功能，以达到镜面加工的效果。

一“点分布”的原理

下面左图是没有使用“点分布”的刀具路径，右图是使用“点分布”的刀具路径： 

二“点分布”的应用场景

主要针对高光工件，这类产品又大致分为两种类型：一种是平滑过渡的 G2 连续曲面。一种为曲面之间为 G0 过渡并要求保持尖锐棱角的产品，如光学产品、模具等。以下分别针对这两种典型情况介绍点分布设置的方式。

1、过渡平缓的 A 级曲面，如汽车车身外表面或者外覆盖件模具型面：

以行业常见的机床亚太菁英为例，机床控制系统为 Heidenhain iTNC530，切削刀具为日立球刀。点分布的参数设置如下：

要点：网格系数越小则三角化网格的精度越高，加工模型也更逼近理论模型，刀路计算的时间也越长。同时在加工大曲率平缓的模型时还必须“限制最大三角形长度”，以保证加工质量。

2、G0 过渡并要求保持尖锐棱角的高光部件，如车灯导光条模具及精密光学部件等：

以行业常见的机床 GF 为例，机床控制系统为 Heidenhain iTNC530，切削刀具为日立球刀。点分布的参数设置如下： 

三“点分布”的应用技巧

1、关于点间距离的定义范围：

点间距离越小，刀路计算越精细但不合理的点间距离会造成：计算时间过长或加工时机床的抖动。如果降低进给率以后再加工，机床不抖动，则和参数设置无关；如果还是抖动，则可能和点分离值设置不合理有关系。

点间距离值的计算公式：

点分布的“点间距离”值可以通过以下公式计算后得到的值大于机床的响应时间。响应时间可以通过机床说明书或机床生产厂家获得。

X =“点间距离”值(mm)---点分布表格中设定的“点间距离”值F =进给速度(m/min)---进给率表格中设定的“进给速度”

60*X/F >机床最小响应时间

举例：假设某机床最小响应时间为 2 毫秒，进给率 = 1.671m/min 最大点分离距离 = 2mm，

计算结果：60*2/1.671 = 71.8 msec

而该机床最小响应时间为 2 毫秒，说明我们的参数设置没有超过机床的极限值。

2、关于点间角度的定义：

在五轴联动加工，有时会遇到 C 轴在原地一瞬间旋转了 180° 的问题，造成工件表面刀纹。这是由于机床硬件的万向锁定的影响。万向锁定是多轴机床的特定配置，当刀轴因一个或多个刀具路径点的位置而与至少一个旋转轴对齐时，会出现此问题。如下图摇篮式五轴，工作台在一瞬间旋转了 180°： 

通过限定点间角度，可使多轴加工更加流畅和平稳，避免旋转轴的剧烈运动造成的刀纹。 综上所述：PowerMill“点分布”功能，不仅可以提升加工效率，还能改善工件的表面品质，进而满足镜面铣削的要求。巧用 PowerMill 点分布，你就是 CAM 界最亮的仔，打造属于你的高光时刻！

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（欧特克Autodesk）

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