一、進刀方式介紹
1．1 垂直方向進刀方式
在普通銑床上加工一個封閉的型腔零件時，一般都會分成兩個工序，先預鑽一個孔，再用立銑刀切削。而在數控加工中，數控編程軟體通常有三種垂直進刀的方式：一是直接垂直向下進刀（見圖1）；二是斜線軌跡進刀方式（見圖2）；三是螺旋式軌跡進刀方式。
直接垂直進刀方式只能用於具有垂直吃刀能力的鍵槽銑刀，對於其他類型的刀具，只能作很小的切削深度時，才可使用。
而斜線進刀及螺旋進刀，都是靠銑刀的側刃逐漸向下銑削而實現向下進刀的，所以這兩種進刀方式能用於端部切削能力較弱的端銑刀（如最常用的可轉位硬質合金刀）的向下進給。同時斜線或螺旋進刀可以改善進刀時的切削狀態，保持較高的速度和較低的切削負荷。
1．2水平方向進刀方式
為了改善銑刀開始接觸工件和離開工件表面時的狀況，一般的數控系統都設置了刀具接近工件和離開工件表面時的特殊運行軌跡，以避免刀具直接與工件表面相撞和保護已加工表面。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，退出時也是以一個圓弧離開工件。另一種方式是，以被加工表面法線方向進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，適用於表面要求不高的情況。
圖4 水平方向圓弧進、退刀 圖5 水平方向法線進、退刀
二、常用CAD/CAM軟體對進刀方式的設定
2．1 MasterCAM
2．1．1在MasterCAM 軟體中設置垂直進刀方式
在MasterCAM的主功能菜單中選取ToolpathS刀具路徑指令，進行刀具路徑設置。按照Toolpaths→Pocket→選擇型腔輪廓→Done→保存T.NCI→Done→MasterCAM會彈出Pocket對話框（如圖6所示）。
圖6
在Pocket對話框中的「刀具參數」選項的空白處點擊右鍵，在刀具庫中選擇一種合適的銑刀。然後再選取「粗加工/精加工參數」項：Roughing/finishing
parameter。在對話框的右邊有一個「下刀方式」（Rough
Entry...）按鈕，按鈕前有一個方形複選框。此按鈕默認為暗顯示狀態，這種狀態下，刀具的下刀方式是圖1
所示的垂直直接進刀方式。如要採用螺旋或斜線下刀方式，則點擊複選框，下刀方式按鈕「Rough
Entry...」呈明顯示狀態，這時點擊按鈕，出現「下刀方式」設置對話框（見圖7）。對話框中有兩個選項：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的設置。
2.1.1.1 Helix螺旋下刀方式參數設置要點
在圖7對話框中可見，左邊有五項要設置數值的參數項，另外有五項只要選取複選框的參數項。其主要設置要點如下：
(1). Mininum radius（最小螺旋半徑）：由操作者設定。
(2). Maxinum radius（最大螺旋半徑）：由操作者根據型腔空間大小及銑削深度確定，一般是螺旋半徑愈大，進刀的切削路程就越長。
(3). Z clearance（Z向高度）：開始以螺旋方式運行時刀具離工件表面的Z向高度（以工件表面作為Z向零點）。
(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（進刀角度）：即為螺旋線的升角，此值選取得太小，螺旋圈數增多，切削路程加長；升角太大，又會產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）：此欄內有兩項複選框，此含義是當螺旋方式下刀不成功時，自行設定刀具沿邊界移動。
(8). If all entry attempts fail (假如執行螺旋下刀失敗時)：此欄的設定是按螺旋下刀方式的所有嘗試都有失敗后，程序轉為垂直下刀（Plunge）或是中止程序（Skip）。
(9). Output arc move tolerance（圓弧運動誤差值）：選中此複選框，刀具以螺旋圓弧運動，沒有選取此項，刀具以直線方式一段一段地運動，框中的數值是直線的長度。
(10). Center on entry point（中心臨近下刀點）：
2.1.1.2 Ramp斜線下刀方式參數設置要點
下刀方式對話框中選取斜線下刀方式，則出現圖8的參數設置對話框。
(1). Mininum Longth（最小斜線長度）：由操作者設定。
(2). Maxinum Longth（最大斜線長度）：由操作者根據型腔空間大小及銑削深度確定，一般是斜線愈長，進刀的切削路程就越長。
(3). Z clearance（Z向高度）：開始以斜線方式運行時刀具離工件表面的Z向高度（以工件表面作為Z向零點）。
(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（正向進刀角度）：即為切入工件時與工件表面的夾角，此值選取得太小，斜線數增多，切削路程加長；角度太大，又會產生不好的端刃切削的情況，一般選5—20度之間。
(6). Plunge zag angle（反向進刀角度）：即為向相反方向進刀時的角度。正向與反向進刀角度可以選得相同，也可以不相同。
(7). Auto angle XY angle選項是由系統自動決定進刀軌跡槽的中心線與XY軸之間的角度。
(8). Ramp from entry point選項將使刀具從進刀點垂直進刀，即不能形成斜線進刀的效果，需要Ramp方式進刀時不能選用。
2.1.2在MasterCAM中設置水平進刀方式
在MasterCAM的主功能菜單中選取ToolpathS刀具路徑指令，進行刀具路徑設置。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項可進入輪廓參數設置對話框。在對話框的右下角有一個「導入導出」（Lead
in/out）按鈕，按鈕前有一個方形複選框。此按鈕平常處在暗顯示狀態，點擊複選框，進刀方式「導入導出」（Lead
in/out）按鈕呈明顯示狀態，這時點擊按鈕，出現「導入導出」設置對話框（見圖9）。對話框中左邊是進刀軌跡參數，右邊是退刀軌跡參數。通過中間的箭頭按鈕可把設置的進刀參數複製到退刀欄內。下面以進刀為例來介紹參數的設置。進刀欄中又分為「直線」（Line）與「圓弧」（arc）上下兩欄，直線欄中有「垂直」(Perpendicule)與「相切」(Tangent)兩個選項，還有直線長度（length）的設置。選取「相切」項，延長的直線將沿圓弧的切線方向伸長，選取「垂直」項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設置，這兩項參數決定圓弧軌跡的大小。由直線參數與圓弧參數的不同搭配，可得出很多種切進退刀軌跡。如將圓弧半徑「Radius」設為0，而直線選擇垂直「Perpendicule」,直線長度「Length」大於0時，可以得到如圖5
所示的法向進刀路徑。如將直線長度「Length」 設為0，圓弧半徑「Radius」大於0時，可以得到如圖4 所示的切向進刀路徑。
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）中有進刀及退刀的參數設定。在UG中，對進刀及退刀有較詳盡的設置，包括有安全距離，方式，抬刀方式及自動進刀退刀的參數設置。選擇Planer
Milling或Cavity Milling 加工方式后，在對話框中部有Engage/Retract（進刀/退刀）選項。
在對話框Engage/Retract（進刀/退刀）選項中點擊「METHOD」彈出對話框如圖10所示，進入安全距離及下刀、抬刀方式的設定。限於篇幅，在此不作詳解。
在對話框點擊「AUTOMATIC」選項進入自動進刀退刀選項。如圖11所示，中間橫線以上部分為垂直進刀的參數，橫線以下為水平進刀及退刀的參數。其參數說明如下：
Ramp Type: （進刀類型），可以選擇設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: （自動類型），可以選擇設水平方向圓弧（Circular）或線性(Linear)進刀和退刀。
Arc Radius: (圓弧半徑)，用於定義圓弧進刀及退刀時的圓弧半徑。
Activation Range(作動範圍)，用於設置邊界與自動的線性或圓弧進刀的最大距離。
Overlap Distance（重疊距離），定義進刀起始點與退刀結束點的相重疊的距離，主要用於消除銑削時可能殘留於下刀點的殘料。如圖4所示。
Retract clearance(退刀安全平面)用於設置在作用域銑削時其退刀的安全平面位置。
2．3 Cimatron
Cimatron在進刀及退刀的設置上相對較為簡便，在編製程序的主窗口中有「RAMP
ANGLE」傾斜角度參數，默認為90度，即垂直直接進刀。當設定角度小於90度時，將有最大半徑「MAX RAMP
RADIUS」和最小距離參數「MIN PLUNGE SIZE」。在Cimatron中，垂直進刀將採用螺旋進刀方式。
在水平進刀方式上，有「CONT.APP.NORM」參數表示選擇了法向進刀，法向進刀需定義進刀距離「CONT.APPROACH」和退刀距離「CONT.RETRACT」。點擊「CONT.APP.NORM」可以選擇切向進刀「CONT.APP.TANG」，此時有半徑「CONT.ARC.RADIUS」的定義，並有延長線的距離「EXETEN.COMP.LINE」。
圖12
三、 結束語
各種CAD/CAM軟體的加工方式和參數設置有相通之處，其它CAD/CAM軟體在進刀設置基本上有類似的方式和參數設置。
在設置進刀方式時應注意以下點：
1、 盡量使用水平進刀，因為對於大部分機床來說，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，可以指定在被加工工件以外的點下刀，水平切削進入加工區域。而下刀速度可以設得快一點。
2、 在做粗加工可以不考慮水平進刀方式或者使用法向進刀，可以節省一點路徑。而在精加工應優先考慮設置圓弧進刀，這樣對工件表面質量有較好的保證。
3、 應正確設置下刀速度，在各CAD/CAM軟體中，都有作Z軸進給時速度相對於水平進給時的比例。在作垂直下刀時，速度應該比較慢。
4、 做加工前應了解刀具的特點，如直徑較小的硬質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，特別時粗加工時，在做完每層后，將刀具提到安全高度。在必要時可對刀片進行檢查和更換。
進行刀具進刀方式的合理選擇和參數的精確選定，可以使數控加工時有更高的效率，並保持機床和刀具的最佳使用狀態，從而延長刀具的壽命，同時提高加工的精準度。
