论文部分内容阅读
摘要：本文对数控铣床加工MasterCAM软件自动编程中的法线进刀、切线进刀及三种垂直进刀方式进行分析，给出螺旋进刀方式和斜线进刀方式的实现步骤，通过实例说明和总结了数控铣削加工中的轮廓加工、挖槽和型腔加工等不同加工类型进刀方式的选择，给出了提高加工效率和零件表面质量的措施。
关键词： 数控加工；进刀方式；优化
前言
数控加工对加工工艺有着特殊的要求。数控加工中对工艺问题处理得好坏，将直接影响数控加工的质量和效率。在各种型面的数控铣削中，合理地选择切削加工方向、进刀切入方式是很重要的，因为两者将直接影响零件的加工精度和加工效率。
由于法线进刀容易产生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面质量要求不高的工件。法线进刀的路线较切线进刀短，因而切削时间也就相应较短。在一些表面质量要求较高的轮廓加工中，通常采用加一条进刀引线再圆弧切入的方式，使圆弧与加工的第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产生刀痕毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。
1.2.非典型轮廓加工中的进刀方式
在对于一些非典型轮廓的加工，采用切线进退刀的同时，还应沿轮廓走多一个重叠量L，可以有效避免因进刀点和退刀点在同一位置而产生的刀痕。重叠量L一般取1～2mm即可2.挖槽和型腔加工中的进刀方式
对于封闭型腔零件的加工，进刀方式主要三种，一是直接垂直向下进刀；二是螺旋式轨迹进刀方式； 三是斜线轨迹进刀方式。三种垂直进刀方式各有优点， 设置得当可以优化刀具路径， 改善加工条件， 从而提高加工效率、工件加工精度和刀具的耐用度。下面就如何选择各下刀方式进行说明。2.1.直接垂直进刀方式
直接垂直进刀方式就是垂直向下进刀，刀具轨迹为直线在MasterCAM 软件自动编程中，大多数加工方式默认只能采用直接垂直向下进刀方式，如“外形铣削”、“ 平面铣削”、“曲面精加工”等。这些加工方式可以通过参数设置， 让刀具从工件外垂直进刀，在进刀过程中不切削材料。
使用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削，通常只用于小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情况。对于大面积的型腔，为了提高效率和加工质量，一般先采用键槽铣刀（或钻头）垂直进刀后，再换多刃立铣刀加工型腔。
2.2.螺旋轨迹进刀方式
螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式，特别是模具制造行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削，但和高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。采用螺旋下刀的方式（见图4b），通过刀片的侧刃和底刃的切削，避开刀具中心无切削刃部分与工件的干涉，使刀具沿螺旋朝深度方向渐进，从而达到进刀的目的。这样，可以在切削的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。
在MasterCAM中，对螺旋下刀方式作了细致的设定螺旋下刀也有其固有的弱点，比如切削路线较长、在比较狭窄的型腔加工中往往因为切削范围过小无法实现螺旋下刀等，所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔等方法来弥补，所以选择螺旋下刀方式时要注意灵活运用。
2.3.斜线轨迹进刀方式
斜线下刀时刀具快速下至加工表面上方一个距离后，改为以一个与工件表面成一角度的方向，以斜线的方式切入工件来达到Z向进刀的目的。在工件加工中， 当采用螺旋式进刀和斜插式进刀都能满足要求时，螺旋式进刀和斜插式进刀二者可任取其一。斜线下刀方式作为螺旋下刀方式的一种补充，通常用于因范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。
2.4.螺旋进刀和斜线进刀设置的实现步骤
在MasterCAM软件中设置刀具路径、编制数控加工程序时，大多数加工方式只能采用直接垂直向下进刀方式， 只有2D加工中的“挖槽加工”和3D曲面加工中的“挖槽粗加工”才有螺旋进刀方式和斜线进刀方式的设置。
此按钮平常处在暗显示状态，这种状态下，刀具的进刀方式是垂直进刀方式。如果采用螺旋或斜线进刀方式，则点击复选框， 进刀方式按钮“螺旋式进刀或斜线式进刀”呈明显示状态， 这时点击按钮，出现 “螺旋/斜线参数”设置对话框。对话框中有两个选项：螺旋式进刀 和斜线式进刀
2.4.2.3D“ 挖槽粗加工”中的螺旋进刀和斜线进刀设置的实现步骤
首先用MasterCAM软件的CAD 功能设计零件模型， 按照下面的顺序操作可进行螺旋进刀方式和斜线进刀方式设置：主功能菜单——刀具路径——曲面加工——粗加工——挖槽粗加工——选零件模型——执行——曲面粗加工挖槽对话框。然后再选取“挖槽粗加工参数”项。在对话框的中间偏上方有一个“螺旋式进刀或斜线式进刀”按钮 ，按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态， 这种状态下，刀具的进刀方式垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜线进刀方式， 则点击复选框， 进刀方式按钮“螺旋式进刀或斜线式进刀”呈明显示状态， 这时点击按钮， 出现“ 螺旋/斜线参数”设置对话框。对话框中有两个选项： 螺旋式进刀或斜线式进刀。
3.“由切削范围外进刀”选项的应用
毛坯开粗时常采用3D曲面加工的“挖槽粗加工”方式，“挖槽粗加工”常从毛坯顶部进刀。如加工图9所示工件，首先应进行“挖槽粗加工”对毛坯开粗，去除大部分材料。对工件开粗时，采用直接垂直向下进刀、螺旋式轨迹进刀、斜线式轨迹进刀三种进刀方式之一都可以， 但是采用直接垂直向下进刀首先应钻工艺孔。4.总结
综上所述，正确理解数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用范围，同时在编程中设置合理的切削参数来优化刀具路径，对提高加工效率及零件表面质量，如避免接刀痕、过切等现象的发生以及保护刀具等都有重要的意义。
参考文献
[1]工卫兵.MasterCAM数控编程实用教程.清华大学出版社，2004.
[2]邓奕.MasterCAM数控数控加工技术.清华大学出版社，2003.
作者简介：
温法胜（1984-），男，汉族，广东河源市人，本科，广东省河源理工学校教师。
关键词： 数控加工；进刀方式；优化
前言
数控加工对加工工艺有着特殊的要求。数控加工中对工艺问题处理得好坏，将直接影响数控加工的质量和效率。在各种型面的数控铣削中，合理地选择切削加工方向、进刀切入方式是很重要的，因为两者将直接影响零件的加工精度和加工效率。
由于法线进刀容易产生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面质量要求不高的工件。法线进刀的路线较切线进刀短，因而切削时间也就相应较短。在一些表面质量要求较高的轮廓加工中，通常采用加一条进刀引线再圆弧切入的方式，使圆弧与加工的第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产生刀痕毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。
1.2.非典型轮廓加工中的进刀方式
在对于一些非典型轮廓的加工，采用切线进退刀的同时，还应沿轮廓走多一个重叠量L，可以有效避免因进刀点和退刀点在同一位置而产生的刀痕。重叠量L一般取1～2mm即可2.挖槽和型腔加工中的进刀方式
对于封闭型腔零件的加工，进刀方式主要三种，一是直接垂直向下进刀；二是螺旋式轨迹进刀方式； 三是斜线轨迹进刀方式。三种垂直进刀方式各有优点， 设置得当可以优化刀具路径， 改善加工条件， 从而提高加工效率、工件加工精度和刀具的耐用度。下面就如何选择各下刀方式进行说明。2.1.直接垂直进刀方式
直接垂直进刀方式就是垂直向下进刀，刀具轨迹为直线在MasterCAM 软件自动编程中，大多数加工方式默认只能采用直接垂直向下进刀方式，如“外形铣削”、“ 平面铣削”、“曲面精加工”等。这些加工方式可以通过参数设置， 让刀具从工件外垂直进刀，在进刀过程中不切削材料。
使用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削，通常只用于小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情况。对于大面积的型腔，为了提高效率和加工质量，一般先采用键槽铣刀（或钻头）垂直进刀后，再换多刃立铣刀加工型腔。
2.2.螺旋轨迹进刀方式
螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式，特别是模具制造行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削，但和高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。采用螺旋下刀的方式（见图4b），通过刀片的侧刃和底刃的切削，避开刀具中心无切削刃部分与工件的干涉，使刀具沿螺旋朝深度方向渐进，从而达到进刀的目的。这样，可以在切削的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。
在MasterCAM中，对螺旋下刀方式作了细致的设定螺旋下刀也有其固有的弱点，比如切削路线较长、在比较狭窄的型腔加工中往往因为切削范围过小无法实现螺旋下刀等，所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔等方法来弥补，所以选择螺旋下刀方式时要注意灵活运用。
2.3.斜线轨迹进刀方式
斜线下刀时刀具快速下至加工表面上方一个距离后，改为以一个与工件表面成一角度的方向，以斜线的方式切入工件来达到Z向进刀的目的。在工件加工中， 当采用螺旋式进刀和斜插式进刀都能满足要求时，螺旋式进刀和斜插式进刀二者可任取其一。斜线下刀方式作为螺旋下刀方式的一种补充，通常用于因范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。
2.4.螺旋进刀和斜线进刀设置的实现步骤
在MasterCAM软件中设置刀具路径、编制数控加工程序时，大多数加工方式只能采用直接垂直向下进刀方式， 只有2D加工中的“挖槽加工”和3D曲面加工中的“挖槽粗加工”才有螺旋进刀方式和斜线进刀方式的设置。
此按钮平常处在暗显示状态，这种状态下，刀具的进刀方式是垂直进刀方式。如果采用螺旋或斜线进刀方式，则点击复选框， 进刀方式按钮“螺旋式进刀或斜线式进刀”呈明显示状态， 这时点击按钮，出现 “螺旋/斜线参数”设置对话框。对话框中有两个选项：螺旋式进刀 和斜线式进刀
2.4.2.3D“ 挖槽粗加工”中的螺旋进刀和斜线进刀设置的实现步骤
首先用MasterCAM软件的CAD 功能设计零件模型， 按照下面的顺序操作可进行螺旋进刀方式和斜线进刀方式设置：主功能菜单——刀具路径——曲面加工——粗加工——挖槽粗加工——选零件模型——执行——曲面粗加工挖槽对话框。然后再选取“挖槽粗加工参数”项。在对话框的中间偏上方有一个“螺旋式进刀或斜线式进刀”按钮 ，按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态， 这种状态下，刀具的进刀方式垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜线进刀方式， 则点击复选框， 进刀方式按钮“螺旋式进刀或斜线式进刀”呈明显示状态， 这时点击按钮， 出现“ 螺旋/斜线参数”设置对话框。对话框中有两个选项： 螺旋式进刀或斜线式进刀。
3.“由切削范围外进刀”选项的应用
毛坯开粗时常采用3D曲面加工的“挖槽粗加工”方式，“挖槽粗加工”常从毛坯顶部进刀。如加工图9所示工件，首先应进行“挖槽粗加工”对毛坯开粗，去除大部分材料。对工件开粗时，采用直接垂直向下进刀、螺旋式轨迹进刀、斜线式轨迹进刀三种进刀方式之一都可以， 但是采用直接垂直向下进刀首先应钻工艺孔。4.总结
综上所述，正确理解数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用范围，同时在编程中设置合理的切削参数来优化刀具路径，对提高加工效率及零件表面质量，如避免接刀痕、过切等现象的发生以及保护刀具等都有重要的意义。
参考文献
[1]工卫兵.MasterCAM数控编程实用教程.清华大学出版社，2004.
[2]邓奕.MasterCAM数控数控加工技术.清华大学出版社，2003.
作者简介：
温法胜（1984-），男，汉族，广东河源市人，本科，广东省河源理工学校教师。