NX-CAM進刀方式的選擇與應用

摘 要：文章以數控銑削中最常用的自動編程軟件NX為例，介紹了三軸數控銑削加工的進刀方式與應用，并對不同類型的進刀方式如何選擇作了針對性的說明和總結，通過分析NX中各種進刀方式的缺點和優點，使其在實際編程加工中可以提高加工效率和質量并使刀具的壽命延長。

關鍵詞：數控加工；進刀方式；NX的應用

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0092-02

NX軟件的工程師們利用數學工具和計算機圖形技術，把傳統機加工過程中的進刀方法進行總結并不斷優化使其成為自動編程中一種實用的技術，給數控加工中進刀方式的選擇帶來了方便而快捷的應用。文章結合NX軟件探討關于三軸數控銑削進刀方式的選擇與應用。

1 不同類型進刀方式的探討與實例分析

通過零件加工的方式對以下所述的進刀方式進行探討，將重點介紹不同類型進刀方式的實際應用，具體的零件裝夾、刀具的選用、數控編程與加工工藝、模擬仿真、后置處理、加工程序的生成等就不再贅述了。

1.1 直線進刀和圓弧進刀

在NX中輪廓加工進刀方式一般有兩種：直線進刀和圓弧進刀。直線進刀由于容易產生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面質量要求不高的工件。

在一些表面質量要求較高的輪廓加工中，NX通常采用圓弧切入的方式，這樣就能有效地避免因直線進刀而產生刀痕，而且在切削毛坯余量較大時可以在工件外面下刀再切入，采用合適的進刀方式，在兼顧零件的剛性及加工工藝性等要求下，采取最短的切削進給路線，減少空行程時間，提高生產效率，降低刀具磨損。

對于NX來說在采用切線進退刀的同時，還提供了沿輪廓多走多一個重疊距離，NX中的重疊距離可確保“自動”進刀和退刀運動處的完全清理。可以指定數值表示總重疊距離，刀軌在切削刀軌原始起點的兩側相等地重疊。無論何時使用“自動”進刀和退刀運動都會采用“重疊”，使得切入切出過程能夠平穩過渡而減小沖擊和留下刀痕，為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，精加工時，最終輪廓應安排在最后一次走刀連續加工出來，減少在輪廓處停刀以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。

1.2 預鉆孔垂直進刀

傳統的機加工在挖槽時，通常有兩種進刀方式可供選擇，一種方法在零件上先鉆一個比立銑刀大的孔，然后立銑刀就可以在這個孔上垂直進刀來加工型腔輪廓，這樣就可以達到保護立銑刀的作用。第二種方法是采用鍵槽銑刀直接在零件上進刀，因為鍵槽銑刀是兩刃刀具，其底部刀刃通過銑刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于鍵槽銑刀只是兩刃切削，加工時的平穩性沒有立銑刀好，因此需要大面積切削時顯得效率不高和加工表面粗糙度達不到要求。對NX來說，基本上是繼承并優化了傳統機加工中的第一種垂直進刀方式，只是在NX軟件中，預鉆孔垂直進刀功能更加人性化可以說基本上能滿足不同的需要。“預鉆孔進刀點”允許指定先前鉆好的孔或其它適合垂直進刀的位置。所定義的點沿著刀軸投影到用來定位刀具的安全高度上，然后刀具向下移動進入你先前所指定的進刀點處。

1.3 螺旋下刀

螺旋下刀是NX中功能最全應用最為廣泛的一種進刀方式，而立銑刀又是數控加工中一種最為常用的刀具，它在銑削時采用一夾一頂，刀頭底面有個中心孔沒有吃刀能力而容易造成崩刀，所以采用立銑刀加工內輪廓時一般會采用螺旋下刀的方式，但是螺旋半徑不能過小否則和直接下刀沒有區別，另外速度如果過快也容易造成刀尖磨損或崩刃。螺旋式下刀是充分利用立銑刀的外側刃口和端部刃口螺旋逐漸向下切削（圖1所示），這樣就可以在進刀過程中更好地解決了機床的平穩性和刀具的磨損問題。

在NX中，螺旋下刀方式設置選項中的螺旋傾斜類型由刀具直徑的10%重疊產生，以防止在螺旋的中間留下柱狀材料。僅當進刀不會過切工件時才執行此操作。“螺旋”首先嘗試創建與起始切削運動相切的螺旋進刀。如果進刀過切工件，則會在起始切削點周圍產生螺旋。如果起始切削點周圍的螺旋失敗，則刀具將沿內部刀路傾斜，就像指定了“在形狀上”一樣。注意在使用向外遞進的“跟隨周邊”操作中，系統在傾斜進入工件時將沿著刀軌的最內部刀路運動。如果最內部的刀軌受到太多限制，則系統會沿著刀軌的下一個最大的刀路跟蹤。

斜角是當執行“沿線”、“在形狀上”或“螺旋”傾斜時，刀具切削進入材料的角度。它是在垂直于工件表面的平面中測量的。斜角決定了刀具的起始位置，因為當刀具下降到切削層后必須靠近第一刀切削的起始位置。請指定大于0°但小于90°的任何值。刀具在“斜角”與指定的“豎直間距”的交點處開始傾斜運動。如果要切削的區域小于刀具半徑，則不會出現傾斜。

1.4 斜線下刀

斜線下刀更多時候是作為螺旋下刀的一種補充，因為螺旋下刀也有其固有的弱點，比如切削路線較長、當遇到比較狹窄的長槽加工時往往因為切削范圍過小而無法實現螺旋下刀或者有些低端的數控系統是不支持螺旋下刀功能的，而這個時斜線下刀就成為了首選。斜線下刀時刀具以G00的速度移動到下刀位置然后，再以G01的速度向下兩軸同時運動并與底面成一角度進行切入，通常進刀切入角度和反向進刀切入角度取相同的值。原理和參數同螺旋下刀相似，這里不作贅述如圖2所示。

1.5 按形狀進刀

按形狀進刀是由NX軟件工程師們在設計時根據工件的形狀、特征而自動做出智能判斷與選擇的一種新的進刀方式。但在形狀上傾斜類型允許傾斜出現在沿所有被跟蹤的切削刀路方向上，可以不考慮形狀。當與“跟隨工件”、“跟隨腔體”或“輪廓銑”（當沒有隱含的安全區域時）一起使用時，進刀將根據步距向內還是向外來跟蹤向內或向外的切削刀路（如圖3）。當與Zig、Zig-Zag 或“單向輪廓銑”一起使用時，“在形狀上”與“沿線”的運動方式相同。但是這種進刀方式應用較少，參數設置比較麻煩，不太容易達到比較理想的效果。

2 結 語

通過實例介紹了NX軟件在數控銑削中常用的幾種進刀方式的選擇與應用，并探討了在使用過程中存在的一些問題與措施，使得我們以后在使用NX軟件時可以少走一些彎路并可以為企業提高效率。而如今數控技術也在往高速化、高精度化、智能化、開放化、并聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化發展。我們必須努力地把各種技術向更遠的方向發展，不斷創新，不斷增加功能，不斷給社會帶來效益這樣才能使數控技術更好更快地發展。

參考文獻：

[1] 陳保東.NX CAM在五軸定位加工中的應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2009，(11).