JDPaint5.0刀具路径与JDPaint4.0刀具路径比较3分

JDPaint5.0刀具路径与JDPaint4.0刀具路径比较
（技术支持部：回文刚2004-4-2）
2004年1月份我们公司正式推出JDPaint5.0软件，来取代以前使用的JDPaint4.0软件。

在这次软件升级中，各个部分都有很大的改变，在刀具路径方面也有较大的变化。

下面在这方面进行一下粗略的比较,以便于分公司推行5.0软件。

（一）平面雕刻
5.0软件的平面雕刻部分命令方法基本上和4.0是一样的。

但是在加工效果和效率上有明显的差别。

1）区域粗雕刻中新添加的功能
4.0软件中斜线下刀最多只能沿轮廓转一圈，如果设置角度小，这时就不是按照设置
的参数生成了。

而5.0软件是严格按照设置的参数生成路径。

这是4.0软件使用0.5度斜线下刀生成的路径
这是使用5.0软件沿轮廓下刀0.5度生成的路径
上面的路径是对同一区域使用相同的加工方法，下刀角度都为0.5度，4.0软件和
5.0软件生成刀具路径的比较。

4.0软件的路径由于下刀角度不准确，两层路径的高度
差为2.22MM，而5.0软件路径的高度差为0.5MM。

在斜线下刀时，两个重要因素就
是下刀角度和最大吃刀深度。

下刀角度要小于副刃偏角。

4.0软件的刀具路径实际下刀角度为1.6度，几乎等于副刃偏角，这样斜线下刀的作用就没有了。

最大吃刀深度
4.0是
5.0的4倍多，这样相同的情况下，刀具变形就增大了4倍，非常容易出现断刀
现象。

● 5.0软件中，在开槽中增加了切削量均匀的功能。

这个功能是针对锥刀开槽添加的。

由于锥刀在加工深度上越大，加工的宽度就越大，切削量也就随之变大。

这样的加工实际上是不等量加工，影响加工效率和刀具寿命。

等的
每
等
的
不使用切削量均匀生成的路径使用切削量均匀生成的路径
但是，当刀尖非常小的时候，使用等量切削第一刀的加工量太大，非常容易出现断刀的现象。

一般来说，这个功能使用在0.4以上的锥刀。

●在5.0软件的区域粗雕刻中，也增加了折线下刀，螺旋下刀的功能。

这两种下刀方法
都可以降低下刀时的最大吃刀深度。

；这样在加工时，就降低了刀具的变形，保证刀具在良好的状态下进行加工。

下面说明一下各种下刀方式的具体应用：
螺旋下刀是所有下刀方式中对刀具影响最小的一种下刀方式。

在可以使用螺旋下刀时，尽量使用螺旋下刀。

一般用于较大区域的加工。

折线下刀主要用于小区域而且狭长的区域的加工中。

如狭长的矩形的区域加工，生成不了螺旋下刀，就可以使用折线下刀。

曲面宽度较小，但长度较大
这种情况最适合使用折线下刀
沿轮廓下刀主要用于小区域，可以成环状加工的区域，如一个圆环，沿着他转一圈又回到起点，这种情况，不能使用螺旋下刀时，就可以使用沿轮廓下刀，但要注意下刀角度。

形的周长
这种情况下使用斜线下刀非常好
增加了表面预留的功能，避免了每次下刀直接落在材料上的现象，这样在加工时，可以把下刀速度加大，提高加工效率。

增加了侧面预留的功能避免在下刀时，伤害到侧壁。

2）区域修边中新添加的功能
●在区域修边中，增加了忽略外边框的功能，这样在不需要加工外边的情况下，可以很
方便的除去外面的路径。

三维清角中也增加了同样的功能。

如在加工下面冲头时，加工范围大于工件范围，这样外边框实际上就没有作用了，这样使用忽略外边框，非常方便的去掉了没用的路径。

加工这样的冲头
● 5.0软件中，增加了下刀方式的功能。

而在4.0软件中只是直接下刀。

增加的沿轮廓
下刀。

折线下刀，螺旋下刀大大的提高了小刀具的寿命，并且可以提高加工效率，因为每次可以雕刻的深度可以增加一些，刀尖通过下刀方式不会扎断。

3）区域补加工中新添加的功能
● 5.0软件中的区域补加工和4.0软件相比较，主要的不同是在于5.0软件增加了对上一
把刀具使用情况的设定。

这种设定有三种：指定上次路径、指定上把刀具、设定刀具直径。

●使用相同的图形，相同的参数，生成的路径是不相同的。

使用5.0软件生成的路径使用4.0软件生成的路径
5.0软件的残料补加工路径的加工模拟结果 4.0软件的残料补加工路径的加工模拟结果
（开粗刀具为φ4平底刀，残料补加工刀具为φ2平底刀，图形为五角星）从上面的比较我们可以很清楚的看到，4.0软件的补加工路径加工后还留下一定的本可以加工掉的残料，而5.0软件就没有这个问题了。

● 5.0软件的残料补加工也注意了对刀具的保护。

增加了开槽、下刀方式的功能。

这样
对于小刀具的使用寿命有利，也相应的提高了加工效率。

4）三维清角中新添加的功能
●使用相同的图形，同样的加工参数，生成的路径是不相同的。

4.0软件的清角路径加
工后，在两面的侧壁上还会留下一定量的余料，也就是说，4.0的清角路径没有把残料完全清掉。

5.0软件在这方面做了改进，加工后在两个侧壁上没有余料了。

使用5.0软件生成的三维清角路径使用4.0软件生成的三维清角路径
使用5.0软件生成的三维清角路径模拟结果使用4.0软件生成三维清角路径模拟结果
（开粗刀具为30度1.0锥刀，清角刀具为30度0.3锥刀，图形为五角星）
●三维清角中的区域优先路径更合理：在4.0软件的三维清角使用区域优先生成的路径
并不是完全意义上的区域优先。

而5.0软件的区域优先就更加合理了。

下面看一下它们的比较：
这是使用4.0软件生成的路径线条模拟的结果这是使用5.0软件生成的路径线条模拟的结果（对5*5的矩形图形使用30度-0.3的锥刀，加工深度4mm，吃刀深度0.5mm）我们可以看出4.0软件的三维清角路径在一个水平高度上加工一个位置后，就跑到同一水平高度的另一个位置上进行加工，也就是说，没有实现区域优先。

而5.0软件的三维清角路径是加工完一个位置后，再去加工另一个位置，真正意义上实现了区域优先。

经过比较使用5.0软件的路径加工效率提高了23%以上。

5）单线雕刻中新添加的功能
●半径补偿的多样性：在4.0软件中路径与曲线永远是一致的，不能向左或向右偏移。

而在5.0软件中增加了半径补偿的功能，这样路径就可以向左或向右偏移了，增加了路径多样性。

例如在加工下面图形时，矩形的四边是材料给出的，只需要加工小半圆，这时使用单线雕刻的新功能非常方便。

工这里
这时使用单线雕刻的新功能非常方便
● 5.0软件增加了下刀和进刀方式：在4.0软件中只有一种下刀方式，就是在起刀点位
置直接下扎进刀。

而5.0软件中增加了下刀方式和进刀方式的选择增加了对刀具的保护。

同时也能保证更好的加工效果。

这是使用5.0软件生成圆的单线雕刻路径，使用沿轮廓下刀
可以看出这个路径没有直接扎刀的现象，刀具的吃刀量是从0逐渐的增大的，这样对刀具的保护作用就很大，不容易出现断刀现象。

6）轮廓切割中新添加的功能
● 5.0软件增加了底面尺寸基准（和4.0软件的“底面雕刻效果”对应）的功能，而在
4.0中不论是平底刀还是锥刀，计算的路径都只是一种，没有底面尺寸基准，在
5.0
软件中增加了底面尺寸基准的功能。

●在4.0软件中使用向内偏移时，对于一些图形切入切出失效。

而5.0软件生成的路径
不会，也就是说，5.0软件的路径更完善。

这是4.0软件使用1/4圆弧，半径为1 这是使用5.0软件使用90度圆弧，半径为1 生成的路径生成的路径
（二）曲面粗雕刻
1)命令参数比较：
提供的命令方法基本上是一致的。

都是三种方法：分层行切、分层环切、投影加深。

JDPaint5.0中还提供了螺旋走刀的加工方式，但在实际应用中使用的不多。

2)命令细节比较：
●JDPaint5.0中的毛坯模式：这是4.0软件中所没有的功能。

在实际加工中，很多
的毛坯料是通过线切割加工出来的，并不是四四方方的，这时就应该根据毛坯料
情况的不同改变路径。

但是4.0软件做不到这一点，它只能生成四方的刀具路径。

5.0软件添加了毛坯模式，通过提取毛坯面，刀具路径会做相应的调整。

这样大大
的提高了加工效率。

这是使用毛坯模式生成的开粗路径这是没有使用毛坯模式生成的开粗路径
加工相同的文件，使用毛坯模式比不使用毛坯模式提高效率72%。

●对边界限定的不同：在4.0软件中限制刀具路径的加工范围只能使用曲线进行限
制，有时曲面的边界线很难提取，这样设计刀具路径就要花费很长的时间。

在5.0
软件中提供了三种提取边界的方法，这样在加工时，不用一定要有边界线，也可
以准确的限定加工范围。

这三种方法是：实体外型、型腔边界、自动提取边界。

使用实体外型加工时，如果没有边界，生成的刀具路径的形状是一个四边形，范围比曲面的四边的范围大出一定的范围。

曲面范围路径范围
使用腔型边界方法只适用于腔型曲面的加工，在加工时会自动提取腔型的边
界。

曲面范围路径范围
使用自动提取边界设计路径时，路径的范围和曲面的范围完全重合。

曲面范围路径范围
●在5.0软件中增加了兜边的功能：这是4.0粗加工路径中所没有的。

在使用浅吃深加
工时，没有必要使用开槽，这时就需要进行兜边。

●在5.0软件中，使用环切，增加了折线连刀的功能：在大吃深加工时，在4.0软件中，
连刀的路径是直的，这样在连刀的时候就存在双边切的问题，这一时刻的切削力也突然变大，经常出现断刀现象。

5.0中使用折线连刀的连刀方法，避免了以上现象的出现。

● 5.0软件中的曲面边界补偿：这个功能有三个选项，关闭、自动向内，自动向外。

这
样路径的边界就很灵活，而4.0中的路径的补偿方法只有一种。

● 5.0路径和4.0路径下刀部分不同：在4.0软件中，抬刀后，再下刀加工时，刀具是直
接落到材料的上面，也就是说这样每次下刀都会出现扎刀现象。

而5.0路径每次下刀让出一个路径间距，这样就不会出现扎刀现象。

路径从这里开始
开始位置在材料上，有扎刀现象
5.0软件的路径下刀后，让出一个路径间距 4.0软件的路径下刀后直接落在材料上
避免出现扎刀现象。

有扎刀现象
● 5.0软件计算几何曲面路径的速度要快：相同的路径参数5.0计算路径要比4.0生成路
径效率高出35%。

● 5.0路径在生成路径时对键盘屏蔽：在4.0设计路径时，无意中按到回车或空格，计
算路径就被取消，容易导致重复工作。

5.0软件在设计路径时，屏蔽键盘，命令只能通过鼠标结束，就避免出现上面的现象。

● 5.0软件实现了真正意义上的区域优先：同样是下面的路径，5.0软件的路径是先加工
出一面的区域，再加工另一面的区域，而4.0软件虽然使用了区域优先，但是仍然是上面加工一层后就跑到下面加工了，这样就大大增加了定位的时间，降低了加工效率。

使用4.0软件和5.0软件生成相同的路径
4.0软件的路径加工是两面加工的
5.0软件的路径实现了区域优先 两个路径相比较，5.0软件比4.0软件加工效率提高了10%这是在分区域较少的情况下进行的比较，如果复杂的，分区域较多的曲面，提高效率将更多。

3）路径质量比较
使用5.0软件和4.0软件加工下面的曲面。

要加工的曲面
加工参数如下：
使用同样的加工方法，同样的加工参数生成的刀具路径比较：
对黑圈处刀具路径比较
比较结果如下：
这是使用4.0软件生成的路径局部
这里的路径很光滑
这是使用5.0软件生成的路径局部 我们可以明显的看出，使用4.0软件生成的刀具路径在局部上有锯齿状的路径，而使用5.0软件生成的路径在同一位置生成的路径是光滑的。

4）路径加工效率比较
对上面两个路径进行加工，时间上也相差很多。

4.0生成的路径的加工时间为1小时38分钟，使用5.0生成的路径的加工时间为1小时1分钟。

加工时间节省了38%。

（三）曲面精雕刻
1）命令参数比较
在曲面精雕刻方面，5.0软件和4.0软件相比增加了两个非常好的命令功能。

有：等高外形，环绕等距。

并且每个命令在原来的基础上进一步添加了新的功能。

2）命令细节比较
●所有的精加工路径中也增加了自动提取边界，曲面边界补偿的功能。

●在平行截线中增加了陡峭面的功能。

陡峭面使用平行截线加工出的效果并不是很理
想，使用陡峭面的功能就可以很容易的把陡峭面和平坦面分开。

●使用5.0软件路径的精度更高一些。

在路径精度上5.0软件可以达到0.001，雕刻出的
曲面没有马赛克现象。

● 5.0软件的输入的精度更高。

4.0软件对与几何曲面输入后，都转化成网格曲面，转化
的精度只有0.05，也就是说，曲面已经变形了。

这样在生成的路径精度再高，由于曲面精度的影响，加工出的曲面不是很好！而5.0软件就不存在这个问题！因为输入的几何曲面还是几何曲面，精度没有损失，这样加工出的曲面精度较高。

● 5.0的等高外形精加工的方法得到了更好的完善。

等高外形路径的路径间距是以高度
方向上计算的，这样就保证了在陡峭面上有均匀的刀纹。

4.0软件中“环绕等距”中的“等高外形”功能生成的路径质量很差。

路径很光滑
有锯齿状路径这是5.0软件生成的等高外形路径这是4.0软件生成的等高外形路径
这是使用平行截线加工陡峭面的效果这是使用等高外形加工陡峭面的效果
●在等高外形中增加了删除平坦路径，与平行截线中的陡峭面功能相对应。

这是没有使用删除平坦路径生成的路径这是使用删除平坦路径生成的路径
这是平行截线使用陡峭面生成的路径这是平行截线使用陡峭面和等高外形使用删除平
坦路径生成的路径结合的效果
●在计算一张比较大的矩形浮雕曲面时，5.0软件计算路径的速度比4.0软件快。

同样
计算下面的曲面的路径，5.0软件只要68秒。

而4.0软件要8分33秒，也就是513秒，是5.0软件的7.5倍。

曲面尺寸为30*40*5（MM）
对于大一些的曲面差别就更大了。

例如对下面的曲面设计刀具路径，使用5.0软件
生成路径需要6分12秒，可是用4.0软件生成路径，系统提示“曲面数据庞大，
计算速度很慢，建议增加内存”，强行计算系统基本处于死机状态。

这个曲面使用4.0软件几乎不能生成路径
曲面大小为215*35*5（MM）
但是，当浮雕曲面较多，不是矩形浮雕时，5.0软件计算路径要慢一些。

增加了曲面清根的功能。

在4.0软件中对局部区域进行清根加工的方法是绘制要清根部分的边界线，使用平行截线的方法进行加工。

在取得边界线这一步就很劳神费力，浪费大量的时间。

现在增加“曲面清根”的功能和“提取曲面边界”功能相配合，很容易的就可以生成对局部区域的清根路径。

3）路径质量和效率比较
使用5.0软件和使用4.0软件生成的路径的平行截线刀具路径的加工效率基本上一致。

但5.0的路径精度是0.001，而4.0的路径精度是0.002。

等高外形路径相比较，5.0软件不论在质量上还是效率上都大大超过4.0软件，可以说4.0软件的等高外形根本不能用。

（四）5.0软件中的辅助功能
5.0软件的辅助功能有很多，我在这里不一一介绍，我这里只说和4.0软件不能解决而
5.0软件解决的功能，其他功能的用法，参照说明书。

1）为提高设计效率设置的辅助功能
●增加了“路径模板”的功能：我们的客户基本上加工的东西都是比较固定的种类，做
高频模的总是做高频模，做滴塑模的总做滴塑模，这样他们的路径参数变化不大，只是每次加工的区域不同而已。

使用“路径模板”功能，把路径参数保存下来，当再设计路径时，选择需要的加工域后，就可以直接生成路径了，很方便快捷。

●增加了“输入工艺过程”的功能：当我们拿到一个和我们以前做过的文件加工工艺非
常相似的文件时，我们可以使用“输入工艺过程”的功能将我们以前使用过的工艺直接的输入，然后，相对应的选择加工域就可以直接生成刀具了。

选择“输入工艺”命令选择要输入的工艺输入的工艺
●增加了“材料库”的功能：由于客户加工模具的种类固定，那么加工的材料也比较固
定。

所以，使用多大的刀具，加工这类材料的加工参数（吃刀深度、路径间距等等）基本上是固定的。

通过“材料库”把加工参数保存下来，再设计刀具路径时，可以直接选择材料，调入加工参数。

并且，可以在材料库中设定这类材料的最大加工效率，最大吃刀深度等等信息，限制刀具路径，对刀具和机床起到保护作用。

●增加了“路径重算”功能：在4.0软件中，计算路径后发现需要进行小范围的修改时，
必须要把原来的路径删掉，再选择加工对象，再生成路径。

设计效率很低，5.0软件中增加了“路径重算”的功能，可以直接对路径进行修改，然后生成路径。

同样编辑加工域后，比如加选，或者减选对象，也可以使用重算功能。

●增加了“添加路径”的功能：在4.0软件中对相同的区域进行路径编辑，必须要再选
择一次相同的区域。

在5.0软件中，可以使用“添加路径”的功能直接设计路径。

2）为保证路径准确性设置的辅助功能
●增加了“分析刀具路径”的功能：这是一个5.0软件中一个非常好的功能，可以检查
路径是否过切还是欠切。

这个功能只能适用于曲面路径加工中。

这样可以保证路径的准确性。

另外，它还可以观察每一个路径的切削量（两个模型都是用路径生成）。

●增加了“路径干涉检查”功能：在实际加工中，要尽量减小刀具的伸出量，刀具伸出
长度减小20%，刀具变形减小50%，而刀具变形每增加0.01MM，刀具寿命减小1倍（资料来源于瑞士山特维克刀具公司技术资料）。

所以，伸出长度每一毫米都要计较。

刀具到底需要伸出多长，我们可以通过“路径干涉检查”的功能的出刀具需要伸出的长度。

3）可以对刀具路径进行修改的功能
●增加了“路径节点”的功能：通过这个功能我们可以对路径的每一个节点进行编辑修
改，这是4.0软件绝对不能的。

●增加了“路径剪裁”的功能：通过这个功能可以对路径在Z向投影方向和高度方向
上进行区域编辑。

4）举例说明一些辅助功能
以加工文件“花”为例，要加工曲面如下：
要加工的曲面
加工材料为紫铜，使用路径模板功能，选择加工域后，再选定事先保存的路径参数，界面如下：
选择实现保存的加工参数
选择“确定”就会生成路径。

再使用同样的方法生成精加工的φ4球头刀的精加工路径。

结果如下：
生成的刀具路径
这个路径的质量怎么样呢？我们使用“刀具路径分析”检查一下。

检查结果如下：
刀具路径分析结果
（模型A由路径生成，模型B由曲面生成）
可以看出，有很多的蓝条，这些部分就是还存在欠切是现象。

说明选择的刀具直径偏大。

需要对路径进行修改。

在选择路径的“加工参数”把刀具改为“φ2球头”路径间距改为0.04MM。

使用“重算”功能，刀具路径就得到了修改。

在进行“刀具路径分析”，如果还有欠切的位置，再继续改变刀具路径参数。

再使用重算功能对路径进行编辑。

如果在“刀具路径分析”中出现负偏差的颜色，如下面的红色的部分。

这说明刀具路径过切，这样我们更需要对刀具路径进行修改。

或者使用“路径节点”的功能，把过切的路径删除掉。

里为红
说明过
切
由于少选一个加工面生成的路径分析的结果
红色部分就是过切的部分
路径没有问题后，再使用“路径干涉检查”分析出刀具需要伸出的长度。

对开粗路径进行路径干涉检查的结果
可以看出，刀具需要伸出为17MM。