​CNC數（shù）控加工,如何正確（què）選擇走刀方式技巧！

隨著現代（dài）製造加工技術的（de）不斷發展，數控加工設備和其配套的CAM 係統（tǒng）得到了廣泛的（de）應用和發展。CAM 係統生成的加工刀具軌跡（即走刀方式）是控製設備加工運作的核心，它（tā）直（zhí）接影響加工工件的精度、表（biǎo）麵粗糙度、總體加工時間、機（jī）床刀具的（de）使用壽命等多個（gè）方麵，最終決定生產效率。

本文通過對走刀（dāo）方式（shì）的不同特點，及影（yǐng）響其選擇的部分因素的分析，並且針對銑削（xuē）過程中工藝方法及走刀方式的比較，為如何選擇合適的走刀方式提供了參考依據。

一、走刀方式

1、走刀方式（shì）的基本概念

數控加工中（zhōng），走刀方式是指刀具完成工件切削時的（de）軌跡規劃（huá）方式。在對同一（yī）個零件加工中，多種走刀方式都可以達到零件的尺寸及精度要求，但加工效（xiào）率（lǜ）卻不相同。

2、走刀方式的分類

走刀方式可化分（fèn）為4類：單向走（zǒu）刀、往複走刀、環切走刀和複合走（zǒu）刀。複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（cè）略來說都是行切走刀。因（yīn）此根據加工策略的不同，走（zǒu）刀（dāo）方式又可分為行切、環切和其他特殊方式。通常使用（yòng）的（de）是行切和環切。

行切方式加工，有利於發揮機床的最大進給速度（dù），同時（shí）其切削（xuē）表麵質量也好於環切加工。然而，當複雜的平麵型腔（qiāng）帶有多個凸台從而形成多個內輪廓時，常常會產生附（fù）加（jiā）的（de）抬（tái）刀動作， 即在（zài）刀具軌跡（jì）某處，或（huò）者為避免刀具與凸台發生幹涉，或者為使刀具（jù）回至剩（shèng）餘（yú）未（wèi）加工區域， 就要讓刀具抬起（qǐ），使之距加工平麵有一定高度，再平移至另外一刀具軌跡起始處，然後繼續切削動作。

行切加工刀具軌跡主要由一係列與（yǔ）某一（yī）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（gōng）或去除大餘量的粗加工。如圖1—往（wǎng）複行切刀（dāo）軌。

環切加工中刀具沿著邊界輪（lún）廓相似的路（lù）徑走刀，由一組封閉曲線組成，能保證刀具（jù）切削零件時（shí）保持相同的切削狀態。由於環切加工是通過連（lián）續偏置構造當（dāng）前環（huán）形軌跡圖來計算下一條環形軌跡，計算複雜且耗時。適（shì）用（yòng）於複雜型腔及曲麵的加工。如（rú）圖2 —環切刀軌。

二、影（yǐng）響走刀方式的因（yīn）素

1、工件自（zì）身（shēn）的形狀及幾（jǐ）何要素：工件（jiàn）自身的形狀及幾何要素包括加工域的（de）幾何形狀、島嶼的（de）大小和位置等方麵。這（zhè）是工（gōng）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的根本因素（sù）。

2、工藝路線：工藝路線是實現加工目的的直接過程，是走刀方式選擇的（de）直接（jiē）依據。工藝路線決定了加工域的（de）先後順序，島嶼的合並及拆分，粗加工、半（bàn）精加工、精加工的劃分等。實（shí）現目（mù）標的工藝路線有多種，這就決定了走（zǒu）刀方式的不同（tóng）選擇。

3、工件材料：工件材料也（yě）是決定走刀方（fāng）式的因素之（zhī）一，工件材料是直接的加工對象，並不直接（jiē）影響走刀方式，但會對刀（dāo）具材料、大小、加工方式等選用產生（shēng）影響，從而間（jiān）接影響走刀方式。工件毛坯的形狀和大小等會（huì）造成工件各部分的加（jiā）工餘量分配是否均（jun1）勻，同時對可選毛坯的（de）工件，利用毛坯大小、形狀的（de）不同，會改變裝夾方式、加工域的（de）重（chóng）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，如壓板產生的新“島嶼”的影響，緊固力對切削用量影響而導致走刀方式的改（gǎi）變，振動對走刀方式影響。

5、刀具的（de）選用：刀具的選（xuǎn）用包括（kuò）刀具（jù）材料、刀具形狀、刀具長度、刀具齒數等（děng），這些參數決定了刀具與工件接觸（chù）的麵積大小和頻率，因（yīn）而決定了單位時間裏切削材料的（de）體積大（dà）小和機床負荷，其耐磨程度與刀具壽命（mìng）則決定了（le）切（qiē）削時間的長短。而其中對走刀方式產生直接影響的是刀具大（dà）小（即（jí）直徑）。由於選取（qǔ）不同直徑的刀具，會影（yǐng）響殘留區域的大小（xiǎo），造成加工軌跡的變化，導致走刀方式的不同。

6、加工域（yù）選擇：在銑（xǐ）削（xuē）過程中，當複雜的平麵型腔帶有多個凸台從而形成多個（gè）內輪（lún）廓時，對於行切常常會產（chǎn）生附加（jiā）的抬刀動作；對於環切則會使加工軌跡加長。這（zhè）種附（fù）加（jiā）抬刀動作（zuò）或加工軌跡加長，則會嚴重降低切削加工的效率。因此，如何最大限（xiàn）度地（dì）減（jiǎn）少這種狀況的次數就是我們所關注的一個主要問題。

把整個切削區域按加工需要分成若幹子區域，分別加工各子區域，抬刀發生在各子區域之間，同時（shí）根據走刀（dāo）方式對這些（xiē）加工子區域合並（bìng）或分割，甚至於忽略。這種不同的加工域（yù）選擇，既減少了抬刀次數（shù）又不會使加工軌跡的相對變長，同時可（kě）對新區域采用（yòng）最合理的走刀（dāo）方（fāng）式，提（tí）高了（le）加工效率。

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（kǎo）慮兩點：一是加工時間的長短，二（èr）是加工餘量是否均勻（yún）。一般來說，環切方式是基於工件形狀的走刀方式，加（jiā）工餘量較（jiào）均勻。而選用行切方式的加工餘量較不均勻，若希（xī）望行切加工後留下較均勻的（de）餘量，通常需要（yào）增加圍繞（rào）邊界的環切（qiē）刀軌。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；若考慮餘量的不均勻性而增加環切刀軌，當加工區域邊界較長（如多（duō）島嶼情況），則圍繞邊界（jiè）的環切刀軌對總的加工時間影響比較（jiào）明顯，行（háng）切（qiē）刀軌一般會比（bǐ）環切刀軌長。行切走刀（dāo）刀位容（róng）易計算（suàn），占用內存（cún）少，但抬刀次（cì）數較多。采用環形刀軌（guǐ）時，則需要多次對環（huán）邊（biān）界進行偏置並（bìng）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（gōng）的（de）走刀方式。根據加（jiā）工客（kè）體的不同，可將工件簡單的（de）分成平麵形腔類和自由曲麵類。平麵形腔類一般采用行切方式加工，由於（yú）該類工件（jiàn）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，采用行切方式有利於發揮機床的（de）最大進給速度，提高加工效率，同時其切削表麵質量也好於環（huán）切加工。

自（zì）由曲麵類一般采用環切加（jiā）工，主要是由於曲麵多為鑄件或由規則形狀加工成（chéng）型，餘量分布（bù）不均（jun1）勻（yún），同時曲麵對（duì）型（xíng）麵精（jīng）度要求較高；其（qí）次是環切加工與行切方式相比具有良好的曲麵加工特性，更能逼近（jìn）曲麵的真（zhēn）實形（xíng）狀。

3、根據加工策略選擇

零件的加工（gōng）常分為粗加工（gōng）、半精加工、精加工三個加工階段，有時還（hái）有光整加工階（jiē）段，合理（lǐ）劃分加工階段（duàn）是保（bǎo）證加工精度（dù）所必（bì）須的。傳統加工方式因機床功能相對單一（yī），所以工藝路線中（zhōng）可較明顯地看出各個階段的界線，但數控銑削加工方式（shì）下這個界線相對模糊，而且可能會（huì）有揉合的情（qíng）況(如粗加工階段有精加工（gōng）的內容，精加工階段也可能有粗（cū）加工的痕跡)，從保證加工質量考慮，數（shù）控加工時加工階段的劃分也是需（xū）要的，但為了減少裝夾時間和簡化走（zǒu）刀動作等，如何確定各階段的加（jiā）工內容，考慮（lǜ）的問題可（kě）能與傳統加工工藝有些不同（tóng）。

粗加工的主要目標是追求單位時間內的材料（liào）去除率，並（bìng）為半精（jīng）加工準備工（gōng）件的幾何輪廓。 故多（duō）采用行切方式或複合方式進行層切。半精加工（gōng）的主要目標是使（shǐ）工件輪廓形狀平整，表麵精加工餘量（liàng）均勻。故多（duō）采用環切方式。精加工的主要目標（biāo）是獲得幾何尺寸、形（xíng）狀精（jīng）度及表麵質（zhì）量符合要求的工件。應根據工件（jiàn）的幾何特征對內部采（cǎi）用行切方式，對邊緣及接合處采用環切（qiē）方式。

4、根據編（biān）程策略選擇

編程時確定（dìng）走刀方式的（de）原則主要有：應能保證零件的（de）加工精度和表（biǎo）麵粗糙度的要求;應盡（jìn）量（liàng）縮短加工路線，減少刀具（jù）空程移動時間；應（yīng）使數值計算簡單（dān），程序段數量少，以減少編程工作量（liàng）。一般而言，對於平麵形腔類（lèi）采用行切方（fāng）式劃分加工域，以減少抬（tái）刀次數；自由曲麵（miàn）類（lèi）環切方式（shì）逼近形狀（zhuàng）。毛坯形狀的（de）選用大小會影響編程（chéng）的選擇，可通過加大毛坯外形，將不易裝夾的外（wài）形加工轉化為易（yì）裝夾（jiá）的行切方式（shì）形腔加工；或將用（yòng）環切加工的自由曲麵改用行切方式（shì）去大餘量，以（yǐ）提高（gāo）加工效率。