1 引言

　　數(shù)控加工是現(xiàn)代制造的重要組成部分，在數(shù)控銑削中有很多不同于普通銑削的加工工藝，如何進(jìn)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(jìn)刀方式對刀具壽命、工件精度及加工效率至關(guān)重要。下面結(jié)合一些流行的CAD／CAM軟件探討一下三軸數(shù)控銑削加工的進(jìn)刀方式與應(yīng)用。

2 垂直進(jìn)刀方式及應(yīng)用

　　在普通銑床上加工一個(gè)封閉的型腔零件時(shí)，因?yàn)榱姷兜亩瞬壳邢魅袥]有通過銑刀中心，故一般是在零件的實(shí)體上先鉆一個(gè)孔，然后再用多刃立銑刀來加工型腔輪廓。數(shù)控銑削的垂直進(jìn)刀方式既繼承了這種傳統(tǒng)的垂直進(jìn)刀工藝，目前還發(fā)展了幾種解決立銑刀沒有較大切深垂直進(jìn)刀能力的方法：螺旋進(jìn)刀、斜線進(jìn)刀和智能進(jìn)刀。

　　(1)預(yù)鉆孔垂直進(jìn)刀

　　這是繼承普通銑削的一種垂直進(jìn)刀方式，現(xiàn)在很多流行的CAD／CAM軟件都具有此進(jìn)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(shù))和【Toolpatchs】【circ tlpts】功能配合使用來實(shí)現(xiàn)；Cimatron中通過【wcuT】功能㈨(選中OPTIMIZED ENTRY PNT和打開CREAT ENTRY PNT選項(xiàng)) 和【DRILL】配合來實(shí)現(xiàn)；在UG中，既可應(yīng)用【control Points】【Pre—Driu Engage Points】使得刀具按指定點(diǎn)位置垂直進(jìn)刀，也可由系統(tǒng)自動產(chǎn)生進(jìn)刀點(diǎn)位置，從而由產(chǎn)生的進(jìn)刀點(diǎn)預(yù)鉆孔垂直進(jìn)刀。

　　(2)螺旋進(jìn)刀

　　螺旋進(jìn)刀是刀具作螺旋線運(yùn)動，以避開刀具中心無切削力，靠銑刀的側(cè)刃逐漸向下切削而實(shí)現(xiàn)向下進(jìn)刀，這主要用在型腔空間足夠作螺旋線運(yùn)動的情況下。

　　控制螺旋進(jìn)刀的關(guān)鍵參數(shù)是最大螺旋半徑、最小螺旋半徑和螺旋進(jìn)刀角度。最小螺旋半徑是為了防止下刀頂?shù)兜模渲挡荒苄∮诘毒咧行臒o切削力部分的半徑；進(jìn)刀角度過大會產(chǎn)生不好的端刃切削，過小則螺旋圈數(shù)偏多，切削量偏少，切削時(shí)間長，一般選5～15度之間。現(xiàn)在CAD／CAM軟件均具螺旋進(jìn)刀有此種進(jìn)刀方式，如在MasterCAM【Toolpatchs】【P0cket】或【Toolpatchs】【Surface】【Rou酶】【Pocket】中選中進(jìn)刀選項(xiàng)中的Entryhelix、在cimatmn【Pocket】或【wcuT】的加工參數(shù)表中設(shè)RAMP ANGLE(螺旋進(jìn)刀角度)參數(shù)值大于0后，就可以產(chǎn)生螺旋進(jìn)刀方式；而在UG中，在進(jìn)刀方法為自動的前提下，設(shè)置【Ramp Type】【Helical】可實(shí)現(xiàn)螺旋進(jìn)刀。

　　(3)斜線進(jìn)刀

　　斜線進(jìn)刀是刀具作向下的斜直線運(yùn)動，靠銑刀的側(cè)刃逐漸向下切削而實(shí)現(xiàn)向下進(jìn)刀。這主要用在型腔空間窄而長不能作螺旋進(jìn)刀的情況下，控制斜線進(jìn)刀的斜線進(jìn)刀鍵參數(shù)是進(jìn)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(jìn)刀方式，如M8sterCAM、UG，在MasterCAM中斜線進(jìn)刀的使用方法與螺旋進(jìn)刀相類同，而UG提供了【Ramp Type】【On times】和【On Shape】兩種進(jìn)刀移動方式給用戶選用，后者產(chǎn)生的移動路徑跟隨型腔形狀而作變化。

　　(4)智能進(jìn)刀

　　這是一種由CAD／CAM軟件根據(jù)工件的特征智能判斷與選擇最佳方法進(jìn)刀的進(jìn)刀方式。當(dāng)切削側(cè)壁缺口臺階面以上的坯料時(shí)，采取毛坯外垂直進(jìn)刀，切削側(cè)壁缺口臺階面以下區(qū)域的坯料時(shí)，采取螺旋進(jìn)刀或斜線進(jìn)刀。這在MasterCAM【Toolpatchs】【suface】【Rough】【Pocket】功能中同時(shí)選中進(jìn)刀選項(xiàng)中的Entnrhelix 和Plunge outside containment boundary 兩參數(shù)就會產(chǎn)生此進(jìn)刀方式，在UG中，若使用【Follow Part】切削方式，并且進(jìn)刀方法為自動的前提下，可產(chǎn)生此類進(jìn)刀路徑。

3 水平進(jìn)刀方式及應(yīng)用

　　為了改善銑刀開始接觸工件表面時(shí)的狀況，在數(shù)控加工中水平進(jìn)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(yùn)動進(jìn)刀切蒯，這種進(jìn)刀方式產(chǎn)生的進(jìn)刀痕較為嚴(yán)重，一般用于粗加工。

　　(2)切向進(jìn)刀

　　刀具沿著被加工表面的切向以直線或圓弧運(yùn)動進(jìn)刀切削，這種進(jìn)刀方式產(chǎn)生的進(jìn)刀痕較為輕微，多用于精加工。

4 曲面精加工的進(jìn)刀方式及應(yīng)用

　　(1)常用的進(jìn)刀方式

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

　　(2)層間進(jìn)刀

　　當(dāng)采用等高的精加工方式時(shí)，切削層之間的進(jìn)刀方式有垂直進(jìn)刀、沿曲面表面進(jìn)刀等，如圖7所示為MasterCAM層間進(jìn)刀方式。在UG中，當(dāng)需要刀具直接在工件表面進(jìn)刀時(shí)，可使用【Level to IJeVel】【Ramp on Part】或者【staggerRamp on Part】產(chǎn)生傾斜的移動以避免出現(xiàn)明顯的刀痕現(xiàn)象。

　　此時(shí)應(yīng)注意控制迸刀痕的位置，這在MasterCAM中可通過Prompt for starting point參數(shù)控制，在UG中可通過【Control Points】【Cut Region Stan Points】設(shè)置開始切削點(diǎn)位置。

5 高速銑削的進(jìn)刀方式

　　由于高速銑削加工過程中刀具運(yùn)動的速度很快，這就要求刀具運(yùn)動軌跡光滑、平順、穩(wěn)定，避免突然變向和速度的突然變化。高速銑削中的進(jìn)刀方式主要有層間進(jìn)刀與行間進(jìn)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(shè)置非切削參數(shù)可產(chǎn)生簡潔而光順的、適用于高速切削的進(jìn)刀移動路徑，；MasterCAM中的層間進(jìn)刀方式。

6 結(jié)束語

　　以上介紹了三軸數(shù)控銑削加工的進(jìn)刀方式與應(yīng)用，只有深入了解數(shù)控銑削與普通銑削加工工藝的不同，充分掌握數(shù)控銑削的各種進(jìn)刀工藝，才能使數(shù)控銑削加工技術(shù)在生產(chǎn)當(dāng)中得以更深入的應(yīng)用，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。