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優化結果

兩組優化前後對照,都保持刀具與幾何不變,只改變 NC 程式中的進給率:一組是在真實機台上、對淬硬模具所做的實測,另一組是對一支五軸鈦合金粗加工程式所做的仿真。

淬硬模具,三軸——FDAC

FDAC 模具:左為仿真畫面,右為加工完成的實際模具

圓鼻刀

固定進給 優化進給
進給率 120 mm/min 變動
預估加工時間 303 min 95 min(31%)
斷刀 於 217 min 無

時間數字最搶眼,但真正有價值的是斷刀那一列:固定進給那一趟並沒有跑完。一支跑得完的優化程式,和一支跑不完的未優化程式,無法相提並論。

球刀

固定進給 優化進給
進給率 220 mm/min 變動
加工時間 125 min 74 min(59%)
實測磨耗深度 50 µm 20 µm(40%)

這裡的磨耗深度是在刀具上實測的,不是仿真值:

固定進給那一趟加工後的刀具磨耗(顯微鏡影像) 固定進給

優化進給那一趟加工後的刀具磨耗(顯微鏡影像) 優化進給

自由曲面粗加工,五軸——Ti6Al4V

一支鈦合金五軸自由曲面粗加工程式上的仿真對照:

原始 NC 優化後 NC
加工時間 181 s 79 s(減少 56%)
刀具磨耗 13.1 µm 8.9 µm(減少 32%)
斷刀風險 高,來自過切;良率低 消除了過切造成的斷刀

這裡的兩個數字都是仿真值而非實測值,應以此來解讀——這個比較站得住,是因為兩邊出自同一個模型;文中引用的加工時間,也是基於同一個理由。

解讀這些數字

這些時間是理想進給的估算值,在每一組比較的兩邊都省略了控制器的動態行為,所以可信的是比值,而不是絕對值——見加工時間估算。

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