数控铣床入刀方式浅谈

数控铣床入刀方式浅谈
摘要数控加工中心和数控铣床针对轮廓加工、挖槽和型腔加工等不同加工类型的铣削进刀方式的选择有针对性的说明和总结，通过分析各种进刀方式的特点和适用性，给出了提高加工效率和零件表面质量的措施。

对于实际生产具有较强的指导作用。

加工程序的编制，是决定加工质量的重要因素。

在本设计的内容中，我们将研究影响数控加工中心数控铣床编程效果、入刀方式、工艺及工装等因素。

铣削刀具的入刀方式的好与坏，直接影响了，零件的加工精度和加工效率。

关键词自动编程软件；SolidCAM；入刀方式；螺旋铣削
下面以手工编程和软件编程（SolidCAM）为例，通过分析数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用性，围绕在自动编程中如何正确选择进刀方式的主题进行探讨，以达到提高加工效率，改善零件表面质量的目的。

1手工编程进退刀
对于手工编程来说，我们主要采用的是垂直进刀和切线进刀方式，如图1。

图1
由于垂直进刀容易产生刀痕，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，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。

这种方式我们也常称为“圆弧切入、圆弧切出”。

然而我们在手工编程时，为了编程的方便，常常采用刀补指令编程（G41、G42、G40）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2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2切入与刀补的建立
由于手工编程主要是由操作人员来编写这样就比较麻烦，在坐标的计算中对操作人员的数学知识要有一定的基础，而且容易出现错误，所以这两类的方法一般都使用于简单零件的外形加工。

2软件的应用
2.1外轮廓的加工
我们在加工外轮廓的时候和手工编程基本是一致的了，同样垂直进刀和圆弧进刀了。

大家可以根据自己的情况自己去选择有利于自己的工件的加工方式，保证自己零件的加工质量，达到剩时，高效的切削效果。

我们可以通过加工参数中进刀/退刀里面的进刀形式来设定。

2.2挖槽和型腔加工中的进刀方式
对于封闭型腔零件的加工，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对于切削量小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，因而表面粗糙度较差；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，在小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。

切削量比较大的情况，对我们所用的刀具的选择就会有很大的要求，刀具的刀刃必须过中心，否则刀具容易折损，所以只能采用键槽铣刀了，但是，这样又降低我们的加工效率了。

所以我们在加工工艺的编排是往往采用，在封闭型腔加工之前，利用钻头加工出一个工艺孔，这样的话我们就可以采用立铣刀来加工封闭的型腔，以便提高我们的生产效率了。

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。

我们在为了提高零件的生产效率和零件的加工精度方面常采用刀片式合金铣刀来进行高速切削。

如果采用垂直进刀的话，我们就要加工一个工艺孔了，但是如果铣刀的直径大，相应的工艺孔也就要大了，这样加工的时候就比较麻烦了，所以我们可以采用另外的一种加工方式：“螺旋下刀”。

这种加工方式我们采用了三轴联动的切削，减少了工艺的制定和操作的繁琐。

我们可以通过在软件中的进刀/退刀方式下设定，通过螺旋下刃的方式，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，使刃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。

但在进行螺旋铣削时，必须注意螺旋下刀的轨迹半径大小，如果设定得太大
了，那么刀具就不能进行螺旋下刀，而自动的生成垂直进刀方式。

通过零件的尺寸大小来填写下刀圆弧的半径数值（必须小于型腔的宽度大小），螺旋下刀也有其弱点，比如切削路线较长、切削时间较长。

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。

3）斜线下刀。

斜线下刀（或者摆线下刀）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。

斜线下刀方式作为螺旋下刀方式的一种补充，通常用于因加工零件范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。

斜线下刀主要的参数有：进刀角度、进刀的长度，起始高度一般设在加工面上方0.5~1mm之间；切入斜线的长度要视型腔空间大小及铣削深度来确定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长；切入角度选取得大小，斜线数增多，切削路程加长；角度太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5°~200°之间为宜。

通常进刀切入角度和反向进刀切入角度取相同的值。

3结论
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，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。

其他常用自动编程软件，如UG、Cimatron、PowerMILL、MasterCAM等，其进刀方式的选择和进刀切削参数的设置与本文所用软件基本相类似，大家可以根据自己的加工零件和刀具的材料进行。

参考文献
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