高速加工能大幅提升機械加工的生產效率，其整體加工效率能提高幾倍乃至幾十倍，是現代加工的一個發展方向。與此同時，高速加工同數字控制加工相結合，形成了現代化的高速加工。高速加工不僅僅能提升加工速度，而且同常規加工相比還具有諸多優勢，如：其效率是普通機床的數倍或數十倍，能夠大幅節約加工周期；能夠提升加工精度，同時能夠在相同的時間內切削更多次數，且每次切削用量可以調小，因此能夠獲得更好的精度；除此之外，高速加工還有能耗低、節省制造資源、獲得很高加工表面完整性、能夠對加工生產進行管理等優勢。

　　但是，現在的CAM加工方法都是基于傳統加工的基礎上，對于新的材料，新的工藝，特別是在高速切削的應用中，很少能夠能夠體現出CAM的優勢。因此，本文對高速切削加工的關鍵技術進行分析，并在此基礎上針對高速切削CAM編程中存在的問題及其對策進行研究，給出了具體的思路。

1 高速切削加工關鍵技術

　　高速切削加工的關鍵技術有很多，例如，加工工件的材料如何去除、加工的走刀路徑的選擇以及加工過程中的工藝參數問題等，如果沒有將上述問題了解清楚，就無法實現高速切削。在CAM系統中進行高速切削同樣也會遇到上述的問題，如果沒有對其很好的理解，也無法在實際加工中獲得良好的加工效果。以下簡要介紹這幾個關鍵技術：

　　(1)材料的去除方式

　　材料的去除方式，決定于加工工件的外形是二維的還是三維的。對于二維的工件，通過控制兩個方向的走刀就能夠實現其切削。而如果是三維的工件則至少需要在三個方向都進行精確的控制走刀，所以這種材料去除則需要對數控機床的硬件及其控制都有很高的要求。

　　(2)刀具的選擇

　　在高速切削過程中，刀具的作用至關重要。由于高速切削的速度很快，對于刀具的磨損也勢必增加。一旦刀具磨損嚴重就無法按照預期的線路進行切削或者要達到預期的切削程度，就需要增加切削次數或切削深度，影響切削效率。同時，高速切削過程中由于速度較快，使得刀具具備較高的動能，對于變向或改變切削狀態，會存在較大的慣性力，形成一個加速度，這個加速度會對刀具形成較大的振動與沖擊。因此刀具還應該具有一定的吸振能力，以保證切削過程的正常進行。

　　(3)高速加工編程的實現

　　高速切削的精度一般是靠較小的切削用量，較大的切削速度開展進行的。所有的切削都是靠編程實現刀具和工件的相對運動。如何合理的編制加工程序，讓刀具在高速運動過程中，保證較小的切削用量是高速加工必須面對的現實。現在的加工程序都是按照毛胚的尺寸減去加工余量來制定，在這個過程中如何保證加工的精確性，需要在編程過程中綜合考慮機械加工工藝性的要求。

2 高速切削CAM編程存在的問題及對策

　　(1)CAM系統加工對象信息的不完整性 現在有的CAM系統一般是CAD系統衍生而來的，其獲取的數據大部分僅僅是模型的低層幾何信息，而模型的幾何形狀信息（特別是三維表面參數數據）和產品高層的功能信息無法獲得。由于CAM本身獲得信息的不完整，因此，使用CAM加工過程中必須在經驗豐富的制造工程師的指導下，通過圖形交互來完成。例如：工件或刀具的約束條件（裝夾、干涉和碰撞等）、判定加工對象的特點（點、線、面或實體）、刀具及加工參數（切削方向、切深、進給量、進給速度等）等這些，都必須由制造工程師來進行選擇。雖然現在的加工程序中會包含這些參數，但是整個系統的實現需要工程師的高度參與，其智能化程度較低。

　　因此，新的CAM編程系統需要從CAD加工過程中獲取更多的信息，才能保證在CAM加工過程中發揮其自主作用性和能動性。而這個問題的解決需要在CAM能夠自主實現加工零件對象完整信息的覆蓋以及對這些信息的合理排布與應用。

　　(2)CAM系統生成的刀具軌跡的不確定性

　　由于CAM系統生成的程序是以CAD模型為基礎生成的，而對于同一個零件的刀具軌跡可以有很多，例如：加工某個端面，可以使用銑削也可車端面，這就會給CAM采取何種方式進行加工帶來困擾。與此同時，刀具軌跡的形成需要大量的信息，但是CAD給CAM提供的也只包含低層的幾何信息（直線和圓弧的幾何定位信息），以及少量的過程控制信息（如進給率、主軸轉速、換刀等）。

　　因此，下游的CNC系統無法獲取更高層的設計信息（如公差、表面粗糙度等），這樣所生成的刀具軌跡僅僅是外在形狀的類似，離達到機械加工精度的距離還很遠。所以要實現既定的加工精度，就要保證加工刀具軌跡的確定性，使其滿足加工要求。

　　(3)CAM系統內部的不統一性

　　現在的CAM系統內部的各個模塊是相互獨立的，各個模塊所處理的內容都有一定的差異，這也造成了產品數據不統一。例如：三維動態仿真只記錄刀具軌跡的干涉與碰撞，而不記錄與其發生干涉和碰撞的加工對象的加工工藝參數；刀具定位文件只記錄刀具軌跡而不記錄相應的加工工藝參數等。同一個加工零件的工藝參數在不同的場合里取舍不同，獲得的結果也會出現很大的差異。這種內部的不統一性會給最終加工的產品帶來不利。

　　因此，要獲得較好的加工效果，CAM需在各個環節處理好內部數據的不統一性，保證系統各個處理過程數據的一致性。

　　(4)CAM系統與CAD系統的脫節

　　一般的，CAM系統是在CAD系統的基礎上進行加工延續的。很多時候CAM系統是在獲得CAD模型后再進行加工，他們之間沒有統一的產品數據模型。即使是在一體化的集成CAD/CAM系統中，由于二者存在著先后順序，其信息的共享也只是單向的和單一的，即由于CAD較CAM有著更高優先級的信息獲取權，使得經過CAD的處理之后，CAM系統無法第一時間獲取有關產品的全部信息，尤其是與加工有關的特征信息。對于設計人員在CAD系統中，同樣也無法獲取CAM系統產生的加工數據信息。這就造成設計與加工二者之間存在脫節的狀態，這不利于產品按照既定要求實現加工。

3 結束語

　　在今后的工作中，我們需要對高速切削的關鍵問題進行有針對性的深入研究，將CAD技術與CAM技術有機的融合在一起，對高速切削的加工工藝編程進行優化，才能最大化的提高數控加工效率與精度。