2022 第十一届 Autodesk Moldflow大师赛 2022 首届 Autodesk PowerMill 大师赛案例精选

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2022 第十一届 Autodesk Moldflow大师赛 2022 首届 Autodesk PowerMill大师赛

案例精选

2022 第十一届 Autodesk Moldflow大师赛案例精选

Moldflow 在正向薄壁仪表板骨架开发中的应用重庆长安汽车刘源04

Moldflow 在改善周期中的应用常源科技（天津）有限公司潘江华07

运用Moldflow解决产品苹果线问题均胜群英(JOYSONQUIN) 徐正平11

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客户成功案例重庆长安汽车

公司名称

重庆长安汽车

应用软件 Autodesk® Moldflow®

公司介绍长安汽车是中国汽车四大集团阵营企业，拥有160年历史底蕴、38年造车积累，全球有14个生产基地，33个整车、发动机及变速器工厂。长安汽车拥有来自全球24个国家的工程技术人员1 万1千余人，分别在重庆、北京、河北定州、安徽合肥、意大利都灵、日本横滨、英国伯明翰、美国底特律和德国慕尼黑建立起“六国九地”各有侧重的全球协同研发格局。拥有专业的汽车研发流程体系和试验验证体系，确保每一款产品满足用户使用10年或26万公里。

借助Moldflow强大的可视化分析功能寻求变形最小的浇口方案、工艺参数及水路方案，实现一次开模成功。

— 刘源重庆长安汽车

Moldflow 在正向薄壁仪表板骨架开发中的应用重庆长安汽车刘源

引言 PP玻纤增强材料由于具有很好的抗冲击性、高强度和高温稳定性，被广泛应用于汽车内外饰零件轻量化中，主要包括薄壁化及以塑代钢两个板块。而由于含玻纤增强的PP在收缩上具有明显的各项异性，在生产尺寸要求较高及装配关系复杂的零件时，往往会出现较大的波浪形变形，从而影响产品的质量。因此PP玻纤增强材料变形问题一直以来都是主机厂及其供应商需要面对并解决的重要问题。本文基于 CAE仿真分析数据的基础上，通过更换原始材料对零件壁厚进行薄壁化从而实现轻量化。结果表明：当模量5300MPa，厚度1.8mm时，既能保证性能的达成，也能使重量最轻。借助 Moldflow强大的可视化分析功能寻求变形最小

的浇口方案、工艺参数及水路方案，实现一次开模成功。

案例描述仪表板是兼集安全性、舒适性、美观性、功能性于一身的重要汽车零部件。为了实现这些功能，仪表板系统需要同时满足外观、刚度、强度、模态、振动耐久性及副驾驶PAB爆破等性能。传统仪表板骨架采用PP+EPDM+TD10/20 为原材料，价格低、综合性能好，能满足相关性能要求，但壁厚普遍在2.8-3.0mm范围内。对标其他主机厂，采用PP+LGF20，可对壁厚进行减薄，从而达到减重效果。普通PP和 PP+LGF20关重物性指标如表1所示：

表1. 材料关重物性指标拉伸模量

(Mpa) 材料密度

(G=g/m2) 拉伸模量

(Mpa) 收缩率(%) 冲击强度

(KJ/m³) 热变形温度

(℃) 1.6 PP+EPDM+TD10 0.96 1660 0.9-1.1 3.2（-30℃） 100

2.1 PP+EPDM+TD20 1.06 1850 0.8-1.0 3.4（-30℃） 110

2.6 PP+LGF20 1.04 5100 0.3-0.5 30.7（-30℃） 153

客户成功案例重庆长安汽车

如图1所示零件为内外饰中的仪表板骨架，产品外形尺寸为：1390mm*413mm，重量： 2.91Kg，主要承载各种装饰件及电器件，无过多外观要求，主要关注长度及宽度方向尺寸。材料为：PP+EPDM+TD10，原始壁厚： 2.8mm。

为寻求壁厚与性能之间的平衡点，梳理仪表板总成性能目标，通过DOE试验，最终得出壁厚 1.8mm，既实现减重又满足性能要求。

变形优化由于材料更换为LGF20，产品变形比传统材料

更大，因此变形优化是开模前重中之重的工作。用不同厂家的LGF20进行试模发现，PP加纤材料变形比普通PP大一倍以上（变形趋势一致）。同时，系统级试验是否能够顺利通过也需要重点关注。

a：产品变形情况：初版产品数据变形结果如图5所示，重点关注宽度方向(X方向)变形情况。放大10倍后的变形结果我们可以看到，产品X向前缘波动达 11.6mm。

图 5：产品的变形结果

b：优化方案：通过对产品进行拓扑及形貌优化（图7），并不断优化浇口方案，使变形量减少至可接受状态，基本与参考车变形量相当。

图 1：仪表板骨架图 2：各车型对标情况

图 3：前后性能对比图 4：不同材料试模情况

图 6：结构优化图7：结构变形结果

客户成功案例重庆长安汽车

在数据及浇口方案锁定的情况下，考虑对提前确定进胶方案，分析最佳工艺方案，指导后期试模。可以看到，经工艺优化最终产品变形结果均优于参考车。

c：模具及材料问题整改模具设计时增加对变形区域的水路布置，减少由于冷却不均引起的变形，模流分析对水路进行优化并验证可以改善变形。

材料优化，控制长玻纤长度（残余长度控制在 1.5-3mm）和加入特定助剂(玻璃微珠3%-5% 和成核剂0.4%-0.6%）。

通过工艺、模具及材料联动优化，可有效减少薄壁仪表板骨架的变形，满足尺寸要求。

实物验证通过前期大量并充分的模流分析优化，后续试模、DV验证及实物装车均一次性合格，无因变形导致的设变，为极限周期中推进新技术保驾护航。

图 9：振动耐久试验

图 10：副驾安全气囊爆破试验

仪表板骨架关重孔位及型面在合检具及装车时，绝大部分合格（除 P 3点超过标准 0.1mm），尺寸情况表现较好，与模流分析结果较为一致。与A柱内饰板搭接区域间隙均满足0.3±0.3mm。由于开发前期模流分析对变形优化充分，后期量产仪表板骨架无变形设变，为极限周期中推进新技术保驾护航。

结束语 1 )对仪表板本体壁厚及材料参数进行分析得到：将原材料由PP+EPDM+TD20更换为 PP+LGF20时，当弹性模量取5300MPa，材料厚度1.8mm时，仪表板的刚度及一阶模态均能满足性能要求，单体可实现减重0.87Kg，降本 9.3元。按10万辆摊销可实现约100万元降本。

2)通过开模进行装车和DV试验验证，涉及材料和壁厚的8项DV试验均已完成，结果均合格。装车间隙和检具结果均合格。

以上结论是在造型和周边环境件确定的前提下进行的讨论，具有一定的局限性。实际正向开发的项目还可考虑形貌及拓扑优化，可更大程度进行零部件的减重降本正向设计开发。过程中可进行能遇到的问题更为复杂和交错，需要 CAE分析后在综合考虑各方面因素后再修订方案，重新进行CAE分析验证，避免在工程化阶段发现问题，需要付出成本代价。

图8：工艺优化变形结果

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咨询热线：400 056 5020

图 11：检具成绩表

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

公司名称

常源科技（天津）有限公司

应用软件 Autodesk® Moldflow®

公司介绍常源科技（天津）有限公司是江苏常熟汽饰集团股份有限公司（CAIP）旗下的一个子公司，坐落在天津空港经济区，占地面积33000平方米，主要从事汽车注塑模具设计、制造及后期服务。公司现有德玛吉、牧野、OPS等五轴CNC加工中心以及模具自动化生产线，克劳斯玛菲、恩格尔注塑机等世界顶级模具设备，并从CAD-CAM着手建立了自图纸设计、制造工艺、现场试作到交货的一条龙的管理服务体系，现为宝马、大众等中高端汽车品牌提供优质产品。

借助Moldflow强大的冷却分析功能，针对模具热点，找到有效的解决方案，实现周期的降低和碳中和目标。

— 潘江华常源科技（天津）有限公司

Moldflow 在改善周期中的应用常源科技（天津）有限公司潘江华

引言注塑成型的成型周期由合模时间、充填时间、保压时间、冷却时间及脱模时间组成。其中以冷却时间所占比重大，大约为70%～80%。因此冷却时间将直接影响塑料制品成型周期长短，冷却系统设计好与坏对模具的周期起决定性的作用。现在全球都在讲碳中和和碳达峰，如果我们的生产周期能减少意味着能源的使用和废气的排放能减少。因此，借助Moldflow强大的冷却分析功能，针对模具热点，找到有效的解决方案，实现周期的降低和碳中和目标。

案例描述如图1所示产品为仪表骨架，注塑工艺为物理发泡。材料为：PP+20%LGF，材料转换温度为125℃，顶出温度为80℃。产品该产品月需求量为2w+，现有量产两套类似产品模具冷却时间为52s，冷却时间缩短到30s,气囊嵌件位置会产生鼓包缺陷，如图2所示。

图 1：物理发泡仪表

图 2：产品鼓包缺陷

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

19年前外协开发的量产模具，我们遇到了这个冷却疑难杂症，该产品由于产量较大，为提高产量冷却时间需要从52s优化到30s。量产模具通过多种冷却措施，未能实现冷却时间缩短， 20年新开发改款项目，为找出导致产品冷却问题的主要原因，我们在MF中构建了与实际情况完全相同的分析模型，并采用量产模具成型工艺参数进行了模拟。

产品鼓包的原因分析在Moldflow中，我们借助软件强大的分析功能，对产品进行冷却分析，对鼓包位置的表层、芯层和嵌件温度做了个细致的分析。从而判断出周期缩短导致产品鼓包主要原因。

a：产品情况：如图3所示，产品主壁厚为2 . 5 m m，螺母位置最大壁厚 : 8 . 5 m m，网布止位筋的壁厚:7.5mm，螺母作为嵌件放到模具注塑，材质为钢。冷却时间缩短后，实际产品8.5mm壁厚处有鼓包产生，壁厚7.5mm处无鼓包产生。

A：冷却分析结果产品气囊顶面和侧壁壁厚都很厚，但是只有侧壁发生了鼓包，那么我们模流看看到底什么原因？

图5为图4分析数据汇总，分析据可以看出：表层温度低于顶出温度，芯层接近转换温度，产品不会鼓包。但如果有热点不断给产品加热，产品表层和芯部温度会上升，表层

图 3：产品壁厚分布

图 4：产品的冷却分析结果图5：产品的冷却分析结果

刚性不足，芯层继续发泡，会导致产品表面产生鼓包。

b：产品鼓包位置模具结构：螺母通过镶针的固定在斜顶上，配合间隙单边 0.1mm，镶针直径4.7mm,无法设计水路，螺母除地面与斜顶接触，其他面均被产品包裹，且四周斜顶钢料尺寸只有10-20mm，常规水路无法设计。

图 6：鼓包位置模具结构

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

改善方案由于产品模具结构上无法设计常规水路，产品鼓包位置有积热问题，且螺母嵌件作为吸热源和放热源，热量无法通过冷却系统带走，导致局部热点无法解决。前期阶段利用MF进行冷却方案验证，避免由于由于模具冷却设计方案的不合理所导致的冷却时间过长问题。

a：方案一采用目前模具行业内最成熟和有效的冷却方案，斜顶头采用铍铜高热传导材质，常规水路无法设计区域采用3D水路，螺母嵌件四周冷却系统得到最优处理，解决热点问题。

从图8的结果我们可以看到，方案一对比常规冷却，表层温度最高改善30%，螺母嵌件温度无改善，芯层温度改善10%。

图 7：冷却解决方案

图8：冷却分析结果

图9：方案一不同冷却时间分析结果

从上图结果可以知道方案一对解决热点有一定的贡献，但是能否满足冷却时间从52s优化到30s，还需进一步验证。采用不同的冷却时

间进行分析验证，通过图9数据可以看出，即使采用铍铜+3D打印水路技术也无法满足周期要求。

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

咨询热线：400 056 5020

b：方案二方案一的分析结果，产品芯部和螺母嵌件温度无法得到有效改善，从而导致产品冷却时间缩短，产品发生鼓包。方案二在方案一的基础上，针对嵌件和零件芯部温度过高问题，增加一组气路来冷却，如图10所示。从图11结果可以看出：对比方案一，冷却时间为25s时，产品芯层温度改善12%，螺母嵌件温度改善44%，方案二的改善效果明显。

从图12结果可以看出：方案二最佳冷却时间可以优化到20s ，较量类似项目量产模具冷却时间52s ，最高优化了62% ，模具采用方案二冷却方案进行模具冷却设计。

图11：方案二冷却温度分析结果图12：方案二冷却时间分析结果

c：实际试模验证从图13结果可以看出：实际冷却实际从52s优化到20s，产品没有发生鼓包现象，试模结果与MF分析结果一致。

结束语目前模具行业采用最为成熟的冷却方案为通过冷却水或油进行模具冷却，针对模具常规冷却方案无法解决的热点区域采用铍铜等高热传导材质和3D打印水路方案，本案例针对零件与模具为间隙配合且钢料尺寸小于5mm的工况，无

图13：试模结果

图10：方案二冷却方案

法通过液体介质进行冷却，采用气体作为冷却介质进行冷却，气体作为廉价和可再生的清洁介质，较好的解决了周期难题，为业界解决周期问题提供了很好的示范。

同时也可看到，通过采用先进的模流分析工具，我们可以将各种疑难杂症数据化，并从理论的角度，在最短的时间内找到最有效的改善方法，缩短模具开发周期和量产的生产周期，降低成本。

客户成功案例均胜群英(JOYSONQUIN)

公司名称

均胜群英(JOYSONQUIN)

应用软件 Autodesk® Moldflow®

公司介绍均胜群英(JOYSONQUIN)为香山股份与均胜电子共同投资的全球汽车零部件公司，致力于成为汽车智能内饰的时尚设计师，做新能源汽车充配电系统的领航者与创新者。2015年初完成对德国高端内外饰件公司Quin的收购，一跃成为奔驰、宝马等客户的全球级供应商。均胜群英在汽车豪华内饰件全球市场份额名列前三，在空气管理系统、发动机进气系统和洗涤系统国内市场份额第一。 2018年针对新能源和智能驾驶的新趋势开发了一系列新产品，进军汽车新能源充配电领域，为客户提供充电完备的整体解决方案，并在新能源高压充配电系统与客户形成了战略伙伴关系。

我们借助Moldflow软件可以从众多分析结果中寻找缺陷本质，尝试不同的解决方案仿真验证，实现快速精准有效解决产品的外观问题。

— 徐正平 Moldflow工程师均胜群英(JOYSONQUIN)

运用Moldflow解决产品苹果线问题均胜群英(JOYSONQUIN) 徐正平

引言外观是汽车内饰最常见也是最难解决的问题之一。特别是高端车型内饰需要凸显品质，往往需要更复杂的工艺，外观要求也更严苛，比如 PUR 、真木、高光双色、INS等，往往会在这种新工艺新要求下出现一些没有遇到的缺陷，以往面对复杂工艺和高外观要求下的这些陌生缺陷要精准有效的找到问题根源并非易事可能需要付出较大的成本和时间。现在我们借助 Moldflow软件可以从众多分析结果中寻找缺陷本质，尝试不同的解决方案仿真验证，实现快速精准有效解决产品的外观问题。本文针对一个高端品牌车型内饰件苹果线外观缺陷运用 Moldflow软件先找到外观缺陷本质，再对症下药有效解决产品外观苹果线问题。

案例描述如图1所示为部分产品，产品外形尺寸为： 477.15mm*165.32mm*15.21mm，产品为双射件，缺陷产生在第二射，第二射材料： PMMA，均匀壁厚1.2mm,外观要求高亮不能有任何瑕疵。模具为双射模一模一穴，第二射6 点顺序浇口转扇形冷浇口。

第二射注塑时在材料通过扇形冷浇口填充产品型腔时产生苹果线（图2）所示：流动波前呈现出两股料流，填充完成后产品表面有一条线且贯穿整个产品，客户不接受此外观缺陷需要解决。

图1：产品外形图2：苹果线

客户成功案例均胜群英(JOYSONQUIN)

在均匀壁厚产品上产生苹果线缺陷为非常见缺陷，为找到此问题的本质和问题产生根源，我们运用Moldflow软件先找突破口，再对症下药加以解决。

产品变形的原因分析在Moldflow中，我们借助软件强大的分析功能，对产品的填充形态、各位置速度、产品温度做了细致分析。从而准确的判断出引起苹果线的主要原因。

查看原方案（图3左）双层面填充时间等高线，分析结果显示在浇口附近有产品苹果线趋势。为了验证浇口厚度对其是否有影响，把浇口厚度由原来4.0mm减薄到2.0mm再分析。发现苹果线趋势有所改善（图3右）。

改模验证方案1效果。从图4中可以看到方案1 的苹果线汇合角度明显加大，苹果线的明显程度得到改善但依然还有苹果线痕迹。我们对方案1的试模进行总结得出3个结论：

①浇口减薄后苹果线有一定改善，浇口区域可能是问题的根源。

②浇口减薄后压力上升，总体压力偏高，浇口厚度不能低于2.0mm。

③后续改模不但需要有趋势上的改善，还需要有量化值。

梳理浇口信息（图5）找出苹果线根本原因：

图5：梳理浇口信息

①黄色面区域浇口厚度大于绿色面区域产品壁厚。

②B路径流长和C路径流长相等且都大于A路径流长。

③E、F边界有一定剪切热。

基于这三个信息推断会引起的现象：A路径材料先到达绿色面壁薄区域； E和F两侧有剪切热，基于这个因素可以推断中间A路径料流前锋在到达绿色面时会产生滞留，B和C路径熔体会产生竞流。滞留即速度慢，竞流即速度快，因此中间的速度会更慢两侧的速度会更快。为了看清楚三个区域速度差异，我们用平均速度图查看（图6）中间速度呈下降趋势且在整个填充过程当中都低于两侧速度。从速度图上反应出来中间填充速度确实更慢两侧填充更快，和实际产品一致。由此断定中间速度比两侧速度慢是苹果线的根本原因。

改善方案根据上述原因分析，需要让中间的速度高于两侧的速度才能避免苹果线。因此把浇口壁厚区域改成圆形（图7），让中间和两侧的壁厚区域路径一致。通过Moldflow分析查看平均速度结果可以看到中间黑色点的速度大部分呈上升趋势且在整个填充过程中中间的速度始终大于两侧的速度（图8）。有了这个数据支撑就可以避免苹果线缺陷。接下来模具浇口改成圆形试模，苹果线顺利解决，填充时间等高线平稳，产品外观达到要求（图9）。

图 3：减薄浇口厚度填充等高线对比

图8：方案2速度曲线XY图图6：原方案速度曲线XY图图7：方案2浇口壁厚区域修改图4：浇口减薄到2.0mm验证结果

客户成功案例均胜群英(JOYSONQUIN)

图9：苹果线已解决

问题总结归纳运用Moldflow改变中间和两侧的速度顺利解决了这个产品的苹果线问题，但不代表解决了这个类型的问题，基于圆形浇口通过更改扇形浇口的角度和宽度假设分析，通过绘制平均速度图发现中间速度发生了变化（图10），0度和 25度的浇口方案中间速度比两侧速度慢，40度的浇口方案中间速度等于两侧速度。由此可以推断此浇口还有别的尺寸会影响速度从而可能导致苹果线问题。

图10：不同浇口角度和宽度速度图

为了更完整的总结苹果线问题，接下来需要把所有的浇口尺寸标注出来（图11），并一一进行分析。最后根据分析过总结归纳以下几点：

①1.8<D1/D2<3.5,浇口过薄影响填充质量，过厚速度变化过大。

②a>80度，E>2R,浇口宽度过小中间速度低于两侧。

③F<10，F过大两侧剪切距离长中间速度形不成足够优势。

至此我们不仅解决了单个件的苹果线问题，同时运用Moldflow软件对这个类型的问题做了比较全面的总结。

结束语常见的苹果线、熔接线是两股或两股以上的料流汇合形成，要么有通孔要么有壁厚变化引起，但在这个案例中产品壁厚均匀，正常情况

下很难想象在均匀壁厚下也会出现两股料。如果没有运用Moldflow分析仅凭借经验，就无法快速科学的找到中间和两侧速度差异，但通过运用Moldflow分析就可以快速发现引起苹果线外观缺陷的根本原因，并制定科学有效的方案解决问题。

随着新势力、新能源的加入使得汽车市场竞争日益激烈，产品需求多样化、品质要求高端化，汽车制造过程中需要破除坚冰、解决更多新型问题。我们在以往经验的基础上再拥有模流分析软件的加持，运用模流分析理论和实践相结合，这样可以让我们在开发过程中可以更准确、快速、有效的解决问题，大大的降低开发周期和成本的同时也具备强大的竞争力。

图11：所有浇口尺寸

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策略优化及工艺改善在工作中的高效应用深圳市品成金属制品有限公司姜俊辉19

PowerMill在汽车格栅模加工中的应用广东银宝山新科技有限公司蔡敏16

基于PowerMill定制开发提升效率与安全成飞集成科技股份有限公司李红义22

PowerMill在鞋模中的应用兴立模具有限公司李立华26

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2022 首届 Autodesk PowerMill大师赛案例精选

PowerMill助力手板行业降本增效中山世达模型制造有限公司李龙辉29

PowerMill 助力压铸模具实现智能制造共立精机大连有限公司任立曦33

冲压模具的编程自动化技术开发现代汽车模具（山东）有限公司夏冰37

汽车内饰模具智能制造行业研究常源科技（天津）有限公司张其广40

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客户成功案例广东银宝山新科技有限公司

公司名称

广东银宝山新科技有限公司应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍银宝山新：是一家以大型精密模具为核心，集汽车模具、3C产品结构件、热流道控制系统、工业设计为一体的全球化一站式制造服务供应商。尤其是在 2021年举行的正式投产揭牌仪式的广东银宝山新湾区智造基地，这是模具+ 智能制造产业链的再次华丽升级。随着“两化融合”及“中国制造 2025”的深入推进，未来银宝山新将打造领先的中国智造的民族品牌。

汽车格栅模具一般尺寸大，筋位多，传统采用整体放电加工出来。周期长，电极成本大，采用常规方法不仅费刀费力效果还一般，因此采用更高效的筋位加工方案迫在眉睫。

— 蔡敏工程师广东银宝山新科技有限公司

图 1：EDM加工

PowerMill在汽车格栅模加工中的应用广东银宝山新科技有限公司蔡敏

引言汽车格栅模具一般尺寸大，筋位多，传统采用整体放电加工出来。周期长，电极成本大，采用常规方法不仅费刀费力效果还一般，因此采用更高效的筋位加工方案迫在眉睫。本文针对筋加工这一痛点问题，利用PowerMill专用筋加工策略不仅能够刀刀见肉，还能够使编程变得更简单，更高效。PowerMill不仅在筋加工方面有优势，在格栅模具美观线加工方面的优势也是毋庸置疑的。利用PowerMill参考线引导加工出来的美观线不仅提高了表面质量还有效的减少了抛光量。此两种优势方案在格栅模具加工中发挥着长期的应用效益。

案例描述（筋加工）如图1所示传统加工方式采用EDM加工，电极成本大，周期制作时间长。如图2所示采用常规CNC方式加工，如（模型区域清除/参考线加工/等高/清角），其特点：如走线，中心线又较难画，还有弹刀的风险，程序跳刀多，做辅助面等也会花费大量的准备时间。

图 2：常规策略加工

通过以上两种加工方案对比不难发现，其诟病最多的就是效率低，那PowerMill做你所做，想你之所想，专用筋加工策略就很好的解决了这个问题。

筋加工策略优势介绍：好的产品一定是软硬皆施，再好的硬件没有软件强大策略支持都是唱独角戏。通过广泛使用这个筋加工策略体现了下面四个方面的优势：

客户成功案例广东银宝山新科技有限公司

a)：样式多种，能简单画线自动获取加工区域，满足各种加工情景下的样式，可以走一刀、两刀、多刀。如图3所示标1处。通过参考线的大致位置软件可以自动获取加工区域如图 4所示。

图 3：筋加工策略优势介绍

图 4：通过参考线自动获取加工骨位

b)：边上有缺口，不需要补面，刀路也不会拐：大大节约了编程前期准备工作，一气呵成。如图3所示标2处。 c)：表层刀路能自由控制，提高加工效率：不需要手动做辅助面延伸就能达到表面刀路自由的控制，还能有效减少空刀。如图3所示标3 处。 d)：完美的延伸，从外面下刀，两边有完美的过切保护，不会过切：可以通过参考线延长来达到刀路的完美延伸。如图3所示标4处。

筋加工方案对比图5传统策略和图6筋加工策略优势对比：同样的加工特征，同样的切削参数，在加工时间上图5比图6多出一倍时间，还不包括编程工程师作辅助面的时间，图7为利用筋加工策略筋位加工实物图。

图5：传统策略加工

图6：筋加工策略加工

图7：利用筋加工策略加工实物图

案例描述（美观线加工）之前没有重视美观线的加工，导致很多美观线加工不达标，如图8所示。有的前模需要靠电极加工或抛光来修顺，这样导致后期抛光量增加还有可能因为抛光美观线导致大面变形的问题，最终需要整体烧焊来修补，这样将导致模具开发周期延长及成本的增加。

美观线加工不“美观”原因分析 a)：加工方面的原因：机床的误差、摆角度的误差、刀具磨损等都有可能导致美观线加工出来不“美观”，如图9 所示菱角不顺。

图 9：加工问题的美观线

图 10：刀路问题的美观线

b)：刀路方面的原因：刀路扭曲变形造成美观线有波浪纹，如图10 所示。

美观线加工改善方案：改善方案一： CAM与CNC手动插补功能相结合，逐步偏置刀路来实现美观线加工的理想效果.其主要采取的步骤有以下三点：

a) “延”；编程时延着美观线做参考线引导依次加工，如图11所示。

图 8：美观线加工不良图11：美观线“延”

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b) “扩”；刀路延美观线的R角边缘向两边扩散10MM以上，如图12所示。

图12：美观线“扩”

c) “切”；CNC加工依靠手动插补功能逐步偏置切入，当刀路覆盖美观线R角后逐步抬高切出，如图13所示。

图13：美观线“切”

改善方案二：通过编程更改刀路来实现偏置的过程，但是这样的程序两端处易引起光波不平。如图所示 14，要么只能通过高精度的机床来实现加工。

图14：光波不平的美观线

下图图15所示为美观线改善方案一，改善前后实物对比。由此不难看出改善方案一加工出来的美观线菱角分明，清晰流畅，为合格的美观线。

图15：改善前后对比

下图16所示为广泛使用改善方案一加工的美观线在格栅模上面的体现。

图16：格栅模具美观线加工

结束语为了更好的满足筋特征多样化的加工环境，我们可选购专用的锣筋位刀具，或有的筋位镶件能线割加工的先线割加工，线割加工不了再考虑CNC加工，能CNC加工不打电极，以此来提高加工效率，尤其是很深的铍铜筋位镶件，电极损耗又大工时又长，如果选择专用锣筋的非标刀具加工相比电极加工，加工效率至少能提高百分之八十，还能节约一定量的加工成本。

至于美观线的改善，目的就是减少抛光量，提高了模具表面质量，保证抛光一次合格率。任何一套前模因为抛光不合格再返工的成本动辄需要数万元,避免客户投诉，影响公司声誉；而且通过CAM与CNC手动插补功能相结合，插补的偏置可以随时依据形状来偏置实现，偏置的数据可以根据需要来设定；由于是微量偏置，留给检查返工的空间较大，不但可以随时监控插补的效果，还可以随时调整达到最佳效果。

无论是筋加工还是美观线的加工都离不开 PowerMi l l强大的加工策略支持，尤其是 PowerMill高版本策略的优化极大的提高零件的质量和缩短加工时间。

客户成功案例深圳市品成金属制品有限公司

公司名称

深圳市品成金属制品有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍深圳市品成金属制品有限公司成立于 2009年7月，是一家专业的压铸模具设计与制造企业，专注于铝、锌、镁合金压铸模具的设计与制作。品成公司为客户提供压铸模具的整体解决方案，提供的产品和服务包括：量产压铸模具，配套修饰模具，快速实验模具，小批量产品生产，模具及压铸件设计方案，模具保养、维修、优化、翻新以及试模等服务。成立至今，公司总面积12600平方米，拥有获得CNAS认证的实验室，所生产压铸模具可匹配60T-6600T压铸机，累计为客户提供了超过5000套的压铸模具。

PowerMill强大的无级变速后处理方案已帮助我们实现了在传统的立式和卧式机床上进行深孔加工。

— 姜俊辉深圳市品成金属制品有限公司

策略优化及工艺改善在工作中的高效应用深圳市品成金属制品有限公司姜俊辉

引言随着社会和科技的不断进步，制造行业随之发生着翻天覆地的变化，机械加工的设备和工具也随之日新月异，机器变得更高速、高精、高效，CAM软件也迭代得更智能、容易上手、更人性化，还有工艺的不断优化探索，只有这样才能做到工艺与软硬件的结合，产生新的思路，让我们的制造技能得到更多的扩展延伸，持续走上新台阶。

案例描述a：（定制骨位刀）如图1所示产品为压铸件电动工具外壳主体后模，工件尺寸为：650X630X130mm，有四处深腔骨位。材料为：一胜百8418，HRC46- 48度，此模具出口到欧美，由于模具寿命要求高，须避开电火花加工。

图 1：压铸模具后模图 2：深腔骨位、定制刀具图 3：实际加工场景

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我们传统的加工方法是放电加工，但放电产生的高温会对模仁材质产生影响，降低了模具寿命，同时也增加了模具成型时间，在加工效率方面大打折扣。考虑以上问题点，我们采用了定制刀具进行CNC直接加工到位，不仅节约了大量的加工时间，同时也保证了模具的寿命。

案例描述b：（精钻顶针孔）热处理后的工件顶针孔传统的加工方式都是用线割来加工，这样子需要多一道工序，不但浪费大量的工件周转时间，而且加工效率也明显低下。为破此局，我们目前采用钻孔加铰孔的方式来代替线割。

一、知识库构建：PowerMill孔特征快速定义促进效率提升利用PowerMill的孔特征可以快速选择过滤对应的孔加工，提高了工作的效率。通过结合PM二次开发快速输出孔的NC。

二、加工参数

三、改善前后对比

图A：带中心出水合金钻头

图 B：带中心出水合金铰刀

图 C：钻头+铰刀

钻孔参数铰孔参数

效率提升3倍

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四、效率提升与成本节约 • 按我司模具顶针孔分布情况：D6，D8，

D10，D5/16，D1/4，D3/8，占比80%。

• 线割一个孔平均35元，CNC钻、铰孔前期合计成本10元，一个孔直接节省加工费大约25元。

• 我司一年常用顶针数量8133支，满足CNC 钻孔条件的占比80%，即可用CNC来钻顶针孔的有8133*0.8=6506个。

• 全年节省￥162664元【节省加工费用约

57%】

• 可节约加工时间1571小时(约78天)【加工效率提升约96%】

案例描述c：（插铣）一些大型的镶件配合位，我们都会采用插铣的方式来进行半精和精加工，插铣有不容易让刀的优点，并且有切削步距大、效率高等优势。但要真正用好插铣，还须要注意以下几个小细节：

参考线的生成

1、参考线生成器中的参数直接影响我们工件的最终加工效果，其主要参数包括：

行距：控制我们每一刀的步进量！（可参考插铣参考参数）参考线样式：控制路径走刀方式。左右的距离：控制刀具路径的延伸量：

插铣参考参数

2、基准路径：（路径深度5-10mm）此步骤是为了方便加工时监控在进行插铣的刀具磨损情况，此基准路径由整体合金刀等高生成，应用时可以通过插铣刀具与基准路径的起级量来判定磨损大小，以达到控制插铣精度的目的！如中途发现插铣的刀具磨损超出接受范围，即可通过更换刀具，同时删减程式来实现继续加工。

刀具路径轨迹

结束语：近年来，工业发展的非常迅速，在人工智能方面更为盛行，机械制造方面的软件也远远超出我们目前使用的场景范围。PowerMill强大的无级变速后处理方案已帮助我们实现了在传统的立式和卧式机床上进行深孔加工。当然这也只是软件功能的冰山一角，还有更多使用组合须要等待我们去挖掘。

基准路径

客户成功案例成飞集成科技股份有限公司

公司名称

成飞集成科技股份有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍四川成飞集成科技股份有限公司（以下简称“成飞集成"）成立于2000年，主要从事汽车工艺装备设计制造、航空零部件加工和汽车零部件冲焊生产，于 2007年首次公开发行股票并在深交所上市（股票代码 002190)。代表性产品是中高档轿车的侧围、翼子板、门内板等整车车身内外覆盖件冲压模具和航空零部件产品及工装。注册资本3.59亿元，总资产逾70亿元，总占地面积18万平方米，员工1100余人。目前拥有安徽成飞集成瑞鹄汽车模具有限公司、四川成飞集成汽车模具有限公司两家子公司，是—个跨区域的集团化上市公司。

PowerMill是一款简单易用，但功能强大的数控编程软件，它同时提供了简洁、丰富的二次开发接口。能满足企业大部分的二次开发需求，为实现编程的自动化提供了技术支撑。

— 李红义成飞集成科技股份有限公司

依托PowerMill本身强大的功能，结合我们优化的工艺进行定制开发，在实现企业工艺沉淀和传承的同时，每年为公司节约工时费用超过100万元，并极大提升了程序安全性！

— 王立民制造一部副部长成飞集成科技股份有限公司

基于PowerMill定制开发提升效率与安全成飞集成科技股份有限公司李红义

引言 PowerMill作为一款专业的通用数控编程软件，拥有简单易用，安全可靠，计算速度快等优势，在国内塑料模具、汽车覆盖件模具、复杂零部件加工等行业中得到广泛应用。它丰富的加工策略，强大的刀路编辑功能，更是非常贴合模具行业的加工需求。但随着企业对软件应用的更加深入，结合各自的业务特点，对 CAM软件细分行业的专业性也提出了更高的要求。但这些都不是通用CAM软件所能轻易满足的。针对各个公司的这种定制化的需求， PowerMill软件也为用户提供了丰富的、简洁的二次开发接口，方便在用户在PowerMill平台上结合公司业务特点进行深度定制开发，减少用户繁琐的操作，提高编程和加工效率。

PowerMill定制开发在本企业的应用四川成飞集成科技股份有限公司（以下简称 “成飞集成"）成立于2000年，主要从事汽车工艺装备设计制造、航空零部件加工和汽车零部件冲焊生产，于2007年首次公开发行股票

并在深交所上市（股票代码 002190)。代表性产品是中高档轿车的侧围、翼子板、门内板等整车车身内外覆盖件冲压模具和航空零部件产品及工装。注册资本3.59亿元，总资产逾70 亿元，总占地面积18万平方米，员工1100余人。目前拥有安徽成飞集成瑞鹄汽车模具有限公司、四川成飞集成汽车模具有限公司两家子公司，是—个跨区域的集团化上市公司。公司在十多年的PowerMill软件应用过程中，通过 PowerMIll提供的二次开发接口，结合公司业务的特点，定制开发了一系列编程工具，为公司在数控编程效率、数控加工效率、数控程序安全性方面提供了重要支撑。

1）依托PowerMill平台的定制开发实现了所有加工策略的模板化、网络化，确保了整个公司数控编程过程的标准化，同时也为基础数据维护提供了更简便、高效的方法。

2）在进行深度的定制开发过程中，针对公司的多种数控机床系统，进行了型面、轮廓无人

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值守加工专用模块开发。通过开发除了极大提升编程效率外，也使公司整个加工工艺得到了统一。程序安全是加工安全的重要保障，我们针对不同类型的程序（如型面、钻孔、轮廓、对称件等）设计了不同的安全检查策略，在程序后处理输出过程中对程序安全性做最后的验证，智能阻断疑似不安全程序输出并将阻断原因提示给编程人员。

3）利用PowerMill强大的安全验证功能，实现了其它平台软件的数控程序在PowerMill进行3 轴和3+2轴的机床仿真验证，确保加工程序无过切和碰撞进而保障数控设备的安全。

PowerMill 二次开发实现轮廓清角编程自动化汽车覆盖件模具的所有加工特征中，轮廓清角加工一直是个数控编程加工难点、痛点。因为清角程序编制相当繁琐，主要依靠编程人员利用PowerMill的刀路编辑功能进行手工操作，

随着轮廓形状的复杂度的增加，编程工作量也随着成倍的增加。并且由于采用线框编程，还无法对得到的轮廓清角程序进行可靠的安全性验证，从而增加了程序检查校对的工作量。因此，借助PowerMill二次开发实现编程流程自动化，解决以上问题。

方案实施： 1）由于汽车模具加工的特殊性，加工对象存在数模面、轮廓线、模具设计图纸等多种加工依据。在模具制造中的轮廓加工，通常是依据轮廓线进行的，而单独的三维轮廓线生成的加工程序是无法识别出加工残留的，这也是目前业内通用的CAM软件所无法实现的，利于PowerMill的开放性，结合汽车模具行业特点，设计了一套特定算法，使编程过程中，软件通过特定规律自动识别到残留区域，从而能准确的裁剪出准确范围内的单独轮廓清根程序，避免编程人员依靠人工方式去识别残留。图4为通过算法自动计算出来的清根刀轨。

图4：自动识别出来的轮廓清根刀轨

2）将每一段清根刀轨在XY平面投影，投影后的刀轨再偏移至毛坯的最顶部，为了获取毛坯的最高点，就需要借助PowerMill内部的操作函数GetEntityParameterInfo()，通过该函数可以将毛坯的几何属性全部得到，提取出需要的Z向值，为后续操作做依据。实现这一步操作后，还需要先将刀轨转化成PowerMill软件中的参考线，然后对参考线进行变换操作，参考线可以从刀具路径或模型转换而来。将参考线按一定间距沿Z向进行复制偏移，形成一系列参考线的阵列。其中Z向间距是根据刀具型号确定的，并不是固定不变的，这些阵列如下图5所示。

图5：复制并偏移后的参考线

3）在有了这些基础的刀轨参考线后，就需要将该处清根的最高和最低点进行识别，通过与加工数模中的面片进行比较，从而确定出该处刀路的最高点和最低点。再分别计算出安全富余量的Z向范围，将偏移参考线多余的部分进行删除操作，保留最终转换成刀轨的部分。删除多余部分后的参考线如下图所示。

图6：删除多余参考线后的状态

4）通过Po w e r Mi l l内部命令“C O M M I T PATTERN ; \r PROCESS TPLEADS\r”，将最后得到的一系列参考线转换为刀具路径并进行保存。重复之前的所有步骤，最后会将所有平面单刀清根刀路转换为2.5D清根刀具路径并进行合并。自动计算后的结果如下图所示：

图3：轮廓线

图2：加工数模

图1：汽车修边类冲压模

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图7：自动合并后的刀具路径

方案效果： 1）首先通过定制工具的实现所有的轮廓清角范围是自动裁剪的，除保证了各种刀具的最小过渡量外，还能确保不遗漏任何一个轮廓角部。

2）其次所有的清角程序均由3D轮廓转化为2D 平面层切，在程序实际加工过程中，由于采用类似等高的方式，整个切削状态非常平稳。并具每个轮廓根据数模、轮廓形状，自动计算根据当前刀具所用的Z向层数，从而保证加工后的刃口厚度。

3）最后轮廓清角程序也有自己独有的安全检查策略，只有通过安全检查的程序才允许后置输出，否则的话在后置时将被强制中断，程序的安全性检查不再依赖于编程人员和校对人员的人工检查。

图9：轮廓清根自动化编程效果

4）通过这一方案的优化，我们的轮廓清角的编程效率提升200%以上，加工效率可以提升 20%以上，并且大大降低了所有人员的劳动强度。从技术上保证程序安全、高效，一年可以节约工时超过1300小时，节省费用近40 万元。

PowerMill型面等高二次粗加工效率提升数控开粗加工追求高效，要求单位时间内最大的材料去除率。大切深、高进给是实现方案，在我们公司，针对型面粗加工，我们采用的刀具为63R8的圆鼻刀，下切步距一般为1mm。针对大刀具切削不到的一些封闭的小区域进行

二次粗加工，一般采用的是25R2.5的圆鼻刀，下切步距一般为0.5mm。

图10：汽车模具型面粗加工

图11：汽车模具型面二次粗加工

在PowerMill的区域清除策略中，残留粗加工策略有两个选项，基于刀具路径和基于残留模型。通过对比我们发现，基于刀具路径的二次粗加工范围更小，刀路更短，加工时间也更少，而基于残留模型生成的二次粗加工则情况刚好相反。但从现场实际加工来看，基于残留模型的刀具路径虽然刀路更长，但由于其计算生成逻辑更加真实，则实际加工也更加工安全可靠。

图12：PowerMill的区域残留加工选项

针对参考残留模型生成的二次粗加工范围更大，加工时间更长的问题，公司通过对 PowerMill的区域清除策略进行仔细分析，提出了针对公司模具加工过程的优化方法，在保证刀路安全的前提下，尽可能地减少二次粗加工范围，提高加工效率。

图13：粗加工和二次粗加工加工后残留

粗加工是一种区域等高加工策略，它是基于分层加工的，那么它必然在工件表面形成三角形的台阶残留，直壁型面除外，如图中所示，残留大小与型面的平缓度有关。二次粗加工也是基于分层加工的，它的分层方法与毛坯、余量、刀具等参数有关，默认状态下大概率会形成如图中所示的切削层（图中绿色虚线）。从每个层来看，刀具都能加工到粗加工残留，因此都会有刀具路径在该层中被生成。每层的残留会被加工成三个大小不等的残留材料。

基于以上分析我们提出来一个层对齐的概念，具体是：

1）二次等高粗加工的下切步距与等高粗加工的下切步距是整数倍的关系。

2）二次等高粗加工的部分层要与等高粗加工层一致。

通过对二次等高粗加工进行层对齐，我们发现在与粗加工相同的层中，开阔平缓区域是没有残留能被加工到，这就意味着该层在此处没有刀具路径被生成。粗加工的每层残留会被加工成均匀的两个残留，从而实现了刀具路径的最精简、加工效率最高，如下图所示：

图14：层对齐后的粗加工残留示意图

通过二次开发的方式，我们能轻松地实现二次粗加工策略中的层对齐。通过我们大量的实际加工测算，基于层对应残留模型的方案较原始加工方案效率提升至少在15%以上。

程序导入PowerMill进行安全检查程序的安全性对数控加工至关重要，一直以来 PowerMill的安全性在业界都是遥遥领先的。特别是PowerMill的机床防真功能，非常便捷、实用，能满足绝大部分的数控程序机床仿

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真需求。我们在实际使用过程中，通过对公司的刀具库、机床库进行整理，并将其集成在公司的二次开发平台上，可以在PowerMill平台上更加便捷、安全地使用机床仿真功能，提高公司的数控程序的安全性。

针对某些第三方CAM软件生成的数控程序，由于其自身机床仿真操作比较繁琐、复杂并且安全性有待商榷的情况，公司的技术团队提出让 PowerMill来承担起第三方CAM软件数控程序的安全验证工作。

由于涉及到两款软件刀路信息的传递，就需要设计一套完善的算法来保证所有刀路都被正确的标识、传递。为此我们设计了以下算法：首先，将CAM软件中的刀路通过一阶曲线的形式进行表达，并进行信息标识。其次，将这些一阶曲线转化为IGS文件，用于向PowerMill进行传递，相应的刀路信息（如刀具、余量、坐标等信息）则生成为文本文件。然后将这些信息通过PowerMill完善的数据转换接口，导入至 PowerMill软件中。最后则通过PowerMill软件的机床仿真功能进行安全性验证，并将仿真后的结果输出给编程人员。

图15：第三方刀路转移至PowerMill验证刀路方案

通过该功能的实现，公司在不增加单独的仿真软件的情况下统一了数控程序安全验证方法，提高第三方CAM软件刀具路径的安全性，极大地保障了加工的安全。

结束语 PowerMill是一款简单易用，但功能强大的数控编程软件，它同时提供了简洁、丰富的二次开发接口。能满足企业大部分的二次开发需求，为实现编程的自动化提供了技术支撑。随着软件在企业内的深度应用，通用CAM软件已无法满足行业细分和企业自动化的需要。而依托PowerMill本身强大的功能，结合企业自身的工艺进行定制开发，在实现企业工艺沉淀和优化的同时，最大限度提升编程效率和加工效率，同时保障人、机、料的安全！

图16：第三方刀路转移至PowerMill方案

客户成功案例兴立模具有限公司

公司名称

兴立模具有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍兴立模具有限公司成立于2001年，是全球十大鞋业制造商兴昂国际鞋业股份有限公司旗下专业从事鞋模生产的工厂，主要服务于世界知名品牌的各类运动休闲鞋模的研发、设计、生产，主要服务于NIKE、BALENCI AGA、PRADA、TIMBERLAND、OFF WHITE…等世界知名品牌休闲鞋、女鞋各类模具的设计、生产和销售。

加工工艺的好坏直接影响到生产效率和产品品质，好的工业软件带给我们更多、更优秀的解决方案。PowerMill有丰富的策略和友好的界面、让我们更快速、更高效、保质保量地完成工作。

— 李立华 CAM工程师兴立模具有限公司

PowerMill在鞋模中的应用兴立模具有限公司李立华

引言随着时代发展和进步，鞋模界的变化也是日新月异，客户对模具品质的要求越来越高，对产品的生产周期压缩的越来越短。与之相对应的软件、硬件都需要调整以满足客户需求。鞋模行业中开发样品时主要问题就是品质和交期，在生产过程中每个环节必须要以最快的速度完成，并且要做好、做对、容不得任何差错。下面就用实际案例来阐述如何通过改善CAM编程方案来提升产品品质和生产效率。

案例 1 描述本次分享的是在鞋模中要求比较高的IP EVA模具，它是属于射出类模具，材质是铝合金，工件大小550mm×280mm×65mm。此类模具要求比较高，第一、无手工合模；第二、模腔内要抽真空，上下模模口必须密合、产品不能有毛边，因此加工精度要求较高。

图1是我们按惯常的方式加工出来的模具，左图我们可以看到合模面上陡峭面上压白，平缓

图1:改善前合模情况

客户成功案例兴立模具有限公司

的地方压不实。右图中此模模口密合度不够，压痕深浅不一。通过分析可能存在以下问题：

A:材料经过刀具切削后产生应力导致模具翘曲变形。

B:刀具和装夹误差。我们把精加工刀具进行R 度检测，发现R5球刀实际上R度只有R4.98。

C:模口合模不均可能是上下模曲面加工出来与 3D模型不一致导致，即加工不到位，也可能是表面光洁度不够。

改善方案 A：工件减材后产生应力变形，我们的解决办法是：一、尽量减少粗加工后残料；二、工件开粗完成后释放应力，再把底部基准面重新铣平，最后上机精加工时为了防止螺丝拉扯变形采用真空吸盘，保证工件受力均匀，防止精加工时引起的翘曲变形。（图2） B：针对刀具本身的误差我们选择在PM参数 “径向余量”来做补偿。为了提高表面光洁度把走刀方式改成螺旋走刀，避免了进退刀痕迹出现。（图3）

图3：模口刀路参数设置 C：针对合密面精度和表面光洁度不达标的情况，我们采用了“点分布”优化设置，提高表面光洁度（图4）

改善前后产品对比按照新的方案加工出来的模具合模效果与之前加工的产品对比，效果明显好了很多。

图5左图为改善前模具、右图是改善后加工的模具，改善后的产品达到了我们的设计要求。图6模口模面均合密，压痕均匀，组装好可以直接试模，无需人工打磨。

案例 2 描述

图7：内仁

如图7所示我们看到的这个工件，我们叫做内仁（模仁）。内仁上的这些波纹状、田格状的沟槽我们做的非常多，几乎百分之八十的橡胶大底模仁上都会有；其次是侧面一整圈的倒扣需要加工出来。

图2：粗加工后再次铣基准面

图4：刀路参数优化

图6：模口合模情况

图5：新旧方案对比

客户成功案例兴立模具有限公司

图8：旧的编程软件剖沟刀路

图9：旧的倒扣加工方案

图8所示是我们用其它的编程软件做的刀路，抬刀非常的多，很浪费时间。图9所示内仁侧面一圈的倒扣，原始方案是分成四段，四个面来加工，装卸次数多，加工有接痕品质差。

内仁剖沟的改善方案迫于客户对产品的生产周期的压缩和对产品品质要求的提高，我们不得不寻找更好的解决方案，选择更好、更高效的编程软件。

图10：PowerMill做的剖沟刀路

图10所示是我们用PowerMill做的刀路，与图8 对比减少了抬刀次数，加工效率明显提升，加工时间更短。

图11：改善后加工的内仁实拍

图11所示是我们改善后加工出来的工件照片，这些沟槽加工出来的效果非常的好，也不容易断刀，效率提升25%以上。

内仁倒扣的改善方案

图12：用PowerMill曲面投影+T形刀

图12上部分是我们用PowerMill 曲面投影+T形刀做的刀路，一个面加工完成，不管是编程效率还是加工效率都有了很大的提升，也避免了接痕的产生。

结束语加工工艺的好坏直接影响到生产效率和产品品质，好的工业软件带给我们更多、更优秀的解决方案。PowerMill有丰富的策略和友好的界面、让我们更快速、更高效、保质保量地完成工作。

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客户成功案例中山世达模型制造有限公司

公司名称

中山世达模型制造有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍世达致力于提供最好的手板模型，快速模具以及小批量生产服务来生产客制化产品。主要专注于CNC多轴加工、3D 打印、真空复模、SLA & SLS、注塑等多种制造工艺，引进最先进的技术，使用高效的生产方式，涉及范围包括生产快速成型模型、快速成型模具、塑胶制品、机械零配件等，公司非常注重员工的全面培养，本公司已发展成为世界知名的手板模具公司。

借助PowerMill软件丰富的策略，不断创新优化，充分挖掘机床、刀具的潜能，优化我们的程序，可以极大的提升生产效率，保持竞争力，这些都是我们一直最求的目标。

— 李龙辉 CNC主管中山世达模型制造有限公司

PowerMill助力手板行业降本增效中山世达模型制造有限公司李龙辉

引言中小企业在我国产业链中一直占据着重要地位。近年来，国家及各地政府纷纷针对制造业中小企业出台相关政策，鼓励中小企走“专精特新"的发展道路，推动我国制造业转型升级。产品也不断的往多样化、小批量、快速迭代的生产需求发展。随着科技的发展，当今激烈的市场竞争中，想要让手板制造得到持续的发展，唯有不断探索CAM软件，机床，刀具等结合应用，不断探索和挖掘PowerMill的功能，我们才能最大化的实现智能制造。

PowerMill在中山世达的应用世达致力于提供最好的手板模型，快速模具以及小批量生产服务来生产客制化产品。我们公司于2012年引进了PowerMill，涵括了3轴到5 轴的功能，灵活多变，极大的提升生产效率，节约成本，为公司创造利润及巩固在经济市场的地位。

PowerMill“多坐标”最大化机床容量，降低生产成本现状：传统的作业模式，走单件的加工。而当今制造业竞争日益激烈，生产成本不断受到市场的冲击，迫切需要改变。

如下图1所示，虎钳夹持单个零件是我们最熟悉的加工模式，传统的多件加工方式是阵列程序的方式，刀路连接很容易出现左右相邻的刀路连接过切，装夹和调试也耗时耗力。

图1：单件加工

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改善对策：如图2，PowerMill软件当中，提供很好的一项功能，【设置】，该项功能与NC程序相互关联，在【设置】当中，我们只需要编辑一个工件的刀路，多次拖动程式到设置中，即可产生多条刀路，然后我们只需要在夹具偏移中定义每个设置的坐标，即可实现一条刀路多个坐标输出，达到多工位的加工目的。NC程序输出后我们只需要在机床上进行分中，对工件进行坐标定义即可，简单灵活，也不会出现因刀路连接导致的过切。

优点：虎钳高度可以不一致，虎钳彼此之间无需保证彼此平直，节省调试和装夹的时间。同时，相比较单件的加工运行，大大的节省了换刀时间，提高机床运行周期。

1) 减少换刀时间。

2) 最大化机床的空间利用率。

3) 增大机床运行周期，减少人力更换。

4) 提高生产效率。

PowerMill“旋风铣的六步曲”助力提高生产效率。如图4所示的项目，为了赢得客户的订单，单

件工时一再压缩，传统的加工模式已经无法满足加工需求。

• 工件：产品件

• 机台：哈斯 VF2-5 Axis

• 材料：AL6061-T6

• 大小：190*82*60

• 数量：6000件

• 加工时间：50分钟/件

图2粗加工后再次铣基准面

图2：多坐标设置界面

图3：多坐标加工

图4：旋风铣的应用

• 问题点：传统加工满足不了现有生产要求和报价，需提高加工效率

• 应用：旋风铣

传统开粗 VS 高速开粗：传统的开粗方式：小切深，大切宽，刀具前端磨损快，开粗效率低，刀具成本大。高速开粗方式：大切深，小切宽，全刃加工，刀具受力均匀，同时提高刀具的使用寿命，实现更高效的开粗。如图5。

图5：传统与高速的对比

客户成功案例中山世达模型制造有限公司

图6：传统开粗

图7：旋风铣（自模型）

方案一：采用传统开粗方式，如图6，切削时间是：11.43min/件，开粗时间长，无法满足零件的加工需求。

方案二：采用高速铣削的理念，大切深，小切宽，使用PowerMill中的Vortex旋风铣(自模型)策略，如图7，刀路变得简洁漂亮，加工时间缩短为10.36min/件。但仍然存在摆线圆弧小，外形铣削上有多余的摆线浪费了大量的时间，且容易导致摆线过小刀具侧刃受力过大。

方案三：使用Vortex旋风铣(自毛坯)，如图 8，刀路无多余的摆线移动，内部圆弧摆线变得更加平顺，大圆弧的摆线使的刀具在切削过程中始终保持了一样的接触角。加工更加顺畅，更高效，进给更快了。加工时间缩短到 7.21min/件。

方案四：在Vortex旋风铣(自毛坯) +修圆，如图9，修圆的优势：点数少、输出刀路占用内存小、机床运算速度更快。运行时间再次缩短到7mins/件。方案五：采用Vortex旋风铣(自毛坯+修圆+高速指令)。优化了软件的策略后，我们尝试从硬件机床入手，高速机都有自己的高速指令，即为CNC控制器的性能—前瞻功能，哈斯机床就提供了这样一个选项，如图10， G187 P （n） E（n），P1=开粗，P2=中光，P3=光刀，E=最大圆角值，E圆角大小我们可以通过公差来进行检测和判断，通过公差大小，控制PowerMill-Post Processor，输出不同的高速指令，兼顾了质量和效率，激活了机床的高速指令之后，我们的加工时间缩减到了 3.75mins/件。方案六：采用Vortex旋风铣(自毛坯+修圆+高速指令)+高性能粗加工立铣刀。常规的立铣刀切削出的废屑都比较长，在开粗腔体的时候，不易排屑，废屑容易挤刀导致刀具侧刃崩缺。采用高性能的刀具，如图11，切屑变的小粒，易于排屑，不挤刀，切削更快。加工运行时间控制在：3.18min/件，效率大大的得到了提升。

六部曲的总结：合理选用不同的策略，从加工的三要素（机床，刀具，软件）出发，不断进行深入尝试探索，就可以得到高速高效的加工结果。

图8：旋风铣（自毛胚）

客户成功案例共立精机大连有限公司

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共立精机大连有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍我们公司坐落于北方明珠大连，我们是一家特殊的日本独资企业，成立于 1995年，自2005年以后，日本人已经全部撤回日本，现在完全由我们中国人自己管理，我们始终秉承先做人后做模具和以技术、质量、交货期、成本、回报用户、员工、社会及公司的理念持续的做一件事情，将压铸模具当做艺术品对待。我们主要经营压铸模具，目前员工只有95人，年产值在1-1.2亿元人民币，人均产值在100万左右。因为汽车进入电动化时代，汽车结构轻量化，一体压铸技术的成熟，从长远考虑我司建设二期厂房，现在已经具备制作6000- 8000吨压铸模具的能力。我公司也是 AAA级信用企业，也获得中国模具协会 2020-2022年度压铸模具十强企业。

压铸模具结构复杂，传统的加工方式已经过时，借助于 PowerMill灵活的五轴加工模块，对压铸模型进行五轴联动加工，为模具生产企业节省了很大的生产费用，同时也提前将模具交付于客户，产品质量周期成本都得到了很大程度的改善。

— 任立曦共立精机大连有限公司

PowerMill 助力压铸模具实现智能制造共立精机大连有限公司任立曦

引言压铸模具是铸造金属零部件的一种工具，一种在专用的压铸模锻机上完成压铸工艺的工具。汽车转向器是典型的压铸模具产品之一，结构复杂侧抽较多，组装和加工都有一定的难度。

基于PwerMill五轴加工模块，对汽车转向器模具进行工艺变更，由原有的放电加工转换成五轴联动加工，提高了模具的质量缩短了模具的整体生产周期，解决生产过程中侧抽后退等问题。

案例分析及改善方案 1. 汽车转向器压铸模具这是典型的800吨汽车转向器压铸模具，型腔大小：850x475x246，转向器模具的特点侧抽多，共有9个侧抽，加工难点在背面斜抽配合部分，也就是图1.1中左上方红色圆内的配合处。加工尺寸和位置度不好掌控，在钳工装配中花费时间较长，研和效果往往不太理想，生产过程中容易产生斜抽后退的现象。

摘要：本文详细阐述了汽车压铸模具背面斜抽加工工艺分析，利用 PowerMill五轴加工模块对压铸模具进行五轴联动加工和3+2定轴加工的工艺分析对比。

关键词：PowerMill，压铸模具，五轴，3+2定轴

客户成功案例中山世达模型制造有限公司

结束语采用PowerMill的多坐标加工，可以大大提高机床的空间利用率，降低调机时间和运行时间，提高机床的OEE，减少换刀的时间，最大化的实现提高生产效率，降低生产成本。

借助PowerMill软件丰富的策略，不断创新优化，充分挖掘机床、刀具的潜能，优化我们的程序，可以极大的提升生产效率，保持竞争力，这些都是我们一直最求的目标。唯有创新，与同行拉开差距，树立自身独特的

优势才能让制造企业得到持续的发展。想真正在手板行业立足，技术是关键，诚信是根本，手板品质是基础。

咨询热线：400 056 5020

图9：旋风铣（自毛胚+修圆）图11：立铣刀和高性能粗铣刀

图10：旋风铣（自毛坯+修圆+高速指令）图12：所有开粗时间对比

客户成功案例共立精机大连有限公司

公司名称

共立精机大连有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

— 任立曦共立精机大连有限公司

PowerMill 助力压铸模具实现智能制造共立精机大连有限公司任立曦

摘要：本文详细阐述了汽车压铸模具背面斜抽加工工艺分析，利用 PowerMill五轴加工模块对压铸模具进行五轴联动加工和3+2定轴加工的工艺分析对比。

关键词：PowerMill，压铸模具，五轴，3+2定轴

客户成功案例共立精机大连有限公司

图1.1 汽车转向器压铸模具

1.1 原始CAM方案工艺分析背面斜抽配合是两个角度的，图1.2中看出配合范围大小145x98x83mm，最小的立壁R 角为R5，配合长度90mm，避空结构高度在 205mm，装配间隙在0.04mm，可以看出结构部分相对高度较高，图1.3中看出配合部位距离避空侧壁较近，普通的三轴无法实现，顾采用放电加工，放电加工分为两种形式，一种是主轴立式放电，另一种是侧向放电。

图1.2

图1.3

侧向放电分析图1.4为侧向放电视图，侧向放电缺点，放电效率慢，尺寸精度不好，电极夹持距离较长，电极较大重量较沉，放电过程中，在重力和油压的共同作用下，产品的尺寸精度和位置精度根本无法保证，此方案被排除。

图1.4

立式放电分析因为配合角度是两个角度，所以制作一个铝制的夹具，如图1.5和图1.6，夹具支撑的角度是这个斜抽配合第二角度，将型腔以第一个角度放置在夹具上，然后支撑起夹具，这样就是侧向放电变成垂直放电，但是因为夹持距离的原因，放电效果不理想。

衍生问题图1.7背面斜侧抽与动模装配图，因背面因放电效果不理想，图1.8的背面斜抽需要等待动模放电后，送至三坐标检测，等待检测结果出来后，依据检测结果，进行匹配加工。

图1.7 背面斜侧抽与动模组合

图1.8背面斜侧抽

1.2 创新CAM方案设备与软件导入引入牧野D800Z五轴加工机床图1.9为牧野 D800Z设备图，并购买PowerMill的五轴加工模块。

图1.5 动模与夹具装配状态

图1.6动模与夹具装配状态

图1.9牧野D800Z

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从图 1 . 1 0看出机床的最大装夹工件直接为 1mm，本次案例斜对角距离在950mm可以实现工件的装夹

图1.10工件限制图

工艺规划图1.12粗加工指示单，在正面粗加工时留四个圆柱并在制作4-M20螺纹，并将几何中心坐标标注出来，如图1.11工件装夹时将型腔中心对准工作台几何中心。

图1.11 实际装夹状态

图1.12粗加工工艺指示单

刀具选择与策略参数运用五轴联动加工功能，使用D8B刀具。采用刀轴自直线和仰角85度五轴联动加工，如图 1.13。

图1.13 参数设置

D8B刀具探出39mm，延长刀杆探出100mm加上160mm长的刀体，如图1.14和图1.15所示。通过降低刀具转速和进给，得到一个很好的表面质量。

图1.14 刀具组合状态

刀具名称刀长刀具说明 D8B-F 39 直柄热装 6 7 + D 4 8刀库

L160+刀杆探出100 图1.15刀具长度参数

加工数据对比图 1 . 1 6五轴加工后检测数据双边 - 0 . 0 2 ~ - 0.04mm 图1.17放电加工的数据单边-0.05~+0.15mm

图1.16 五轴加工数据

图1.17 放电加工数据

图1.18五轴联动加工后的实际效果图，NC加工后的尺寸和表面质量得很好的保证，图1.19背面斜抽可以与动模同步加工，节省整套模具的加工时间。

图1.18加工后状态

图1.19背面侧抽

新旧方案对比内容原方案新方案夹具设计与加工 30H 无电极设计 2H 无电极加工 10H 无放电加工 16H 无装夹时间 8H 2H NC加工 4H开粗 13H 钳工装配 6H 2H 总时间 76H 17H 图1.20对比表格

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从图1.20对比表可以看出，五轴加工比原有工艺节省59小时，整套模具的生产周期缩短3天以上的时间。

1.3总结五轴联动加工的特点：光洁度很好，尺寸精度稍差。

3 + 2定轴加工；容易出现接刀痕迹，尺寸较好。

装夹螺纹位置不合适，接近工作台外围。

2. 汽车壳体压铸模具模具尺寸680x535x227.55 精度要求较高，基准面较多。

图2.1壳体模具

2.1原始CAM方案

图2.2

图2.3

图2.2中红色部分采用球刀加工，其它部分整体电极并将中间部分做成避空整体放电加工，图 2.3中绿色浇排系统三轴无法加工，必须放电整体加工，整体电极材料使用非常多，加工时间较长。

2.2创新CAM方案采用3+2定轴加工，电极减少为8个小电极，电极的材料就可以节省约3.4x107mm3，如图2.4 所示。

图2.4

图2.5

图2.6

图2.5所示位置原工艺采用球刀加工，现在采用 3+2定轴加工，成型部分使用刀具底刃，偏置平坦面策略加工，尺寸精度可以得到保证；图 2.6上半部分是配合封料面，3+2定轴加工Z向公差稍差，无法保证产品精度，现采用的是使用刀具侧刃，等高策略进行加工，得到很好的尺寸和表面质量。

2.3数据对比新旧方案对比内容原方案新方案电极设计 10H 3H 电极加工 60H 10H 放电加工 80H 16H NC加工时间 45H 60H 总时间 195H 89H 图2.7数据对比表

从图2.7表中看出，采用3+2定轴加工比原有工艺节省了106H，不包含抛光所节省的时间，整套模具的生产周期缩短了5天的时间

结论压铸模具结构复杂，传统的加工方式已经过时，借助于PowerMill灵活的五轴加工模块，对压铸模型进行五轴联动加工，为模具生产企业节省了很大的生产费用，同时也提前将模具交付于客户，产品质量周期成本都得到了很大程度的改善。同时PowerMill五轴灵活多变，易上手的属性，对于编程人员来说更能生产出高质量的模具产品。

客户成功案例现代汽车模具（山东）有限公司

公司名称

现代汽车模具（山东）有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍现代汽车模具（山东）有限公司2008 年9月10日注册成立，2009年4月建厂，隶属于现代汽车集团本部。公司主要产品为汽车外板覆盖件与主要结构件模具,涵盖了索纳塔、iX35、明图、起亚K系等数十款车型的外板件与大型板件模具，主要供给BHMC、KCN、 CHMC等集团整车工厂，并出口包括美国、俄罗斯、斯洛伐克、巴西等十多个国家和地区。

公司从2009年以来，随着技术能力和生产水平的提升，生产能力由年产240 套（每套10吨基准）逐渐扩大到年产 520套。产品也由原来的汽车结构内板模具提升到现在高水平的汽车外覆盖件模具（汽车侧围、翼子板、顶盖、机盖、门板等）。

通过PowerMill的二次开发，可以实现企业级的经验库积累，统一加工工艺，简化编程人员的手工操作，保障加工的安全高效，让编程者的工作更加便捷简单。

— 夏冰现代汽车模具（山东）有限公司

冲压模具的编程自动化技术开发现代汽车模具（山东）有限公司夏冰

引言随着制造技术的发展，模具企业需要更高的制造效率与更优的加工品质，如何更快更好的完成数控编程是模具制造企业的共同需求， Autodesk PowerMill是一款非常出色的CNC 编程软件，而且软件自身提供的二次开发接口非常符合企业的定制化需求，用户可以根据自己的需求进行独立的二次开发，方便模块化编程及自动编程技术的开发，大大提升编程效率，降低了人为出错率，带来了良好的企业收益。Autodesk PowerMill中自带的Robot模块，实现了机器人的自动化路径模拟，机器人

编程高效便捷，有利于企业进行机器人的自动化实施。

案例描述 1. 基于PowerMill的二次开发 1.1 宏命令 PowerMill向用户开放其全部内部命令。用户可以将这些命令进行组合，形成宏文件模版，用以在PowerMill中进行一系列连续操作，避免重复工作，大大提高工作效率，如图1.1所示。

摘要：本文介绍了基于冲压模具的编程自动化的技术研究，通过对 Autodesk PowerMill软件的二次开发及PowerMill Robot模块的灵活应用，可以提升编程效率，本文介绍了使用机械手进行冲压模具排气孔加工的创新方案，解决了传统冲压模具排气孔自动化加工的技术难题，给大型冲压模具企业在编程及加工自动化方面提供了技术参考。

关键词：PowerMill，二次开发，排气孔加工

客户成功案例现代汽车模具（山东）有限公司

1.2 使用Visual Basic做PowerMill二次开发 PowerMill给用户提供了二次开发的接口，用以读取PowerMill的窗口数据，用户可以利用此接口开发出适合本单位和个人习惯的工具，提高工作效率和编程质量。

用户可以使用Visual Basic进行二次开发，用户要把Visual Basic程序设置的数据传到 PowerMill软件里，并让PowerMill执行该事件，即可实现Visual Basic与PowerMill的信息沟通，例如：连接函数GetObject ，使用这样的语句GetObject(, "Pmill.Document")，就可以建立与已运行的PowerMill的连接，进而实现信息的交换，然后就可以设置相关的命令，实现软件的定制开发，如图1.2所示。

1.3 右键菜单及自定义工具条的开发 PowerMill给用户提供了右键菜单的开发接口，用户可以通过自定义设定，设置符合自己习惯的快捷操作，也可以设置编程模板，方便快速调用。同时模板化的编程能够降低编程人员的技能要求，大大降低编程者的经验依赖，减少重复劳动。针对刀具路径，PowerMill也是独创了针对性的用户自定义操作，方便用户实现刀具路径的快捷宏操作，如图1.3所示。

PowerMill还给用户提供了自定义工具条的开发，如同系统自带的工具条，非常实用便捷，如图1.4所示 2 使用机械手加工排气孔 2.1 冲压模具排气孔介绍冲压模具拉延模成型时，凸模压边圈和凹模被定位，一边下降薄板一边成形，直到下死点状态。此时，如果凸模和材料之间存有空气，薄板就不能按形状成形。就会因为空气产生变形。成型后，凸模从下死点开始上升，薄板贴附在凸模上一同上升，因此薄板也会因为吸附而产生受力变形。为了防止这两种变形，在凸凹模表面设置很小的孔，这样成型过程中以及成型后，空气就可以从孔排出，防止了薄板的变形。该孔就叫做排气孔。排气孔的制作是冲压模具拉延工序非常重要的一道工艺，如图 2.1所示。

2.2 排气孔传统CNC加工在模具工厂加工这样的排气孔时，是一件困难的事情，排气孔的角度都是随型面变化的， 3+2机床制作这样的NC数据时，非常麻烦，需要设置很多不同的加工坐标系，生成不同的NC 数据。操作者也是需要值守加工，干涉情况时有发生，如图2.2所示。

传统的这种加工方式，一般一套模具需要加工 1~2天的时间。

2.3 排气孔加工的自动化开发为了提升大型机床的排气孔加工效率，我司尝试开发ROBOT的方法，实现了排气孔加工的自动化。

图1.1宏文件的录制与使用

图1.2 基于VB的二次开发

图1.3 右键菜单及用户快捷下拉菜单图1.4 自定义工具条

图2.1

2.1

客户成功案例现代汽车模具（山东）有限公司

咨询热线：400 056 5020

通过使用ROBOT添加打孔设备，实现自由角度的自动化编程及自动化加工。借助AUTODESK PowerMill ROBOT模块，如图2.3所示。可以自由的进行加工角度的控制，并数字化的实现干涉仿真模拟，如图2.4所示。测试后，加工精

度能够控制在0.1mm以内，可以满足排气孔的设计需求；排气孔加工由大型机床3+2加工调整为ROBOT加工，加工效率大大提升，取得了良好的企业收益，如图2.5所示。

结束语 AUTODESK PowerMill作为模具行业主流的编程软件，如何提升编程人员的编程效率，降低人为疏忽造成的加工事故，是所有企业都致力解决的问题。通过PowerMill的二次开发，可以实现企业级的经验库积累，统一加工工艺，简化编程人员的手工操作，保障加工的安全高效，让编程者的工作更加便捷简单。本文提供了一些二次开发的路线，希望给读者一些启发。

图2.2 传统CNC加工方式

图2.3 ROBOT编程流程

图2.4 ROBOT编程

图2.5 ROBOT实际加工作业

降低人工值守作业，实现自动化加工，能够大幅提升制造效率。PowerMill ROBOT模块提供了便捷友好的编程方案，可以实现机器人路径的自动化计算及优化，本文提供的基于冲压模具的机械手解决排气孔加工的创新方案，是一个成功的案例，解决了传统加工的技术难题，可以给大型冲压模具企业在编程及加工自动化方面提供技术参考。

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

公司名称

常源科技（天津）有限公司

应用软件 Autodesk® PowerMill®

公司介绍常源位于天津空港经济区，隶属于常熟内饰集团，为集团提供模具.检具.自动化生产设备等研发制造的一体化工厂。模具产能规划4.5亿. 各部门关键岗位来自于国内各大知名模具厂，现有模具专业人员384人，目前公司共有设备101 台。其中五轴加工设备24台，三轴设备 18台，电火花18台，深孔钻4台，三坐标、线切割、注塑机合模机等37台。致力于为客户提供完整的解决方案，可在模具设计初期进行自动化生产可行性评审，提前解决浇口修剪，自动化抓手定位，设备生产调试等问题。

基于PowerMill加工编程软件，通过参数优化，加工方法调整，以及点分布功能可以有效的帮助企业解决工件颤纹和工件零验配问题，帮助企业赢得客户信任。

— 张其广常源科技（天津）有限公司

汽车内饰模具智能制造行业研究常源科技（天津）有限公司张其广

引言随着汽车技术的飞速发展，产品更新换代周期非常快，质量要求也非常高，这使得所有汽车模具公司必须提高模具加工效率和加工质量。企业中最常见难于解决的就是加工中工件表面出现颤纹和加工尺寸超差研配困难，满足不了客户要求。

案例分析及改善方案 1. 案例一 ――工件表面颤纹的解决方法工件表面出现颤纹,表面粗糙度严重超差,无法满足要求,而且解决难度大,是目前企业常见难以解决的综合性工艺问题。如图1.1 所示,有明显的颤纹，用手触摸有凹凸感。

摘要：本文详细阐述了工件表面出现颤纹和怎样做到模具零研配的解决方法，通过应用Autodesk PowerMill软件进行优化加工，对改善加工工件表面颤纹和模具实现零研配的方案进行深入探讨，帮助企业解决工件颤纹问题和模具零研配。

关键词：PowerMill，表面颤纹，分型面，零研配

图1.1 工件表面颤纹(手触摸有凹凸感)

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

1.1 原因分析既然表面颤纹是综合性的工艺问题，那么就会有很多因素造成，通过人机料法分析，如图1.2 所示，主要集中在以下方面：

（1）机床系统驱动器的刚性不匹配，机床主轴不平衡。

（2）刀具的悬伸长度过长，刀具磨损，切削力不足。

（3）机床主轴高速运转时刀柄动平衡不足。

（4）人为造成的原因，压装方式没有充沛的固定。

（5）编程参数设置不合理（切削速度、进给、进刀量、公差点分布以及冷却方式不合理）。

1.2. 解决方法（1）排查机床系统驱动器，主要排查主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。还要排查轴承是不是良好，多数原因是由于机床长时间使用，轴承磨损导致机床主轴加工不稳定，从而致使工件表面出现颤纹。

（2）编程按照刀具使用原则“先短后长，先粗后细”原则编程。操作人员按照编程要求的刀长装刀，一般比要求长出1-2mm即可，如图 1.3所示。

（3）使用动平衡的刀柄（如热缩式刀柄或液压刀柄），避免机床主轴高速运转时刀柄不平衡导致刀具摆动过大，如图1.4所示。

图1.4 热缩刀柄

（4）装夹方式要充沛的固定，根据工件的大小采用合理的装夹方式（小工件用虎钳，中型工件用磁盘，大工件用压板或其它特殊装夹方式），所有装夹方式必须确保工件充分牢固，如图1.5所示。

图1.5 工件装夹图

（5）编程切削方式要优化；刀具与加工面呈 20度-30度加工，可以更好的利用刀具的切削刃切削工件，如图1.6所示。刀具夹持“先短后长”的原则。策略选择平行精加工或3D偏移精加工。点分布设置要合理，根据工件表面质量要求建议光刀公差设置在0.005mm，如图 1.7所示。公差系数建议设置0.25，点距离设置 0.2，点角度设置0.15，网格系数设置0.5，如

图1.8所示。转速、进给、进刀量按照刀具厂商提供的刀具线速度换算。加工冷却方式根据机床特性采用水冷或油雾冷却。

1.3 案例结论通过以上问题排查和解决方法的制定，工件颤纹问题得到解决，大大提升工件表面加工质量和市场竞争力。减少后期的抛光工作量，模具制造周期缩短和成本降低。改善前有明显的颤纹和凹凸感，如图1.9所示。改善后颤纹消失，用手触摸非常光滑。如图1.10所示。

图1.2 鱼骨图

图1.7 光刀公差设置0.005mm

图1.6 刀具与加工面成20-30度

图1.8 点分布设置

图1.3 刀具装夹示意图

客户成功案例常源科技（天津）有限公司

2. 案例二 ――汽车内饰模具“零研配” 2.1存在的问题分型面加工超差；依据注塑模具结构和装配工艺，分型面的加工尺寸精度决定产品的好坏，同时也决定模具后期研配的工作量，模具达不到零研配。如图2.1所示。

图2.1分型面加工超差示意图

2.2 原始CAM加工方案加工超差和达不到零研配的问题，我们常规的 CAM加工方案主要体现在以下几方面：（1）分型面刀路加工方式一般采用传统的平行精加工，如图2.2所示，或3D偏移精加工，如图2.3所示。两种刀路方式看似均匀无问题，但缺少细节的考虑。刀路的切削方向没有考虑，这里所说的切削方向不单指刀路是顺铣

还是双向加工，更重要的是刀路是由外向里加工，还是由里向外加工。

（2）刀具寿命未量化。刀具寿命起着至关重要的左右，同时也决定工件表面加工质量，如图2.4刀具示意图

图2.4所示。

（3）前后模具分型面采用不同类型的机台加工，也会导致分型面加工超差。

（4）前模和后模分型面选用不同规格的刀具加工，后模分型面采用R4刀具加工，如图2.5 所示。前模分型面采用R5刀具加工，如图2.6

所示。由于不同的刀具加工参数和刀具寿命不相同，不可控的因素太多，会导致工件表面加工质量不可控，粗糙度和加工精度也会不相同。

图2.5后模使用R4刀具加工

图2.6前模使用R5刀具加工

图1.9改善前用手触摸有凹凸感图1.10改善后用手触摸非常光滑

图2.2分型面平行加工图2.3分型面3D偏移精加工

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2.3 最新CAM加工方案使用最新的CAM方法：（1）加工方式全部使用3D偏移精加工方式，策略选择参考线的做法。前模分型面沿外形轮廓由里向外加工，如图2.7所示。后模分型面沿外形轮廓由外向里加工，如图2.8所示。前后模分型面采用两个相反方向加工，即使刀具磨损也能使两个研配面更好的互补。（2）前后模采用相同规格刀具加工。（3）通过刀具测试，量化刀具使用寿命，程序加工控制在刀具寿命之内。（4）前后模使用同种型号机台，降低不同类型机台误差因素的可能性，如图2.9所示。（5）增加 OMV在机检测，能够及时发现问题并解决，如图2.10所示。

按照以上要求加工，最后才能实现分型面零研配的效果。

2.4 案例结论通过最新的CAM加工方法，我们加工的质量要求得到快速的改善，简单型模具分型面第一次配模合格率达到99%（接近零研配），比往年提高30%左右。复杂型模具第一次配模合格率达到90%，比往年提高40%左右。超复杂型模具（仪表盘）第一次配模合格率达到85%，比往年提高45%左右。

总结工件表面颤纹通过设备排查、规范刀具装夹、刀柄使用、装夹固定、编程参数调整，解决了工件表面出现颤纹问题。模具零研配，通过前后模分型面加工方式改善；选用同样规格刀具；量化刀具寿命；选用同种类型机台；增加 OMV在线检测，五个方面的改善了模具零研配问题。

以上两个案例，同样借助PowerMill软件3D偏移精加工策略和点分布功能，帮助企业赢得客户信任。希望能给读者带来参考。

图2.7前模刀路由里向外

图2.9相同机台

图2.8后模刀路由外向里

图2.10 OMV在线检测

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2022 第十一届 Autodesk Moldflow大师赛 2022 首届 Autodesk PowerMill 大师赛 案例精选

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2022 第十一届 Autodesk Moldflow大师赛 2022 首届 Autodesk PowerMill 大师赛案例精选