數控銑削進退刀路的設計

CNC加工的刀具路徑設計安排是數控銑削過程中最重要、最易出錯的環節。

一、水平方向進退刀方式

如圖1(a)所示，銑非圓外輪廓時，切線切入/切出路徑是0→1→2→5→6→7→2→3→0，其中，0→1建立刀補，3→0取消刀補。圓弧過渡切線切入/切出路徑是3→4→5→6→7→2→5→8→3，其中，3→4，8→3分別是建立、取消刀補;如圖1(b)所示，銑圓外輪廓時，切線切入/切出路徑是0→1→2→6→7→8→2→3→10，其中，0→1建立刀補，3→10取消刀補;圓弧過渡切線切入/切出路徑是4→5→6→7→8→2→6→9→4，其中，4→5，9→4分別是建立、取消刀補。如圖1(c)所示，銑內輪廓時，圓弧過渡切線切入/切出路徑是0→1→2→3→4→5→2→6→0，其中，0→1，6→0分別是建立、取消刀補。

(a)非圓外輪廓 (b)圓外輪廓(c)內輪廓

圖1 水平方向進退刀方式

二、內輪廓Z向進刀方式

1. 垂直切深進刀

如圖2(a)所示，采用垂直切深進刀時，須選擇端面刃至中心的立銑刀(如鍵槽銑刀)進行加工。由于采用這種進刀方式切削時，刀具中心的切削線速度為零，應選擇較低的切削進給速度，一般取X、Y平面進給速度的1/2～1/3。

為保證刀具的強度也可采用普通立銑刀(端面刃不至中心)進行加工內型腔。首先需要用鉆頭在工件上鉆工藝孔，再以立銑刀進行Z向垂直切深進給。

垂直導入方式直接明了，不需要太多的計算。工藝孔可以避免產生極大的沖擊力，但這種導入方式不容易排屑，產生的大量的切削熱不容易散發，使得刀具和工件的變形量加大。

2. 斜線進刀

這種方式是令刀具與工件保持一定斜角進刀，直接銑削到一定的深度，然后在平面內進行來回銑削，如圖2(b)所示。因為采取側刃加工，加工時需要設定刀具切入加工面的角度。這個角度如果選取得太小，加工路線加長;反之，如果選取得太大，又會產生端刃切削的情況。此外，由于斜線進刀的速度變化不連續，因此不適合高速加工。其指令格式如下:

G01 X0 Y0 Z2 F100;(定位至起刀點)

X-20 Z-8; (斜直線進刀)

3. 螺旋進刀

這種進刀方式從工件上面開始，螺旋向下切入，圖2(c)為螺旋進刀的示意圖。由于采用的連續加工的方式，可以比較容易的保證加工精度。而且，由于沒有速度突變，可以用較高的速度進行加工。型腔高速加工要求進刀方式能使得刀具在不同的切削形式下與被切削材料保持相對恒定的接觸狀態，同時要求設置合適的刀具進給、切削深度等參數，其指令格式如下:

G17 G02/G03 XYRZ;(非整圓加工的螺旋線指令)

G17 G02/G03 XYIJZ;(整圓加工的螺旋線指令)

其中，XYZ為螺旋線的終點坐標;R為螺旋線的半徑;I J為螺旋線起點到圓心矢量值。

(a )垂直切深進刀 (b)斜線進刀(c)螺旋線進刀

圖2 內輪廓Z向進刀方式

(作者單位:江蘇省常州技師學院)