​CNC數控加工,如何（hé）正確選擇走刀方式技巧！

隨著現代製造加工技術的不斷發展，數控加工設備和其配（pèi）套的CAM 係統得到了廣泛的應用和發展（zhǎn）。CAM 係統生（shēng）成的加工刀具軌（guǐ）跡（即（jí）走刀方式）是控製設備加工運作（zuò）的核心，它直接（jiē）影響加工工件的精度、表麵粗糙度、總體加工時間、機床刀（dāo）具（jù）的使用壽命（mìng）等多個（gè）方麵（miàn），最終決定生產效（xiào）率。

本文（wén）通過對（duì）走刀方式的不同特點，及影（yǐng）響其選擇的部分因素的分（fèn）析，並且針對銑削（xuē）過程中工藝方法及（jí）走刀方（fāng）式的比較，為如何選擇（zé）合適的走刀方式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式的基本概念

數控（kòng）加工中，走刀方式是指刀（dāo）具完成（chéng）工件切削（xuē）時的軌跡規（guī）劃方（fāng）式。在對同一個零件（jiàn）加工中（zhōng），多種走刀方式都可以達到零件的尺寸及精度要（yào）求，但加工效（xiào）率卻不相同。

2、走刀方式的分類

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

行切方式加工，有利（lì）於（yú）發揮機床（chuáng）的最大進給速度，同時其切削表（biǎo）麵質（zhì）量也好於環（huán）切加工。然而，當複雜的平麵型腔帶有（yǒu）多個凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附加的（de）抬刀動作， 即在刀具軌跡某（mǒu）處，或者為避免（miǎn）刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具回至（zhì）剩餘未加工區域， 就要讓刀具（jù）抬起，使之（zhī）距加工平麵有一定（dìng）高度（dù），再（zài）平移至另外一刀具（jù）軌跡起始（shǐ）處，然後繼續（xù）切削動作。

行切加工刀具軌跡主要由一係列與某一固定（dìng）方向平行的直線段組成，計算簡單。適用於簡單（dān）型腔（qiāng）精加工或去除大（dà）餘（yú）量的粗加工。如圖1—往複行切刀（dāo）軌（guǐ）。

環切加工中刀具沿著邊界輪廓相似的路徑走刀（dāo），由一組封閉曲線組成，能（néng）保證刀具切削零件時保持相同的切削狀態。由於（yú）環切加工是（shì）通過連續偏置構造當前環形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時（shí）。適用於複雜型腔及曲麵的（de）加工。如圖2 —環切（qiē）刀軌。

二、影響走刀方式的因素

1、工件自身的形狀及幾何要素：工件（jiàn）自身的形狀及幾何要素包括加工域的幾何形狀、島嶼的大（dà）小和（hé）位置等方麵。這是工（gōng）件本身固有的特（tè）性，是屬於不可變化的因素，但（dàn）卻是決定走刀（dāo）方式的根（gēn）本（běn）因素。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是（shì）走刀方式選擇的（de）直接依據。工藝路（lù）線決定（dìng）了加工域的先（xiān）後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半精加工、精加工的劃分等。實現目標的工（gōng）藝路線有多種，這就決定（dìng）了走刀方式的不同選（xuǎn）擇（zé）。

3、工（gōng）件材料：工件材料也是決定（dìng）走刀方式的因素之一，工件材料是直接的加工對象，並不直接影響走刀方式，但會對刀具材（cái）料、大小、加工方式等選用產生（shēng）影響，從而間接影響走刀方（fāng）式。工件毛坯的形狀和大（dà）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（kě）選毛坯的工件，利用毛坯大小、形狀的不同，會改變裝夾方式、加工域的重新分配等影響加工策略，導致采取不同的走刀方式。

4、工件的裝夾（jiá）及緊固方式：工件的裝夾及緊固方式也間接影響走刀方式，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力對（duì）切削用量影響而導致走（zǒu）刀方式的改變，振（zhèn）動對走刀方式影響。

5、刀具的選用：刀具的選用包（bāo）括刀具材料、刀具形狀、刀具長度、刀（dāo）具齒數等，這些參數決定了刀具與（yǔ）工件接觸的麵積大小和頻（pín）率，因而決定（dìng）了單位時間（jiān）裏切削材料的體積大小和（hé）機床負荷，其耐磨程度與刀具壽命則決定了切削時間的長短。而其中對走刀方式產生直（zhí）接影響的是刀具大小（即直徑）。由於選（xuǎn）取不同直徑的刀（dāo）具，會影響殘留區域的大小，造成加工軌跡的變化，導致走刀方式的不同。

6、加工域選擇：在銑削過程中，當複雜（zá）的平麵型腔帶有多個凸台從而形（xíng）成多個內輪廓時，對於行切常常會產（chǎn）生附加的抬刀動作；對於環切則會使（shǐ）加工軌跡加長。這種（zhǒng）附加抬刀動作或加工（gōng）軌跡加長，則會嚴重降低（dī）切削加（jiā）工的效率。因此，如何最大（dà）限度地減少這種狀況的次數就是我們所關注的一（yī）個主要問題。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子區域，分（fèn）別加工各子區域（yù），抬刀發（fā）生在各子區域之（zhī）間，同時根據走刀方式對這些加工子區（qū）域合並或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域選擇，既減少了抬（tái）刀次（cì）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（dāo）方式，提高了加工效（xiào）率。

三（sān）、走刀（dāo）方式的合理選擇

1、基（jī）本（běn）選擇原則

選擇走刀（dāo）方式時（shí）要考慮兩點：一是加工（gōng）時（shí）間（jiān）的長短，二是加工餘量是否均勻。一般來（lái）說，環切方式是（shì）基於工（gōng）件形狀的走刀方式，加工餘量較（jiào）均勻。而選用（yòng）行切方式的加工餘量較不均勻，若希望行切加（jiā）工後（hòu）留下較均勻的餘量，通常需要增加圍繞（rào）邊界的環切刀軌（guǐ）。若忽略餘量不均勻性要求，行切走刀的刀軌長度通常是比較短的；若考慮（lǜ）餘量的不均勻性而增加環切刀軌，當加（jiā）工區（qū）域邊界較長（如多島嶼情況），則圍繞邊界的環切刀軌對總的加工時間影響比較明顯，行切刀軌一（yī）般（bān）會比（bǐ）環切刀軌長。行切走刀刀位容易（yì）計算，占用內存少，但抬刀次數較多。采用環形刀軌時，則需要多（duō）次對（duì）環邊（biān）界（jiè）進行偏置並清除自交環。

2、根據外形特征選擇

工件外形特征決定了加工的走刀方式。根據加工（gōng）客體的（de）不同（tóng），可將工件簡單的（de）分成平麵形腔類（lèi）和自由（yóu）曲麵類。平麵形腔類一般采用行切（qiē）方式加工，由於該類工件多為毛坯整體掏銑加工成型，如盒體、基座等零件，加工餘量較大，采（cǎi）用行切方式（shì）有利於發揮機床的最大進給速度，提高加工（gōng）效率，同（tóng）時其切削（xuē）表麵質量也好於環切加工。

自由曲麵類一般（bān）采（cǎi）用（yòng）環切加工，主要（yào）是由於曲麵多為鑄件或（huò）由規則形狀加工成型，餘量分布不均勻，同時曲麵對型麵精度要（yào）求較高；其次是（shì）環切（qiē）加工與行切方式相比具有良好的曲麵加（jiā）工特性，更（gèng）能（néng）逼近曲麵（miàn）的真實形狀。

3、根據加工策略選擇（zé）

零件的加工常分為粗加工、半精加工、精加工（gōng）三個加工階段，有時還有光整加工階（jiē）段，合理劃（huá）分加工階段是保（bǎo）證加工精度（dù）所必須的。傳統加工方式因機床（chuáng）功能相對單（dān）一，所以工藝路線中可較明顯地看出各個階段的界線，但數控（kòng）銑削加工方式下（xià）這個界線相（xiàng）對模（mó）糊，而且可能會有揉合的情（qíng）況(如粗加工階段有精加（jiā）工的內容，精加工階段也可（kě）能有粗加工的痕跡)，從保證加（jiā）工質量考（kǎo）慮，數控加工時加工階段的劃分也是（shì）需要的，但為了減少裝夾時間（jiān）和簡化走刀動作等，如何確（què）定各階段的加工內容，考慮的問題可能（néng）與傳統加工工藝有些不同。

粗加工的主要目標（biāo）是追求單位時間內（nèi）的材料去除率，並為半精加工準備（bèi）工件的幾何輪廓。 故多采用行（háng）切方式或複合方式進（jìn）行層切。半精加工的主要目標是使工件輪廓形狀平整，表麵精加工餘（yú）量均勻（yún）。故多采用環（huán）切（qiē）方式。精加（jiā）工的主要目標是獲（huò）得幾何尺寸、形（xíng）狀（zhuàng）精度及表麵質量符合要求的工件。應根據工件（jiàn）的（de）幾何特征對內部采用行（háng）切方式，對邊緣及（jí）接合處采用環切方式。

4、根據（jù）編程策略選擇

編程時確定走刀（dāo）方式（shì）的原則主要有：應能（néng）保證零件的加工精（jīng）度和（hé）表麵粗糙（cāo）度的要求;應盡量縮短加工（gōng）路線，減少刀具（jù）空程移動時（shí）間；應使數值計算簡單，程序段（duàn）數量少（shǎo），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，以減少抬刀次數；自由曲麵類環切方式逼（bī）近形狀。毛坯形狀的選用大小會影響編程的選擇（zé），可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外形加工轉化為易裝夾的（de）行（háng）切方式（shì）形腔加工；或將用環切加工的（de）自由曲麵改用行切方式去大餘量，以提高加（jiā）工效率。