一、進(jìn)刀方式介紹
1．1 垂直方向進(jìn)刀方式
　　在普通銑床上加工一個(gè)封閉的型腔零件時(shí)，一般都會(huì)分成兩個(gè)工序，先預(yù)鉆一個(gè)孔，再用立銑刀切削。而在數(shù)控加工中，數(shù)控編程軟件通常有三種垂直進(jìn)刀的方式：一是直接垂直向下進(jìn)刀（見圖1）；二是斜線軌跡進(jìn)刀方式（見圖2）；三是螺旋式軌跡進(jìn)刀方式。 

    直接垂直進(jìn)刀方式只能用于具有垂直吃刀能力的鍵槽銑刀，對于其他類型的刀具，只能作很小的切削深度時(shí)，才可使用。 而斜線進(jìn)刀及螺旋進(jìn)刀，都是靠銑刀的側(cè)刃逐漸向下銑削而實(shí)現(xiàn)向下進(jìn)刀的，所以這兩種進(jìn)刀方式能用于端部切削能力較弱的端銑刀（如最常用的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀）的向下進(jìn)給。同時(shí)斜線或螺旋進(jìn)刀可以改善進(jìn)刀時(shí)的切削狀態(tài)，保持較高的速度和較低的切削負(fù)荷。

1．2水平方向進(jìn)刀方式
　　為了改善銑刀開始接觸工件和離開工件表面時(shí)的狀況，一般的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)置了刀具接近工件和離開工件表面時(shí)的特殊運(yùn)行軌跡，以避免刀具直接與工件表面相撞和保護(hù)已加工表面。比較常用的方式是，以被加工表面相切的圓弧方式接觸和退出工件表面，如圖4所示，圖中的切入軌跡是以圓弧方式與被加工表面相切，退出時(shí)也是以一個(gè)圓弧離開工件。另一種方式是，以被加工表面法線方向進(jìn)入接觸和退出工件表面，如圖5所示，圖中的切入和退出軌跡是由與被加工表面相垂直（法向）的一段直線。此方式相對軌跡較短，適用于表面要求不高的情況。
圖4 水平方向圓弧進(jìn)、退刀 圖5 水平方向法線進(jìn)、退刀

二、常用CAD/CAM軟件對進(jìn)刀方式的設(shè)定
2．1 MasterCAM

2．1．1在MasterCAM 軟件中設(shè)置垂直進(jìn)刀方式
在MasterCAM的主功能菜單中選取ToolpathS刀具路徑指令，進(jìn)行刀具路徑設(shè)置。按照Toolpaths→Pocket→選擇型腔輪廓→Done→保存T.NCI→Done→MasterCAM會(huì)彈出Pocket對話框（如圖6所示）。
圖6

　　在Pocket對話框中的“刀具參數(shù)”選項(xiàng)的空白處點(diǎn)擊右鍵，在刀具庫中選擇一種合適的銑刀。然后再選取“粗加工/精加工參數(shù)”項(xiàng)：Roughing/finishing parameter。在對話框的右邊有一個(gè)“下刀方式”（Rough Entry...）按鈕，按鈕前有一個(gè)方形復(fù)選框。此按鈕默認(rèn)為暗顯示狀態(tài)，這種狀態(tài)下，刀具的下刀方式是圖1 所示的垂直直接進(jìn)刀方式。如要采用螺旋或斜線下刀方式，則點(diǎn)擊復(fù)選框，下刀方式按鈕“Rough Entry...”呈明顯示狀態(tài)，這時(shí)點(diǎn)擊按鈕，出現(xiàn)“下刀方式”設(shè)置對話框（見圖7）。對話框中有兩個(gè)選項(xiàng)：Helix（螺旋方式）與Ramp（斜線方式）。可任選其中一種下刀方式。下面介紹一下對話框中主要參數(shù)的設(shè)置。
2.1.1.1 Helix螺旋下刀方式參數(shù)設(shè)置要點(diǎn)
　　在圖7對話框中可見，左邊有五項(xiàng)要設(shè)置數(shù)值的參數(shù)項(xiàng)，另外有五項(xiàng)只要選取復(fù)選框的參數(shù)項(xiàng)。其主要設(shè)置要點(diǎn)如下：
　　(1). Mininum radius（最小螺旋半徑）：由操作者設(shè)定。
　　(2). Maxinum radius（最大螺旋半徑）：由操作者根據(jù)型腔空間大小及銑削深度確定，一般是螺旋半徑愈大，進(jìn)刀的切削路程就越長。
　　(3). Z clearance（Z向高度）：開始以螺旋方式運(yùn)行時(shí)刀具離工件表面的Z向高度（以工件表面作為Z向零點(diǎn)）。
　　(4). XY clearance（XY向距離）：螺旋槽的邊緣距型腔邊界X向和Y向的距離。
　　(5). Plunge angle（進(jìn)刀角度）：即為螺旋線的升角，此值選取得太小，螺旋圈數(shù)增多，切削路程加長；升角太大，又會(huì)產(chǎn)生不好的端刃切削的情況，一般選5—20度之間；
　　(6). Direction（銑削方向）：CW為順銑，CCW為逆銑，按加工情況選取一種。
　　(7). Follow boundary（沿邊界銑削）：此欄內(nèi)有兩項(xiàng)復(fù)選框，此含義是當(dāng)螺旋方式下刀不成功時(shí)，自行設(shè)定刀具沿邊界移動(dòng)。
　　(8). If all entry attempts fail (假如執(zhí)行螺旋下刀失敗時(shí))：此欄的設(shè)定是按螺旋下刀方式的所有嘗試都有失敗后，程序轉(zhuǎn)為垂直下刀（Plunge）或是中止程序（Skip）。
　　(9). Output arc move tolerance（圓弧運(yùn)動(dòng)誤差值）：選中此復(fù)選框，刀具以螺旋圓弧運(yùn)動(dòng)，沒有選取此項(xiàng)，刀具以直線方式一段一段地運(yùn)動(dòng)，框中的數(shù)值是直線的長度。
　　(10). Center on entry point（中心臨近下刀點(diǎn)）：

2.1.1.2 Ramp斜線下刀方式參數(shù)設(shè)置要點(diǎn)
　　下刀方式對話框中選取斜線下刀方式，則出現(xiàn)圖8的參數(shù)設(shè)置對話框。
　　(1). Mininum Longth（最小斜線長度）：由操作者設(shè)定。
　　(2). Maxinum Longth（最大斜線長度）：由操作者根據(jù)型腔空間大小及銑削深度確定，一般是斜線愈長，進(jìn)刀的切削路程就越長。
　　(3). Z clearance（Z向高度）：開始以斜線方式運(yùn)行時(shí)刀具離工件表面的Z向高度（以工件表面作為Z向零點(diǎn)）。
　　(4). XY clearance（XY向距離）：斜線槽距型腔邊界X向和Y向的距離。
　　(5). Plunge zig angle（正向進(jìn)刀角度）：即為切入工件時(shí)與工件表面的夾角，此值選取得太小，斜線數(shù)增多，切削路程加長；角度太大，又會(huì)產(chǎn)生不好的端刃切削的情況，一般選5—20度之間。
　　(6). Plunge zag angle（反向進(jìn)刀角度）：即為向相反方向進(jìn)刀時(shí)的角度。正向與反向進(jìn)刀角度可以選得相同，也可以不相同。
　　(7). Auto angle XY angle選項(xiàng)是由系統(tǒng)自動(dòng)決定進(jìn)刀軌跡槽的中心線與XY軸之間的角度。
　　(8). Ramp from entry point選項(xiàng)將使刀具從進(jìn)刀點(diǎn)垂直進(jìn)刀，即不能形成斜線進(jìn)刀的效果，需要Ramp方式進(jìn)刀時(shí)不能選用。
2.1.2在MasterCAM中設(shè)置水平進(jìn)刀方式
在MasterCAM的主功能菜單中選取ToolpathS刀具路徑指令，進(jìn)行刀具路徑設(shè)置。按照下面的順序操作：Toolpaths→Contour→選擇輪廓→Done→保存T.NCI→Done→Contour對話框→選取Contour parameter項(xiàng)可進(jìn)入輪廓參數(shù)設(shè)置對話框。在對話框的右下角有一個(gè)“導(dǎo)入導(dǎo)出”（Lead in/out）按鈕，按鈕前有一個(gè)方形復(fù)選框。此按鈕平常處在暗顯示狀態(tài)，點(diǎn)擊復(fù)選框，進(jìn)刀方式“導(dǎo)入導(dǎo)出”（Lead in/out）按鈕呈明顯示狀態(tài)，這時(shí)點(diǎn)擊按鈕，出現(xiàn)“導(dǎo)入導(dǎo)出”設(shè)置對話框（見圖9）。對話框中左邊是進(jìn)刀軌跡參數(shù)，右邊是退刀軌跡參數(shù)。通過中間的箭頭按鈕可把設(shè)置的進(jìn)刀參數(shù)復(fù)制到退刀欄內(nèi)。下面以進(jìn)刀為例來介紹參數(shù)的設(shè)置。進(jìn)刀欄中又分為“直線”（Line）與“圓弧”（arc）上下兩欄，直線欄中有“垂直”(Perpendicule)與“相切”(Tangent)兩個(gè)選項(xiàng)，還有直線長度（length）的設(shè)置。選取“相切”項(xiàng)，延長的直線將沿圓弧的切線方向伸長，選取“垂直”項(xiàng)就是延長的直線將與圓弧相垂直。在“圓弧”欄中有圓弧半徑值與圓弧所對圓心角的值兩項(xiàng)設(shè)置，這兩項(xiàng)參數(shù)決定圓弧軌跡的大小。由直線參數(shù)與圓弧參數(shù)的不同搭配，可得出很多種切進(jìn)退刀軌跡。如將圓弧半徑“Radius”設(shè)為0，而直線選擇垂直“Perpendicule”,直線長度“Length”大于0時(shí)，可以得到如圖5 所示的法向進(jìn)刀路徑。如將直線長度“Length” 設(shè)為0，圓弧半徑“Radius”大于0時(shí)，可以得到如圖4 所示的切向進(jìn)刀路徑。
2．2 UG
圖10 圖11
UG CAM加工模塊中，在平面加工（Planer Milling）及穴形加工（Cavity Milling）中有進(jìn)刀及退刀的參數(shù)設(shè)定。在UG中，對進(jìn)刀及退刀有較詳盡的設(shè)置，包括有安全距離，方式，抬刀方式及自動(dòng)進(jìn)刀退刀的參數(shù)設(shè)置。選擇Planer Milling或Cavity Milling 加工方式后，在對話框中部有Engage/Retract（進(jìn)刀/退刀）選項(xiàng)。
在對話框Engage/Retract（進(jìn)刀/退刀）選項(xiàng)中點(diǎn)擊“METHOD”彈出對話框如圖10所示，進(jìn)入安全距離及下刀、抬刀方式的設(shè)定。限于篇幅，在此不作詳解。
在對話框點(diǎn)擊“AUTOMATIC”選項(xiàng)進(jìn)入自動(dòng)進(jìn)刀退刀選項(xiàng)。如圖11所示，中間橫線以上部分為垂直進(jìn)刀的參數(shù)，橫線以下為水平進(jìn)刀及退刀的參數(shù)。其參數(shù)說明如下：
Ramp Type: （進(jìn)刀類型），可以選擇設(shè)置垂直方向螺旋下刀（Helix）或斜線下刀(Linear)。
Ramp Angle（下刀角度），定義下刀角度，其值必須在0-90之間。
Automatic Type: （自動(dòng)類型），可以選擇設(shè)水平方向圓弧（Circular）或線性(Linear)進(jìn)刀和退刀。
Arc Radius: (圓弧半徑)，用于定義圓弧進(jìn)刀及退刀時(shí)的圓弧半徑。
Activation Range(作動(dòng)范圍)，用于設(shè)置邊界與自動(dòng)的線性或圓弧進(jìn)刀的最大距離。
Overlap Distance（重疊距離），定義進(jìn)刀起始點(diǎn)與退刀結(jié)束點(diǎn)的相重疊的距離，主要用于消除銑削時(shí)可能殘留于下刀點(diǎn)的殘料。如圖4所示。
Retract clearance(退刀安全平面)用于設(shè)置在作用域銑削時(shí)其退刀的安全平面位置。

2．3 Cimatron
Cimatron在進(jìn)刀及退刀的設(shè)置上相對較為簡便，在編制程序的主窗口中有“RAMP ANGLE”傾斜角度參數(shù)，默認(rèn)為90度，即垂直直接進(jìn)刀。當(dāng)設(shè)定角度小于90度時(shí)，將有最大半徑“MAX RAMP RADIUS”和最小距離參數(shù)“MIN PLUNGE SIZE”。在Cimatron中，垂直進(jìn)刀將采用螺旋進(jìn)刀方式。
在水平進(jìn)刀方式上，有“CONT.APP.NORM”參數(shù)表示選擇了法向進(jìn)刀，法向進(jìn)刀需定義進(jìn)刀距離“CONT.APPROACH”和退刀距離“CONT.RETRACT”。點(diǎn)擊“CONT.APP.NORM”可以選擇切向進(jìn)刀“CONT.APP.TANG”，此時(shí)有半徑“CONT.ARC.RADIUS”的定義，并有延長線的距離“EXETENP.LINE”。
圖12
三、 結(jié)束語
各種CAD/CAM軟件的加工方式和參數(shù)設(shè)置有相通之處，其它CAD/CAM軟件在進(jìn)刀設(shè)置基本上有類似的方式和參數(shù)設(shè)置。
在設(shè)置進(jìn)刀方式時(shí)應(yīng)注意以下點(diǎn)：
1、 盡量使用水平進(jìn)刀，因?yàn)閷τ诖蟛糠謾C(jī)床來說，Z軸的剛性及耐用度要比X、Y軸差。例如在做模具型芯粗加工時(shí)，可以指定在被加工工件以外的點(diǎn)下刀，水平切削進(jìn)入加工區(qū)域。而下刀速度可以設(shè)得快一點(diǎn)。
2、 在做粗加工可以不考慮水平進(jìn)刀方式或者使用法向進(jìn)刀，可以節(jié)省一點(diǎn)路徑。而在精加工應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)置圓弧進(jìn)刀，這樣對工件表面質(zhì)量有較好的保證。
3、 應(yīng)正確設(shè)置下刀速度，在各CAD/CAM軟件中，都有作Z軸進(jìn)給時(shí)速度相對于水平進(jìn)給時(shí)的比例。在作垂直下刀時(shí)，速度應(yīng)該比較慢。
4、 做加工前應(yīng)了解刀具的特點(diǎn)，如直徑較小的硬質(zhì)合金刀是不能作傾斜下刀，否則，將很容易折斷。
5、 利用層間的提刀，通常在做加工時(shí)，特別時(shí)粗加工時(shí)，在做完每層后，將刀具提到安全高度。在必要時(shí)可對刀片進(jìn)行檢查和更換。
進(jìn)行刀具進(jìn)刀方式的合理選擇和參數(shù)的精確選定，可以使數(shù)控加工時(shí)有更高的效率，并保持機(jī)床和刀具的最佳使用狀態(tài)，從而延長刀具的壽命，同時(shí)提高加工的精準(zhǔn)度。