1 引言

　　數控加工是現代制造的重要組成部分，在數控銑削中有很多不同于普通銑削的加工工藝，如何進刀切削就是其中之一。毛坯的粗加工、零件表面精加工以及高速銑削采用不同的進刀方式對刀具壽命、工件精度及加工效率至關重要。下面結合一些流行的CAD／CAM軟件探討一下三軸數控銑削加工的進刀方式與應用。

2 垂直進刀方式及應用

　　在普通銑床上加工一個封閉的型腔零件時，因為立銑刀的端部切削刃沒有通過銑刀中心，故一般是在零件的實體上先鉆一個孔，然后再用多刃立銑刀來加工型腔輪廓。數控銑削的垂直進刀方式既繼承了這種傳統的垂直進刀工藝，目前還發展了幾種解決立銑刀沒有較大切深垂直進刀能力的方法：螺旋進刀、斜線進刀和智能進刀。

　　(1)預鉆孔垂直進刀

　　這是繼承普通銑削的一種垂直進刀方式，現在很多流行的CAD／CAM軟件都具有此進刀方式，如Maste以AM中可通過【Toolpatchs】→【su血ce】→【Rough】→【Pocket】功能(選中mign plunge entries for stan holes參數)和【Toolpatchs】→【circ tlpts】?功能配合使用來實現；Cimatron中通過【wcuT】功能㈨(選中OPTIMIZED ENTRY PNT和打開CREAT ENTRY PNT選項) 和【DRILL】配合來實現；在UG中，既可應用【control Points】→【Pre—Driu Engage Points】使得刀具按指定點位置垂直進刀，也可由系統自動產生進刀點位置，從而由產生的進刀點預鉆孔垂直進刀。

　　(2)螺旋進刀

　　螺旋進刀是刀具作螺旋線運動，以避開刀具中心無切削力，靠銑刀的側刃逐漸向下切削而實現向下進刀，如圖1所示。這主要用在型腔空間足夠作螺旋線運動的情況下。

圖1螺旋進刀 

　　控制螺旋進刀的關鍵參數是最大螺旋半徑、最小螺旋半徑和螺旋進刀角度。最小螺旋半徑是為了防止下刀頂刀的，其值不能小于刀具中心無切削力部分的半徑；進刀角度過大會產生不好的端刃切削，過小則螺旋圈數偏多，切削量偏少，切削時間長，一般選5～15度之間�，F在CAD／CAM軟件均具圖1螺旋進刀有此種進刀方式，如在MasterCAM【Toolpatchs】→【P0cket】或【Toolpatchs】→【Surface】→【Rou酶】→【Pocket】中選中進刀選項中的“Entry—helix”、在cimatmn【Pocket】或【wcuT】的加工參數表中設RAMP ANGLE(螺旋進刀角度)參數值大于0后，就可以產生螺旋進刀方式；而在UG中，在進刀方法為自動的前提下，設置【Ramp Type】→【Helical】可實現螺旋進刀。

　　(3)斜線進刀

　　斜線進刀是刀具作向下的斜直線運動，靠銑刀的側刃逐漸向下切削而實現向下進刀。這主要用在型腔空間窄而長不能作螺旋進刀的情況下，如圖2所示�？刂菩本�進刀的關圖2 斜線進刀鍵參數是進刀斜線與XY平面的夾角、斜線在XY平面的投影與X軸的夾角。很多CAD／CAM軟件提供了此進刀方式，如M8sterCAM、UG，在MasterCAM中斜線進刀的使用方法與螺旋進刀相類同，而UG提供了【Ramp Type】→【On times】和【On Shape】兩種進刀移動方式給用戶選用，后者產生的移動路徑跟隨型腔形狀而作變化。

圖2 斜線進刀

　　(4)智能進刀

　　這是一種由CAD／CAM軟件根據工件的特征智能判斷與選擇最佳方法進刀的進刀方式。如圖3所示零件，當切削側壁缺口臺階面以上的坯料時，采取毛坯外垂直進刀，切削側壁缺口臺階面以下區域的坯料時，采取螺旋進刀或斜線進刀。這在MasterCAM【Toolpatchs】→【suface】→【Rough】→【Pocket】功能中同時選中進刀選項中的“Entnr—helix” 和“Plunge outside containment boundary” 兩參數就會產生此進刀方式，在UG中，若使用【Follow Part】切削方式，并且進刀方法為自動的前提下，可產生此類進刀路徑。

圖3 智能進刀 

3 水平進刀方式及應用

　　為了改善銑刀開始接觸工件表面時的狀況，在數控加工中水平進刀的方式目前有以下兩種。

　　(1)法向迸刀刀具沿著被加工表面的法向以直線運動進刀切蒯，如圖4所示，這種進刀方式產生的進刀痕較為嚴重，一般用于粗加工。

圖4 法向進刀 

　　(2)切向進刀

　　刀具沿著被加工表面的切向以直線或圓弧運動進刀切削，如圖5所示，這種進刀方式產生的進刀痕較為輕微，多用于精加工。

圖5 切向進刀

4 曲面精加工的進刀方式及應用

　　(1)常用的進刀方式

曲面精加工的進刀方式比較豐富，如Cimatron中有7種，常見的有垂直進刀、法向進刀、切向進刀和切向反向進刀等，如圖6所示。切向反向進刀一般用在切向進刀空間不夠的情況下。

圖6 曲面精加工的進刀方式 

　　(2)層間進刀

　　當采用等高的精加工方式時，切削層之間的進刀方式有垂直進刀、沿曲面表面進刀等，如圖7所示為MasterCAM層間進刀方式。在UG中，當需要刀具直接在工件表面進刀時，可使用【Level to IJeVel】→【Ramp on Part】或者【staggerRamp on Part】產生傾斜的移動以避免出現明顯的刀痕現象，見圖8。

圖7 曲面精加工層間進刀方式 

圖8 層間沿工件傾斜進刀方式 

　　此時應注意控制迸刀痕的位置，如圖9所示。這在MasterCAM中可通過“Prompt for starting point”參數控制，在UG中可通過【Control Points】→【Cut Region Stan Points】設置開始切削點位置。

圖9 控制進刀痕位置 

5 高速銑削的進刀方式

　　由于高速銑削加工過程中刀具運動的速度很快，這就要求刀具運動軌跡光滑、平順、穩定，避免突然變向和速度的突然變化。高速銑削中的進刀方式主要有層間進刀與行間進刀方式，Cimatron中提供了較豐富的選擇，如圖10與圖11所示；UG則通過設置非切削參數可產生簡潔而光順的、適用于高速切削的進刀移動路徑，如圖12所示；MasterCAM中的層間進刀方式如圖13所示。

 
圖10 Cimatmn高速銑削的層間進刀

圖11 Cimatron高速銑削的行間進刀 

圖12 UG高速切削行間進刀路徑 

圖13 MasterCAM高速銑削的層間進刀 

6 結束語

　　以上介紹了三軸數控銑削加工的進刀方式與應用，只有深入了解數控銑削與普通銑削加工工藝的不同，充分掌握數控銑削的各種進刀工藝，才能使數控銑削加工技術在生產當中得以更深入的應用，滿足現代工業生產的需要。  

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