​CNC數控加工,如何正確選擇走刀方式技巧（qiǎo）！

隨著現代製造加工技（jì）術的不斷發展（zhǎn），數控加工設備和其配套的CAM 係（xì）統得到了廣泛的應用和發展。CAM 係（xì）統生成的加工刀具軌跡（jì）（即走刀方式（shì））是控製（zhì）設備加工運作的核（hé）心，它直接影響加工工（gōng）件的精度、表麵粗糙度、總體加工時（shí）間、機床刀具的使用壽命等多個方麵，最終決定生產（chǎn）效率（lǜ）。

本（běn）文通過對走刀方式的不同特點，及影響其選擇的部分因素的分析，並且針對銑削過程中工藝方法及走刀方（fāng）式的比較（jiào），為如何（hé）選（xuǎn）擇（zé）合適的走刀方式提供了（le）參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概（gài）念

數控（kòng）加工中，走刀方式是指刀具完成工件切削時的軌跡規劃方式。在對同一個零件加工中，多種走刀方式都可以達到零（líng）件的尺寸及精度要求，但加工效（xiào）率卻不相（xiàng）同。

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分為4類：單向走刀、往複走（zǒu）刀、環切走（zǒu）刀（dāo）和複合（hé）走刀。複（fù）合走刀是前三種的混合走刀。采用單向或往複走刀，從加工策略來說都是行切走刀。因此（cǐ）根據加工策略的不同，走刀方式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通常使用的是行（háng）切和環切。

行切方式加工，有利（lì）於發揮機（jī）床的最大進給（gěi）速度，同時其切（qiē）削表麵質量也好於（yú）環切（qiē）加工。然（rán）而，當複雜的平（píng）麵型腔（qiāng）帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的抬刀動作， 即在刀具軌跡某處，或者為避（bì）免刀具與凸台（tái）發生幹涉，或者為使刀具回至剩餘未加（jiā）工區域， 就要讓刀具抬起（qǐ），使之距加工平麵有一定高度（dù），再平移至另外（wài）一刀具軌跡起始處（chù），然後繼續切削（xuē）動作。

行切加工刀具軌跡主要由一係列與某一固定方向平行的直線段組成，計算簡單。適用於簡單型腔精加工或去除大餘量的（de）粗（cū）加工。如圖1—往複行切刀軌（guǐ）。

環切加工中刀具沿著邊界（jiè）輪廓相似的（de）路（lù）徑走刀，由一組封閉（bì）曲線組成，能保證刀具切削零件時保持相同的切削狀態。由於環切加工是通過連續偏置構造當前環形軌跡圖來計算下一條環（huán）形軌跡，計算複雜且耗時。適（shì）用於複雜型（xíng）腔及曲麵的加工（gōng）。如圖2 —環（huán）切刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的形狀及幾（jǐ）何要素：工件自身的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大小和位置等方麵。這是工件本身固有的特（tè）性，是屬於不（bú）可變化的因素，但卻是決定走刀方式（shì）的根（gēn）本因素。

2、工藝路線：工（gōng）藝路線是實現加工目（mù）的的直接過程，是走刀方式選擇的（de）直接依據。工藝（yì）路線（xiàn）決定了加工域的先後順（shùn）序，島嶼（yǔ）的合並及拆分，粗加工、半精加工、精（jīng）加工的劃分等。實現目（mù）標（biāo）的（de）工藝路線有多種，這就決定了走刀方式的不同選擇（zé）。

3、工件（jiàn）材料：工件材料也是決定走刀方式的因素之一，工件材料是直接的加工（gōng）對象，並不直接影響走刀方式，但（dàn）會對刀具材料、大小（xiǎo）、加（jiā）工方式等選用產生影（yǐng）響，從而間接影響走刀方式。工件毛坯的（de）形（xíng）狀和（hé）大小等會造成工件各部分的加工餘量分配是否均勻，同時對可選毛坯的工（gōng）件，利用毛坯大小、形狀的不同，會改（gǎi）變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加工策（cè）略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾及緊固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產生（shēng）的新“島嶼”的影（yǐng）響，緊固力對切削用量影響而導致走刀方式的改變（biàn），振動對走刀（dāo）方式影響。

5、刀具的選用：刀具的（de）選用包括刀具材料、刀具形狀、刀具（jù）長度、刀具（jù）齒數等，這些參數決定了刀具與工（gōng）件接觸的麵積大小和（hé）頻率（lǜ），因而決定了單（dān）位時間裏（lǐ）切削材料的體（tǐ）積大小和機床負荷，其耐磨（mó）程度（dù）與刀具壽（shòu）命則決（jué）定了切削時間的長短（duǎn）。而其中對走刀方式產生直接（jiē）影響（xiǎng）的是刀具（jù）大小（即直徑）。由於選取不（bú）同直徑的刀具，會影（yǐng）響殘留區域的大小（xiǎo），造成加工軌跡的變化（huà），導致走刀方式的不同。

6、加工域（yù）選（xuǎn）擇（zé）：在銑削過程中，當複雜的平麵型腔（qiāng）帶有多個凸台（tái）從而形成多個內輪廓時，對於行切常常會產生附加的抬刀動作；對於環（huán）切則會使加工軌跡加長。這種附加抬刀動作或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削加工的效率。因此（cǐ），如（rú）何最大限度地減少這種狀況的次數就是我們所關注的（de）一個主要問題。

把整個（gè）切削區域按加工需要分成（chéng）若幹子（zǐ）區域，分別加（jiā）工各子區（qū）域，抬刀發生在各子區域之間，同時根（gēn）據走刀方式對（duì）這些加工子區域合並或分割，甚（shèn）至於忽略。這種不同的加工域選擇，既減少（shǎo）了抬刀次數又不會使加工軌跡的相對變長，同時可對新區域采用最合理的走刀方式，提（tí）高了加（jiā）工效率。

三、走刀方式的合理選擇

1、基本選擇原則

選擇走刀方式時要考慮兩點（diǎn）：一是加工時間的長（zhǎng）短，二是加工餘量是否均勻。一般來（lái）說，環切方式是基於工件形（xíng）狀的走刀方式（shì），加工餘量較（jiào）均勻。而選用行切方式的加工餘量較（jiào）不均勻，若希望行切加工後留下較均（jun1）勻的餘量，通常需要增加圍繞邊界的（de）環（huán）切刀軌。若忽略餘量不均勻性要求，行切（qiē）走刀的刀（dāo）軌長度通常是比較短的；若考慮餘量的不均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊（biān）界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環（huán）切刀軌對總的（de）加工時間影響比較明顯，行切刀軌一般會比環切刀軌長。行（háng）切走刀刀位容易計算，占用內存少，但抬刀次數較多（duō）。采用環形刀軌時（shí），則需要多次對環邊界進行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征（zhēng）決定了加工的走刀方式。根據加工客體的（de）不同，可將工件簡單的分成平麵形（xíng）腔類和自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行切方式加工（gōng），由（yóu）於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒（hé）體、基座等零件，加工餘量較大，采用行切方式有利（lì）於發揮機床的最大進給速度，提（tí）高加工效率，同時其切削表麵質（zhì）量也好於環切加（jiā）工。

自由曲麵類一般采用環切加工，主要是由於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵精（jīng）度要求較高；其次是環切（qiē）加工與行切方式相比具有（yǒu）良好的曲麵加工特性，更能（néng）逼近曲麵的真實形狀。

3、根據（jù）加工策略選擇

零（líng）件的加工常分為粗加工、半精（jīng）加工、精加工三個加工階段，有時還有光整加工階段（duàn），合理劃分加（jiā）工階段是保證加工精度所（suǒ）必須的。傳統加（jiā）工方式因機床功能（néng）相對單一，所以工藝路線中可（kě）較明顯地看出（chū）各個階段的界線，但（dàn）數控銑削加工方式下這個（gè）界線相對模糊，而且可能會有揉合的情況(如粗加工階段有精加工的內容，精加工階段也可能有粗加工的痕跡（jì）)，從保證加工質量考慮，數（shù）控加（jiā）工時加工階段（duàn）的劃分也是需要的（de），但為了（le）減少裝（zhuāng）夾時間和簡化走刀動作等（děng），如何確（què）定各階（jiē）段的（de）加工內容，考慮的問題可能與傳統加工工藝有（yǒu）些不同。

粗加工的主要目標是（shì）追求單（dān）位時間內的材料（liào）去除率，並為半精加工準備工件的幾何輪廓。 故多采用行切方式或複合（hé）方式進行層切。半精加工（gōng）的主（zhǔ）要目標是使（shǐ）工件輪廓（kuò）形（xíng）狀平整，表麵精加工餘量均勻。故（gù）多（duō）采用環切方式。精加工的主（zhǔ）要目（mù）標是獲得幾何尺寸、形狀精度及（jí）表麵（miàn）質量符合要求的工件。應根據工件的幾何特征（zhēng）對（duì）內部（bù）采用行切方式，對邊緣及接合（hé）處采用（yòng）環（huán）切方式。

4、根據（jù）編程策略選（xuǎn）擇

編程時確定走刀方式的原（yuán）則主要有（yǒu）：應能保證零件的加工精度和表麵粗糙度的要求;應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間；應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。一般而言，對於平麵形腔類采用行切方式劃分加工域，以減少抬（tái）刀次數；自（zì）由曲麵類環切方式逼近（jìn）形狀。毛坯（pī）形狀（zhuàng）的選用大小會影響編（biān）程的選擇，可通過（guò）加大毛坯外形，將不（bú）易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的行切方式形腔加工；或將用環切加工的自由曲麵（miàn）改用行切方式去大餘量，以提高加工效率。