NX-CAM進(jìn)刀方式的選擇與應(yīng)用

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

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；進(jìn)刀方式；NX的應(yīng)用

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

NX軟件的工程師們利用數(shù)學(xué)工具和計算機(jī)圖形技術(shù)，把傳統(tǒng)機(jī)加工過程中的進(jìn)刀方法進(jìn)行總結(jié)并不斷優(yōu)化使其成為自動編程中一種實用的技術(shù)，給數(shù)控加工中進(jìn)刀方式的選擇帶來了方便而快捷的應(yīng)用。文章結(jié)合NX軟件探討關(guān)于三軸數(shù)控銑削進(jìn)刀方式的選擇與應(yīng)用。

1 不同類型進(jìn)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(jìn)刀方式進(jìn)行探討，將重點介紹不同類型進(jìn)刀方式的實際應(yīng)用，具體的零件裝夾、刀具的選用、數(shù)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(jìn)刀和圓弧進(jìn)刀

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

在一些表面質(zhì)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(jìn)刀而產(chǎn)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(jìn)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(jìn)給路線，減少空行程時間，提高生產(chǎn)效率，降低刀具磨損。

對于NX來說在采用切線進(jìn)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?！白詣印边M(jìn)刀和退刀運(yùn)動處的完全清理?？梢灾付〝?shù)值表示總重疊距離，刀軌在切削刀軌原始起點的兩側(cè)相等地重疊。無論何時使用“自動”進(jìn)刀和退刀運(yùn)動都會采用“重疊”，使得切入切出過程能夠平穩(wěn)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(yīng)安排在最后一次走刀連續(xù)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(yù)鉆孔垂直進(jìn)刀

傳統(tǒng)的機(jī)加工在挖槽時，通常有兩種進(jìn)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(jìn)刀來加工型腔輪廓，這樣就可以達(dá)到保護(hù)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(jìn)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(wěn)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(dá)不到要求。對NX來說，基本上是繼承并優(yōu)化了傳統(tǒng)機(jī)加工中的第一種垂直進(jìn)刀方式，只是在NX軟件中，預(yù)鉆孔垂直進(jìn)刀功能更加人性化可以說基本上能滿足不同的需要?！邦A(yù)鉆孔進(jìn)刀點”允許指定先前鉆好的孔或其它適合垂直進(jìn)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(jìn)入你先前所指定的進(jìn)刀點處。

1.3 螺旋下刀

螺旋下刀是NX中功能最全應(yīng)用最為廣泛的一種進(jìn)刀方式，而立銑刀又是數(shù)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(nèi)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(qū)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(cè)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(jìn)刀過程中更好地解決了機(jī)床的平穩(wěn)性和刀具的磨損問題。

在NX中，螺旋下刀方式設(shè)置選項中的螺旋傾斜類型由刀具直徑的10%重疊產(chǎn)生，以防止在螺旋的中間留下柱狀材料。僅當(dāng)進(jìn)刀不會過切工件時才執(zhí)行此操作。“螺旋”首先嘗試創(chuàng)建與起始切削運(yùn)動相切的螺旋進(jìn)刀。如果進(jìn)刀過切工件，則會在起始切削點周圍產(chǎn)生螺旋。如果起始切削點周圍的螺旋失敗，則刀具將沿內(nèi)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(jìn)的“跟隨周邊”操作中，系統(tǒng)在傾斜進(jìn)入工件時將沿著刀軌的最內(nèi)部刀路運(yùn)動。如果最內(nèi)部的刀軌受到太多限制，則系統(tǒng)會沿著刀軌的下一個最大的刀路跟蹤。

斜角是當(dāng)執(zhí)行“沿線”、“在形狀上”或“螺旋”傾斜時，刀具切削進(jìn)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(dāng)?shù)毒呦陆档角邢鲗雍蟊仨毧拷谝坏肚邢鞯钠鹗嘉恢?。請指定大?°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(yùn)動。如果要切削的區(qū)域小于刀具半徑，則不會出現(xiàn)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(bǔ)充，因為螺旋下刀也有其固有的弱點，比如切削路線較長、當(dāng)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(xiàn)螺旋下刀或者有些低端的數(shù)控系統(tǒng)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(yùn)動并與底面成一角度進(jìn)行切入，通常進(jìn)刀切入角度和反向進(jìn)刀切入角度取相同的值。原理和參數(shù)同螺旋下刀相似，這里不作贅述如圖2所示。

1.5 按形狀進(jìn)刀

按形狀進(jìn)刀是由NX軟件工程師們在設(shè)計時根據(jù)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(jìn)刀方式。但在形狀上傾斜類型允許傾斜出現(xiàn)在沿所有被跟蹤的切削刀路方向上，可以不考慮形狀。當(dāng)與“跟隨工件”、“跟隨腔體”或“輪廓銑”（當(dāng)沒有隱含的安全區(qū)域時）一起使用時，進(jìn)刀將根據(jù)步距向內(nèi)還是向外來跟蹤向內(nèi)或向外的切削刀路（如圖3）。當(dāng)與Zig、Zig-Zag 或“單向輪廓銑”一起使用時，“在形狀上”與“沿線”的運(yùn)動方式相同。但是這種進(jìn)刀方式應(yīng)用較少，參數(shù)設(shè)置比較麻煩，不太容易達(dá)到比較理想的效果。

2 結(jié) 語

通過實例介紹了NX軟件在數(shù)控銑削中常用的幾種進(jìn)刀方式的選擇與應(yīng)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(yè)提高效率。而如今數(shù)控技術(shù)也在往高速化、高精度化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化發(fā)展。我們必須努力地把各種技術(shù)向更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，不斷創(chuàng)新，不斷增加功能，不斷給社會帶來效益這樣才能使數(shù)控技術(shù)更好更快地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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