连续模接刀
内外形轮廓分解后，各段之间必然要形成搭接头，不切当的分解会导致搭接头处产生毛刺错牙尖角塌角不平直和不圆滑等质量问题。常见的搭接头有三种。
1. 交接
交接指毛坯轮廓冲切刃口分解与重组后，新的冲切刃口之间相互交错，有少量重叠部分。
2. 平接
平接就是把零件的直边段分两次冲切，两次冲切刃口平行、共线，但不重叠。平接在搭接头容易产生毛刺、错牙、不平直等质量问题，应尽量避免采用。
直边分两次冲切时，为消除搭接头处产生毛刺，在第二次冲切的搭接头处用退位槽，第一次先冲出退位槽，第二次在接头处重叠冲切，即设法将平接转化为交接。
3. 切接
切接是毛坯圆弧部分分段冲切时的搭接形式，即在前一工位先冲切一部分圆弧段，在后续工位上在冲切去其余部分，前后两段应相切。
与平接相似，切接也容易在搭接头处产生毛刺错牙不圆滑等质量问题，所以尽可能不用。
以下是个人意见，供参考：
1、任何接刀方式都会增加产生毛刺的可能。
2、交切处的毛刺与接刀方式有关，首次冲切时应避免在交切处产生狭小尖细的形状，否则在二次冲切时易在微观上出现材料压不死而产生拉断的毛刺。
3、交切处的毛刺也与首次冲切状况有关，首次冲切尽量要无明显毛刺，而且首次冲切间隙应略大于二次冲切间隙。
4、楼主所说的接刀方式2，用圆角形工艺缺口，不如用方形工艺缺口，特别是用在最终切断时。
加工中心螺旋进刀
一、轮廓加工中的进刀方式 1.法线进刀和切线进刀 轮廓加工进刀方式一般有两种:法线进刀和切线进刀，如图1所示。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。 图1 法线进刀与切线进刀方式 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，如图2所示。而且在切削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。
图2 圆弧切入的方式 需要说明的是:在手工编写轮廓铣削程序时为了编程的方便，或者为了弥补刀具的磨损，常常采用刀补方式进行编程，即在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输入刀具的半径(或补偿量)至指定的地址进行加工。但要注意切入圆弧的R值需大于所使用的刀具半径r，否则无法建立补偿而出现报警，如图3所示。至于进刀引线的长短则要根据实际情况计算，但要注意减少空刀的行程。 图3 切入与刀补的建立
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，如图4所示。 图4 切削重叠量 二、挖槽和型腔加工中的进刀方式 对于封闭型腔零件的加工，下刀方式主要有垂直下刀、螺旋下刀和斜线下刀三种，下面就如何选择各下刀方式进行说明。
1.垂直下刀 (1)小面积切削和零件表面粗糙度要求不高的情况 使用键槽铣刀直接垂直下刃并进行切削。虽然键槽铣刀其端部刀刃通过铣刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于键槽铣刀只有两刃切削，加工时的平稳性也就较差，因而表面粗糙度较n;同时在同等切削条件下，键槽铁刀较立铁刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨损也就较大，在人面积切削中的效率较低。所以，采用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削的方式，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。 (2)大面积切削和零件表面粗糙度要求较高的情况 大面积的型腔一般采用加工时具有较高的平稳性和较长使用寿命的立铣刀来加工，但由于立铣刀的底切削刃没有到刀具的中心，所以立铣刀在垂直进刀时没有较大切深的能力，因此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。在利用CAM软件进行编程的时候，一般都会提供指定点下刀的选项。如图5所示的CAXA制造工程师里的“区域式粗加工”中的“接近点和返回点”选项，指的就是从指定点下刀或退刀。在MasterCAM里的“挖槽(Pocket )”二维加工中虽然没有指定下刀点下刀的选项，但在选择一个指定点后，再选择加工区域，则系统会自动从选择的指定点下刀;而在曲面粗加工“挖槽粗加工”方式中，则在粗加工参数(Rough parameters)设置页有相应的选择项，如图6所示。
JDPAINT5.5进刀方式的使用
曲面精加工进退刀和连刀方式的使用 软件部 丁志宏 在曲面精加工过程中，不合理路径连接方式可能导致在在加工面上留下一条连刀痕迹，直接影响加工质量。JDPaint5.50版本软件在曲面精加工中采用了全新的路径连接方式，在开口线的起末点增加了圆弧切向进退刀路径，在封闭路径之间的螺旋连刀功能。新的路径连接方式改善了路径连接过程中的切削状态，基本消除了连刀痕迹。本文结合几种比较常用的精加工走刀方式重点介绍这些进刀和连刀参数的设定方法和原则。 1．开口曲线的圆弧切向进退刀 在曲面精加工过程中，圆弧进退刀能够使刀具比较平稳地切入和切出材料，同时能减轻走刀速度对表面质量的影响。JDPaint5.50不仅能够在路径的起末点添加圆弧进退刀路径，而且还能够在相邻两条切削路径之间添加圆弧进退刀路径，并且通过控制相关参数还能够消除刀具切入和切出材料时在加工表面留下的痕迹； （1）平行截线与径向放射的切向进退刀 在平行截线和径向放射加工的路径都是开口线，可以在每条路径的起末点添加圆弧进退刀路径，将连刀位置移到空切位置，从而避免在加工面上留下路径痕迹；如图1与图2所示： 图1 平行截线路径中切向进退刀路径 图2 径向放射路径中切向进退刀路径 在切向进退刀路径位置也可以增加一段直线延长路径，保证路径换向后的起末位置的走刀速度与中间路径的走刀速度接近，避免换向过程中走刀速度的变化对模型边缘质量的影响，如图3和图4所示：
图3 进退刀连刀路径示意图 图4参数示意图 此外，同时通过定义“直线延伸长度”参数，还可使路径沿切削方向上延长一个长度值到模型外部，有时可以省去对曲面进行延伸操作，还可以提高模型边界处的衔接质量。需要注意的是，直线延长只能在一个方向上延伸，另一个方向不能延伸，就是只能在路径切削方向上延伸，在路径进给方向上不能延伸。这样就对直线延长使用范围有了一定的限制。比如，以前我们经常用到一种辅助加工的方法，将曲面向外延伸一个长度，加工中加工面与延伸面一起选择加工，如果是单方向的延伸曲面可以用直线延长来代替，简化编程的步骤。如果需要2个方向延伸曲面的情况就不能用直线延长来代替了。 直线延伸 （2）等高开口路径段之间的圆弧进退刀 对于开口式的曲面等高加工，同平行截线加工方式相同，在上下两层之间也可以添加切向进退刀路径，如图5所示的开口式曲面等高加工，加工面为中间陡峭曲面；定义“直线延伸长度”值可以使等高路径向曲面外延长一个长度，避免路径在曲面上因换向造成的痕迹和欠切现象，省去了对侧面往外进行曲面延伸的操作； 图5 等高路径开口线之间的切向连刀 2．封闭路径曲线的螺旋连刀 JDPaint5.50目前针对等高路径和环绕等距路径两种可以生成封闭路径的加工方法增加了螺旋连刀方法，它用一段在相邻路径之间渐变的加工路径替代了连接路径，从而实现了路径之间的平稳连接。这种连接方法不仅可以消除连刀痕迹，而且也能提高加工效率。 （1）等高外形加工中的螺旋连刀 比较图6中(a)和(b)可以看出，螺旋连刀可以保持刀具路径切削方向一致、避免刀具在加工面上突然改
数控编程车削螺纹进刀的几种方法比较
数控编程车削螺纹进刀的几种方法比较 摘要 螺纹是机械行业中常见的零件，螺纹的车削是机械产品质量的重要环节，在车削加工中，螺纹车削由于切削速度较快，切削力较大和作用力集中,导致毛刺较大加工难度高。本文结合编程实例从螺纹加工几种进刀方法来编辑程序进行讨论。 【关键词】螺纹直进法斜进法左右借刀法 1. 螺纹分类介绍 1.1.按连接可分为内螺纹和外螺纹 1.2.按用途可分为⑴紧固螺纹：例如车床刀架上的螺钉 ⑵密封螺纹：例如管接头 ⑶传动螺纹：例如车床的丝杠 1.3 按牙型可分为⑴三角形螺纹 ⑵矩形螺纹 ⑶圆形螺纹 ⑷梯形螺纹 ⑸锯齿形螺纹 1.4 按螺旋线方向分为 ⑴右旋螺纹（顺时针旋入的螺纹为右旋螺纹）
⑵左旋螺纹（逆时针旋入的螺纹为左旋螺纹） 它们的判别方法：将螺纹竖直放置，螺旋线左边高为左旋反之则是右旋。 左旋螺纹右旋双线螺纹 1.5按螺旋线可分为单线螺纹和多线螺纹 1.6按母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹 2、螺纹的基本要数 2．1 螺纹大径：是指螺纹的最大直径，是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径，通常我们用d/D表示。 2.2螺纹公称直径：它是代表螺纹尺寸的直径，一般是指螺纹大径的基本尺寸 2.3螺纹小径：即螺纹的最小直径，是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶 相切的假想圆柱或圆锥的直径，通常我们用d1/D1表示。 2.4螺纹中径：是介于螺纹大径与小径之间，中径上牙型沟槽和凸 起宽度相等，通常我们用d2/D2表示。 2.5螺距P：相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
2.6导程：同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 2.7牙型高度：在螺纹牙型上牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。 2.8牙型角：在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角 3.走刀路线的确定 在数控车床上车螺纹时，沿螺距方向的, 向进给应和车床主轴的旋转保持严格的速比关系，考虑到刀具从停止状态到达指定的进给速度或从指定的进给速度降为零，驱动系统必有一个过渡过程，因此沿轴向进给的加工路线长度，除保证螺纹长度外，还应增加刀具引入距离和超越距离，引入距离和超越距离的数值与车床拖动系统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。 4.螺纹车刀的选用 螺纹车刀属于成形刀具，要保证螺纹牙型的精度，对螺纹车刀的要求主要有以下几点： 4.1螺纹车刀刀尖角一定要等于螺纹的牙型角；如普通三角螺纹为60°梯形螺纹为29°等。 4.2螺纹精车时车刀的纵向前角应等于0°；粗车时允许有5°到15°的纵向前角。 4.3因受螺纹升角的影响车刀两侧的静止后角应不相等，进给方向侧的后角较大，一般应保证两侧面均有3°到5°的工作后角。 4.4侧刃的直线性要好。
数控粗加工走刀和进刀方式的研究
数控粗加工走刀和进刀方式的研究 摘要：介绍了三轴数控铣削加工的走刀方式和进刀方式。 关键词:数控加工;粗加工;走刀方式;进刀方式 引言 作为数控加工的一个重要的工艺参数，走刀方式的选择往往依据工艺人员的经验。由于在影响走刀方式选择的诸多因素(如曲面的几何形状、岛屿的大小和位置、刀具的大小等)中，有些是明确的，有些是含糊的，且它们的作用程度都不一样，仅仅依靠经验将很难做出合的选择，这使得对走刀方式的选择存在着许多难题。通过铣削过程中的切人角的变化对铣刀所受载荷的影响进行了分析，解决了铣削加工的进刀方式的选取。 1层切法粗加工 数控加工过程一般分为粗加工、半精加工、精加工3个阶段。粗加工作为数控加工第一阶段，其目的在于迅速切除工件毛坯的大部分余量以提高生产效率，同时为后续加工创造条件。据统计，目前在注射成型模具的加工中，有50%左右的时间花费在切除大余量的粗加工上。因此，从保证产品精度、提高加工效率、缩短交货期等方面考虑，粗加工是一道非常重要的工序。制造业的不断发展，粗加工的研究已被放到了日益重要的地位上。 目前的CAM软件及相关文献中，可将模具型腔的粗加工归纳为如下几类方法:等距削、层切法(也叫等高轮廓线法)、截面线法和钻孔方法等。各粗加工方法有其自身的特点，层切法由于使用端铣刀加工，基本走刀轨迹被限制在二维平面中，便于轨迹的优化，程序量少，而且空刀现象极少，所以这种粗加工方法应用较广。因此，本文主要针对层切粗加工方法进行研究。 层切法是在等高面上切除坯料，其实质上是一种不好控制，所以顶料杆超出凹模平面的距离最好大一点，以方便调节冲床打料杆。 2如何判断打料杆长度是否合适 济二1 OOt、与济二63t、济二1601冲床，滑块下平面到打料横梁安装孔下平面的距离H;为125mm,济二250t冲床为160mmo 在现场不用把打料杆从模柄孔内取出来，就可以判断打料杆长度是否合适。 判断方法说明如下: 设定打料杆顶端距上模座上平面的距离为H，则 H=H.+C (4 ) 以济二100t,63t,160t冲床为例，则 H=125+C （5） 代入（3）式.则 125 刀具半径补偿原理 一、刀具半径补偿的基本概念 （一）什么是刀具半径补偿 根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，实时自动生成刀具中心轨迹的功能成为刀具半径补偿功能。 （二）刀具半径功能的主要用途 （1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。 （2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。 （三）刀具半径补偿的常用方法 1．B刀补 特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 缺点： （1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。 （2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。 2．C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。 两种刀补在处理方法上的区别： B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。 C刀补采用一次对两段进行处理的方法。先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。 二、刀具半径补偿的工作原理 （一）刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分三步。 1．刀补建立 刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。不能进行零件的加工。 2．刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。 3．刀补撤消 刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。 （二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式 1．转接形式 曲面精加工进退刀和连刀方式的使用 在曲面精加工过程中，不合理路径连接方式可能导致在在加工面上留下一条连刀痕迹，直接影响加工质量。JDPaint5.50版本软件在曲面精加工中采用了全新的路径连接方式，在开口线的起末点增加了圆弧切向进退刀路径，在封闭路径之间的螺旋连刀功能。新的路径连接方式改善了路径连接过程中的切削状态，基本消除了连刀痕迹。本文结合几种比较常用的精加工走刀方式重点介绍这些进刀和连刀参数的设定方法和原则。 1．开口曲线的圆弧切向进退刀 在曲面精加工过程中，圆弧进退刀能够使刀具比较平稳地切入和切出材料，同时能减轻走刀速度对表面质量的影响。JDPaint5.50不仅能够在路径的起末点添加圆弧进退刀路径，而且还能够在相邻两条切削路径之间添加圆弧进退刀路径，并且通过控制相关参数还能够消除刀具切入和切出材料时在加工表面留下的痕迹； （1）平行截线与径向放射的切向进退刀 在平行截线和径向放射加工的路径都是开口线，可以在每条路径的起末点添加圆弧进退刀路径，将连刀位置移到空切位置，从而避免在加工面上留下路径痕迹；如图1与图2所示： 图1 平行截线路径中切向进退刀路径 图2 径向放射路径中切向进退刀路径 在切向进退刀路径位置也可以增加一段直线延长路径，保证路径换向后的起末位置的走刀速度与中间路径的走刀速度接近，避免换向过程中走刀速度的变化对模型边缘质量的影响，如图3和图4所示： 图3 进退刀连刀路径示意图 图4 参数示意图 此外，同时通过定义“直线延伸长度”参数，还可使路径沿切削方向上延长一个长度值到模型外部，有时可以省去对曲面进行延伸操作，还可以提高模型边界处的衔接质量。需要注意的是，直线延长只能在一个方向上延伸，另一个方向不能延伸，就是只能在路径切削方向上延伸，在路径进给方向上不能延伸。这样就对直线延长使用范围有了一定的限制。比如，以前我们经常用到一种辅进退刀路 连刀路径 直线延长 在MasterCAM中设定铣削加工进刀方式的方法 在数控铣削加工工艺中，切削前的进刀方式需要谨慎考虑。我们就此探讨一下数控机加工中进刀方式的设定方法。 切削前的进刀方式有两种形式：一是垂直进刀方向，另一是水平进刀方向。 一、特种加工垂直进刀方式的设定 数控机床设计了三种垂直进刀的方式：一是直接垂直向下进刀；二是斜线轨迹进刀方式；三是螺旋式轨迹进刀方式。直接垂直进刀方式只能用于具有垂直吃刀能力的键槽铣刀，后两种进刀方式能用于端部切削能力较弱的立铣刀的向下进给。 在MasterCAM 系统中怎样来设置上述的三种进刀方式呢？首先用MasterCAM的CAD 功能设计型腔轮廓，然后在主功能菜单中选取ToolpathS刀具路径指令，进行刀具路径设置。按照下面的顺序操作可得到对话框。Toolpaths→Pocket→选择型腔轮廓→Done→保存 T.NC I→Done→Pocket对话框。在Pocket对话框中的“刀具参数”选项的空白处点击右键，在刀具库中选择一种合适的铣刀。然后再选取“粗加工/精加工参数”项： Roughing/finishing parameter。在对话框的右边有一个“下刀方式”（Rough Entry...）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，刀具的下刀方式是图1 所示的垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜线下刀方式，则点击复选框，下刀方式按钮“Rough Entry...”呈明显示状态，这时点击按钮，出现“下刀方式”设置对话框。对话框中有两个选项：Helix（螺旋方式）与Ramp（斜线方式）。可任选其中一种下刀方式。下面介绍一下对话框中主要参数的设置。 1、外协加工Helix螺旋下刀方式参数设置要点 数控编程中进刀方式的设定方法 一、进刀方式介绍 1．1 垂直方向进刀方式 在普通铣床上加工一个封闭的型腔零件时，一般都会分成两个工序，先预钻一个孔，再用立铣刀切削。而在数控加工中，https://www.360docs.net/doc/f817503701.html,/cnc_pc/" target="_blank" class="relatedlink">数控编程软件通常有三种垂直进刀的方式：一是直接垂直向下进刀（见图1）；二是斜线轨迹进刀方式（见图2）；三是螺旋式轨迹进刀方式。 直接垂直进刀方式只能用于具有垂直吃刀能力的键槽铣刀，对于其他类型的刀具，只能作很小的切削深度时，才可使用。而斜线进刀及螺旋进刀，都是靠铣刀的侧刃逐渐向下铣削而实现向下进刀的，所以这两种进刀方式能用于端部切削能力较弱的端铣刀（如最常用的可转位硬质合金刀）的向下进给。同时斜线或螺旋进刀可以改善进刀时的切削状态，保持较高的速度和较低的切削负荷。 1．2水平方向进刀方式 为了改善铣刀开始接触工件和离开工件表面时的状况，一般的数控系统都设置了刀具接近工件和离开工件表面时的特殊运行轨迹，以避免刀具直接与工件表面相撞和保护已加工表面。比较常用的方式是，以被加工表面相切的圆弧方式接触和退出工件表面，如图4所示，图中的切入轨迹是以圆弧方式与被加工表面相切，退出时也是以一个圆弧离开工件。另一种方式是，以被加工表面法线方向进入接触和退出工件表面，如图5所示，图中的切入和退出轨迹是由与被加工表面相垂直（法向）的一段直线。此方式相对轨迹较短，适用于表面要求不高的情况。 图4 水平方向圆弧进、退刀图5 水平方向法线进、退刀 二、常用CAD/CAM软件对进刀方式的设定 2．1 MasterCAM 2．1．1在MasterCAM 软件中设置垂直进刀方式 在MasterCAM的主功能菜单中选取ToolpathS刀具路径指令，进行刀具路径设置。按照Toolpaths→Pocket→选择型腔轮廓→Done→保存T.NCI→Done→MasterCAM会弹出Pocket 对话框（如图6所示）。 图6 在Pocket对话框中的“刀具参数”选项的空白处点击右键，在刀具库中选择一种合适的铣刀。然后再选取“粗加工/精加工参数”项：Roughing/finishing parameter。在对话框的右边有一个“下刀方式”（Rough Entry...）按钮，按钮前有一个方形复选框。此按钮默认为暗显示状态，这种状态下，刀具的下刀方式是图 1 所示的垂直直接进刀方式。如要采用螺旋或斜线下刀方式，则点击复选框，下刀方式按钮“Rough Entry...”呈明显示状态，这时点击按钮，出现“下刀方式”设置对话框（见图7）。对话框中有两个选项：Helix（螺旋方式）与Ramp （斜线方式）。可任选其中一种下刀方式。下面介绍一下对话框中主要参数的设置。 2.1.1.1 Helix螺旋下刀方式参数设置要点 在图7对话框中可见，左边有五项要设置数值的参数项，另外有五项只要选取复选框的参数项。其主要设置要点如下： 数控铣削加工进刀方式研究（doc 7页） 一、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的好坏，将直接影响数控加工的质量和效率。国内的一些科研技术人员对数控加工的工艺进行了探讨[1-3]，但对于铣削的进刀方式的选择未见单独报道。而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，因为二者直接影响零件的加工精度和加工效率[4]。 本文以数控加工中最常用的自动编程软件CAXA和MasterCAM为例（其它软件相类似，可做参考），通过分析数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用性，在自动编程中如何正确选择进刀方式以达到提高加工效率以及零件表面质量进行探讨。 2. 轮廓加工中的进刀方式 2.1法线进刀和切线进刀 轮廓加工进刀方式一般有两种：法线进刀和切线进刀，如图1中（a）、（b）所示。法线进刀由于容易产生刀痕，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，通常采用加一进刀引线再圆弧切入的方式，如图2所示，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，而且在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离后下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。 需要说明的是：在手工编写轮廓铣削程序时为了编程的方便，或者为了弥补刀具的磨损，常常采用刀补方式进行编程，即在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输入刀具的半径（或补偿量）至指定的地址进行加工，但要注意的是，如图3所示，切入圆弧的R值需大于所使用的刀具 “挖槽粗加工”方式中，则在粗加工参数（Rough parameters）设置页有相应的选择项，如图6所示。 对于其它方式的曲面粗加工，一般都可以在参数设置中找到相应的选项。 3.2 螺旋下刀 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，但可以通过螺旋下刀的方式（图7所示），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。 a） b） 图 7 螺旋下刀方式 在CAXA中，螺旋下刀方式设置选项主要有4项：半径、螺距、第一及第一层以后螺旋进刀高度，如图8所示。螺旋半径的大小一般情况下应大于刀具直径的50%，但螺旋半径过大，进刀的切削路程就越长，下刀耗费的时间也就越长，一般不超过刀具直径的大小；螺距的数值要根据刀具的吃深能力而定，一般在0.5～1之间；第二层进刀高度一般等于第一层下刀高度减去慢速下刀的距离即可。 在Mastercam中，则对螺旋下刀方式作了更人性化和更细致的设定（如图9所示），如给定一个螺旋半径大小的范围，系统可以根据工件的形状自动去判断和选择最为合适的半径去下刀；X、Y方向安全距离可以更好的避免下刀时造成的干涉现象的发生；还有在螺旋下刀时是采用Z向还是水平方向的进刀速率，以及螺旋下刀失败时是改为垂直进刀还是中断程式等等。和CAXA相比，Mastercam里不是用螺距而是用螺旋升角来设置刀具运动一周后沿Z轴切深的距离。螺旋升角选取得太小，螺旋圈数增多，切削路程加长；升角太大，又会产生过大的端刃切削，一般取3°～10°之间为宜。 但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应用。 螺纹刀片类型/夹持方案/进刀方法螺纹刀片类型： 1. 多牙型刀片 优点： - 减少进刀次数 - 非常高的生产率 缺点： - 需要稳定装夹 - 在加工完螺纹之后需要足够的退刀空间 2. 全牙型刀片 优点： - 更好地控制螺纹形状 - 毛刺更少 缺点： - 一种刀片只能切削一种螺距 3. V牙型刀片 优点： - 灵活性，同一种刀片可用于加工几种螺距。 缺点 - 会导致毛刺形成，需要去除毛刺。 夹持方案i-LOCK： - 使用位置固定的刀片进行刚性极高的螺纹加工 - 在导轨的引导下，刀片定位于正确的位置 - 螺钉将导轨上的刀片压回至刀片座中一个接触面（红色接触面）处的径向挡块处 - 可靠的刀片接口可确保更长的刀具寿命和更高的螺纹质量 进刀方法： 进刀方法可对螺纹加工过程产生重大的影响。它会影响：切削控制、刀片磨损、螺纹质量、刀具寿命。 1. 改进式侧向进刀 大多数数控机床都能通过循环程序使用这种进刀方法： - 切屑与传统车削类型-更易成形和引导 - 轴向切削力可降低振动风险 - 切屑较厚，但仅与刀片的一面相接触 - 传递至刀片的热量减少 - 大多数螺纹加工工序的首选 最常用的方法-较早的非数控车床能够使用的唯一方法： - 产生坚硬的“V”形切屑 - 均匀的刀片磨损 - 刀片座暴露于高温下，从而限制了进刀深度 - 适合加工细牙螺纹 - 在加工粗牙螺纹时可能产生振动且切屑控制差 - 加工硬化材料的首选 3. 交替式进刀 - 推荐用于大牙型 - 在加工螺距非常大的螺纹时能够实现均匀的刀片磨损和最长刀具寿命- 切屑被沿着两个方向引导，因此难以控制 基于直线插补思想实现经济型CNC系统C刀补的算法研究（三）（先进数控技术江苏高校重点建设实验室（南京工程学院），江苏南京 210013）摘要：为在经济型CNC系统中全面实现C功能刀补，提出一种简单有效的刀补建立和撤消方法，并对现行C刀补建立和撤消过程中的刀具中心轨迹加以修正，以解决刀具与工件轮廓之间的干涉问题。 关键词：C刀补建立与撤消直线插补类型判别转接点计算 Arithmetic Study About Realizing C-cutter Radius Compensation in Economical CNC System Basing on Linear Interpolation Hua Mao-fa cao jin-jiang (Jiangsu province college key laboratory of Advanced Numerical control Technology (Nanjing Institute of Technology), Nanjing, 210013) Abstract: In order to realize comprehensively C-function cutter radius compensation in economical CNC system, the author puts forward a kind of simple and effective method of establishing and cancelling cutter radius compensation, and modifies the present cutter center path of establishing and canceling C—function cutter radius compensation so as to solve the problem of the interference between the cutter and work-piece . Keywords:C-cutter radius compensation；Establishment and cancellation； Linear interpolation；Type differentiation；Connecting point calculation 0.前言 刀具半径补偿分为刀补建立、进行和撤消三步。在文献[1]和[2]中已经讨论了C功能刀补在经济型CNC系统中的进行问题。本文将继续引用直线插补思想，将刀补计算中的三角函数及开平方等运算转化为简单的加、减运算，为不具备复杂函数运算功能的用单片机开发的经济型CNC系统提供一种建立和撤消C刀补的简单算法。同时，就目前C刀补建立与撤消方法中存在的刀具与工件轮廓有时会发生干涉（图1中AA'，CC'小于刀具半径r）的问题，对刀补建立过程中的第一转接点和撤消过程中的最后一转接点进行修正。 为方便起见，本文以G42为例，首先介绍刀具半径矢量的刀偏分量算法，然后再分别讨论刀补的建立和撤消过程中刀具中心轨迹上转接点的算法。 第二章数据处理与插补原理 在第一章已经提到，所谓插补，即已知运动轨迹的起点、终点、曲线类型和走向，计算出运动轨迹所要经过的中间点坐标。伺服系统根据插补输出的中间点坐标值控制机床运动，走出预定轨迹。插补可以用硬件来实现，也可以用软件来实现。故本章主要介绍软件插补方法。 软件插补法可以分成基准脉冲插补法和数据采样插补法两类。在本章中介绍基准脉冲插补法中的逐点比较法和数字积分法；介绍数据采样插补法中的时间分割插补法和扩展DDA 法。 用户的程序指令代码必须经过译码、刀具补偿等一系列的加工预处理过程，才能得出插补计算所需要的数据。本章还介绍译码、刀具补偿以及传动间隙与丝杠螺距误差的补偿。 第一节加工程序预处理 用户输入的零件加工程序、插补程序是不能直接应用的，必须由加工程序预处理程序模块对加工程序进行预处理，得出插补程序（包括进给驱动程序）所需要的数据信息和控制信息。所以加工程序预处理程序又称插补准备程序。数据处理包括译码、刀具补偿计算、辅助信息处理和进给速度计算等。译码程序的功能主要是将用户程序翻译成便于数控系统的计算机处理的格式，其中包括数据信息和控制信息。刀具补偿是由工件轮廓和刀具参数计算出刀具中心轨迹。进给速度计算主要解决刀具运动速度问题。 一．译码 译码程序以程序段为单位处理用户加工程序，将其中的轮廓信息（如起点、终点、直线、圆弧等）、加工速度和辅助功能信息，翻译成便于计算机处理的信息格式，存放在指定的内存专用空间。 译码可以在正式加工前一次性将整个程序翻译玩，并在译码过程中对程序进行语法检查，若有语法错误则报警。这种方式可称之为编译，和通常所说的编译的意义不同的是，生成的不是计算机能直接运行的机器语言，而是便于应用的数据。另一种处理法式是在加工过程中进行译码，即计算机进行加工控制时，利用空闲时间来对后面的程序段进行译码。这种法式可称之为解释。用解释方式，系统在运行用户程序之前通常也对用户程序进行扫描，进行语法检查，有错报警，以免加工到中途在发现错误，造成工件报废。用编译的法式可以节省时间，可使加工控制时计算机不至于太忙，并可在编译的同时进行语法检查，但需要占用较大内存。一般数控代码比较简单，用解释方式占用的时间也不多，所以CNC系统常用解释方式。 在CNC系统中，用户程序一般都先读入内存存放。程序存放的位置可以是零件程序存储区、零件程序缓冲区或键盘输入（MDI）缓冲区。译码程序对内存中的用户程序进行译码。译码程序必须找到要运行的程序的第一个字符，（地址字符应为字母），才能开始译码。译码程序读进地址字符（字母），根据不同的处理遇到功能代码（如G、M等），将其之后的数据（G、M后为二进位数）转换为征码，并存放于对应的规定单元。若是尺寸代码（如X、Y等），将其后的数字串转换为二进制数，并存放于对应的规定区域（如X区、Y区）。数 因为插补运算是实时性很强的运算，若算法太复杂，计算机的每次插补运算的时间必然加长，从而限制进给速度指标和精度指标的提高。 3.插补方法的分类 ?脉冲增量插补(行程标量插补) 特点： ?每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量（一个 脉冲当量）。以一个一个脉冲的方式输出给步进电 机。其基本思想是：用折线来逼近曲线（包括直线）。 ?插补速度与进给速度密切相关。因而进给速度指标 难以提高，当脉冲当量为10μm时，采用该插补算 法所能获得最高进给速度是3-4 m/min。 ?脉冲增量插补的实现方法较简单，通常仅用加法和 移位运算方法就可完成插补。因此它比较容易用硬 件来实现，而且，用硬件实现这类运算的速度很快 的。但是也有用软件来完成这类算法的。 ?这类插补算法有：逐点比较法；最小偏差法；数字 积分法；目标点跟踪法；单步追综法等 ?它们主要用早期的采用步进电机驱动的数控系统。 ?由于此算法的速度指标和精度指标都难以满足现在 零件加工的要求，现在的数控系统已很少采用这类 算法了。 ?数字增量插补(时间标量插补) ?特点： 插补程序以一定的时间间隔定时(插补周期)运行，在 每个周期内根据进给速度计算出各坐标轴在下一插 补周期内的位移增量（数字量）。其基本思想是：用 直线段（内接弦线，内外均差弦线，切线）来逼近 曲线（包括直线）。 插补运算速度与进给速度无严格的关系。因而采用 这类插补算法时，可达到较高的进给速度（一般可 达10m/min以上）。 数字增量插补的实现算法较脉冲增量插补复杂，它 对计算机的运算速度有一定的要求，不过现在的计 算机均能满足要求。 这类插补方法有：数字积分法(DDA)、二阶近似插补 法、双DDA插补法、角度逼近插补法、时间分割法 等。这些算法大多是针对圆弧插补设计的。 这类插补算法主要用于交、直流伺服电机为伺服驱 动系统的闭环，半闭环数控系统，也可用于以步进 电机为伺服驱动系统的开环数控系统，而且，目前 所使用的CNC系统中，大多数都采用这类插补方法。刀具半径补偿原理(详细)
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